发布时间 : 星期四 文章高考生物二轮复习讲义 生物技术实践酶的应用和生物技术在其他方面的应用更新完毕开始阅读42ea2c22571252d380eb6294dd88d0d233d43c1d
酶的应用和生物技术在其他方面的应用
1．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。 ( )
【答案】 √ 分析：DNA复制沿着模板进行，不必知道基因的全部序列。
2．关于高中生物学实验的基本原理，提取组织DNA是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异。( )
【答案】 √ 分析：DNA在0.14 mol/L的氯化钠溶液中溶解度最低，使DNA析出；DNA不溶于酒精，而细胞中某些蛋白质溶于酒精，从而得到含杂质较少的DNA。
3．探讨加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果时，在相同pH时，加酶洗衣粉效果好于普通洗衣粉。( )
【答案】 × 分析：酶的活性受温度、pH等其他因素的影响，所以只有pH相同时加酶洗衣粉的洗涤效果不一定好于普通洗衣粉。
4．在植物组织培养中，为了诱导菊花试管苗生根，培养基中一般不加入IAA。( ) 【答案】 × 分析：在植物组织培养中，为了诱导菊花试管苗生根，培养基中一般加入生长素和细胞分裂素。
5．在酶的制备和应用中，透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离和纯化。( ) 【答案】 × 分析：多数酶的本质是蛋白质，所以透析和电泳法可用于酶的分离和纯化，但酸解会破坏酶的结构。
6．在植物组织培养中，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。( )
【答案】 × 分析：二倍体植株的花粉细胞中只含有一个染色体组，培养得到的个体为单倍体，高度不育，其幼苗需用秋水仙素或低温处理后才能稳定遗传。
7．在植物组织培养中，以花粉作为外植体可得到单倍体植株。( )
【答案】 √ 分析：以单个花粉粒作为外植体进行离体培养，由于花粉已是单倍体细胞，诱发它经愈伤组织或胚状体发育而成的植株都是单倍体。
8．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。( ) 【答案】 × 分析：利用固定化酵母细胞进行发酵时，糖类的作用除作为反应底物外，还为酵母菌的生长繁殖提供物质和能量。
【典例1】 (2014·哈尔滨模拟)下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答： 酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
(1)在________状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复________________________状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时________。固定化细胞技术一般采用________法，而固定化酶常用________法和________法。
(2)影响实验成败的关键步骤是________。海藻酸钠溶化过程的注意事项是________。如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目____________。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明____________。
(3)该实验中CaCl2溶液的作用是_____________________________________ _______________________________________________________________。
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酶的应用及固定化技术在食品加工中的应用 【解析】 (1)在缺水的状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时体积会增大，以免涨破容器或溢出。固定化细胞技术一般采用包埋法，固定化酶常用化学结合法和物理吸附法。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。
(2)影响实验成败的关键是配制海藻酸钠溶液，这是因为如果海藻酸钠浓度过高，很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
(3)CaCl2溶液的作用是使胶体聚沉。
【答案】 (1)缺水 正常的生活 体积会增大 包埋 化学结合 物理吸附
(2)配制海藻酸钠溶液 小火加热(或间断加热或小火间断加热)不断搅拌 较少 (海藻酸钠浓度偏高)制作失败
(3)使胶体聚沉(或形成稳定的结构)
(1)固定化酶和固定化细胞技术常用的方法有哪些？ (2)加热海藻酸钠溶解的过程中，加热方法有何要求？ 【答案】 (1)提示：包埋法、化学结合法和物理吸附法。
(2)提示：使用小火加热或间断加热(小火间断加热)，防止加热过快使海藻酸钠焦糊，难以制成合适的凝胶珠。
【总结提升】
固定化酶和固定化细胞
(1)通常情况下，酶都是在水溶液中与底物进行反应，因此酶在反应系统中是与底物、产物混合在一起的，反应结束后，即使酶仍具有较高活力，也很难回收，同时给产品进一步纯化带来了困难。而固定化酶则克服了这种不足，且酶可反复利用。
(2)固定化细胞仍能进行正常的生长、繁殖和代谢，可以像游离的细胞一样用于发酵生产。
植物组织培养技术在生产中的应用 【典例2】 (2014·江苏单科)为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。 请回答下列问题：
(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为________________________________________________________________________。
(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如上图所示。细胞干重在12 d后下降的原因有__________________________；培养液中蔗糖的作用是____________、____________。
(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经________处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和________酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是______________、____________。
