1、专题八 生物技术实践 1.果胶酶在果汁生产中的作用。2.菊花的组织培养。3.血红蛋白的提取和分离。考纲要求 酶的应用和生物技术在 第 讲 2 其他方面的应用 构建网络 栏目索引 考点一 果胶酶在果汁生产中的作用 考点三 血红蛋白的提取和分离 考点二 植物组织培养 考点一 果胶酶在果汁 生产中的作用 重点提炼 命题视角 题组 探究果胶酶活性的因素 重点提炼 1果胶酶(1)组成：包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等，是分解果胶的一类酶的总称。(2)作用 分解果胶为可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物的细胞壁和胞间层。使浑浊的果汁变得澄清，增加出汁量。2酶的活性与影响酶活性的因素(1)酶的活性：指酶
2、催化一定化学反应的能力，可用反应速度来表示。(2)影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等。1探究果胶酶用量时，pH、温度不影响实验结果()2可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量()3在探究果胶酶最适用量时，几组实验之间可形成相互对照不需单设空白对照()4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与纯化(2011江苏，15B)()错混诊断 命题视角 题组 探究果胶酶活性的因素 1某同学用实验来探究pH对果胶酶活性的影响。他准备了5份含有等量果胶酶溶液的试管，用0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液调节至不同的pH，每支试管加五块0.1 cm3的正方体苹果块，试管均置于25
3、 室温条件下。(1)请你帮助选取pH梯度：_。(2)请设计两种方法改进实验，使实验在更短时间内完成。(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是：。可根据来判断最适pH。(4)为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶的作用，还应对实验进行怎样的设计？。解析 在探究pH对果胶酶活性影响的实验中选取的pH梯度一般为5、6、7、8、9；将苹果块制成苹果泥，使苹果泥与果胶酶充分接触，从而提高酶促反应速率，缩短反应的时间；在一定温度范围内，适当提高反应的温度，也可以提高酶促反应速率。答案(1)5、6、7、8、9(2)将苹果块换成苹果泥；适当提高温度(3)酶活性越强，果胶分解越快，生成的果汁量越多 相同时间内生成果
4、汁量的多少(4)另设计一组实验，不加果胶酶，其他条件不变 2下列说法不正确的是()A在探究果胶酶用量实验中，虽然实验的变量发生了变化，但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的 B植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶 C通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法来判断果胶酶活性的高低 D人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题 解析 在探究果胶酶的用量实验中，参照研究温度和pH对酶活性的影响实验，采用梯度测定法，只是将原实验中的pH梯度和温度梯度改成酶的用量梯度而已，基本实验思路不变，即A正确；植物、霉菌、酵母菌和细菌在其生活过程中，都会发生分解果胶的过程，因此，它们都可产生果胶酶，故B
5、正确；在制作果汁过程中，由于果胶、纤维素的存在，影响榨出的果汁量及果汁的透明度，加入纤维素酶和果胶酶后，果汁榨出量及透明度均有提高，即D正确；在使用梯度测定酶的用量及活性时，可以通过榨出的苹果汁的体积大小来判断，因此C错误。答案 C1.探究影响果汁产量的因素(1)探究温度对酶活性的影响时，可以选用10 作为温度梯度，设置的具体温度为10、20、30、40、50 和60 等，也可以根据酶的特点，尝试以5 作为温度梯度。(2)探究pH对酶活性的影响时，只需将温度梯度改成pH梯度，并在该酶的最适温度下进行。反应液中的pH可以用质量分数为0.1%的氢氧化钠溶液或盐酸进行调节。(3)探究酶的用量是建立在
6、探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是酶的用量，其他因素都应保持相同。实验时可以配制不同浓度的酶溶液，也可以只配制一种浓度的酶溶液，然后使用不同的体积。需要注意的是，反应液的pH和温度必须相同，否则将影响实验结果的准确性。2确定果胶酶最适用量的方法 如果随酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，这个值就是酶的最适用量。考点二 植物组织培养 重点提炼 命题视角 题组 从植物组织培养的过程与技术进行命题 重点提炼 1植物组织培养的过程 2植物茎的组织培养与花药植株培
7、养菊花茎的组织培养月季的花药培养理论依据细胞的全能性基本过程脱分化、再分化影响因素材料、营养、激素、pH、温度、光照等选择材料体细胞花药(生殖细胞)操作流程制备培养基外植体消毒接种培养移栽栽培选材材料消毒接种和培养筛选和诱导移栽栽培选育1在25 的实验条件下可顺利完成的是制备用于植物组织培养的固体培养基(2014北京，5D)()2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(2012新课标全国，39(4)改编)()3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(2011江苏，16B)()4在植物组织培养中，以花粉作为外植体可得到单倍体植株(201
8、1上海，22C)()5同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同(2008江苏，20D)()错混诊断 命题视角 题组 从植物组织培养的过程与技术进行命题菊花的组织培养的大致过程如下图所示。请回答下列问题：图中B、C依次表示_过程(填名称)，添加的关键激素是_。该实验操作成功的关键是_，要对外植体、超净工作台等消毒，对_等灭菌。解析 植物组织培养中B表示脱分化形成愈伤组织，C表示再分化形成试管幼苗，添加的关键激素是细胞分裂素、生长素，二者浓度的配比调节分化过程。该实验成功的关键是无菌操作，要对外植体、超净工作台等消毒，对培养基(或培养器具)等灭菌。答案 脱分化、再分化 细胞分裂
