二轮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[明确考纲要求]1.酶的应用：(1)酶在食品制造和洗涤等方面的应用。(2)制备和应用固定化酶。2.生物技术的应用：(1)植物的组织培养。(2)蛋白质的提取和分离。(3)PCR技术的基本操作和应用。第2讲本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能[关键处填充]第2讲网络构建·自我诊断分解纤维素和果胶，易于榨取果汁温度、pH、酶的抑制剂等蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等普通洗衣粉与加酶洗衣粉、加酶洗衣粉不同温度控制、加酶洗衣粉的不同种类一种酶，只催化一种或一类化学反应一系列酶细胞的全能性脱分化和再分化材料、营养、激素、pH、温度、光照等蛋白质的各种特性凝胶色谱法和电泳法DNA热变性变性复性延伸本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能[连接处思考]1.固定化细胞在使用上有什么要求？第2讲网络构建·自我诊断提示因为固定化细胞使用的是活细胞，因而要定期提供全面的营养物质，供细胞生长、繁殖。2.影响酶活性的因素有哪些？提示pH、温度、抑制剂、激活剂等。3.凝胶色谱法的原理是什么？提示根据相对分子质量的大小分离蛋白质。本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能[自我诊断]1.某同学进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较”课题研究。下列叙述错误的是()A.设计对照实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉B.洗衣粉用量、污渍种类和洗涤温度等无关变量全部相同且适宜C.根据相同时间内污渍去除程度的差异得出实验结论D.根据污渍完全洗净所需时间的差异得出实验结论第2讲网络构建·自我诊断解析比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果，设计对照实验时，应该用蛋白酶洗衣粉和普通洗衣粉进行对照。A本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能2.固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。科研人员用双重固定法，即采用戊二醛作为交联剂(使酶相互连接)、海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量。下图甲、乙、丙为部分研究结果。下列有关叙述，错误的是()第2讲网络构建·自我诊断本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能A.由图甲可知，固定化小麦酯酶比游离小麦酯酶对温度变化的适应性强B.由图乙可知，用浓度约为3%的海藻酸钠作为包埋剂效果最好C.由图丙可知，固定化小麦酯酶一般可重复使用3次，之后若继续使用，则酶活力明显下降D.固定小麦酯酶应直接采用海藻酸钠包埋法第2讲网络构建·自我诊断本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能解析由图甲可知，在一定范围内，随着温度的升高，固定化小麦酯酶的酶活力始终比游离小麦酯酶的酶活力高，故固定化小麦酯酶比游离小麦酯酶对温度变化的适应性强；由图乙可知，海藻酸钠浓度约为3%时，酶活力最高；由图丙可知，固定化小麦酯酶使用3次后，若继续使用则其酶活力明显下降；一般来说，酶的固定适合采用化学结合法、物理吸附法，细胞的固定适合采用包埋法。第2讲网络构建·自我诊断答案D本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能3.1970年，特明和巴尔的摩证实RNA病毒能以RNA为模板合成DNA，并发现了催化此过程的酶。下图为形成cDNA的过程和PCR扩增过程示意图。请据图回答下面的问题：(1)催化①过程的酶是__________。(2)③过程也称为DNA的变性，此过程在温度高达90～95℃时才能完成，说明DNA分子具有________性。(3)由图中信息分析可知，催化②⑤过程的酶都是________，两者在作用特性上的区别是__________________。第2讲网络构建·自我诊断本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能(4)江苏有一道凉菜——白斩鸡，鸡肉嫩而不韧、味美鲜香。在其加工过程中添加了从木瓜中提取的酶制成的“嫩肉粉”。下列关于“嫩肉粉”的叙述中，正确的是()A.“嫩肉粉”可能是通过催化细胞间的纤维素水解而实现“嫩肉”的B.与高温蒸煮相比，“嫩肉粉”是通过降低反应的活化能而实现“嫩肉”的C.“嫩肉粉”应在蒸煮鸡肉时加入，才能实现“嫩肉”D.“嫩肉粉”是一种化工产品，不利于人体健康，实际应用中能少则少，能无则无第2讲网络构建·自我诊断本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能解析由题图可知，RNA→DNA为逆转录过程，需要逆转录酶。②⑤都是DNA复制过程，需要DNA聚合酶。PCR扩增使用的某些酶具有耐高温的特性。第2讲网络构建·自我诊断答案(1)逆转录酶(2)稳定(3)DNA聚合酶催化⑤过程的酶耐高温(4)B本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能必考点1酶的应用1.探寻在酶的实验探究中应注意的问题(1)实验设计时要遵循和两大原则，严格控制。(2)探究不同温度(或pH)对酶活性的影响时，作为自变量，通常通过设置来确定最适值。最适值是通过比较相同时间内获得的来确定的。(3)探究最适温度时，为无关变量；探究最适pH时，温度最好为。第2讲高频考点·命题示例单一变量对照无关变量温度(或pH)合理的梯度产量或效果pH最适温度本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能(4)探究果胶酶的最适用量时，所测出的最适用量是指在本实验的、等条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明和。(5)探讨加酶洗衣粉的最适温度要根据生活中的实际情况，合理设置。(6)在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果条件，还要考虑到酶的和的问题。第2讲高频考点·命题示例温度pH温度pH温度梯度专一性洗涤成本本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能2.