2017高考生物总复习 第12单元 第44讲 生物技术在其他方面的应用学案

生物技术在其他方面的应用(选用)考纲点击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3.DNA的粗提取与鉴定4.PCR技术的基本操作和应用5.蛋白质的提取和分离一、酶在果汁生产、洗涤等方面的应用1果胶酶在果汁生产中的作用(1)果胶果胶的成分与存在：果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。果胶与果汁加工：果胶影响出汁率，使果汁浑浊。(2)果胶酶成分：果胶酶并不是特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称。作用：将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使出汁率提高，使浑浊的果汁变得澄清。果胶,果胶酶半乳糖醛酸 总称多聚半乳糖醛酸酶、果胶酯酶、果胶分解酶(3)果胶酶的应用水果加工业：水果中的果胶经果胶酶水解后，可降低果汁的黏度，有助于压榨；在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到澄清作用，还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀；果胶酶可用于橘子脱囊衣，制造果粉和低糖果冻。饲料工业：果胶酶与纤维素酶、半纤维素酶等配合，可降解植物细胞壁中的果胶和纤维素，促使淀粉、脂质、维生素和蛋白质等释放出来，从而提高了饲料的营养价值；果胶酶可降低饲料的黏度，促进饲料在动物消化道内的消化吸收。2加酶洗衣粉在洗涤中的应用(1)加酶洗衣粉：指含酶制剂的洗衣粉。(2)酶制剂的种类与洗涤原理种类洗涤原理洗涤的污渍种类蛋白酶蛋白质小分子肽或氨基酸血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、口红淀粉酶淀粉麦芽糖、葡萄糖来自面条等的污垢纤维素酶使纤维的结构变得蓬松棉纺品的表面浮毛二、固定化酶和固定化细胞技术1概念：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。2方法及适用对象一般来讲，酶更适合用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，这是因为个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶则易从包埋材料中漏出。三、DNA的粗提取与鉴定1原理：利用DNA与RNA、蛋白质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。2实验设计(1)材料的选取：选用DNA含量相对较高的生物组织。(2)细胞的破碎(以鸡血为例)鸡血细胞玻璃棒搅拌收集滤液(3)杂质的去除方案利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度的不同，通过控制其溶液的浓度去除杂质。用木瓜蛋白酶去除蛋白质。用高温(6075 )使蛋白质变性。(4)DNA的析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的酒精溶液可使DNA析出。(5)DNA的鉴定：将析出的DNA溶于物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，沸水浴加热，溶液变蓝。四、多聚酶链式反应扩增DNA片段1PCR原理在80100 的温度范围内，DNA发生变性，双螺旋结构解体，在温度缓慢降低后，DNA发生复性，DNA单链与引物通过碱基互补配对结合，耐高温的DNA聚合酶从引物的3端开始延伸DNA链。2PCR的条件缓冲溶液、DNA模板、两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶，同时要控制温度。五、血红蛋白的提取和分离实验1常用的分离方法：凝胶色谱法、凝胶电泳法等。2基本原理(1)凝胶色谱法的原理：相对分子质量大的分子通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流动快；相对分子质量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流动慢。(2)凝胶电泳法的原理：不同蛋白质的带电性质、电量、形状和大小不同，在电场中受到的作用力大小、方向、阻力不同，导致不同蛋白质在电场中的运动方向和运动速率不同。3血红蛋白的提取和分离程序(1)样品处理红细胞的洗涤血红蛋白的释放分离血红蛋白溶液。(2)粗分离透析：除去样品中相对分子质量较小的杂质。(3)纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。(4)纯度鉴定：一般用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法来测定蛋白质的相对分子质量，即对血红蛋白进行纯度鉴定。1果胶酶在果汁生产中的作用(1)果胶酶的组分：果胶酶是催化果胶分解的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。(2)酶活性的影响因素影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等。影响酶促反应速度的因素：酶的活性、底物的浓度和酶的用量等。2影响加酶洗衣粉的洗涤效果的因素温度、酸碱度和表面活性剂等。3酶的固定化(1)酶的固定化技术的优点：主要解决了酶的回收利用问题。(2)常用的方法：物理吸附法、化学结合法和包埋法等。4DNA的粗提取与鉴定(1)DNA的溶解性：DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中的溶解度最小；DNA不溶于酒精溶液，而某些蛋白质则溶于酒精溶液，据此也可使DNA和蛋白质分离。(2)DNA的耐受性：DNA对酶、高温和洗涤剂都具有较好的耐受性。(3)DNA的鉴定：DNA在沸水浴的条件下，遇二苯胺会被染成蓝色。