(4)为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。 下列说法正确的有____________(填序号)。
①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋 ②必须在光照条件下培养 ③培养过程中需通空气
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④固定化后植物细胞生长会变慢
【解析】 (1)外植体是植物体离体的组织、器官或细胞，诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。(2)在培养过程中，蔗糖为细胞提供能源。随着蔗糖的消耗，营养供应减少，同时，细胞代谢产物、废物增加，使pH降低(偏酸)，不利于细胞生长。培养基中的蔗糖还具有调节渗透压的作用。(3)秋水仙素或低温处理都可诱导细胞染色体数目加倍。纤维素酶和果胶酶处理细胞壁，可以使细胞之间易于分离(解离)。(4)获得植物次生代谢产物应选用生长旺盛的愈伤组织；愈伤组织细胞进行有氧呼吸，故需要通气；愈伤组织没有叶绿体，产生次生代谢产物的过程不需要光照，固定化细胞所用包埋材料会影响营养物质和氧气的扩散。使固定化后的植物细胞生长速度变慢。
【答案】 (1)脱分化 (2)蔗糖浓度下降，pH降低 提供能源 调节渗透压 (3)秋水仙素(低温) 果胶 经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期 经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期 (4)①③④
(1)植物组织培养的基本过程主要包括________________和________________。
(2)在植物培养过程中起重要调节作用的物质是植物激素，主要包括________________和________________。
(3)植物激素的用量和使用顺序对植物影响相同吗？ 【答案】 (1)提示：脱分化 再分化 (2)提示：生长素 细胞分裂素 (3)提示：不同。 【总结提升】
影响植物组织培养的因素及成功的关键 (1)影响因素。
①内部因素：材料的选取。
②外部因素：营养成分的种类及配比，植物激素的用量及使用顺序，pH、温度、光照等。 (2)获得成功的关键。
①植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差，对培养条件要求较高。 ②培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败。
③无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操作者的消毒灭菌。 生物技术在物质提取及分离方面的应用 【典例3】 下列是与芳香油提取相关的问题，请回答。 (1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有________________的性质。蒸馏时收集的蒸馏液________(填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和________。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度________的地方，目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为________天左右。
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(6)从薄荷叶中提取薄荷油时________(填“能”或“不能”)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是________________________________________________________。
【解析】 (1)因为玫瑰精油的化学性质稳定(耐一定程度高温)、易挥发(水蒸气可以将精油携带出来)、难溶于水(冷却后油水会重新分层)，所以玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取。(2)当水和原料量一定时，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和蒸馏温度，在一定的时间内随着蒸馏时间的延长提取量不断增加，一定时间后不再增加。如果蒸馏温度过高，提取量也会减少。(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，部分精油会随水蒸气挥发，则精油提取量会下降。(4)玫瑰精油具有挥发性，瓶装精油若密封不严，需要低温保存，以减少挥发。(5)分析图示可知，在该植物花的蓓蕾期与开放期之间(即a天)精油含量最高。(6)由于薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似，易挥发、难溶于水、化学性质稳定，故可以用水蒸气蒸馏法提取。
【答案】 (1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定 不是 玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物
(2)蒸馏温度 在一定的时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后提取量不再增加
(3)下降 部分精油会随水蒸气挥发而流失 (4)较低 减少挥发(或防止挥发)
(5)a (6)能 薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似
(1)植物芳香油的提取可采用的方法有________________、________________和________________。
(2)提取玫瑰精油的实验流程是：鲜玫瑰花和水→水蒸气蒸馏
加NaCl无水Na2SO4
→________________――→分离油层――→____________→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：蒸馏 压榨 萃取 (2)提示：油水混合物 除水、过滤
(3)提示：水蒸气蒸馏法，即利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。
【总结提升】
水蒸气蒸馏三种常用的方法比较 基本原理相同，但原料位置不同。
(1)水中蒸溜：原料放于蒸馏容器的水中，水完全浸没原料。
(2)水上蒸馏：容器中水的上方有筛板，原料置于筛板上，水量以沸腾时不浸湿原料为宜。
(3)水气蒸馏：蒸馏容器下方有一排气孔，连接外源水蒸气，上方有筛板，上面放原料。
1．(2014·江苏南通二调)为了探究啤酒酵母固定化的最佳条件，科研人员研究了氯化钙浓度对固定化酵母发酵性能的影响，结果如下图。请回答：
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