比较下表中直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的差异直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种类常用载体氧化铝、高岭土、硅胶、二氧化钛、硅藻土等明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等常用方法第2讲高频考点·命题示例一种或几种一种一系列酶包埋法、化学结合法、物理吸附法包埋法本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能营养物质基础化学反应底物优点缺点第2讲高频考点·命题示例不需要不需要需要一种或几种一种一系列各种物质各种物质能进入载体的小分子物质效率高、耗能低、无污染可回收，反复使用成本低、易操作，可催化一系列化学反应环境因素影响大，酶难以回收利用不利于催化一系列化学反应反应物与细胞内的酶不容易接触，催化效率下降本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能【命题示例1】下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B.固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C.利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，需提供适宜的营养条件D.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第2讲高频考点·命题示例本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能解析固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高，耐受性比较好，故B错；利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，是通过酶催化化学反应实现的，不需要提供营养条件，故C错；利用固定化酵母细胞进行发酵时糖类的作用有：作为反应底物和作为碳源来调节酵母菌的代谢方式，D错。第2讲高频考点·命题示例答案A本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能【命题示例2】某同学进行苹果汁制作实验，工艺流程如图所示。请回答：(1)图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是________。黑曲霉提取液中含有的________可分解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过________方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去____________。第2讲高频考点·命题示例本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能(2)实验中，操作流程A和B的先后顺序为________。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是________。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的________混合，如果出现________________现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调________。(3)实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被________使用。第2讲高频考点·命题示例本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能解析(1)在制作工艺中必须对原材料消毒，这样才能保证后续实验的成功。KMnO4是强氧化剂，可以起到对苹果的消毒作用。使果胶分解的物质是果胶酶。在制备固定化酶时，石英砂具有吸附作用。为了除去未被固定的酶等物质，需用蒸馏水洗涤固定化柱。(2)实验中应先制备好固定化酶，再对苹果进行榨汁处理，否则易使果汁被污染。在苹果汁澄清过程中，应将调节阀1关闭，否则在产物中会混入较多的果胶酶。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的乙醇混合，如果出现浑浊或沉淀的现象(乙醇对果胶有凝聚作用)，说明果胶还没有被完全分解。为使果胶完全分解，应将流速调慢，以便反应充分进行。第2讲高频考点·命题示例本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能(3)固定化酶的最大优点是可回收，重复使用。第2讲高频考点·命题示例答案(1)消毒果胶酶吸附未被固定的酶等物质(2)A、B阀1乙醇浑浊(沉淀)慢(3)重复本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能归纳总结固定化技术的比较方法定义适用范围模型包埋法将酶包裹在多孔的载体中。常见的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等多用于细胞的固定第2讲高频考点·命题示例本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能化学结合法将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上物理吸附法将酶吸附到固体吸附剂的表面。固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等多用于酶的固定第2讲高频考点·命题示例本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能必考点2植物组织培养技术1.用流程图的形式写出植物组织培养的过程。第2讲高频考点·命题示例离体的植物组织或细胞愈伤组织根、芽等(试管苗)完整植物体本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能2.比较下表中植物茎的组织培养与花药植株培养菊花茎的组织培养月季的花药培养理论依据基本过程影响因素选择材料操作流程制备→消毒→→→→栽培选材→消毒→和→和→移栽→栽培选育第2讲高频考点·命题示例细胞的全能性脱分化、再分化材料、营养、激素、pH、温度、光照等体细胞花药(生殖细胞)培养基外植接种培养移栽材料接种培养筛选诱导体本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能3.据表思考相关问题(1)上述两种培养过程均需全程光照吗？第2讲高频考点·命题示例答案在初期，菊花茎的组织培养需光照，月季的花药培养不需光照，而在后期均需光照。(2)菊花茎的组织培养实验中，为什么要选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝？答案该部分不仅分生能力强，而且无病毒侵染。(3)月季花药在实验中，为什么要选择花粉发育过程中的单核靠边期的花药进行培养，而不是选择花粉？答案因为此时花瓣未开，微生物不易侵入，便于消毒。本讲栏目开关网络构建·自我诊断高频考点·命题示例体验真题·提升考能【命题示例3】下列有关植物组织培养的叙述，正确的是()A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株C.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子D.植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得第2讲高频考点·命题示例本讲栏目开关