1、第二讲第二讲 酶的应用和生物技术酶的应用和生物技术在其他方面的应用在其他方面的应用题组题组1酶的应用酶的应用1(2010江苏生物，江苏生物，3)某种蛋白酶是由某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋个氨基酸脱水缩合形成的蛋 白质，下列叙述正确的是白质，下列叙述正确的是 ()A该蛋白酶分子结构中至少含有该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和个氨基和129个羧基个羧基 B该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 C利用透析法纯化该蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液利用透析法纯化该蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液 D用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效
2、果比其他类型加酶洗衣粉好用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好解析解析：一个蛋白质分子中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧一个蛋白质分子中至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基；该蛋白酶属于蛋白质，与双缩脲试剂作用，产生紫色反应；利用基；该蛋白酶属于蛋白质，与双缩脲试剂作用，产生紫色反应；利用透析法纯化该蛋白酶时，应以磷酸缓冲液作为透析液；蛋白酶催化水透析法纯化该蛋白酶时，应以磷酸缓冲液作为透析液；蛋白酶催化水解蛋白质，而油渍属于脂质，用含该蛋白酶的洗衣粉无法去除油渍，解蛋白质，而油渍属于脂质，用含该蛋白酶的洗衣粉无法去除油渍，用含该蛋白酶的洗衣粉去除血渍、奶渍时，效果比其
3、他类型加酶洗衣用含该蛋白酶的洗衣粉去除血渍、奶渍时，效果比其他类型加酶洗衣粉好。粉好。答案：答案：B 2(20102010江苏生物，江苏生物，2525)图图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2 是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述正确的是是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述正确的是 (多选多选)()A刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液B图图1中中X溶液为溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠C图图2发酵过程中搅拌的目
4、的是为了使培养液与酵母菌充分接触发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触D图图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中装置中解析解析：溶化的海藻酸钠应冷却至室温后与活化的酵母菌混合，溶化的海藻酸钠应冷却至室温后与活化的酵母菌混合，A项错误。项错误。海藻酸钠与酵母菌混合液应滴入海藻酸钠与酵母菌混合液应滴入CaCl2溶液中，以制备凝胶珠；凝胶珠溶液中，以制备凝胶珠；凝胶珠用蒸馏水冲洗用蒸馏水冲洗23次后，可转移到发酵装置中；搅拌可使酵母菌与培养次后，可转移到发酵装置中；搅拌可使酵母菌与培养液充分接触，有利于发酵的顺利进行，故液充分接触，有利于
5、发酵的顺利进行，故B、C、D三个选项正确。三个选项正确。答案：答案：BCD3(20072007山东理综，山东理综，3434)乙醇等乙醇等“绿色能源绿色能源”的开发备受世界关注。利的开发备受世界关注。利用用 玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为：玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为：(1)玉米秸秆经预处理后，应该选用玉米秸秆经预处理后，应该选用_酶进行水解，使之转化酶进行水解，使之转化 为发酵所需的葡萄糖。为发酵所需的葡萄糖。(2)从以下哪些微生物中可以提取上述酶从以下哪些微生物中可以提取上述酶(多选多选)()A酿制果醋的醋酸菌酿制果醋的醋酸菌 B生长在腐木上的霉菌生长在腐木上的霉菌 C制作酸奶的乳酸菌
