資源簡介

酶的應用與其他生物技術的應用 講義
【考情分析】
1.考查內容：本專題考查的內容包括蛋白質分離技術、芳香油及色素的提取等。
2.命題規律：已出現的高考試題中，考查內容集中設計實驗探究影響果膠酶活性的因素、加酶洗衣粉的洗滌條件、植物有效成分的提取等，試題為非選擇題，試題大都符合高起點、低落點的特點。
3.命題預測：預計2022年高考中試題還將聚焦探究影響果膠酶活性的因素、加酶洗衣粉的洗滌條件、植物有效成分的提取等內容，可以加深知識的記憶與理解。
【近三年考情】
2021全國甲卷，37、2020全國Ⅱ卷，37
【網絡構建】
【重難點梳理】
一、果膠酶在果汁生產中的作用
1.果膠與果膠酶
果膠：由半乳糖醛酸聚合面成的一種高分子化合物，不溶于水，是植物細胞壁及胞間主要組成成分之一。
果膠酶：分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。
2.果膠酶在果汁生產中的應用
（1）在果汁生產中，應用果膠酶分解果膠，瓦解植物細胞壁和胞間層，使果膠分解成半乳糖醛能夠提高水果出汁率和果汁澄清度。
（2）植物、霉菌、酵母菌及其他真菌均能夠產生果膠酶，霉菌發酵生產的果膠酶是食品加工業用量最大的酶制劑之一。
3.探究溫度、pH對酶活性影響的實驗
（1）酶的活性：是指酶催化一類化學反應的能力。酶的活性高低可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學反應的反應速度來表示，即用單位時間內、單位體積中反應物的減少量或產物的增加量來表示。
（2）影響酶活性的因素：溫度、pH和酶的抑制劑等條件會影響酶的活性。
4.探究溫度對果膠酶活性的影響
實驗思路：設置一系列溫度梯度，比較不同溫度下酶的活性
判斷酶活性的依據：其他條件相同的情況下，以不同溫度下得到的果汁的體積或澄清度作為判斷酶活性的指標。
5.探究pH對果膠酶活性的影響
實驗中也應先將果膠酶和蘋果泥分別調整到預設的pH，再將果膠與果膠酶混合。
6.探究果膠酶的最適用量
果膠酶的最適用量是指在一定量的水果泥中，得到最大果汁產量所需要的最小酶量。如果隨著果膠酶的用量增加得到的果汁體積也增加，說明酶量不足；當酶的用量增加到某個值后，再增加酶的用量得到的果汁體積不再改變，這個值就是酶的最適用量。
二、探討加酶洗衣粉的洗滌效果
1.加酶洗衣粉的含義及種類
（1）加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，目前常用的酶制劑有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶四類。
（2）應用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質水解為可溶性的氨基酸或小分子的肽，堿性脂肪酶能將油漬中的脂肪水解成甘油和脂肪酸，使污漬容易從衣物上脫落。
（3）加酶洗衣粉有單一酶洗衣粉（加入某一種酶，對特定種類污漬有效）和復合酶洗衣粉（加入多種酶，對多種污漬有效）。
2.探究加酶洗衣粉的洗滌效果的實驗分析
實驗1：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對污漬的洗滌效果0單一變量（自變量）：洗衣粉的種類（普通洗衣粉和加酶洗衣粉
觀察指標（因變量）：洗滌相同時間后比較污漬殘留情況（或比較將污漬徹底去除所需時間長短）
無關變量：衣物材料、顏色、大?。晃蹪n類型和污染程度；洗衣粉用量、洗滌方式、洗滌所用的水溫、水質、水量等。
實驗2：探究溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響
實驗思路：設置溫度梯度，比較洗滌效果（所設置的溫度應能夠代表一年四季不同水溫）
