2015届高考生物二轮复习:专题九 第2讲 酶的应用和生物技术在其他方面的应用
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提能专训(十四)酶的应用和生物技术在其他方面的应用1.通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植株等。
如图是植物组织培养的过程,请回答相关问题。
离体的植物器官、组织或细胞①→愈伤组织②→丛芽③→植株④(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的根本原因是__________________________。
植物组织培养技术所用的MS 培养基中____________________提供植物细胞生活所必需的无机盐;____________提供碳源,同时能够维持细胞的渗透压。
(2)利用月季的花药离体培养产生单倍体时,选材非常重要。
一般来说,在______________期花药培养的成功率最高。
为了选择该期的花药,通常选择______________的花蕾。
若要得到可育植株,需要对④进行处理的方法有______________。
(3)若要进行兰花无病毒植株的培育,首先选择兰花的________作因是____________________。
从外植体到无病毒植株试管苗,要人为控制细胞的__________和__________过程。
研究人员研究了茎尖外植体大小对苗的成活率和脱毒率的影响,实验结果如图所示:实验结果表明,茎尖越小,____________,因此脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为________ mm。
(4)在植物组织培养过程中,愈伤组织的成功诱导是至关重要的步骤。
某研究小组以食用稗的成熟胚作为外植体,在基本培养基上研究植物生长调节剂对食用稗愈伤组织诱导率的影响。
实验结果如下表:体总数×100%从上表可知,在基本培养基中添加较高浓度的__________有利于食用稗的胚形成愈伤组织,而添加________则不利于食用稗的胚形成愈伤组织。
答案:(1)植物细胞具有全能性微量元素和大量元素蔗糖(2)单核完全未开放用秋水仙素处理或进行低温处理(3)茎尖或根尖分生组织分生组织分裂快,很少被病毒感染甚至无病毒脱分化(或去分化)再分化脱毒率越高,成活率越低0.27(4)2,4-D6-BA解析:(1)外植体能培养成植株是因为植物细胞具有全能性。
酶的应用和生物技术在其他方面的应用1.(15分)(2014·济宁模拟)高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。
研究者从热泉中筛选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌,其筛选过程如下图所示。
(1)从用途上来说,Ⅰ号培养基属于________培养基;从物理状态上来说,Ⅱ号培养基属于固体培养基,配制时一般加入________作为凝固剂。
(2)进行①过程的目的是________________________________________________________________________;②过程所使用的接种方法是____________法。
(3)Ⅰ、Ⅱ号培养基配制和灭菌时,灭菌与调节pH的先后顺序是________________________________________________________________________;一般对配制的培养基采用____________法灭菌。
(4)部分嗜热菌在Ⅰ号培养基上生长时可释放________________分解培养基中的淀粉,在菌落周围形成透明圈;应挑出透明圈____________(填“大”或“小”)的菌落,接种到Ⅱ号培养基。
【答案】(1)选择琼脂(2)稀释稀释涂布平板(3)先调节pH,后灭菌高压蒸汽灭菌(4)淀粉酶大2.(15分)(2014·课标Ⅱ)为了调查某河流的水质状况,某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量,并进行了细菌分离等工作。
回答下列问题:(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。
在涂布接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间,这样做的目的是________________;然后,将 1 mL 水样稀释100倍,在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL稀释液;经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为39、38和37。
据此可得出每升水样中的活菌数为________。
(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌。
第2讲酶的应用和生物技术在其他方面的应用[考纲要求] 1.酶活力测定的一般原理和方法。