6、制作酸奶的乳酸菌 D生产味精的谷氨酸棒状杆菌生产味精的谷氨酸棒状杆菌 E反刍动物瘤胃中生存的某些微生物反刍动物瘤胃中生存的某些微生物纤维素纤维素 BE(3)若从土壤中分离产生这种酶的微生物，所需要的培养基为若从土壤中分离产生这种酶的微生物，所需要的培养基为_(按功能分按功能分)，培养基中的碳源为，培养基中的碳源为_。(4)从生物体提取出的酶首先要检测从生物体提取出的酶首先要检测_，以便更好地将，以便更好地将酶用于生产实践。在生产糖液的过程中，为了使酶能够被反复利用，酶用于生产实践。在生产糖液的过程中，为了使酶能够被反复利用，可采用可采用_技术。技术。(5)发酵阶段需要的菌种是发酵阶段需要的菌种
7、是_，在产生酒精时要控制的必要条件，在产生酒精时要控制的必要条件是是_。选择培养基选择培养基 纤维素纤维素 酶的活力酶的活力(活性活性)固定化酶固定化酶(固定化细胞固定化细胞)酵母菌酵母菌 无氧无氧(密闭、密封密闭、密封)解析解析：(1)玉米的秸秆中含有大量的多糖玉米的秸秆中含有大量的多糖纤维素，酶具有专一性，纤维素，酶具有专一性，要想使之水解获得葡萄糖就应该选用相应的酶要想使之水解获得葡萄糖就应该选用相应的酶纤维素酶。纤维素酶。(2)提取提取酶要从含有纤维素丰富的环境中获取：腐木含有丰富的纤维素，反刍酶要从含有纤维素丰富的环境中获取：腐木含有丰富的纤维素，反刍动物的食物主要是秸秆动物的食物主
8、要是秸秆(其主要成分是纤维素其主要成分是纤维素)。(3)从各种微生物中选出从各种微生物中选出特定的微生物需要的培养基，从功能上分是选择培养基，培养基中的特定的微生物需要的培养基，从功能上分是选择培养基，培养基中的碳源是纤维素。碳源是纤维素。(4)用于生产实践的酶要具有较高的活性，有利于降低用于生产实践的酶要具有较高的活性，有利于降低成本，提高效益。酶是催化剂，为了可以反复利用，降低成本，可以成本，提高效益。酶是催化剂，为了可以反复利用，降低成本，可以采用固定化酶技术。采用固定化酶技术。(5)发酵生产酒精一般利用的菌种是酵母菌，但是发酵生产酒精一般利用的菌种是酵母菌，但是酵母菌发酵的必要条件是无
9、氧，因为在有氧条件下，酵母菌大量增酵母菌发酵的必要条件是无氧，因为在有氧条件下，酵母菌大量增殖，产生殖，产生CO2和和H2O而不是酒精。而不是酒精。4(2010浙江理综，浙江理综，6)将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基 中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是 ()题组题组2生物技术在其它方面的应用生物技术在其它方面的应用解析：解析：植物组织培养过程中，由外植体脱分化形成愈伤组织需要一定量植物组织培养过程中，由外植体脱分化形成愈伤组织需要一定量的生长素和细胞分裂素，愈伤
10、组织再分化形成根、芽的过程也需要一定的生长素和细胞分裂素，愈伤组织再分化形成根、芽的过程也需要一定浓度的生长素和细胞分裂素，且生长素和细胞分裂素的不同配比对形成浓度的生长素和细胞分裂素，且生长素和细胞分裂素的不同配比对形成根、芽的影响不同。本题中的无根幼苗本身就能够产生一定量的生长素根、芽的影响不同。本题中的无根幼苗本身就能够产生一定量的生长素和细胞分裂素，能够促使基部细胞脱分化、再分化出根来，所以会出现和细胞分裂素，能够促使基部细胞脱分化、再分化出根来，所以会出现B项现象。项现象。答案：答案：B5(20102010安徽理综，安徽理综，3131)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒草莓生产
11、上传统的繁殖方式易将所感染的病毒 传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育 出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：外植株外植株愈伤组织愈伤组织芽、根芽、根植株植株 请回答：请回答：(1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_作为外植作为外植 体，其依据是体，其依据是_。(2)在过程在过程中，常用的中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素培养基主要成分包括大量元素、微量元素 和和_，在配制好的培养基中，常常需要添加，在配制好的
