1、课时跟踪检测（四十） 酶的应用与DNA技术一、选择题1(2017泰州一模)关于酶的应用，下列叙述错误的是()A水温越高加酶洗衣粉的洗涤效果越好B物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小C酶的固定化有利于实现酶的重复利用D口服多酶片中的胰蛋白酶位于片剂的核心层解析：选A高温会使洗衣粉中的酶失活；化学结合法可能破坏酶的结构从而影响酶活性；固定化酶可以重复利用；口服多酶片中的胰蛋白酶在小肠中发挥作用，位于片剂的核心层。2(2014江苏高考)下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是()A高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好B洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用C在pH低于7.0的自来水
2、中，碱性蛋白酶依然能起作用D洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用解析：选C酶有最适温度，加酶洗衣粉中的酶在温水中更能充分发挥洗涤效果；洗衣粉中的表面活性剂能影响碱性蛋白酶的活性，会使酶失活；加酶洗衣粉中的酶主要是通过分解衣物上的污渍发挥作用。3(2018徐州模拟)某校高三学生对某种加酶洗衣粉做了研究实验，在不同温度下除去不同污渍所需的时间，结果如下表所示。下列叙述正确的是()不同温度下除去不同污渍所需时间(min)水温()1020304050607080奶渍48432812641217蓝墨水93868072686781105 注：牛奶(主要含蛋白质、脂肪)、蓝墨水主要成分：阿拉伯
3、树胶(植物纤维)、鞣酸与硫酸亚铁A此加酶洗衣粉适宜洗涤棉织品、毛织品、蚕丝制品等衣料B此实验证明了酶具有高效性C此实验只探究了加酶洗衣粉对不同污渍的洗涤效果D同一水温下除去两种污渍时间不同的可能原因是加酶洗衣粉含有多种酶，酶具有专一性，且不同酶的活性受温度影响不同解析：选D根据表格数据可知，此加酶洗衣粉对奶渍的洗涤效果较好，因此含有蛋白酶，而毛织品、蚕丝织品等衣料的主要成分就是蛋白质，不能洗涤该类衣物；该实验证明了酶需要温和的条件，即适宜的温度；此实验探究了加酶洗衣粉最适温度范围以及对不同污渍的洗涤效果。 4(2017苏州一模)下列有关制备固定化酵母细胞的叙述，正确的是()A利用5%的海藻酸钠
4、溶液比蒸馏水活化酵母细胞效果更好B采用酒精灯小火间断加热使海藻酸钠溶化后还需要注意定容处理C将溶化后的海藻酸钠立即与活化的酵母细胞等量混合并充分混匀D以恒定的速度将注射器中的胶液滴加到适宜的CaCl2溶液中即可获得规则的凝胶珠解析：选B酵母细胞用蒸馏水活化；用酒精灯小火间断加热使海藻酸钠溶化后还需进行定容处理，防止海藻酸钠浓度变高；溶化后的海藻酸钠需冷却后与活化的酵母细胞混合，防止高温杀死酵母菌；实验得到的凝胶珠的形状不规则，有的是椭圆形，有的是圆形。5.(2017南通一模)小球藻可用于污水净化，其繁殖能力(生长量)在一定程度上可以反映藻细胞消耗N、P等的能力。科研人员比较游离小球藻和用海藻酸
5、钠固定化后的小球藻生长量变化，结果见右图。下列相关叙述错误的是()A本研究中固定化小球藻采用的方法是包埋法B实验中可用CaCl2浸泡凝胶珠使其形成稳定结构C结果表明固定化小球藻的生长期较短、生长速率低D使用固定化小球藻有利于重复使用且可避免水体二次污染解析：选C据曲线可知，固定化小球藻生长速率低、生长期较长。6(2015江苏高考)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是()A固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用B溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素C固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物D凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合解析：选B固定化酶技术是指将酶固定在不溶于水的载体上，使酶