9、素、生长素 无菌操作(或无菌技术)培养基(或培养器具)植物激素与组织培养的关系 生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点为：(1)在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。(2)使用顺序不同，结果不同，具体如下：总结提升 使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂又分化同时使用分化频率提高(3)用量比例不同，结果也不同 考点三 血红蛋白的提取和分离 重点提炼 命题视角 题组 从蛋白质提取与分离技术展开命题 重点提炼 1提取血红蛋白过程中样品的预处理及粗分离 红细胞的洗涤过程：采
10、集血样低速短时间离心吸出血 浆生理盐水洗涤低速短时间离心 重复洗涤三次目的：去除杂蛋白血红蛋白的释放过程：加蒸馏水加甲苯磁力搅拌器搅拌目的：溶血，红细胞释放血红蛋白分离血红蛋白溶液过程：离心2 000 r/min目的：分离血红蛋白溶液结果第一层：甲苯层第二层：脂溶性物质的沉淀层第三层：血红蛋白的水溶液层第四层：其他杂质的暗红色沉淀物透析原理：透析袋能使小分子自由进出，而将大分子 保留在袋内过程：血红蛋白溶液装入透析袋将透析袋放入 缓冲液中透析12 h目的：去除相对分子质量较小的杂质2血红蛋白的提取和分离原理及方法(1)原理：蛋白质各种特性的差异，如分子的形状和大小、所带电荷的性质和多少、溶解度
11、、吸附性质和对其他分子的亲和力等，可以用来分离不同种类的蛋白质。(2)分离方法：凝胶色谱法：也称做分配色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。电泳法：电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。常用的电泳法有琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳。1在猪血红蛋白提纯中，洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止细胞破裂(2011广东，5A)()2利用凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的先洗脱出来()3在电泳过程中，蛋白质分子的移动速率，与分子本身的大小和形状无关，而与所带电荷的差异有关()4猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，猪血红蛋白提纯时杂蛋白较少(2011广东，5B)()错混诊断 命
12、题视角 题组 从蛋白质提取与分离技术展开命题1红细胞中含有大量的血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验来提取和分离血红蛋白。下列对血红蛋白提取和分离的叙述，错误的是()A血红蛋白提取和分离一般按照样品处理粗分离纯化纯度鉴定的顺序进行 B纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液 C粗分离中透析的目的是去除相对分子质量较小的杂质 D可经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定 解析 蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。提取和分离血红蛋白时，首先通过洗涤红细胞、血红蛋白的释放、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品处理；再通过透析法除去相对分子
13、质量较小的杂质，即样品的粗分离；然后通过凝胶色谱法将相对分子质量较大的杂蛋白除去，即样品纯化，纯化过程中凝胶应用蒸馏水充分溶胀后，配制成凝胶悬浮液，而不是用生理盐水；最后经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。答案 B 2红细胞含有大量血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成的，血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。请回答下列有关问题：(1)血 红 蛋 白 提 取 和 分 离 一 般 可 分 为 四 步：_、_、_和_。(2)实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶
14、液。加入柠檬酸钠的目的是_。以上所述的过程即是样品处理，它包括_、_、分离血红蛋白溶液。(3)然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，最后经SDS聚丙烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 进 行 纯 度 鉴 定。样 品 纯 化 的 目 的 是_。(4)电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及_、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速率，从而实现样品中各种分子的分离。解析 分离、提取血红蛋白的实验流程大致是样品处理粗分离纯化纯度鉴定四个步骤。柠檬酸钠属于抗凝剂。血红蛋白是红色含铁的蛋白质。凝胶色谱法分离蛋白质主要是依据蛋白质的相对分子质量大小来进行的。答案(1)样品处理 粗分离 纯化 纯度鉴定(2)防止血液凝固 红细胞的洗涤 血红蛋白的释放(3)通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂蛋白除去(4)分子本身的大小 技法提炼“血红蛋白的提取和分离实验”中的注意事项(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。谢 谢 观 看！更 多 精 彩 内 容 请 登 录