12、培养基中，常常需要添加_，有利于，有利于 外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后25 d，若发现外植体边，若发现外植体边 缘局部污染，原因可能是缘局部污染，原因可能是_。茎尖茎尖(或根尖或根尖)茎尖茎尖(或根尖或根尖)病毒极少，甚至无病毒病毒极少，甚至无病毒 有机物有机物 植物激素植物激素 外植体消毒不彻底外植体消毒不彻底(3)在过程在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是芽，其原因可能是_。解析解析：(1)因茎尖因茎尖(或根尖或根尖)病毒极少，甚至无病毒，所以常用其作为
13、外植病毒极少，甚至无病毒，所以常用其作为外植体培育无病毒植株。体培育无病毒植株。(2)在植物组织培养的培养基中，除了添加植物必在植物组织培养的培养基中，除了添加植物必需的矿质元素外，还要添加有机物，添加植物激素有利于启动细胞分裂需的矿质元素外，还要添加有机物，添加植物激素有利于启动细胞分裂实现脱分化形成愈伤组织并且可诱导愈伤组织细胞再分化过程。若对外实现脱分化形成愈伤组织并且可诱导愈伤组织细胞再分化过程。若对外植体消毒不彻底，会造成外植体边缘局部污染。植体消毒不彻底，会造成外植体边缘局部污染。(3)在培养基中生长素与在培养基中生长素与细胞分裂素的用量比值不同，诱导生根发芽结果不同，当比值低时，
14、有细胞分裂素的用量比值不同，诱导生根发芽结果不同，当比值低时，有利于发芽，比值高时，有利于生根。利于发芽，比值高时，有利于生根。培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低 考点考点1酶的研究与应用酶的研究与应用1果胶酶在果汁生产中的作用果胶酶在果汁生产中的作用 (1)果胶酶的作用：分解果胶酶的作用：分解 ，使其，使其 变成可溶性的半乳糖醛酸，易于榨取果汁。变成可溶性的半乳糖醛酸，易于榨取果汁。(2)酶的活性与影响酶活性的因素酶的活性与影响酶活性的因素 酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶反应速度用单位时间酶的活性是指酶催
15、化一定化学反应的能力。酶反应速度用单位时间 内、单位体积中内、单位体积中 表示。表示。影响酶活性的因素有影响酶活性的因素有 等。等。细胞壁及胞间层的主要成分细胞壁及胞间层的主要成分果胶果胶反应物的减少量或产物的增加量反应物的减少量或产物的增加量温度、温度、pH和酶的抑制剂和酶的抑制剂2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)加酶洗衣粉中含有的常用酶制剂：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维加酶洗衣粉中含有的常用酶制剂：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维 素酶等。素酶等。(2)实验过程要遵循实验过程要遵循 和和 ，严格控制无关变，严格控制无关变 量。量。同时还要考虑到酶的专一性和洗涤成本等问题
16、。同时还要考虑到酶的专一性和洗涤成本等问题。3酵母细胞的固定化酵母细胞的固定化 (1)固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定 在一定空间内的技术，包括在一定空间内的技术，包括 。(2)配制海藻酸钠溶液时要用酒精灯加热，加热时要用小火间断加配制海藻酸钠溶液时要用酒精灯加热，加热时要用小火间断加 热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。单一变量原则单一变量原则对照原则对照原则包埋法、化学结合法和物理吸附法包埋法、化学结合法和物理吸附法(3)固定化酶和固定化细胞技术的比较固定化酶和固定化细胞
17、技术的比较类型类型固定酶固定酶的种类的种类适用方法适用方法优点及不足优点及不足实例实例固定固定化酶化酶一种一种化学结合法、化学结合法、物理吸附法物理吸附法可反复利用，可反复利用，但只催化一但只催化一种或一类化种或一类化学反应学反应固定化葡萄固定化葡萄糖异构酶糖异构酶固定化固定化细胞细胞一系列一系列包埋法包埋法成本低、操成本低、操作容易，但作容易，但反应效果下反应效果下降降固定化酵母固定化酵母细胞细胞影响酶活性的因素、酶的用量及应用实验探究时注意的问题影响酶活性的因素、酶的用量及应用实验探究时注意的问题1实验设计时要遵循单一变量和对照两大原则，严格控制无关变量。实验设计时要遵循单一变量和对照两大