單一變量（自變量）：溫度
對照設置：相互對照，每個組都是實驗組，各組之間進行比較
無關變量：洗衣粉種類和用量；衣物和污漬；洗滌方式和水質水量等。
結果分析：若發現在某一溫度下洗滌效果最好，可在該溫度前后范圍內縮小溫度梯度繼續實驗，測出更接近的最適溫度。
實驗3：探究不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果
實驗思路：用蛋白酶洗衣粉、脂肪酶洗衣粉、復合酶洗衣粉以及普通洗衣粉分別針對油漬汗漬、血漬等不同污漬進行洗滌實驗，比較洗滌效果。
實驗分組：所用洗衣粉種類數乘以所選污漬種類數
結果分析；蛋白酶洗衣粉對血漬洗滌效果明顯，脂肪酶洗衣粉對油漬洗滌效果明顯，復合酶洗衣粉對血漬、油漬、汗漬洗滌效果都較明顯。
3.使用加酶洗衣粉的注意事項
（1）加蛋白酶的洗衣粉不宜用于洗滌蠶絲、皮、毛等面料的衣服。
（2）使用溫水洗滌，先浸泡一段時間再洗滌效果更好。
（3）使用后及時洗手。
三、酵母細胞的固定化
1.固定化酶和固定化細胞技術的含義及方法
（1）含義：固定化酶和固定化細胞技術是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術包括包埋法、化學結合法和物理吸附法。
（2）方法
化學結合法：將酶分子或細胞相互結合或將其結合到載體上。
物理吸附法：將酶吸附在載體表面。
包埋法：將酶分子或細胞包埋在細微的網格里。
2.固定化酵母細胞的實驗
用包埋法固定化酵母細胞，包埋載體為海藻酸鈉。
（1）步驟
酵母細胞的活化：10m蒸餾水活化1g干酵母，酵母細胞活化體積會增大，所以容器應體積足夠大。
配制物質的量濃度為0.05mol·L-1的CaCl2溶液。
配制海藻酸鈉溶液：加熱使海藻酸鈉溶化，邊加熱邊攪拌，調成糊狀，完全溶化后再定加熱時要用小火或間斷加熱。
海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合：將冷卻至室溫的海藻酸鈉溶液與已活化的酵母細胞混合均勻，轉移至注射器中。
固定化酵母細胞：將注射器中的溶液緩慢滴到CaCl2溶液中，形成凝膠珠，浸泡30min左右。
（2）評價與分析
①海藻酸鈉溶液的配制是固定化酵母細胞的關鍵，因為如果海藻酸鈉濃度過高，將很難形成膠珠，如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數量少，也會影響實驗效果。
②判斷凝膠珠制作是否成功的方法
觀察法：制作成功的膠珠應為淡黃色，圓形或橢圓形顆粒。
擠壓法：用手輕輕擠壓凝膠珠，如果有一定的硬度和彈性，不易破裂沒有液體流出，說明凝膠珠制作成功。
摔打法：將凝膠珠在實驗桌上用力摔打，如果容易彈起，說明制作成功。
③如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要重新制備。
3.固定化酶的應用實例——高果糖漿的生產
（1）高果糖漿：果糖含量為42%左右的糖漿。
（2）生產高果糖漿所需的酶：葡萄糖異構酶。該酶能夠將葡萄糖轉化成果糖。
（3）將葡萄糖異構酶固定在一種顆粒狀載體上，再將酶顆粒裝到反應柱內，反應柱底端裝上分布有許多小孔的篩板，酶顆粒不能通過小孔，但是反應溶液可以自由通過。
（4）將葡萄糖溶液從反應柱上端緩慢注人，流經反應柱與固定化酶接觸，葡萄糖轉化為果糖產物從反應柱下端流出
四、DNA的粗提取與鑒定
1.DNA粗提取實驗材料和方法的選擇
（1）不同生物的組織中DNA含量不同在選取材料時，應本著DNA含量高、材料易得、便于提取的原則。
（2）材料不同所采用的提取方法不同
植物組織：取材→研磨→過濾→沉淀。
雞血：制備雞血細胞液→提取核DNA→溶解細胞核內DNA→析出并濾取DNA→DNA再溶解→提取較純凈的DNA。