5PCR技术(1)PCR原理：PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行，需提供DNA模板、分别与两条模板链相结合的两种引物、四种脱氧核苷酸、耐热的DNA聚合酶。(2)PCR过程：通过控制温度使DNA复制在体外反复进行，每一个循环包括变性复性延伸。6血红蛋白的提取和分离(1)凝胶色谱法：根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。(2)电泳法：利用待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。考法一酶的研究与应用及固定化酶与固定化细胞技术1果胶酶与纤维素酶的比较组成作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等催化果胶水解成为可溶性半乳糖醛酸纤维素酶C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酶纤维素纤维二糖葡萄糖2.探究影响果胶酶活性的因素(温度或pH)的实验(1)实验原理：果胶酶的活性受温度、pH和酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。(2)实验流程搅拌器搅拌制成苹果泥果胶酶水溶液均分装入等量9(5)支试管9(5)支试管各取一支，分9组分别放入30 、35 、40 、45 、50 、55 、60 、65 、70 的恒温水浴中加热(或各取一支，分5组调节苹果泥和果胶酶的pH为5、6、7、8、9置于同一恒温水浴中)将果胶酶加入相同温度(或pH)的苹果泥内恒温保持10 min过滤果汁，用量筒测量果汁的量，并记录3加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法(1)判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法：可在洗涤后比较污物的残留状况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。(2)加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法：实验设计遵循的原则是对照原则和单一变量原则，如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，以洗衣粉的种类为自变量，其他条件完全一致；同时，普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照。(3)变量分析实验自变量因变量无关变量探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果洗衣粉种类(普通和加酶)洗涤效果水的用量，污物的量，实验用布的质地与大小，不同洗衣粉的用量，搅拌、洗涤时间等探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果加酶洗衣粉中酶的种类探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响温度4.固定化酶与固定化细胞的比较固定化酶固定化细胞固定酶的种类一种一系列适用方法化学结合法、物理吸附法包埋法特点优点酶既可与反应物结合，又可与产物分离，固定在载体上的酶可反复利用成本低，操作容易缺点一种酶只能催化一种或一类化学反应可能导致反应效率下降实例固定化葡萄糖异构酶固定化酵母细胞5.制备固定化酵母细胞及用固定化酵母细胞发酵视角1以基础判断或案例分析的形式，考查果胶酶在果汁生产中的作用1. (表格信息类)(2016安徽淮北模拟)某工厂新制了苹果泥50 L，准备用于果汁生产，但不知道酶的最适用量。为了减少成本，进行了如下的探究实验。取8支试管，编号18。分别加入30 mL苹果泥，保温一段时间，然后向各试管加入不同体积的果胶酶溶液，反应一段时间，过滤并记录果汁体积，得到下表。下列分析错误的是()编号12345678果胶酶溶液体积(mL)12345678果汁体积20.621.221.822.42323.423.423.4A.8只试管均需要调节至相同且适宜的温度和pH，且反应时间充足B本实验测量指标还可以是苹果泥反应完全时所用的时间C在果汁生产中，一般还应加入纤维素酶来充分瓦解细胞壁D为得到更准确的最适用量，可以设置56 mL范围内做不同果胶酶用量梯度实验来探究解析：选A。本实验探究果汁生产中的酶的最适用量，因此自变量为酶浓度，因变量为果汁体积，而无关变量有苹果泥的用量、温度和pH等，但要使反应控制在一定的时间，而不是反应时间充足，若反应时间充足，则所有试管中的果汁体积应该相同，不能得到最适酶用量，A错误。本实验也可以用苹果泥反应完全时所需时间来表示，B正确；因为细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，因此还应加入纤维素酶来充分破坏细胞壁，C正确；由实验结果可知果胶酶溶液体积为6 mL以后果汁体积不再增加，说明酶的最适用量在6 mL左右，为得到更准确的最适用量，可以设置56 mL范围内做不同果胶酶用量梯度实验来探究，D正确。2(基础判断类)适宜温度下在果胶酶处理果泥生产果汁时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是()A加大果泥用量B加大果胶酶用量C进一步提高温度 D用玻璃棒进行搅拌解析：选D。用玻璃棒进行搅拌可增大果胶酶与果泥的接触面积，从而加速酶促反应。视角2以基础判断或曲线分析的形式，考查加酶洗衣粉及其洗涤效果的分析3(原理判断类)(2015高考江苏卷)下列关于酶的叙述，正确的是()A发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性B口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用C用果胶酶澄清果汁时，温度越低澄清速度越快D洗衣时，加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性解析：选B。A项，发烧时食欲减退是因为消化酶的活性降低而不是失活。