18、原则，严格控制无关变量。2探究不同温度探究不同温度(或或pH)对酶活性的影响时，温度对酶活性的影响时，温度(或或pH)作为自变量，作为自变量，通常通过设置合理的梯度来确定最适值。最适值是通过比较相同时通常通过设置合理的梯度来确定最适值。最适值是通过比较相同时 间内获得的产量或效果来确定的。间内获得的产量或效果来确定的。温度和温度和pH在很大程度上对酶的构象会产生巨在很大程度上对酶的构象会产生巨大的影响，温度过高或大的影响，温度过高或pH过高或过低都会使过高或过低都会使其失去活性，其曲线如图：其失去活性，其曲线如图：3探究最适温度时，探究最适温度时，pH为无关变量，探究最适为无关变量，探究最适p
19、H时，温度最好为最时，温度最好为最 适温度。适温度。4探究果胶酶的最适用量时，所测出的最适用量指在本实验的温度、探究果胶酶的最适用量时，所测出的最适用量指在本实验的温度、pH等条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和等条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和pH。5探讨加酶洗衣粉的最适温度要根据生活中的实际情况，合理设置温探讨加酶洗衣粉的最适温度要根据生活中的实际情况，合理设置温 度梯度。度梯度。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 的专一性和洗涤成本的问题。的专一性和洗涤成本的问题。【例【例1 1】
20、.果胶酶能够分解植物细胞之间的果胶，使榨取果汁变得更容果胶酶能够分解植物细胞之间的果胶，使榨取果汁变得更容 易，果胶被分解后，浑浊的果汁会变得澄清。现有磨浆机、质量分易，果胶被分解后，浑浊的果汁会变得澄清。现有磨浆机、质量分 数为数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液 等实验材料，下表是某小组利用上述材料进行的有关实验等实验材料，下表是某小组利用上述材料进行的有关实验(“/”表示表示 不加不加)。编号编号项目项目试管试管甲甲乙乙丙丙丁丁1在试管中加入在试管中加入苹果泥苹果泥2 mL2 mL2 mL2 mL22 mL/2 mL
21、2 mL3加入不同的液加入不同的液体体2 mL蒸馏水蒸馏水2 mL蒸馏水蒸馏水2 mL盐酸盐酸2 mL氢氧化钠氢氧化钠溶液溶液4摇匀，恒温处摇匀，恒温处理理15分钟分钟15分钟分钟15分钟分钟15分钟分钟请回答下列问题：请回答下列问题：(1)表中表中处的内容是处的内容是_。(2)若要验证果胶酶的作用，应把若要验证果胶酶的作用，应把_两个试管同时取出并过滤相两个试管同时取出并过滤相同时间，观察并比较，预期的实验现象与结果是同时间，观察并比较，预期的实验现象与结果是_。(3)比较试管甲、丙、丁可知，其实验目的是比较试管甲、丙、丁可知，其实验目的是_。为确保实验成功，请将表中的编号正确排序：为确保实
22、验成功，请将表中的编号正确排序：_。质量分数为质量分数为2%的果胶酶溶液的果胶酶溶液甲与乙甲与乙甲果汁比乙澄清甲果汁比乙澄清探究探究pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响2314.在日常洗涤中，普通洗衣粉已经逐渐被加酶洗衣粉所代替，加酶洗衣在日常洗涤中，普通洗衣粉已经逐渐被加酶洗衣粉所代替，加酶洗衣粉中的碱性蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶等可以将粘附在衣物上粉中的碱性蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶等可以将粘附在衣物上的奶渍、汗渍、血渍等快速、彻底地清除掉，因此非常受人们的欢迎。的奶渍、汗渍、血渍等快速、彻底地清除掉，因此非常受人们的欢迎。(1)某班同学为探究某复合加酶洗衣粉的最佳洗涤温度
23、，设计了一个探究某班同学为探究某复合加酶洗衣粉的最佳洗涤温度，设计了一个探究实验，该实验的自变量应为实验，该实验的自变量应为_。实验过程中，不同的小组选用了。实验过程中，不同的小组选用了含不同污染物的衣物作为实验材料，最终结果汇总如下表：含不同污染物的衣物作为实验材料，最终结果汇总如下表：不同温度下除去不同污渍所需的时间不同温度下除去不同污渍所需的时间(min)水温水温()51525354555657585植物油植物油225110987849352246109牛奶牛奶200103704211344991100浆糊浆糊1439965312163497148温度温度由上表可知，在洗涤含不同污染物的