2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。
3.植物的组织培养。
4.蛋白质的提取和分离。
5.PCR技术的基本操作和应用。
6.DNA的粗提取与鉴定。
[构建网络]考点一酶的应用1组成本质作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶蛋白质催化果胶分解成为可溶性半乳糖醛酸纤维素酶C1酶、C X酶、葡萄糖苷酶蛋白质2.种类洗涤原理洗涤实例蛋白酶可将蛋白质分解为易溶解或分散于洗涤液中的小分子的肽或氨基酸血渍、奶渍及各种食品中的蛋白质污垢脂肪酶把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、口红淀粉酶能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等来自面条、巧克力等的污垢纤维素酶使纤维的结构变得蓬松,从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触,达到更好的去污效果[错混诊断]1.相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉( ·江苏,16C)( ×)2.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是作为反应底物( ·江苏,3D)( ×) 3.多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层( ·江苏,15D)( ×)4.嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂。
就酶的作用特点而言,室温下先与肉片混匀放置一段时间再炒熟的使用方法最佳( ·广东文基,72D改编)( √)5.用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍,效果比其他类型的加酶洗衣粉好( ·江苏,3D)( ×) 6.棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤( ·江苏,15C)( ×)题组一探究酶活性的因素1.某同学用实验来探究pH对果胶酶活性的影响。
他准备了5份含有等量果胶酶溶液的试管,用0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液调节至不同的pH,每支试管加五块0.1 cm3的正方体苹果块,试管均置于25 ℃室温条件下。
【金版教程】2015高考生物大二轮复习 9-2酶的应用及生物技术在其他方面的应用(含解析)Z作业测评·固效果1.利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。
请完善实验方案,并回答相关问题。
实验目的:比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。
实验原理:纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖,______________________________________,葡萄糖的生成量表示酶活性大小。
实验材料:三种微生物(A、B、C)培养物的纤维素酶提取液,提取液中蛋白酶浓度相同。
实验步骤:(1)取四支试管,分别编号。
(2)在下表各列的一个适当位置,填写相应试剂的体积量,并按表内要求完成相关操作。
(3)将上述四支试管放入37 ℃的水浴中,保温1小时。
(4)在上述四支试管中分别加入________试剂,摇匀后,进行50~60 ℃水浴2分钟。
(5)观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。
实验结果:分析讨论:①上述结果表明:不同来源的纤维素酶,虽然蛋白酶浓度相同,但活性不同。
若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异,其可能原因是________________________________________。
②你认为上述三种微生物中,最具有应用开发价值的是_____。
③从解决能源问题的角度,开发这种纤维素酶的意义在于____________________________。
解析:本题考查不同的微生物产生的纤维素酶对纤维素分解效果的实验设计和分析。
本实验原理是纤维素酶分解纤维素的产物是葡萄糖,葡萄糖是还原糖,能与斐林试剂发生反应,产生砖红色沉淀,用产生的砖红色沉淀的深浅可以验证产生的葡萄糖的量,根据在等量的不同微生物产生的纤维素酶的作用下,单位时间内产生的葡萄糖的量来证明不同酶的活性大小。
由表中信息知,总体积量都为2.0 mL,所以4号试管应该加1.5 mL蒸馏水,1、2、3号试管应该分别加入等量的(0.1 mL)微生物A、B、C提取样液。
闪堕市安歇阳光实验学校专题能力训练十九酶的应用、蛋白质技术及生物技术在其他方面的应用1.胡萝卜素可分别从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取,提取流程图如下。