B项，正常情况下人体内胰蛋白酶发挥作用的场所是小肠，口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用。C项，酶的活性受温度影响，低温时果胶酶的活性降低，不利于果胶酶发挥作用。D项，加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶，加白醋会降低碱性蛋白酶的活性。4(实验装置图与曲线坐标类)某化工厂生产的一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明。成分：含碱性蛋白酶等。用法：洗涤前先将衣物浸于温水效果更佳。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。某研究性学习小组为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，设计了如下装置进行实验，并将结果用下列曲线图A、B表示。请回答以下问题：(1)由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为_。(2)在0 和75 时，酶的催化效率基本都为零。但当温度再度回到45 时，后者酶的催化能力已不能恢复，这是因为_。(3)在实验过程中可以通过直接测定_(指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。(4)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的，某洗涤公司为降低生产成本研制了一种能多次重复使用加酶洗衣粉的设备，他们将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，经过简单处理，这些酶还可以多次重复利用，这种方法制成的酶叫_。解析：(1)由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为45 。(2)当温度从75 回到45 时，酶的催化能力已不能恢复，这是因为高温条件下酶的结构已遭到破坏(或酶的活性已丧失)。(3)在实验过程中可通过直接测定胶片上的蛋白膜存在时间的长短(指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。(4)将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，这些酶经过简单处理，还可以多次重复利用，这种酶是固定化酶。答案：(1)45 (2)高温条件下酶的结构已遭到破坏(或酶的活性已丧失)(3)胶片上的蛋白膜存在时间的长短(或其他合理答案)(4)固定化酶视角3以基础判断或案例分析的形式，考查固定化酶和固定化细胞5(实验流程类)(2015高考江苏卷)下图为制备人工种子部分流程示意图，下列叙述正确的是()A胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织B该过程以海藻酸钠作为营养成分，以CaCl2溶液作为凝固剂C可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖，为胚状体提供碳源D包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气，有利于人工种子的储藏解析：选C。A项，胚状体是由愈伤组织经再分化形成的，具有生根发芽的能力。B项海藻酸钠作为包埋的材料，不提供营养成分，CaCl2能使胶体聚沉，使海藻酸钠形成凝胶珠。C项，植物组织培养中常用蔗糖作为碳源。D项，人工种子需要进行细胞呼吸，不可以储藏在无氧环境中，凝胶珠不能完全隔绝空气。6(概念图流程类)(2015高考山东卷)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下：(1)筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用_作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是_。从功能上讲，这种培养基属于_。(2)培养微生物L前，宜采用_方法对接种环进行灭菌。(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下，带电荷相同的蛋白质电泳速度越快，说明其分子量越_。(4)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的_确定其应用价值。除化学结合法外，酶的固定化方法还包括_、_、离子吸附法及交联法等。解析：(1)若要筛选产乳糖酶的微生物，需要利用以乳糖为唯一碳源的培养基，不能利用乳糖的微生物在此培养基上不能存活，从而起到筛选作用。(2)对接种环灭菌常用的方法是灼烧灭菌。(3)相同条件下，电泳速度与分子量有关，分子量越大，电泳速度越慢，分子量越小，电泳速度越快。(4)固定化乳糖酶的应用价值主要与其活性有关。酶的固定化方法除化学结合法外，还包括包埋法和物理吸附法等。答案：(1)乳糖凝固剂选择培养基(2)灼烧(3)小(4)(酶)活性或(酶)活力包埋法物理吸附法(注：两空可颠倒)考法二DNA和蛋白质技术1DNA的粗提取与鉴定原理、方法和目的基本原理方法目的DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14 molL1的NaCl溶液中的溶解度最低，如图：溶于NaCl溶液中并稀释NaCl溶液浓度为2 molL1时，DNA溶解，而部分蛋白质发生盐析生成沉淀，通过过滤可除去部分蛋白质及不溶于NaCl溶液的杂质当NaCl溶液稀释至0.14 molL1时，DNA析出，过滤可除去溶于NaCl中的部分蛋白质和其他杂质DNA不被蛋白酶所水解加入嫩肉粉嫩肉粉中含木瓜蛋白酶，水解蛋白质DNA不溶于酒精溶液加入冷却酒精(95%)DNA析出，除去溶于酒精的蛋白质DNA可被二苯胺染成蓝色加入二苯胺，并沸水浴鉴定DNA2“血红蛋白的提取和分离实验”成功关键点(1)红细胞的洗涤：洗涤次数不能过少，否则无法除去血浆蛋白；要低速、短时离心，否则会使白细胞等一同沉淀，达不到分离的效果。