24、衣物时要由上表可知，在洗涤含不同污染物的衣物时要_。(2)从生物体中提取出的酶首先要检测从生物体中提取出的酶首先要检测_，以便更好地将酶应，以便更好地将酶应用于实践。用于实践。(3)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用，请说明这是否运用了酶的固溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用，请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。定化技术及其理由。_。使用不同温度的水使用不同温度的水酶的活性酶的活性未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能未运用酶的固定化技术，因为酶未固定
25、在不溶于水的载体上，也不能重复利用重复利用听课心得听课心得审题关键：审题关键：“盐酸盐酸”、“氢氧化钠氢氧化钠”、“果胶酶果胶酶”、“最佳洗涤温最佳洗涤温度度”、“复合酶复合酶”、“包裹包裹”命题来源：命题来源：pHpH对果胶酶的影响、温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响对果胶酶的影响、温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响、酶的固定化。、酶的固定化。思路分析：思路分析：.从题干中的表格上看，甲、乙试管是探究果胶酶的从题干中的表格上看，甲、乙试管是探究果胶酶的催化作用；甲、丙、丁三个试管是探究催化作用；甲、丙、丁三个试管是探究pHpH对酶活性的影响；操作时对酶活性的影响；操作时，先将酶分别放在不同的环境条件
26、下，然后再加入底物，操作顺序，先将酶分别放在不同的环境条件下，然后再加入底物，操作顺序若改变，会影响实验结果。若改变，会影响实验结果。.(1).(1)探究温度对酶活性的影响时，自变量应为温度。由表格可知探究温度对酶活性的影响时，自变量应为温度。由表格可知，清除不同污染物时所需的最适温度不同，因此洗涤含不同污染物，清除不同污染物时所需的最适温度不同，因此洗涤含不同污染物的衣物时应选用不同温度的水。的衣物时应选用不同温度的水。(2)(2)只有酶具有活性才能将酶应用只有酶具有活性才能将酶应用于实践。于实践。(3)(3)固定化酶需要把酶固定在一定载体上，使酶既能与反固定化酶需要把酶固定在一定载体上，使
27、酶既能与反应物接触，又能与产物分离，可以反复利用，本题中未运用固定化应物接触，又能与产物分离，可以反复利用，本题中未运用固定化酶技术。酶技术。考点考点2植物的组织培养技术植物的组织培养技术1原理：细胞的全能性原理：细胞的全能性 (1)植物体内已分化的细胞，在离体状态和一定的条件下，可以发育成植物体内已分化的细胞，在离体状态和一定的条件下，可以发育成 完整的植株，其过程如下：完整的植株，其过程如下：离体的植物组织或细胞离体的植物组织或细胞 根、芽等根、芽等(试管苗试管苗)完整植物体完整植物体愈伤组织愈伤组织(2)影响植物组织培养的因素影响植物组织培养的因素内因：植物的种类，同一种植物材料的年龄、
28、保存时间的长短、部内因：植物的种类，同一种植物材料的年龄、保存时间的长短、部位等。位等。外因：外因：MS培养基中的培养基中的 和和 等环境条件。等环境条件。植物激素：生长素用量植物激素：生长素用量/细胞分裂素用量影响细胞分裂、分化，该比细胞分裂素用量影响细胞分裂、分化，该比值较高时，值较高时，、；该比值较低时，有利于；该比值较低时，有利于 ；该比值适中时，；该比值适中时，。营养物质营养物质pH、温度、光照、温度、光照有利于根的分化有利于根的分化抑制芽的形成抑制芽的形成芽的分化、抑制根的形成芽的分化、抑制根的形成促进愈伤组织的形成促进愈伤组织的形成2植物茎的组织培养与花药植株的产生的比较植物茎的
29、组织培养与花药植株的产生的比较菊花茎的组织培养菊花茎的组织培养月季的花药培养月季的花药培养理论依据理论依据细胞的全能性细胞的全能性基本过程基本过程脱分化、再分化脱分化、再分化影响因素影响因素材料、营养、激素、材料、营养、激素、pH、温度、光照等、温度、光照等选择材料选择材料体细胞体细胞花药花药(生殖细胞生殖细胞)操作流程操作流程制备培养基制备培养基外植体消毒外植体消毒接种接种培养培养移栽移栽栽培栽培选材选材材料消毒材料消毒接种接种和培养和培养筛选和诱导筛选和诱导育育3.植物组织培养技术、微生物培养技术和无土栽培技术的比较植物组织培养技术、微生物培养技术和无土栽培技术的比较植物组织培养植物组织培