2.DNA粗提取與鑒定中不同試劑的用途及原理比較
試劑 濃度 用途 原理
NaCl溶液 2mol·L-1 溶解DNA DNA在NaCl溶液中的溶解度隨溶液濃度的變化而改變，溶解度在2mol·L-1時最大、在0.14mol·L-1時最小。
0.14mol·L-1 析出DNA
2mol·L-1 鑒定時的溶劑
酒精 95%（體積分數） 除去雜質以提純DNA DNA不溶于酒精，但是細胞中的某些物質可以溶于酒精
二苯胺 鑒定DNA DNA遇二苯胺（沸水?。兯{色
檸檬酸鈉 0.03g·mL-1 抗凝劑 除去血液中的鈣離子，防止血液凝固
3.實驗中三種重復操作的目的和作用
（1）2次加蒸餾水
第一次：加到雞血細胞液中，使血細胞吸水漲破。
第二次：加到含DNA的2mol·L-1的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物質的量濃度下降到0.14mol·L-1，使DNA析出。
（2）3次用紗布過濾
第一次：過濾血細胞破裂液，得到含細胞核物質的濾液。
第二次：濾取0.14mol·L-1的NaCl溶液中析出的DNA（黏稠物）。
第三次：過濾溶有DNA的2mol·L-1的NaCl溶液。
（3）4次用NaCl溶液
第一次：用2mol·L-1的NaCl溶液，過濾除去不溶的雜質。
第二次：用0.14mol·L-1的NaCl溶液，析出DNA。
第三次：用2mol·L-1的NaCl溶液，溶解DNA。
第四次：用2mol·L-1的NaCl溶液，溶解絲狀物用于DNA的鑒定。
五、多聚酶鏈式反應擴增DNA片段
1.PCR反應過程
變性：當溫度上升到90℃以上時，雙鏈DNA解聚為單鏈。
復性：溫度下降到50℃左右，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結合。
延伸：溫度上升到72℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根據堿基互補配對原則合成新的DNA鏈。
2.PCR反應的條件
解開螺旋：在80~100℃時，DNA雙螺旋打開，形成兩條DNA單鏈，稱為變性。
恢復螺旋：在50℃左右時，兩條DNA單鏈重新形成雙螺旋結構稱為復性。
復制條件：緩沖液、DNA模板、四種脫氧核苷酸熱穩定DNA聚合酶和兩種引物。
反應場所：PCR儀。
六、血紅蛋白的提取和分離
1.蛋白質的分離方法
蛋白質各種特性的差異，如分子的形狀和大小、所帶電荷的性質和多少、溶解度、吸附性質和對其他分子的親和力等等，可以用來提取和分離不同種類的蛋白質。常用方法有凝膠色譜法、電泳法等。
（1）凝膠色譜法：也叫分配色譜法，是根據蛋白質相對分子質量大小分離蛋白質的方法。所用些微小的多孔球體，大多由多糖類化合物構成。
（2）電泳：帶電粒子在電場作用下發生遷移的過程。許多重要的生物大分子都具有可解離的基團，在一定的pH下，這些基團會帶上正電或負電。在電場作用下，這些帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極移動。利用待分離樣品中各種分子帶電性質的差異以及分子本身的大小、形狀的不同，使它們在電場中產生不同的遷移速度，從而實現對各種分子的分離。
2.血紅蛋白提取和分離實驗思路
七、植物芳香油、色素的提取
1.植物芳香油的提取
植物芳香油：天然香料的主要來源是植物和動物。植物香料可以從植物材料中提取，具有很強的揮發性，其組成比較復雜，主要是萜類化合物及其衍生物。
（1）植物芳香油的提取方法
植物芳香油的提取方法有蒸餾、壓榨和萃取等。具體采用哪種方法要根據植物原料的理化性質決定
方法 蒸餾法 壓榨法 萃取法