请根据胡萝卜素的提取过程及其性质,回答下列问题。
(1)培养酵母菌R时,培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供和。
(2)从胡萝卜中提取胡萝卜素时,干燥过程应控制好和,以防止胡萝卜素分解;萃取过程中宜采用方式加热;萃取液浓缩前需进行。
(3)纸层析法可用于鉴定所提取胡萝卜素,鉴定过程中需用胡萝卜素作为。
(4)玫瑰精油的提取方法是法,该方法(填“适合”或“不适合”)胡萝卜素的提取;柠檬芳香油的制备通常用法。
答案:(1)碳源氮源(2)时间温度水浴过滤(3)样品对照(4)水蒸气蒸馏不适合压榨2.研究发现柚皮精油和乳酸菌素(小分子蛋白质)均有抑菌作用,两者的提取及应用如下图所示。
(1)柚皮易焦糊,宜采用法提取柚皮精油,该过程得到的糊状液体可通过除去其中的固体杂质。
(2)筛选乳酸菌A时可选用平板划线法或接种。
采用平板划线法接种时需先灼烧接种环,其目的是。
对新配制的培养基灭菌时常用的是。
实验前需对超净工作台进行处理。
(3)培养基中的尿素可为乳酸菌A的生长提供。
(4)进行抑菌实验时,在长满致病菌的平板上会出现以抑菌物质为中心的透明圈。
可通过测定透明圈的来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。
答案:(1)压榨过滤(2)稀释涂布平板法灭菌(防止杂菌污染) 高压蒸汽灭菌法消毒(3)氮源(4)直径(大小)3.胡萝卜营养价值高,被国内外营养专家誉为“小人参”,其中含有丰富的天然胡萝卜素。
胡萝卜素不溶于水,易溶于有机溶剂。
三七是一种名贵中药,其有效成分是三七皂甙,是一种非脂质有机物,易溶于水。
请回答下列有关问题。
(1)为了更容易地榨取胡萝卜汁,提高澄清度,需要加入果胶酶,该酶通常从真菌细胞中提取,从功能看,筛选真菌细胞所用的培养基为培养基。
(2)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是。
开躲市安祥阳光实验学校课后限时集训(十七) 酶的应用及生物技术在其他方面的应用(建议用时:40分钟)(教师用书独具)非选择题1.鸭梨醋饮属绿色健康饮品,既保存了鸭梨中的多种氨基酸、维生素、矿物质、有机酸等营养成分,又兼具果醋醒酒护肝、助消化、降低血脂、软化血管等养生保健功能,深受广大消费者青睐。
如图为鸭梨醋饮的制作流程,请据图回答问题。
(1)若得到的鸭梨汁非常混浊,解决的方法是_____________。
(2)过程②所用的微生物是________,为了提高该微生物的利用率,最好用________法对其进行固定,而固定化酶一般采用______________法,理由是_______________。
(3)研究人员发现过程②中的发酵液中存在一种活性蛋白,可提高果醋的产量,分离该蛋白可用电泳法,其原理是根据蛋白质的________、大小及形状不同,在电场中的________不同而实现分离。
除电泳法外,请再写出一种分离此蛋白的方法:______________。
[解析] (1)植物细胞的细胞壁成分是纤维素和果胶,所以应用果胶酶处理果汁,提高苹果的出汁率并使果汁变得澄清。
(2)过程②表示果醋的制作,果醋制作利用了醋酸菌的有氧呼吸;由于细胞相对于酶来说更大,难以被吸附或结合,因此多采用包埋法;而酶分子较小,容易从包埋材料中漏出,一般采用物理吸附法或化学结合法。
(3)研究人员发现过程②中的发酵液中存在一种活性蛋白,可提高果醋的产量,分离该蛋白可用电泳法,其原理是根据蛋白质的电荷、大小及形状不同,在电场中的迁移速度不同而实现分离;除电泳法外,凝胶色谱法也可以用来分离蛋白质。
[答案] (1)用果胶酶处理(2)醋酸菌包埋物理吸附和化学结合酶分子较小,容易从包埋材料中漏出(3)电荷迁移速度凝胶色谱法2.(2020·成都蓉城名校联盟高三联考)苹果除了直接食用外,还可以制作成多种产品,如苹果汁、苹果醋等。
利用固定化酶技术和固定化细胞技术能提高产品的质量和产量,提高经济效益。
2015届高考生物二轮复习:专题九第2讲酶的应用和生物技术在其他方面的应用第2讲酶的应用和生物技术在其他方面的应用1.科研人员研究了不同洗涤浓度(单位体积的水中加入洗衣粉的量)的两种加酶洗衣粉的去污)力式等无关变量B.若洗涤的是相同污布,则两种加酶洗衣粉的洗涤效果相似C.实际洗涤时,除考虑适宜的洗涤浓度外,还需考虑衣服质地等D.所有加酶洗衣粉最适洗涤浓度都为0.4%,浓度过大是不必要的答案 D解析表中两种洗涤剂在不同浓度下洗涤效果基本相同;根据表中信息不能得出所有加酶洗衣粉最适洗涤浓度都为0.4%。
2.下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述正确的有(双选)( )A.提取细胞中的DNA和蛋白质都需要用蒸馏水涨破细胞B.用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA ,可去除蛋白质C.蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中分子量较小的杂质D.蛋白质和DNA中,只有蛋白质可以用电泳的方法进行分离纯化答案BC解析本题综合考查DNA和蛋白质的提取与分离实验。