30、养微生物培养微生物培养无土栽培无土栽培含义含义在无菌条件下，将离在无菌条件下，将离体的植物体器官或组体的植物体器官或组织接种在适当的培养织接种在适当的培养基上进行培养，最终基上进行培养，最终发育成完整植物体发育成完整植物体在无菌条件下，在无菌条件下，在适宜的营养和在适宜的营养和环境条件下对微环境条件下对微生物的培养生物的培养将植物生长发育过程将植物生长发育过程中所需各种矿质元素中所需各种矿质元素按一定比例配成营养按一定比例配成营养液，并利用这种营养液，并利用这种营养液栽培植物液栽培植物培养基培养基成分成分水、矿质元素、蔗糖、水、矿质元素、蔗糖、维生素、有机添加物维生素、有机添加物和植物激素等和
31、植物激素等水、无机盐、碳水、无机盐、碳源、氮源等源、氮源等水、必需矿质元素水、必需矿质元素特殊操特殊操作要求作要求严格控制无菌操作，严格控制无菌操作，在培养过程中要更换在培养过程中要更换培养基，调节细胞分培养基，调节细胞分裂素和生长素的比例裂素和生长素的比例严格控制无菌操严格控制无菌操作，整个培养过作，整个培养过程无需更换培养程无需更换培养基基适宜的环境条件，基适宜的环境条件，基质垫底并固定幼苗，质垫底并固定幼苗，不需要保证无菌条件不需要保证无菌条件三种技术中均需要一定的营养物质，但营养物质的划分标准不同。三种技术中均需要一定的营养物质，但营养物质的划分标准不同。【例【例2 2】(广州综合测试
32、广州综合测试)下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途 径，请据图回答有关问题：径，请据图回答有关问题：(1)选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素，一般来选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素，一般来说选用说选用_期的花粉可提高成功率。选择花粉时，一般要通过期的花粉可提高成功率。选择花粉时，一般要通过_来确定花粉是否处于合适的发育期，这时需要对来确定花粉是否处于合适的发育期，这时需要对花粉的细胞核进行染色，常用的染色剂是花粉的细胞核进行染色，常用的染色剂是_。单核单核镜检镜检(显微镜观察显微镜观察)醋酸洋红醋酸洋红(2)上图中花
33、药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中_。(3)胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松无规则，是一种高度无规则，是一种高度_的薄壁细胞，胚状体与的薄壁细胞，胚状体与_发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。(4)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，请说明下列各项需要无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，请说明下列各项需要消毒，还是需要灭菌。消毒，还是需要灭菌。培养基培养基培养
34、皿培养皿接种环接种环花蕾花蕾实验操作者的双手实验操作者的双手三角三角锥形瓶。锥形瓶。_(填编号填编号)需要灭菌，需要灭菌，_(填编号填编号)需要消毒。需要消毒。(5)试管苗移栽到土壤前，通常要进行壮苗处理，应如何壮苗？试管苗移栽到土壤前，通常要进行壮苗处理，应如何壮苗？_。激素的种类及其浓度配比激素的种类及其浓度配比液泡化液泡化正常受精卵正常受精卵(或受精卵或受精卵)将试管苗移栽到经消毒过的培养基中生活一段时间，等幼苗长壮后再移将试管苗移栽到经消毒过的培养基中生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中栽到土壤中听听课课心心得得审题关键：审题关键：“花药花药”、“愈伤组织愈伤组织”、“消毒消毒”、
35、“灭菌灭菌”、“壮苗壮苗”命题来源命题来源：月季花药离体培养过程。：月季花药离体培养过程。思路分析思路分析：(1)(1)单核期花粉对离体刺激敏感，选用该期花粉可单核期花粉对离体刺激敏感，选用该期花粉可提高培养的成功率，选择花粉时可用显微镜观察、筛选；对花提高培养的成功率，选择花粉时可用显微镜观察、筛选；对花粉细胞核染色应该选择碱性染料，常用醋酸洋红。粉细胞核染色应该选择碱性染料，常用醋酸洋红。(2)(2)细胞培细胞培养成植株的两条途径取决于植物激素的种类及比例，尤其是生养成植株的两条途径取决于植物激素的种类及比例，尤其是生长素和细胞分裂素。长素和细胞分裂素。(3)(3)愈伤组织细胞的特点是细胞