6、既能与反应物接触，又能与产物分离，可实现重复利用。固定化酶发挥作用不需要供氧，溶解氧交换受阻不会成为其应用的限制因素。固定化细胞只能用于生产分泌到细胞外的产物，否则无法获得需要的产物。用凝胶包埋细胞利用的是物理方法。7(2013江苏高考)某同学用洋葱进行DNA粗提取和鉴定实验，操作错误的是 ()A加入洗涤剂后用力进行快速、充分的研磨 B用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的DNA C加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌 D加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热 解析：选A加入洗涤剂后研磨动作要轻缓、柔和，否则会产生许多泡沫，不利于后续步骤的操作，A错误；蛋白酶能够分解蛋白质，因此能起到纯化DNA的目的，B正确；加入酒精后
7、用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免引起DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀，C正确；DNA可与二苯胺试剂在沸水浴条件下反应呈现蓝色，D正确。8在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，操作正确的是()A取制备好的鸡血细胞液510 mL注入烧杯中，迅速加入浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液20 mL，同时用玻璃棒沿同一方向快速搅拌5 min，可使鸡血细胞破裂，释放出DNAB整个DNA提取过程中，两次加蒸馏水的目的都是为了降低溶液中NaCl的浓度，使DNA分子的溶解度达到最低，析出DNA分子C整个DNA提取操作中，两次加入2 mol/L的NaCl溶液，目的都是使DNA尽可能多地溶解在NaC
8、l溶液中DDNA鉴定操作中，只要向溶有DNA的NaCl溶液中加入4 mL的二苯胺试剂，即可出现蓝色解析：选C取制备好的鸡血细胞液注入烧杯中，迅速加入蒸馏水并用玻璃棒沿同一方向搅拌，使鸡血细胞破裂，将DNA释放出来；整个DNA提取过程中，两次使用蒸馏水，第一次是使鸡血细胞吸水破裂，释放DNA，第二次是用来稀释NaCl溶液，使DNA析出；在DNA鉴定操作中，DNA遇二苯胺试剂呈蓝色需在沸水浴条件下完成。9(2018淮安5月模拟，多选)图1为固定化酵母细胞的部分操作，图2为其实验结果。针对图示的有关说法中，错误的是()A图1 X溶液有利于凝胶珠的形成，用自来水配制即可B图1中注射器距离X溶液液面的远
9、近对凝胶珠的形状无影响C图2中出现的实验结果最可能是海藻酸钠溶液浓度过小所致D改变图1中滴加溶液的速度也可能导致图2的结果解析：选ABC图1中X溶液是CaCl2溶液，将混合液加入X溶液有利于凝胶珠的形成；CaCl2溶液用蒸馏水配制，A错误。图1中注射器距离X溶液液面的远近对凝胶珠的形状影响较大，若太近则无法形成球状的凝胶珠，B错误。若海藻酸钠溶液浓度过小，则会导致凝胶珠的颜色过浅；若海藻酸钠溶液浓度过大，则会导致凝胶珠不易成型，C错误。图1中滴加溶液的速度过快，无法形成凝胶珠，D正确。10(2018镇江模拟，多选)下图是“DNA粗提取与鉴定”实验中的两个操作步骤示意图，相关叙述错误的是()A图
10、1中溶液a是0.14 molL1的NaCl溶液B图1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而蛋白质等杂质不溶C图2所示实验操作中有一处明显错误，可能导致试管2中蓝色变化不明显D图2试管1的作用是证明2 molL1 NaCl溶液遇二苯胺不会出现蓝色解析：选AB溶液a是浓NaCl溶液，该步骤属于提纯DNA，原理是DNA不溶于酒精，细胞中某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离，A、B错误。图2对照组和实验组均加入4 mL二苯胺试剂和2 molL1 NaCl溶液，对照组什么都不加，实验组加入提取到的丝状物(DNA)，结果是实验组变蓝。由于实验中没有加2 molL1 NaCl溶