熟知这两个实验的操作步骤是解题的关键。
如果提取动物细胞中的DNA和蛋白质,可以采用蒸馏水涨破细胞,但是如果用植物细胞来提取DNA,用蒸馏水就无法涨破细胞,所以应根据细胞的结构特点选择不同的方法(常用的有研磨法、超声波法、酶解法等)破碎细胞,故A 错误。
透析法可以将蛋白质与其他小分子化合物,如无机盐、单糖、二糖、氨基酸等分离,但是不能将蛋白质与DNA分开,故C正确。
蛋白质和DNA都是大分子物质,都具有可解离的基团,皆可以用电泳的方法进行分离纯化,故D错误。
DNA在NaCl溶液中的溶解度随NaCl溶液浓度的不同而变化。
当NaCl溶液的物质的量浓度为0.14 mol/L时,DNA的溶解度最低。
利用这一原理,可以使溶解在NaCl溶液中的DNA 析出,故B正确。
3.请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。
实验用具和材料:磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。
实验一:探究果胶酶在果汁生产中的作用实验方法及步骤:(1)将苹果洗净去皮,用磨浆机制成苹果泥,加入适量蒸馏水备用。
(2)取两个100mL洁净烧杯,编号1、2,按相应程序进行操作(3)_______________________________________,并记录结果。
实验结果的预测及结论:如果_____________________________________ ___________________________________,则说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用。
实验二:探究果胶酶用量假设你已经探究了果胶酶的最适温度(为45℃)和最适pH(为4.8),你还想进一步探究果胶酶的最适用量。
此时,实验的变量是___________ ____。
合理地设置果胶酶用量的梯度后,可通过苹果泥出汁的多少来判断酶的用量是否合适。
请根据所给的材料和用具完成以下探究实验。
(1)材料用具:制备好的苹果泥、恒温水浴装置、试管、漏斗、滤纸、量筒、试管夹、质量分数为2%的果胶酶溶液、体积分数为0.1%的NaO H和盐酸。
(2)实验步骤:①取6支试管,编号1~6,分别加入______________________,调节pH至4.8。
②向1~6号试管中分别加入_________________ ______________________________,然后放入45 ℃恒温水浴________________。
③_______________________________________ _________________________________。
(3)结果与讨论:怎样根据实验数据确定某一果胶酶用量是最适用量?___________________ _________________________________________ _______________________________。
答案实验一:(2)顺序①在烧杯中加入苹果泥20mL20mL②在烧杯中加入2%的果胶酶溶液2mL③注入蒸馏水2 mL④在恒温水浴中保温,并用玻璃棒不断搅拌10min10min(3)相同的时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大,澄清度高实验二:果胶酶的用量(2)①等量的苹果泥②不同体积的果胶酶溶液保温相同时间③过滤苹果泥并记录果汁体积(3)随着果胶酶用量的增加,过滤到的果汁的体积也增加,当果胶酶的用量增加到某个值后,再增加果胶酶的用量,过滤到的果汁体积不再改变,说明这个值就是果胶酶的最适用量4.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。
请回答下列问题:(1)由图推知,该实验的目的是_______________ ___________________________。
(2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣①该实验设计体现了____________________原则。
②若实验组1号洗净所需时间接近7分钟,最可能的原因是________________。
(3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有________。
①棉织品②毛织品③腈纶织品④蚕丝织品(4)根据以上实验结果,写出两项提高加酶洗衣粉效果的措施。
___________________________________________________________ _____________。
答案(1)探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响(2)①对照、单一变量②酶失活(3)②④(4)用温水浸泡;延长浸泡时间;增加洗衣粉的用量等解析(1)分析曲线图,横坐标是碱性蛋白酶含量,纵坐标表示去污力,图中的两条曲线自变量除碱性蛋白酶含量外,还有温度,故该实验的目的是探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响。