原理 利用水蒸氣將揮發性強的芳香油攜帶出來 通過機械加壓將植物材料中的芳香油壓榨出來 使芳香油溶解在有機溶劑中，蒸發出有機溶劑后獲得芳香油
適用范圍 揮發性強、不溶于水、化學性質穩定的芳香油，如玫瑰精油、薄荷油等 適用于原料易焦糊、有效成分易分解的柑橘、檸檬等，同時要求原料中油分含量較高 適用范圍廣，要求原料的顆粒要盡可能細小，能充分浸泡在有機溶劑中
優點 裝置簡單、易操作 成本低，能保持芳香油原本的特性 出油率高，產品易分離
缺點 水中蒸餾易造成某些原料焦糊和有效成分水解 分離困難，出油率相對較低 有機溶劑中雜質會影響芳香油的品質
（2）提取植物有效成分操作實例
①玫瑰精油的提?。ㄕ麴s法）
玫瑰精油化學性質穩定，難溶于水，易溶于有機溶劑，揮發性強，能隨水蒸氣一同蒸餾，常用蒸餾法提取，對于干玫瑰花可用萃取法提取。
用蒸餾法提取，玫瑰花瓣與清水的質量比為1∶4，注意控制溫度并盡量延長蒸餾時間，因為蒸餾溫度過高或時間過短都會影響產品品質。
蒸餾裝置如下：
收集油水混合物后，加入氯化鈉增加鹽的濃度，能夠促進油水分層；分液得到油層，加入水硫酸鈉吸水，放置過夜再過濾除去固體硫酸鈉即可得到玫瑰精油。
②橘皮精油的提?。▔赫シǎ?br/>橘皮精油無色透明，具有橘香味，主要成分為檸檬烯。橘皮精油的有效成分在用水蒸氣蒸餾時會發生部分水解，使用水中蒸餾法又會產生原料焦糊的問題，所以一般采用壓榨法。
橘皮需要干燥去水，并用石灰水浸泡，防止壓榨時橘皮滑脫并提高出油率。
為了使橘皮精油易于與水分離，還要分別加入相當于橘皮質量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并調節pH至7～8。
經過濾除去固體物和殘渣、離心除去質量較小的殘留固體物、靜置、再次過濾等操作獲取橘皮精油。
2.胡蘿卜素的提取（萃取法）
（1）胡蘿卜素是橘黃色結晶，化學性質比較穩定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機溶劑?？梢酝ㄟ^萃取法提取胡蘿卜素。
（2）胡蘿卜需粉碎、干燥。粉碎顆粒越小越好，干燥時要注意控制溫度和時間，溫度太高、干燥時間太長會導致胡蘿卜素分解。
（3）選用石油醚作萃取劑萃取胡蘿卜素，裝置如圖：
（4）影響萃取的因素：萃取效率主要取決于萃取劑的性質和使用量，同時還受原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取溫度和時間等條件的影響。
八、植物的組織培養技術
1.比較根尖分生組織和愈傷組織的異同
組織類型 細胞來源 細胞形態 細胞結構 細胞排列 細胞去向
根尖分生組織 受精卵 正方形 無液泡 緊密 分化成多種細胞組織
愈傷組織 高度分化細胞 無定形狀態 高度液泡化 疏松 再分化成新個體
相同點 都通過有絲分裂進行細胞增殖
2.植物組織培養技術和花藥離體培養技術的異同
菊花的組織培養 月季的花藥培養
理論依據 植物細胞的全能性
基本過程 外植體→脫分化→再分化
外植體的細胞類型 體細胞 生殖細胞
操作流程 制備培養基→外植體消毒→接種→培養→移栽→栽培 選材→消毒→接種和培養→篩選和誘導→移栽→栽培選育
影響因素 選材、營養、植物激素、pH、溫度、陽光等
培養結果 正常植株 單倍體植株
生殖方式 無性生殖 有性生殖
可育性 可育 高度不育，秋水仙素處理后可育
3.花藥培養的應用及可能發生的變異
（1）花藥培養獲得的植株是單倍體，有植株弱小、高度不育等特點?？捎糜趩伪扼w育種當中單倍體幼苗經過秋水仙素處理，可成為二倍體純合植株，篩選出穩定遺傳的優良品種即可，這樣可以明顯縮短育種年限。
（2）在花藥培養中，特別是通過愈傷組織形成的花粉植株，染色體組的數目常會發生變化，因此需要做進一步的鑒定和篩選。
【考點通關】
考點1 酶的應用問題綜合