11、液，试管2中DNA没有溶解，故蓝色变化不明显，C正确。图2试管1的作用是对照，证明2 molL1 NaCl溶液遇二苯胺不会出现蓝色，D正确。二、非选择题11(2018泰州中学月考)为了获得较多、较纯、较完整的甜菜总DNA，科研人员比较了A方法(通过CTAB裂解细胞，并与蛋白质形成复合物)、B方法(通过SDS裂解细胞释放核DNA，使蛋白质变性)、C方法(通过高盐沉淀蛋白质)从嫩叶、块根中提取总DNA的效果，主要实验步骤和相关检测结果如下，其中氯仿异戊醇不溶于水且密度均大于水，DNA不溶于氯仿异戊醇，蛋白质等溶于氯仿异戊醇。分析回答：将液氮冷冻的组织研磨成粉末分别用A、B、C三种不同方法处理DNA
12、粗提液在65 水浴保温60 min，搅拌均匀加氯仿异戊醇，离心取？，加冷酒精，收集沉淀加入RNA酶，37 水浴保温20 min，重复步骤将沉淀室温干燥后，溶于超纯水中，20 保存备用结果检测组织方法组别OD260/OD230OD260/OD280得率/gmg1嫩叶A方法A11.9701.8210.105B方法B11.9731.7190.096C方法Cl1.6471.5680.082块根A方法A21.8881.8880.029B方法B21.8111.6820.030C方法C21.3761.3200.020注：纯净的DNA样品OD260/OD230值约为2.0，过低表明小分子物质残留较多；纯净的D
13、NA样品OD260/OD280值约为1.8，若比值大于1.8表示存在RNA残留，若小于1.8表示存在蛋白质残留；得率是指每毫克组织所提取的DNA量。(1)步骤将DNA粗提液在65 水浴保温60 min的目的是_，步骤“？”表示_，步骤中加RNA酶的作用是_。(2)影响DNA纯度的物质主要有_，提取的DNA中RNA残留较多的方法是_，此材料提取DNA的得率较高，原因是_。(3)电泳可以直观对比DNA的完整性，分子大小不同的DNA在凝胶上迁移速率不同，从而产生不同的条带。如图是上述实验中提取到的总DNA 凝胶电泳结果，其中M是已知大小的不同DNA的混合物。实验结果显示A、B方法提取的总DNA电泳结
14、果只有一条带，而C方法有明显的“拖尾”现象。只出现一条带的原因是_。出现“拖尾”现象的原因是_。解析：(1)步骤将DNA粗提液在65 水浴保温60 min的目的是使蛋白质变性。由于“氯仿异戊醇不溶于水且密度均大于水，DNA不溶于氯仿异戊醇”，因此步骤“？”表示上清液。RNA酶的作用是水解RNA，去除RNA杂质。(2)影响DNA纯度的物质主要有蛋白质、RNA、小分子物质。根据题干信息“OD260/OD280比值大于1.8表示存在RNA残留”可知，提取的DNA中RNA残留较多的方法是A方法。细胞分裂过程中会进行DNA的复制，因此用细胞分裂旺盛的材料提取DNA的得率较高。(3)只出现一条带的原因是甜
15、菜细胞基因组DNA分子都比较大，不容易分离。出现“拖尾”现象的原因是DNA发生断裂或降解，形成许多大小不等的DNA片段。答案：(1)使蛋白质变性上清液水解RNA，去除RNA杂质(2)蛋白质、RNA、小分子物质A方法细胞分裂旺盛(3)甜菜细胞基因组DNA分子都比较大，不容易分离DNA发生断裂或降解，形成许多大小不等的DNA片段12(2018南通模拟)下面是探究固定化酵母菌增殖能力的研究，请协助完成相关内容。海藻酸钠与氯化钙反应产生海藻酸钙，使凝胶珠有稳定的结构；而柠檬酸钠能与海藻酸钙反应，会使海藻酸钙溶解。实验材料(略)主要实验步骤步骤1：酵母菌的活化。步骤2：配制质量分数为2%的海藻酸钠溶液，
