【高考解碼】2021屆高三生物二輪復習專題-生物技術實踐-酶的應用和生物技術在其他方面的應用

酶的應用和生物技術在其他方面的應用1．用PCR方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列。()【答案】√分析：DNA復制沿著模板進行，不必知道基因的全部序列。2．關于高中生物學試驗的基本原理，提取組織DNA是利用不同化合物在溶劑中溶解度的差異。()【答案】√分析：DNA在0.14mol/L的氯化鈉溶液中溶解度最低，使DNA析出；DNA不溶于酒精，而細胞中某些蛋白質溶于酒精，從而得到含雜質較少的DNA。3．探討加酶洗衣粉和一般洗衣粉的洗滌效果時，在相同pH時，加酶洗衣粉效果好于一般洗衣粉。()【答案】×分析：酶的活性受溫度、pH等其他因素的影響，所以只有pH相同時加酶洗衣粉的洗滌效果不肯定好于一般洗衣粉。4．在植物組織培育中，為了誘導菊花試管苗生根，培育基中一般不加入IAA。()【答案】×分析：在植物組織培育中，為了誘導菊花試管苗生根，培育基中一般加入生長素和細胞分裂素。5．在酶的制備和應用中，透析、電泳和酸解等方法常用于酶的分別和純化。()【答案】×分析：多數(shù)酶的本質是蛋白質，所以透析和電泳法可用于酶的分別和純化，但酸解會破壞酶的結構。6．在植物組織培育中，二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株。()【答案】×分析：二倍體植株的花粉細胞中只含有一個染色體組，培育得到的個體為單倍體，高度不育，其幼苗需用秋水仙素或低溫處理后才能穩(wěn)定遺傳。7．在植物組織培育中，以花粉作為外植體可得到單倍體植株。()【答案】√分析：以單個花粉粒作為外植體進行離體培育，由于花粉已是單倍體細胞，誘發(fā)它經(jīng)愈傷組織或胚狀體發(fā)育而成的植株都是單倍體。8．利用固定化酵母細胞進行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應底物。()【答案】×分析：利用固定化酵母細胞進行發(fā)酵時，糖類的作用除作為反應底物外，還為酵母菌的生長繁殖供應物質和能量。酶的應用及固定化技術在食品加工中的應用【典例1】(2022·哈爾濱模擬)下面是制備固定化酵母細胞的試驗步驟，請回答：酵母細胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母細胞(1)在________狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復________________________狀態(tài)?；罨皯x擇足夠大的容器，由于酵母細胞活化時________。固定化細胞技術一般接受________法，而固定化酶常用________法和________法。(2)影響試驗成敗的關鍵步驟是________。海藻酸鈉溶化過程的留意事項是________。假如海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞數(shù)目____________。假如形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明____________。(3)該試驗中CaCl2溶液的作用是____________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)在缺水的狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)。活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復正常的生活狀態(tài)。活化前應選擇足夠大的容器，由于酵母細胞活化時體積會增大，以免漲破容器或溢出。固定化細胞技術一般接受包埋法，固定化酶常用化學結合法和物理吸附法。這是由于細胞個大，而酶分子很?。粋€大的細胞難以被吸附或結合，而個小的酶簡潔從包埋材料中漏出。(2)影響試驗成敗的關鍵是配制海藻酸鈉溶液，這是由于假如海藻酸鈉濃度過高，很難形成凝膠珠；假如濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數(shù)目少，影響試驗效果。(3)CaCl2溶液的作用是使膠體聚沉?！