加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。某同學通過實驗比較了幾種洗衣粉的去漬效果（“+”越多表示去漬效果越好），實驗結果見下表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 無酶洗衣粉（對照）
血漬 +++ + +++ +
油漬 + +++ +++ +
根據實驗結果回答下列問題：
（1）加酶洗衣粉A中添加的酶是_________；加酶洗衣粉B中添加的酶是_________；加酶洗衣粉C中添加的酶是_________。
（2）表中不宜用于洗滌蠶絲織物的洗衣粉有_______，原因是__________________。
（3）相對于無酶洗衣粉，加酶洗衣粉去漬效果好的原因是_________________。
（4）關于酶的應用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生產實踐中得到應用，如固定化葡萄糖異構酶已經用于高果糖漿生產。固定化酶技術是指_______。固定化酶在生產實踐中應用的優點是_________（答出1點即可）。
答案：（1）蛋白酶；脂肪酶；蛋白酶和脂肪酶
（2）加酶洗衣粉A和C；洗衣粉中的蛋白酶可能會分解蠶絲織物中的蛋白質而損傷衣物
（3）酶可以將污漬中的大分子物質分解為小分子物質，使污漬易從衣物上脫落
（4）利用物理或化學方法將酶固定在一定空間內的技術；固定化酶能夠反復利用，從而降低生產成本
解析：本題考查酶及酶的應用的相關知識。
（1）加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。其中，應用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬（含有大分子蛋白質）等水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽。使污跡容易從衣物上脫落。根據題表介紹的四類洗衣粉的去漬效果可知，洗衣粉A、B、C分別含有蛋白酶、脂肪酶、蛋白酶和脂肪酶。
（2）蠶絲織物中含有蛋白質，不宜用含有蛋白酶的洗衣粉洗滌，避免蠶絲織物中的蛋白質被蛋白酶水解為可溶性的氨基酸和小分子的肽，對蠶絲織物造成損害，因此不宜用于洗滌蠶絲織物的洗衣粉有加酶洗衣粉A和C。
（3）相對于無酶洗衣粉，加酶洗衣粉去漬效果好的原因是加酶洗衣粉可將蛋白質和脂肪等大分子水解為小分子物質，使其更容易脫落。
（4）固定化酶技術是指利用物理或化學方法將酶固定在一定空間內的技術。固定化酶在生產實踐中應用的優點是易于回收，可重復利用，從而降低生產成本。
考點2 血紅蛋白的提取和分離的考察
某生物興趣小組在“蛋白質的提取和分離”實驗中，準備從豬的血液中初步提取血紅蛋白，設計的血紅蛋白提取、分離流程圖如下，請回答下列有關問題:
（1）樣品處理中紅細胞的洗滌要用________反復沖洗、離心。向紅細胞懸液中加入一定量低濃度的pH=7.0的緩沖液并充分攪拌，可以破碎紅細胞，破碎細胞的原理是_______。
（2）血紅蛋白粗分離階段需要透析，若要盡快達到理想的透析效果，可以_______（寫出一種方法）。
（3）電泳利用了待分離樣品中各種分子的_______等的差異，而產生不同遷移速度，實現各種分子的分離。
（4）一同學通過血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳，觀察到正常人和鐮刀型細胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結果如圖所示。由圖可知攜帶者有_______種血紅蛋白，從分子遺傳學的角度作出的解釋是_______。
答案：（1）生理鹽水；滲透作用導致細胞吸水漲破