(2)分析表格,1与2、3与4形成加酶与否的对照,1与3、2与4形成温度不同的对照,体现了对照原则和单一变量原则。
实验组1号为45 ℃加酶洗衣粉组,正常洗净时间为4分钟,若接近7分钟则与实验组2号结果相同。
2号是不加酶的普通洗衣粉组,所以原因很可能是酶失活。
(3)毛织品和蚕丝织品均为蛋白质类织品,不宜使用加蛋白酶的洗衣粉洗涤。
(4)从实验记录表中可看出,45 ℃时的效果比5 ℃时好,用温水浸泡会提高酶的活性,延长浸泡时间可使酶与污物充分接触,适当增加酶浓度无疑会提高分解污物的速率。
5.化学降解法是一种传统的测定DNA分子碱基序列的方法,具体操作过程如下图:(1)由待测定的DNA片段获得DNA单链的方法是____________________________________,图中特定化学试剂的作用是破坏DNA单链在某种特定碱基处的________________键。
(2)电泳时,电泳槽内先要加入____________,再将处理好的不同长度的DNA片段样品加入点样孔,利用待分离样品中各分子的带电性质的差异,以及分子________、形状的不同,使它们在电场作用下产生不同的________________,从而实现样品中各分子的分离。
(3)从理论上分析,要想测出图中该DNA片段的全部碱基序列,按以上模式操作至少________次。
(4)若想进一步判定该DNA片段中是否含有某基因,可用基因探针检测。
探针的制备是取某基因的________条链,并作___________________ _____。
答案(1)用解旋酶(或95 ℃高温)处理待测DNA片段磷酸二酯(2)缓冲液(本身)大小迁移速度(3)3 (4)一放射性同位素标记解析(1)95 ℃高温处理或用解旋酶处理待测DNA片段可获得DNA单链。
只有破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键才可把DNA分子单链断开。
(2)电泳利用了不同分子的带电性质的差异,以及分子本身大小、形状的不同,使不同分子在电场作用下产生不同的迁移速度,从而实现样品中各分子的分离。
(3)按上图模式每操作1次,能够测出一条链中1种碱基的位置,DNA分子中有4种碱基的位置,操作3次就能测出DNA一条链上3种碱基的位置,空位自然是第4种碱基的位置。
再根据碱基互补配对原则,可推知DNA 片段上另一条链的碱基顺序。
所以从理论上讲,只要按上图模式操作3次,就能测定一段双链DNA中的全部碱基顺序。
(4)基因探针的制作原理是取某基因的一条链,并作放射性同位素标记。
6.如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置,请据图回答下列问题。
(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分,它在红细胞中的作用体现了蛋白质具有__________功能。
(2)甲装置中,B是血红蛋白溶液,则A是____________________________________;乙装置中,C溶液的作用是__________________ ____________________________________。
(3)甲装置用于________,目的是_____________ _______________________________。
用乙装置分离蛋白质的方法叫_______________ _,是根据________________________分离蛋白质的有效方法。
(4)用乙装置分离血红蛋白时,待_____________ _______________________________时,用试管收集流出液,每5 mL收集一管,连续收集。
答案(1)运输(2)磷酸缓冲溶液洗脱血红蛋白(3)透析(粗分离)去除样品中相对分子质量较小的杂质凝胶色谱法相对分子质量的大小(4)红色的蛋白质接近色谱柱底端解析用透析法(如图甲)对血红蛋白进行粗分离,将血红蛋白溶液装入透析袋中,可以去除样品中相对分子质量较小的杂质。
血红蛋白的纯化采用凝胶色谱法(如图乙),血红蛋白相对分子质量较大,无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路径较短,移动速度较快,可以收集到红色的蛋白质。
7.多聚酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR),是一种DNA体外扩增技术。
请回答下列相关问题:(1)PCR技术的原理是______________________。
在用PCR技术扩增DNA时,利用了DNA的__ ______原理,通过控制温度来控制双链的_____ ___和________。
(2)PCR反应体系要加入________种脱氧核苷酸的混合物。
(3)Mg2+浓度对PCR扩增效率影响很大,浓度过高可降低PCR扩增的特异性,浓度过低则影响产量。
PCR实验不能使用自来水,而要使用至少蒸馏两次的蒸馏水,原因是_______________ _________________。