敬鸢浮?1)缺水正常的生活體積會增大包埋化學結合物理吸附(2)配制海藻酸鈉溶液小火加熱(或間斷加熱或小火間斷加熱)不斷攪拌較少(海藻酸鈉濃度偏高)制作失敗(3)使膠體聚沉(或形成穩(wěn)定的結構)(1)固定化酶和固定化細胞技術常用的方法有哪些？(2)加熱海藻酸鈉溶解的過程中，加熱方法有何要求？【答案】(1)提示：包埋法、化學結合法和物理吸附法。(2)提示：使用小火加熱或間斷加熱(小火間斷加熱)，防止加熱過快使海藻酸鈉焦糊，難以制成合適的凝膠珠?！究偨Y提升】固定化酶和固定化細胞(1)通常狀況下，酶都是在水溶液中與底物進行反應，因此酶在反應系統(tǒng)中是與底物、產(chǎn)物混合在一起的，反應結束后，即使酶仍具有較高活力，也很難回收，同時給產(chǎn)品進一步純化帶來了困難。而固定化酶則克服了這種不足，且酶可反復利用。(2)固定化細胞仍能進行正常的生長、繁殖和代謝，可以像游離的細胞一樣用于發(fā)酵生產(chǎn)。植物組織培育技術在生產(chǎn)中的應用【典例2】(2022·江蘇單科)為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培育基中懸浮培育。請回答下列問題：(1)外植體經(jīng)誘導后形成愈傷組織的過程稱為________________________________________________________________________。(2)在愈傷組織懸浮培育時，細胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如上圖所示。細胞干重在12d后下降的緣由有__________________________；培育液中蔗糖的作用是____________、____________。(3)多倍體愈傷組織細胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細胞經(jīng)________處理，會產(chǎn)生染色體加倍的細胞。為檢測愈傷組織細胞染色體數(shù)目，壓片前常用纖維素酶和________酶解離愈傷組織。若愈傷組織細胞(2n)經(jīng)誘導處理后，觀看到染色體數(shù)為8n的細胞，合理的解釋是______________、____________。(4)為了更好地獲得次生代謝產(chǎn)物，生產(chǎn)中接受植物細胞的固定化技術，其原理與酵母細胞固定化類似。下列說法正確的有____________(填序號)。①選取旺盛生長的愈傷組織細胞包埋②必需在光照條件下培育③培育過程中需通空氣④固定化后植物細胞生長會變慢【解析】(1)外植體是植物體離體的組織、器官或細胞，誘導形成愈傷組織的過程稱為脫分化。(2)在培育過程中，蔗糖為細胞供應能源。隨著蔗糖的消耗，養(yǎng)分供應削減，同時，細胞代謝產(chǎn)物、廢物增加，使pH降低(偏酸)，不利于細胞生長。培育基中的蔗糖還具有調整滲透壓的作用。(3)秋水仙素或低溫處理都可誘導細胞染色體數(shù)目加倍。纖維素酶和果膠酶處理細胞壁，可以使細胞之間易于分別(解離)。(4)獲得植物次生代謝產(chǎn)物應選用生長旺盛的愈傷組織；愈傷組織細胞進行有氧呼吸，故需要通氣；愈傷組織沒有葉綠體，產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物的過程不需要光照，固定化細胞所用包埋材料會影響?zhàn)B分物質和氧氣的集中。使固定化后的植物細胞生長速度變慢?！敬鸢浮?1)脫分化(2)蔗糖濃度下降，pH降低供應能源調整滲透壓(3)秋水仙素(低溫)果膠經(jīng)加倍到4n的細胞處于有絲分裂后期經(jīng)加倍到8n的細胞處于有絲分裂中期(4)①③④(1)植物組織培育的基本過程主要包括________________和________________。(2)在植物培育過程中起重要調整作用的物質是植物激素，主要包括________________和________________。(3)植物激素的用量和使用挨次對植物影響相同嗎？【答案】(1)提示：脫分化再分化(2)提示：生長素細胞分裂素(3)提示：不同?！究偨Y提升】影響植物組織培育的因素及成功的關鍵(1)影響因素。①內部因素：材料的選取。②外部因素：養(yǎng)分成分的種類及配比，植物激素的用量及使用挨次，pH、溫度、光照等。(2)獲得成功的關鍵。①植物組織培育所利用的植物材料體積小、抗逆性差，對培育條件要求較高。②培育材料一旦被微生物污染，就會導致試驗失敗。③無菌技術主要包括對操作空間、試驗用具、試驗材料以及操作者的消毒滅菌。