（2）增加緩沖液的量（或及時更換緩沖液）
（3）帶電性質以及分子大小、形狀
（4）2；攜帶者具有（控制血紅蛋白合成的）一對等位基因，可以控制合成兩種不同的蛋白質
解析：（1）樣品處理中洗滌紅細胞可以用生理鹽水。向紅細胞懸液中加入一定量低濃度的pH=7.0的緩沖液并充分攪拌，可以破碎紅細胞，其原理是滲透作用導致細胞吸水漲破。
（2）若要盡快達到理想的透析效果，可以增加緩沖液的量或及時更換緩沖液。
（3）電泳利用了待分離樣品中各種分子的帶電性質以及分子大小、形狀等的差異，而產生不同遷移速度，實現各種分子的分離。
（4）由題圖可知，攜帶者有2種血紅蛋白，原因是攜帶者具有（控制血紅蛋白合成的）一對等位基因，可以控制合成兩種不同的蛋白質。
考點3 關于植物有效成分的提取的問題
原生態椰子油是近年來活躍在國外市場上的一種新型植物油脂，常用酶解法進行提取，酶解法的原理是通過酶解去除椰奶中的蛋白質、纖維素和淀粉等物質，其流程如圖甲所示，回答下列問題:
（1）由生產流程可知，椰子油的提取一般采用壓榨法進行提取，不采用水中蒸餾法提取的原因是________。用蒸餾法提取芳香油時，當蒸餾瓶中的水和原料量一定時，影響精油提取量的主要因素是________。
（2）一般在壓榨前需將椰子皮干燥去水后用石灰水浸泡，其目的是________，在加水壓榨過程中，為了使椰子油容易與水分離，應加入一定質量的________。
（3）分析題干可知，酶解法發酵過程中加入的酶應有________，酶解發酵過程中要嚴格控制發酵的溫度，原因是________。
（4）圖乙表示椰子油提取次數和出油率關系，據圖分析，若同時考慮提取成本和經濟效益，最佳的提取次數為________次。
答案：（1）水中蒸餾會導致原料焦糊和有效成分水解等問題；蒸餾時間和溫度
（2）提高出油率，防止壓榨時滑脫，降低壓榨液的黏稠度，過濾時不會堵塞篩眼；NaHCO3和Na2SO4
（3）蛋白酶、纖維素酶和淀粉酶；溫度會影響酶的活性
（4）3
解析：（1）有些原料不適合采用水中蒸餾法提取的原因是水中蒸餾會導致原料焦糊和有效成分水解等問題，蒸餾法提取芳香油時，當水和原料量一定時，影響精油提取量的主要因素是蒸餾時間和溫度。
（2）壓榨前用石灰水浸泡，可以提高出油率，防止壓榨時滑脫，降低壓榨液的黏稠度，過濾時不會堵塞篩眼，在壓榨過程中，為了使椰子油容易與水分離，可加一定量的NaHCO3和Na2SO4。
（3）根據題意可知，酶解的目的是去除椰奶中的蛋白質、淀粉和纖維素，因此需要加入的酶是蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶，要控制溫度是因為溫度會影響酶的活性。
（4）分析題圖乙，當提取到第3次時出油率基本達到最大值，繼續提取不會有明顯的增加，因此最佳的提取次數為3次。
考點4 DNA的粗提取與鑒定
如圖所示為以雞血為實驗材料進行DNA的粗提取與鑒定的有關操作流程，請分析回答:
（1）步驟一中，向雞血細胞液中加入_____并攪拌，可使雞血細胞破裂。
（2）步驟二:過濾后收集含有DNA的_____。
（3）步驟三、四的操作原理是__________；步驟四通過向溶液中加入_____調節NaCl溶液物質的量濃度為_____mol/L時，DNA將會析出，過濾去除溶液中的雜質。
（4）步驟七:向步驟六過濾后的_____中，加入等體積的冷卻的_____，靜置2~3min，溶液中會出現_____色絲狀物，這就是粗提取的DNA。
（5）步驟七:向溶解有DNA的NaCl溶液中加入_____試劑，沸水浴5min，冷卻后，溶液呈_____色。
答案：（1）蒸餾水
（2）濾液
（3）DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，通過控制NaCl溶液的濃度去除雜質；蒸餾水；0.14