(2)凝胶的预处理：用沸水浴法不但节约时间，而且除去凝胶中可能带有的微生物，排除胶粒内的空气。(3)色谱柱的装填：装填时尽量紧密，减小颗粒间隙；无气泡；洗脱液不能断流。(4)色谱柱成功的标志：红色区带均匀一致地移动。3细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR)的比较细胞内DNA复制体外DNA扩增(PCR)解旋在解旋酶作用下边解旋边复制80100 高温解旋，双链完全分开酶DNA解旋酶、DNA聚合酶Taq DNA聚合酶引物RNADNA、RNA温度体内温和条件高温能量需要不需要循环次数生物体自身控制30多次相同点提供DNA复制的模板；4种脱氧核苷酸为原料；子链延伸的方向都是从5端到3端；都需要酶催化4.分离DNA、分离蛋白质与PCR技术的比较分离DNAPCR技术分离蛋白质实验原理DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，且不溶于酒精利用DNA热变性原理体外扩增DNA依据相对分子质量的大小不同来分离蛋白质实验过程选取材料破碎细胞释放DNA除杂DNA析出与鉴定变性复性延伸样品处理凝胶色谱操作实验结果获得较纯净的DNA获得大量DNA相对分子质量不同的蛋白质得以分离实验意义为DNA研究打下基础解决了DNA研究中材料不足的问题为蛋白质的研究和利用提供了原材料视角1以基础判断或案例分析的形式，考查DNA粗提取的与鉴定过程1(实验装置图类)(2015高考江苏卷改编)图1、2 分别为“DNA的粗提取与鉴定”实验中部分操作步骤示意图，下列叙述错误的是()图1图2A图1、2 中加入蒸馏水稀释的目的相同B图1 中完成过滤之后保留滤液C图2 中完成过滤之后弃去滤液D在图1 鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质解析：选A。A项，图1中加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破，图2中加入蒸馏水的目的是调节盐溶液的浓度，使DNA析出。B项，图1中含有DNA的核物质位于滤液中，因此完成过滤后应保留滤液。C项，图2中析出的DNA在纱布上，因此完成过滤后应弃去滤液。D项，嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，能催化杂质蛋白分解。2(实验探究类)某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20 、另一组置于20 条件下保存24 h。DNA粗提取：第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮状物。DNA检测：在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如表。材料保存温度花菜辣椒蒜黄20 20 (注：“”越多表示蓝色越深)分析上述实验过程，回答下列问题：(1)该探究性实验课题名称是_。(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少_。(3)根据实验结果，得出结论并分析。 结论1：与20 相比，相同实验材料在20 条件下保存，DNA的提取量较多。 结论2：_。 针对结论1，请提出合理的解释：_。 (4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度， 依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：_，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。解析：(1)该实验中把不同的材料在不同条件(温度)下处理，目的是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。(2)“缓缓地”搅拌是为了减少DNA断裂。(3)分析表格可得出结论：相同材料在20 条件下保存，DNA的提取量较多。原因可能是低温抑制了DNA酶的活性，DNA降解速度慢。等质量的不同实验材料，在相同保存温度下，从蒜黄中提取的DNA最多。(4)依据氯仿的特性，可在第三步得到的溶液中加入氯仿，使蛋白质变性。答案：(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响(2)DNA断裂(3)等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄中提取的DNA量最多低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液视角2以基础判断或案例分析的形式，考查血红蛋白的提取和分离3(实验装置图类)下图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验的装置，下列有关叙述不正确的是()A用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较大的杂质B图乙装置的试管中收集到的液体中最先得到的是相对分子质量较大的蛋白质C用图乙装置分离血红蛋白时，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每管收集5 mL，连续收集D图丙装置中电泳法分离提纯血红蛋白的原理是血红蛋白带有一定量的电荷，在电场的作用下向一极移动解析：选A。用图甲装置对滤液进行处理，其目的是除去相对分子质量较小的蛋白质。4(概念流程图和实验结果图类)(2016江西重点盟校联考)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2和部分CO2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图(如图1)回答问题： 图1图2(1)将实验流程图补充完整：A为_，B为_。(2)血红蛋白的提取方法可以采用_，洗涤红细胞的目的是去除_，洗涤干净的标志是_。(3)已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，其分子大小、所带电荷的性质和数量情况如图2所示。