36、排列疏松愈伤组织细胞的特点是细胞排列疏松、无规则、高度液泡化；胚状体是具有与胚相似的结构，即具、无规则、高度液泡化；胚状体是具有与胚相似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。有胚芽、胚轴和胚根。(4)(4)灭菌对象为培养基和实验器材，消灭菌对象为培养基和实验器材，消毒对象为要保持活性的材料和实验者自身。毒对象为要保持活性的材料和实验者自身。(5)(5)壮苗就是使试壮苗就是使试管苗逐步适应外界环境的做法。管苗逐步适应外界环境的做法。考点考点3DNA和蛋白质技术和蛋白质技术1多聚酶链式反应扩增多聚酶链式反应扩增DNA片段片段 细胞内细胞内DNA复制与体外复制与体外DNA扩增扩增(PCR技术技术)的比较的
37、比较细胞内细胞内DNA复制复制PCR不不同同点点解旋解旋解旋酶，边解旋边复制解旋酶，边解旋边复制80100高温解旋，高温解旋，双链完全分开双链完全分开酶酶DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶、聚合酶、DNA连接酶连接酶TaqDNA聚合酶聚合酶引物引物RNADNA或或RNA能量能量ATP不加不加温度温度体内温和条件体内温和条件高温高温子链子链合成合成一条链连续一条链连续(先导链先导链)，另一条链，另一条链不连续，先合成片段，再由不连续，先合成片段，再由DNA连接酶连结连接酶连结(滞后链滞后链)两条子链均连续合成两条子链均连续合成循环循环次数次数受生物体自身控制受生物体自身控制30多次多次相同点相同
38、点提供提供DNA模板模板四种脱氧核苷酸作原料四种脱氧核苷酸作原料子链延伸的方向都是从子链延伸的方向都是从5端到端到3端端都需在一定的缓冲溶液中进行都需在一定的缓冲溶液中进行2.血红蛋白的提取和分离血红蛋白的提取和分离 (1)实验原理：依据蛋白质的各种特性可以将不同种类的蛋白质分离。实验原理：依据蛋白质的各种特性可以将不同种类的蛋白质分离。(2)常用方法常用方法 ：根据相对分子质量的大小分离蛋白质。：根据相对分子质量的大小分离蛋白质。电泳：利用待分离样品中各种分子电泳：利用待分离样品中各种分子 及及 、产生不同的迁移速度，由此将各种分子分离。产生不同的迁移速度，由此将各种分子分离。(3)蛋白质的
39、提取和分离一般分为四步：样品处理、蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、和纯和纯 度鉴定。度鉴定。带电性质的差异带电性质的差异分子本身大小分子本身大小形状的不同形状的不同粗分离粗分离纯化纯化凝胶色谱法凝胶色谱法【例【例3 3】.某生物兴趣小组在学习完某生物兴趣小组在学习完“蛋白质的提取和分离蛋白质的提取和分离”后，联系后，联系相相 关实验，准备从猪肝脏研磨液中初步提取过氧化氢酶，设计的关实验，准备从猪肝脏研磨液中初步提取过氧化氢酶，设计的“过过氧氧 化氢酶提取、分离流程图化氢酶提取、分离流程图”如下：如下：蛋白质粗分离蛋白质粗分离（透析）（透析）试回答下列有关问题：试回答下列有关问题：(1
40、)向肝细胞悬液中加入一定量的向肝细胞悬液中加入一定量的pH7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破的缓冲液并充分搅拌，可以破碎肝细胞，破碎细胞的原理是碎肝细胞，破碎细胞的原理是_。与使用蒸馏水相比，使用缓冲液的优点是与使用蒸馏水相比，使用缓冲液的优点是_。(2)蛋白质粗分离阶段透析的目的是蛋白质粗分离阶段透析的目的是_。(3)电泳利用了待分离样品中各种分子的电泳利用了待分离样品中各种分子的_等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。渗透原理渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水
41、涨破)可以保证酶溶液可以保证酶溶液pH基本稳定，避免因基本稳定，避免因pH变化影响过氧化氢酶活性变化影响过氧化氢酶活性除去小分子化合物除去小分子化合物(杂质杂质)带电性质、分子大小、形状带电性质、分子大小、形状(4)实验小组以实验小组以3%过氧化氢溶液和获得的过氧化氢过氧化氢溶液和获得的过氧化氢酶为材料进行温度对酶催化活性影响的探究，得到酶为材料进行温度对酶催化活性影响的探究，得到右图所示的结果，根据实验结果得出右图所示的结果，根据实验结果得出“过氧化氢酶过氧化氢酶能耐受能耐受100高温高温”的结论，请问这一结论是否可的结论，请问这一结论是否可靠？为什么？靠？为什么？_ 不可靠，高温也能使过氧