（4）濾液；體積分數為95%的酒精；白
（5）二苯胺；藍
解析：（1）步驟一加入蒸餾水的目的是使紅細胞漲破，釋放出核物質。
（2）步驟二收集含有核物質的濾液。（3）由于DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同。所以通過控制NaCI溶液的濃度可以分別溶解DNA和析出DNA，并且對DNA進行提純；步驟四加入蒸餾水的目的是逐漸稀釋NaCl溶液，使其物質的量濃度達到0.14mol/L，這時DNA在NaCl溶液中溶解度最低，可以析出DNA。（4）DNA不溶于酒精，某些蛋白質可以溶于酒精，這樣可以進一步提純DNA。（5）鑒定 DNA的方法是用二苯胺試劑，在沸水中加熱條件下，如果變藍色，證明是DNA。
考點5 植物的組織培養技術的考察
以野生菊花為材料進行組織培養步驟如下圖所示：
請回答：
（1）按照菊花的需求量，MS培養基由大量元素、微量元素和________組成。MS培養基含有十幾種化合物，配制不方便也難以稱量準確，可將培養基中的各種成分擴大5~10倍分別稱量，配成_________，用時稀釋。
（2）步驟X中的野生菊花一般選擇（ ）
A.開過花的老枝
B.未開花植株的莖上部新萌生的側枝
C.正在開花的枝條
D.任何枝條均可
（3）野生菊花外植體在接種前要用70%_________和5%________溶液進行表面消毒。
（4）過程A在無菌條件下把消毒后的野生菊花外植體接種在三角瓶的瓊脂培養基上，給予一定的溫度和_________，使之產生愈傷組織。過程B要在_________培養基進行培養，使之長出較多的叢狀苗。
（5）步驟Y表示_________，再移植到土中培養（定植），即可長成植株并開花。
答案：（1）有機成分；母液
（2）B
（3）乙醇；次氯酸鈉
（4）光照；發芽（或細胞分裂素多于生長素）
（5）移栽鍛煉
解析：（1）MS培養基由大量元素、微量元素和有機成分組成。MS培養基含有十幾種化合物，配制不方便也難以準確稱量，可將培養基中的各種成分擴大5~10倍分別稱量，配成母液，用時稀釋。
（2）幼嫩枝芽容易進行植物組織培養，因此，野生菊花一般選擇未開花植株的莖上部新萌生的側枝，B項符合題意。
（3）對自然莖段進行消毒時，具體操作為：70%乙醇浸泡→5%次氯酸鈉溶液浸泡→另一5%次氯酸鈉溶液浸泡→無菌水清洗。
（4）過程A在無菌條件下把消毒后的野生菊花外植體接種在三角瓶的瓊脂培養基上，給予一定的溫度和光照，使之產生愈傷組織。過程B表示愈傷組織再分化成為叢狀苗，要在發芽培養基上進行培養。
（5）過程Y表示生根的叢狀苗在蛭石或草炭土中進行移栽鍛煉，經過鍛煉，當罩內濕度降至與自然狀態下相同時，便可移入土中進行定植。
【考法突破】
細胞內DNA復制與PCR技術的比較
細胞內DNA復制 PCR
不同點 解旋 在DNA解旋酶作用下，邊解旋邊復制 80-100℃高溫解旋，雙鏈完全打開
酶 解旋酶、DNA聚合酶 Taq DNA聚合酶
引物 RNA DNA
溫度 體內溫和條件 高溫變性、低溫復性、中溫延伸（都高于體內溫度）
相同點 ①需提供DNA復制的模板；②四種脫氧核苷酸為原料；③子鏈延伸的方向都是從5 端到3 端
例題練習
PCR是一種快速擴增DNA的方法，用于擴增特定的DNA片段，數小時內可使目的基因片段擴增數百萬份。PCR技術需要模板DNA、引物、四種脫氧核苷酸和DNA聚合酶等條件。請回答相關問題:
（1）PCR的全稱是_______，是一種_______迅速擴增DNA片段的技術。該過程所需的酶具有_______的特點。
（2）PCR的反應過程主要包括_______、_______、_______三個階段，先用95℃高溫處理的目的是_______，而這一過程在細胞內是通過_______的催化實現的。