将样品装入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋内，则分子_也保留在袋内。若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，则分子_移动速度最快。若将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，分子戊存在于沉淀中，则分子_可能不存在于沉淀中。解析：(1)参照课本流程图即可。(2)用凝胶色谱法分离各种大分子物质时，大分子物质先洗脱出来，然后是小分子物质。大分子物质由于直径较大，不易进入凝胶颗粒的微孔，而只能分布于颗粒之间，所以向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外，还可以进入凝胶颗粒的微孔中，即进入另一凝胶颗粒，在向下移动的过程中，从一个凝胶内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒，如此不断地进入和扩散，小分子物质的下移速度落后于大分子物质，从而落后于大分子物质洗脱出来。血红蛋白的提取方法可以采用凝胶色谱法，洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，洗涤干净的标志是上清液不再呈现黄色。(3)保留在袋内的是分子量大的分子，分子丙和丁的分子量更大。用凝胶色谱法分离各种大分子物质时，大分子物质先洗脱出来，所以丙移动最快。分子戊存在于沉淀中，则分子甲可能不存在于沉淀中。因为甲分子量小，应分布在稍上的区域中。答案：(1)血红蛋白的释放样品的加入和洗脱(2)凝胶色谱法杂蛋白上清液不再呈现黄色(3)丙和丁丙甲易错点1酶的应用易错点点拨(1)在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶达到所要求的温度或pH条件，以避免混合后条件的变化，确保实验结果的可靠性。(2)同等条件下的酶促反应速率的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活性与酶促反应速率仍然是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相同，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促反应速率，但不能影响酶的活性。易错点2固定化实验中的易错点点拨(1)海藻酸钠溶液的浓度对包埋酵母细胞数量的影响海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。(2)海藻酸钠溶液配制注意事项海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊；将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温杀死酵母细胞；固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。微观清障(1)酶的活性不能等同于酶促反应速度。()(2)加酶洗衣粉一定比普通洗衣粉洗涤效果好。()(3)“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”可先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度。()(4)相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉。()(5)从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小。()(6)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：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1(2015高考海南卷)生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。回答下列有关问题：(1)某同学用三种来源的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是_。(2)现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支。分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0 、5 、10 、40 下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有_和_。(3)某同学取5组试管(AE)分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D 4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过AD组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计_(填“能”或“不能”)达到目的，其原因是_。导学号29520665解析：(1)利用不同来源的果胶酶处理果泥，检测各组出汁量，据此可以比较不同来源的果胶酶的活性大小。(2)探究果胶酶的最适温度时，一般在2070 范围内，每隔5 进行梯度设计。显然题中温度设置过低，温度梯度设置不均。(3)本实验的目的是检测不同量的同种果胶酶下的出汁量的差异，为保证单一变量，AE组都应加入等量缓冲溶液。答案：(1)比较不同来源果胶酶的活性(2)温度范围设置不合理温度梯度设置不合理(3)不能未加入缓冲液2. (2016山东聊城一中高三调研)图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作和利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，图2是“DNA粗提取与鉴定”相关实验步骤。请回答下列问题：图1图2(1)图1中，X溶液为_，其作用是使_。发酵过程中用搅拌器搅拌的目的是使_。