生物技術在物質提取及分別方面的應用【典例3】下列是與芳香油提取相關的問題，請回答。(1)玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取，其理由是玫瑰精油具有________________的性質。蒸餾時收集的蒸餾液________(填“是”或“不是”)純的玫瑰精油，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)當蒸餾瓶中的水和原料量肯定時，蒸餾過程中，影響精油提取量的主要因素有蒸餾時間和________。當原料量等其他條件肯定時，提取量隨蒸餾時間的變化趨勢是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)假如蒸餾過程中不進行冷卻，則精油提取量會________，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)密封不嚴的瓶裝玫瑰精油保存時最好存放在溫度________的地方，目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)某植物花中精油的相對含量隨花的不同生長發(fā)育時期的變化趨勢如圖所示。提取精油時采摘花的最合適時間為________天左右。(6)從薄荷葉中提取薄荷油時________(填“能”或“不能”)接受從玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是________________________________________________________?！窘馕觥?1)由于玫瑰精油的化學性質穩(wěn)定(耐肯定程度高溫)、易揮發(fā)(水蒸氣可以將精油攜帶出來)、難溶于水(冷卻后油水會重新分層)，所以玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取。(2)當水和原料量肯定時，影響精油提取量的主要因素有蒸餾時間和蒸餾溫度，在肯定的時間內隨著蒸餾時間的延長提取量不斷增加，肯定時間后不再增加。假如蒸餾溫度過高，提取量也會削減。(3)假如蒸餾過程中不進行冷卻，部分精油會隨水蒸氣揮發(fā)，則精油提取量會下降。(4)玫瑰精油具有揮發(fā)性，瓶裝精油若密封不嚴，需要低溫保存，以削減揮發(fā)。(5)分析圖示可知，在該植物花的蓓蕾期與開放期之間(即a天)精油含量最高。(6)由于薄荷油與玫瑰精油的化學性質相像，易揮發(fā)、難溶于水、化學性質穩(wěn)定，故可以用水蒸氣蒸餾法提取?！敬鸢浮?1)易揮發(fā)、難溶于水、化學性質穩(wěn)定不是玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來，所得到的是油水混合物(2)蒸餾溫度在肯定的時間內提取量隨蒸餾時間的延長而增加，肯定時間后提取量不再增加(3)下降部分精油會隨水蒸氣揮發(fā)而流失(4)較低削減揮發(fā)(或防止揮發(fā))(5)a(6)能薄荷油與玫瑰精油的化學性質相像(1)植物芳香油的提取可接受的方法有________________、________________和________________。(2)提取玫瑰精油的試驗流程是：鮮玫瑰花和水→水蒸氣蒸餾→________________eq\o(→,\s\up7(加NaCl))分別油層eq\o(→,\s\up7(無水Na2SO4))____________→玫瑰精油。(3)植物芳香油提取的常用方法是什么，它的原理是什么？【答案】(1)提示：蒸餾壓榨萃取(2)提示：油水混合物除水、過濾(3)提示：水蒸氣蒸餾法，即利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會重新分出油層和水層。【總結提升】水蒸氣蒸餾三種常用的方法比較基本原理相同，但原料位置不同。(1)水中蒸溜：原料放于蒸餾容器的水中，水完全浸沒原料。(2)水上蒸餾：容器中水的上方有篩板，原料置于篩板上，水量以沸騰時不浸濕原料為宜。(3)水氣蒸餾：蒸餾容器下方有一排氣孔，連接外源水蒸氣，上方有篩板，上面放原料。1．(2022·江蘇南通二調)為了探究啤酒酵母固定化的最佳條件，科研人員爭辯了氯化鈣濃度對固定化酵母發(fā)酵性能的影響，結果如下圖。請回答：(1)與利用游離酵母生產(chǎn)啤酒相比，利用固定化酵母的優(yōu)點有____________________________。