16、灭菌冷却_A_用注射器造凝胶颗粒常温下利用CaCl2溶液固定凝胶颗粒。步骤3：待固定化结束后，移去CaCl2溶液，再用无菌水洗涤23次。将固定化凝胶珠分成两等份，取其中一份接种到固定化酵母增殖培养液中，在28 下振荡培养24 h，得到固定化增殖酵母；另一份留用。步骤4：将_B_放入一定体积的质量分数为5%的柠檬酸钠溶液中，振荡使凝胶珠完全溶解；再用无菌水适当稀释后，用血细胞计数板在显微镜下计数、统计计算出凝胶珠内包埋的菌数，比较酵母菌在载体中的生长状况。请问答下列问题：(1)完善实验步骤：A_；B_。(2)步骤1活化酵母菌的目的是_。干酵母粉活化操作的主要注意事项是_。(3)步骤2中制得的凝胶
17、珠直径不宜过大，因为凝胶珠相对表面积增大，不利于固定化酵母细胞与外界进行物质交换，实验中可以通过_实现对凝胶珠直径的控制。步骤3中“用无菌水洗涤23次”的主要目的是_。(4)在“步骤4”实验中，是否需要进行重复实验？应如何进行？_。(5)下图所示曲线是某实验结果，由图可以得出的结论是_。解析：(1)制备固定化酵母细胞的步骤依次为：活化、配制质量分数为2%的海藻酸钠溶液、灭菌冷却、将酵母悬液与海藻酸钠溶液按一定比例均匀混合、 造凝胶颗粒、常温下利用CaCl2溶液固定凝胶颗粒；题中的步骤4的目的是利用显微计数法来计算酵母菌的增殖情况，所以需要计数酵母菌的起始和结束时候的数目，所以步骤B为等量增殖前
18、后的固定化酵母凝胶珠。(2)活化酵母菌的目的是使酵母菌恢复正常生活状态，由于干酵母粉活化时吸水后会膨胀，因此在活化时要使用较大的容器装。(3)实验中可以通过控制注射器针的大小、挤压速度等控制凝胶珠的大小；步骤3中“用无菌水洗涤23次”的主要目的是洗去凝胶珠表面的CaCl2，防止凝胶珠因固定时间过长而硬度过大，影响凝胶珠的通透性。(4)在“步骤4”实验中，为了增加计数的准确性，需要进行重复取样品液进行显微计数。(5)由曲线可得出结论：固定化酵母增殖速率高于游离酵母。答案：(1)将酵母悬液与海藻酸钠溶液按一定比例均匀混合等量增殖前后的固定化酵母凝胶珠(2)使酵母菌恢复正常生活状态由于酵母细胞吸水后
19、会膨胀，因此在活化时要使用较大的容器装(3)控制注射器针的大小、挤压速度等洗去CaCl2，防止凝胶珠因固定时间过长而硬度过大，影响凝胶珠的通透性(4)需要进行重复实验，重复取样品液进行显微计数(5)固定化酵母增殖速率高于游离酵母13(2018苏北四市联考)我国食品加工企业每年都会产生大量高浓度有机废水，如直接排放会造成严重污染。固定化酶技术可应用于高浓度有机废水的处理，科研人员对固定化蛋白酶进行了以下实验研究。实验一：研究人员选择了硅胶、活性炭和大孔树脂为载体制备固定化蛋白酶，三种载体的固定化率如图1所示。实验二：为探究pH对三种载体固定化酶活性的影响。研究人员将高浓度污水的pH分别调至4.5
20、、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0，各取500 mL。分别使其与等量不同载体的固定化酶混合，然后在37 的水浴中反应6 h。测定每个反应器中氨基酸的生成速率。测定结果如图2所示。回答下列问题：(1)由图1可知，三种载体蛋白酶固定化率最低的是_。与水溶性酶相比，固定化酶处理高浓度污水的优点是_。(2)实验二的自变量是_，无关变量是_。(至少写两点)(3)从图2中可得出结论：_；_。(4)结合图1和图2分析，进行高浓度污水的净化时应选择_载体的固定化酶。解析：(1)由图1可知，硅胶载体蛋白酶固定化率最低，活性炭载体蛋白酶固定化率最高。与水溶性酶相比，固定化酶可反复利用，易与反应物分离。(2)
21、实验二的自变量是pH和三种载体固定化酶，因变量为氨基酸生成速率，温度、污水的量、固定化蛋白酶的量和反应时间都属于无关变量。(3)从图2中可以看出，蛋白酶在三种载体上的最适pH均为5.5左右；pH在4.5至7之间，硅胶固定的蛋白酶生成氨基酸的速率最低，说明硅胶固定的蛋白酶活性最低(或活性炭固定的蛋白酶生成氨基酸的速率最高，说明活性炭固定的蛋白酶活性最高)。(4)综合图1和图2，活性炭载体蛋白酶固定化率最高，氨基酸生成速率也最高，选择活性炭载体的固定化酶进行高浓度污水的净化效果最好。答案：(1)硅胶可反复利用，易与反应物分离(2)pH和三种载体固定化酶(缺一不可)温度、污水的量、固定化蛋白酶的量和反应时间(至少写两点)(3)pH在4.5至7之间，硅胶固定的蛋白酶活性最低(或活性炭固定的蛋白酶活性最高)蛋白酶在三种载体上的最适pH均为5.5左右(4)活性炭