(2)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用_加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液_后，再加入酵母菌充分搅拌混合均匀。 (3)图2中，a表示释放核物质后进行过滤的过程，过滤后取_(填“滤液”或“析出物”)进行下一步实验；b表示的相关操作过程中，加入2 mol/L NaCl溶液的作用是_；c表示在滤液中加入冷却的95%的酒精，其目的是_。导学号29520666解析：(1)在制备凝胶珠时需要用CaCl2溶液，海藻酸钠遇到钙离子可迅速发生离子交换，生成凝胶珠，利用这种性质，将海藻酸钠溶液滴入含有钙离子的水溶液中可产生海藻酸钙胶球。(2)为了防止海藻酸钠焦糊，加热溶解海藻酸钠时需注意用小火(或间断)加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却后，再加入酵母菌充分搅拌混合均匀，防止酵母菌在高温下死亡。(3)在提取DNA的过程中，首先用清水使血细胞吸水涨破释放核物质，由于DNA可以溶解于清水中，因此进行过滤后应取滤液进行下一步实验。DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度最高，DNA不溶于冷却的95%的酒精。答案：(1)CaCl2溶液海藻酸钠形成凝胶珠培养液与酵母菌充分接触(2)小火(或间断)冷却(至室温)(3)滤液溶解DNA分子提取杂质更少的DNA(或去除脂溶性杂质)3(2016河北冀州中学高三仿真)在遗传病及刑侦破案中常需要对样品DNA进行分析，PCR技术能快速扩增DNA片段，在几个小时内复制出上百万份的DNA拷贝，有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。据图回答相关问题：(1)在相应的横线上写出引物，并在复性这一步骤中将引物置于合适的位置。(2)在相应的横线上写出循环一次后生成的DNA分子。(3)若将作为原料的四种脱氧核苷酸用32P标记，请分析循环一次后生成的DNA分子的特点：_，循环n次后生成的DNA分子中不含放射性的单链占总单链的比例为_。(4)PCR反应过程的前提条件是_，PCR技术利用DNA的_原理解决了这个问题。(5)在对样品DNA进行分析的过程中发现，DNA掺杂着一些组蛋白，要去除这些组蛋白可加入的物质是_。导学号29520667解析：(1)DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3端延伸DNA链，所以引物就提供了3端，子链延伸方向为53，引物与b链部分碱基互补，引物则与a链部分碱基互补，且连接到a链的3端，故引物的结构为5GAOH。(2)经过一次循环后，产生的两个DNA分子分别含有引物和引物。(3)由于作为原料的四种脱氧核苷酸被32P标记，所以新合成的子链均含有放射性，一次循环后的两个DNA各有一条链含32P，若复制n次，共产生子链2n2条；其中只有2条DNA母链不含32P，则其所占比例为2/(2n2)1/2n。(4)DNA复制是以两条母链为模板，按照碱基互补配对原则进行的。因此，首先要解旋，使两条母链碱基暴露出来，才能按照碱基互补配对的原则把相应的核苷酸一个个地连接起来。DNA分子在80 100 的温度范围内变性，双链解开成单链，当温度慢慢降低时，又能重新结合形成双链。(5)本题考查了DNA中杂质蛋白质的去除，利用酶的专一性，应加入蛋白酶。答案：(1)5GAOHHOAG5 5GGTC3(2)3CCAG55GGTC35GGTC33CCAG5(3)每个DNA分子各有一条链含32P1/2n(4)DNA解旋热变性(5)蛋白酶4随着人类基因组计划的进展和多种生物基因组测序工作的完成，人类跨入了后基因组和蛋白质组时代。对蛋白质进行研究时，首先要获得纯度较高的蛋白质。下图是某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中，准备从猪的血液中初步提取血红蛋白，设计的“血红蛋白提取、分离”流程图：请回答下列有关问题：(1)样品处理中红细胞的洗涤要用_反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH 7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是：_。(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是_，若要尽快达到理想的透析效果，可以_(写出一种方法)。(3)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。(4)一同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳，观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如图所示。由图可知携带者有_种血红蛋白，从分子遗传学的角度作出的解释是_。导学号29520668解析：(1)洗涤红细胞所用的溶液是生理盐水，根据渗透作用原理，将红细胞置于低渗溶液中，红细胞会吸水涨破，释放出血红蛋白。(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去样品中的小分子杂质；可通过增加缓冲液的量或及时更换缓冲液等方法缩短透析时间，能尽快达到理想的透析效果。(3)由于各种分子带电性质以及分子大小、形状等的差异，在电泳过程中会产生不同的迁移速度，从而实现各种分子的分离。(4)根据图示可知，镰刀型细胞贫血症的携带者含有两种血红蛋白，原因是携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，分别控制合成两种不同的蛋白质。答案：(1)生理盐水渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破)(2)除去小分子杂质增加缓冲液的量或及时更换缓冲液(3)带电性质以及分子大小、形状(4)两携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质15