42、化氢分解不可靠，高温也能使过氧化氢分解.多聚酶链式反应多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答片段的技术。请回答下列有关下列有关PCR技术的基本原理及应用问题。技术的基本原理及应用问题。(1)DNA的两条链是反向平行的，通常将的两条链是反向平行的，通常将_的末端称为的末端称为5端，端，当引物与当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的聚合酶就能从引物的_开始延伸开始延伸DNA链。链。(2)PCR利用了利用了DNA的热变性原理解决了打开的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，但又导双链的问题，但又导致
43、了致了DNA聚合酶失活的新问题。到聚合酶失活的新问题。到20世纪世纪80年代，科学家从一种年代，科学家从一种Taq细细菌中分离到菌中分离到_，它的发现和应用解决了上述问题；，它的发现和应用解决了上述问题；要将要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来，所用的培养基叫细菌从其他普通的微生物中分离出来，所用的培养基叫_。3端端磷酸基团磷酸基团耐高温的耐高温的TaqDNA聚合酶聚合酶选择培养基选择培养基(3)PCR的每次循环可以分为的每次循环可以分为_三步。假设在三步。假设在PCR反应反应中，只有一个中，只有一个DNA片段作为模板，请计算在片段作为模板，请计算在5次循环后，反应物中大约有次循环后，反
44、应物中大约有_个这样的个这样的DNA片段。片段。(4)请用简图表示出一个请用简图表示出一个DNA片段片段PCR反应中第二轮的产物。反应中第二轮的产物。答案：答案：(5)简述简述PCR技术的主要应用。技术的主要应用。_(要求要求3项以上项以上)。变性、复性和延伸变性、复性和延伸32遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定序列测定 听课心得听课心得审题关键：审题关键：“过氧化氢酶过氧化氢酶”、“缓冲液缓冲液”、“透析透析”、“PCR”、“反向反向平行平行”、“DNA片段片段”命题来源：命题来源：蛋白质的提取与分离、蛋白质的提取与分离
45、、PCR技术。技术。思路分析：思路分析：.(1)酶的活性受酸碱度、温度等条件的影响。使用缓冲溶液酶的活性受酸碱度、温度等条件的影响。使用缓冲溶液达到细胞因吸水而涨破的目的，又不会因溶液酸碱度不适宜而影响酶的活达到细胞因吸水而涨破的目的，又不会因溶液酸碱度不适宜而影响酶的活性。性。(2)透析是去除分子量较小的杂质，即样品的粗分离。透析是去除分子量较小的杂质，即样品的粗分离。(3)电泳技术就是电泳技术就是在电场的作用下，利用待分离样品中各种分子带电性质以及分子本身大小在电场的作用下，利用待分离样品中各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性质的差异，使带电分子产生不同的迁移速度，从而达到对样品、形
46、状等性质的差异，使带电分子产生不同的迁移速度，从而达到对样品进行分离、鉴定或提纯的目的。进行分离、鉴定或提纯的目的。(4)在该实验中温度应是实验变量，所以为在该实验中温度应是实验变量，所以为了确保实验结果的可靠性，应该排除其他能导致过氧化氢分解的因素。了确保实验结果的可靠性，应该排除其他能导致过氧化氢分解的因素。.(1)DNA聚合酶工作时必须要有一个引物，它只能把新的核苷酸加到已聚合酶工作时必须要有一个引物，它只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的经存在的核酸的3羟基上，与羟基上，与DNA母链结合的母链结合的RNA引物就提供这个羟基引物就提供这个羟基。(2)因因PCR利用了利用了DNA的热变性原
47、理解决了打开的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，所以双链的问题，所以用于催化用于催化DNA复制过程的复制过程的DNA聚合酶要具有耐高温的特性。用选择培养基聚合酶要具有耐高温的特性。用选择培养基可将可将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来。细菌从其他普通的微生物中分离出来。(3)DNA复制的两条链均作复制的两条链均作为模板，进行半保留复制，所以复制为模板，进行半保留复制，所以复制5次后得到的子代次后得到的子代DNA分子数为分子数为2532个。个。(4)新合成的新合成的DNA链带有引物，而最初的模板链带有引物，而最初的模板DNA的两条链不带有的两条链不带有引物。引物。(5)PCR技术可以对技术可以对DNA分子进行扩增，所以可用于遗传疾病的诊断分子进行扩增，所以可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等方面。序列测定等方面。点击此处进入点击此处进入 课后练案课后练案