（3）DNA子鏈復制的方向是________，這是由于DNA聚合酶只能從引物的________端開始連接單個脫氧核苷酸分子。
（4）在PCR技術中所需要的引物實質上是一種單鏈DNA或RNA分子。請在圖中繪出引物結合的位置。
答案：（1）多聚酶鏈式反應；體外；熱穩定性高（或耐高溫）
（2）變性；復性；延伸；使DNA解旋為單鏈；解旋酶
（3）從5′端到3'端；3'
（4）
解析： （1）多聚酶鏈式反應（PCR）是一種體外迅速擴增DNA片段的技術，它能以極少量的DNA為模板，在短時間內復制出上百萬份的DNA分子。在PCR技術中需用95℃高溫處理使DNA解旋，而高溫會使一般的DNA聚合酶變性失活，所以該過程所需的酶具有熱穩定性高的特點。
（2）PCR循環可以分為變性、復性、延伸三步，在PCR技術中先用95℃高溫處理的目的是使DNA變性，解旋為單鏈，而這一過程在細胞內是通過解旋酶的催化實現的。
（3）DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從引物的3′端開始延伸DNA鏈，因此DNA的合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延伸。
（4）見答案。
變式訓練
PCR已成為分子生物學實驗室里的一種常規技術，其原理是利用DNA的半保留復制，在試管中進行DNA的人工復制（如圖）。該技術可在很短的時間內，將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，使實驗所需要的遺傳物質可從生物體外獲得。
（1）加熱至94 ℃可使DNA雙鏈打開，這一步是打開_______鍵，這一過程稱為_________。
（2）當溫度降低時，引物與模板的__________端結合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最終合成兩個DNA分子，此過程中原料是__________，遵循的原則是__________。
（3）PCR技術的必要條件，除了模板、引物、原料、ATP、酶，至少還需要三個條件，即液體環境、適宜的__________和__________，前者由PCR儀自動調控，后者則靠__________來維持。
（4）在PCR反應過程中，DNA的復制需要引物，其主要原因是____________________。
答案：（1）氫；變性
（2）3′；四種脫氧核苷酸；堿基互補配對原則
（3）溫度；酸堿度（pH）；緩沖液
（4）DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從引物的3′端延伸DNA鏈
解析：（1）DNA雙鏈是通過堿基對之間的氫鍵連接的，加熱使DNA雙鏈打開，就是打開堿基對之間的氫鍵，這一過程稱為變性。
（2）當溫度降低時，兩種引物均與相應模板的3′端結合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最終合成兩個DNA分子，此過程中原料是四種脫氧核苷酸，遵循的原則是堿基互補配對原則。
（3）PCR擴增DNA的過程與細胞內DNA的復制過程類似，除了模板、引物、原料、ATP、酶，至少還需要三個條件，即液體環境、適宜的溫度和酸堿度（pH），溫度由PCR儀自動調控，酸堿度（pH）則靠緩沖液來維持。
（4）引物是一小段能與母鏈的一段堿基序列互補的DNA或RNA，DNA的復制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從引物的3′端延伸DNA鏈。

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