(2)本試驗結果表明，隨氯化鈣濃度的增大，凝膠珠機械強度增大，完整率__________。(3)結合發(fā)酵性能分析，制備凝膠珠適宜的氯化鈣濃度為__________。當氯化鈣濃度過高時，發(fā)酵液中的糖度上升，酒精度下降，發(fā)酵受到影響，緣由是______________________________________________________________________。(4)用海藻酸鈉作為載體包埋酵母細胞，溶解海藻酸鈉時最好接受__________________的方法，以防發(fā)生焦糊。溶化好的海藻酸鈉溶液應__________后，再與已活化的酵母細胞充分混合。若海藻酸鈉濃度過低，會導致____________________，固定效果大大降低?！窘馕觥?2)由曲線知，隨著氯化鈣濃度的增大，凝膠珠的完整率增加。(3)氯化鈣濃度為2.0mol/L時，發(fā)酵產(chǎn)生的酒精度最高；當氯化鈣濃度過高時會使凝膠珠機械強度過大，影響凝膠珠的通透性從而影響糖進入顆粒內部。(4)為防止發(fā)生焦糊，溶解海藻酸鈉時最好接受小火或間斷加熱的方法；為愛護活化的酵母細胞的活性，溶化好的海藻酸鈉溶液必需冷卻到室溫后再與酵母細胞混合?！敬鸢浮?1)可多次使用、便于產(chǎn)物分別、提高產(chǎn)品質量等(2)增加(3)2.0mol/L凝膠珠機械強度過大，通透性降低，影響糖進入顆粒內部(4)小火或間斷加熱冷卻至室溫酵母細胞從顆粒中漏出2．下圖是水稻的花藥通過無菌操作，培育產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑的示意圖。請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中的A是________，c過程是指________，B指________。(2)這兩種途徑之間沒有確定的界限，主要取決于_______________________________________________________________________________。(3)配制培育基時加瓊脂的目的是________________________________________________________________________。(4)組織培育要求無菌操作的緣由是________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)胚狀體誘導生根(2)培育基中激素的種類及其濃度配比(3)使培育基呈固體狀態(tài)，有利于外植體的生長(4)如不無菌操作，微生物會在培育基上快速繁殖，與離體培育的植物組織競爭3．(2022·蘇州模擬)血紅蛋白是人和其他脊椎動物紅細胞的主要組成成分，負責血液中O2或CO2的運輸。請依據(jù)血紅蛋白的提取和分別流程圖回答問題。(1)將試驗流程補充完整。凝膠色譜法的基本原理是依據(jù)________________________________分別蛋白質的有效方法。(2)洗滌紅細胞的目的是去除________，洗滌潔凈的標志是________。(3)分別血紅蛋白時，由上到下第________層是血紅蛋白水溶液。(4)下面是凝膠色譜法分別血紅蛋白時樣品的加入示意圖，正確的加樣挨次是________________________________________________________________________。(5)假如紅色區(qū)帶________，說明色譜柱制作成功?！窘馕觥?1)樣品處理及粗分別包括：紅細胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、分別血紅蛋白溶液、透析，凝膠色譜操作包括：凝膠色譜柱的制作、凝膠色譜柱的裝填、樣品的加入和洗脫。凝膠色譜法的基本原理是依據(jù)相對分子質量的大小分別蛋白質。(2)洗滌紅細胞的目的是去除雜蛋白，洗滌潔凈的標志是上清液中沒有黃色。(3)分別血紅蛋白時，可明顯看到試管中的溶液分為4層：第1層為無色透亮?????的甲苯層；第2層為白色薄層固體，是脂溶性物質的沉淀層；第3層是紅色透亮?????液體，是血紅蛋白的水溶液；第4層是其他雜質的暗紅色沉淀物。(4)加樣挨次是：調整緩沖液面、滴加透析樣品、樣品滲入凝膠床、再調整緩沖液面。(5)假如紅色區(qū)帶均勻全都地移動，說明色譜柱制作成功。【答案】(1)血紅蛋白的釋放凝膠色譜柱的裝填相對分子質量的大小(2)雜蛋白(或