（江蘇專用）2019高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題十一 生物技術(shù)實踐 考點32 酶的應(yīng)用、DNA的粗提取與鑒定學(xué)案

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1、 考點32　酶的應(yīng)用、DNA的粗提取與鑒定 1．構(gòu)建酶的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò) 易錯警示　(1)直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較 項目 直接使用酶 固定化酶 固定化細(xì)胞 適用方法 物理吸附法或化學(xué)結(jié)合法 包埋法 營養(yǎng) 不需要 不需要 需要 缺點 酶易失活，難以回收，影響產(chǎn)品質(zhì)量 只能催化一種化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)物不易于接觸，反應(yīng)效率下降 優(yōu)點 催化效率高，低能耗，低污染 可以回收利用，提高產(chǎn)品質(zhì)量 成本低，操作容易 實例 果膠酶 固定化葡萄糖異構(gòu)酶 固定化酵母菌細(xì)胞 (2)制備固定化酵母菌細(xì)胞的2點說明 ①實驗注意事項 a

2、．海藻酸鈉溶化時要用小火或間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊。 b．將溶化好的海藻酸鈉溶液先冷卻至室溫，再與酵母菌細(xì)胞混合，避免高溫殺死酵母菌細(xì)胞。 c．制備固定化酵母菌細(xì)胞時，應(yīng)將配制好的混合液用注射器緩慢滴加到CaC12溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠的形成。 ②海藻酸鈉溶液的濃度對包埋酵母菌細(xì)胞數(shù)量的影響 a．濃度過高，將很難形成凝膠珠。 b．濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母菌細(xì)胞的數(shù)量少。 2．DNA的粗提取與鑒定操作流程 材料的選取：選用DNA含量相對較高的生物組織 ↓ 破碎細(xì)胞(以雞血為例)：雞血細(xì)胞→加蒸餾水→用玻璃棒 攪拌→用紗布過濾→收集濾液 ↓ 去除

3、雜質(zhì)：利用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(zhì) ↓ DNA的析出：將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積相等的、冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液 ↓ DNA的鑒定：在溶有DNA的溶液中加入二苯胺試劑，混合均勻后將試管置于沸水中加熱5 min，溶液變成藍(lán)色 易錯警示　DNA的粗提取與鑒定實驗中的“2、4、4” 加蒸餾 水2次 ①加到雞血細(xì)胞液中，使血細(xì)胞吸水漲破；②加到含DNA的2 mol/L的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度稀釋到0.14 mol/L，使DNA析出 用紗布 過濾4次 ①過濾血細(xì)胞破裂液，得到含細(xì)胞核物質(zhì)的濾

4、液；②過濾用2 mol/L的NaCl充分溶解的DNA，濾去溶液中的雜質(zhì)；③濾取0.14 mol/L的NaCl溶液中析出的DNA(黏稠物)；④過濾溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液 用NaCl 溶液4次 ①加2 mol/L的NaCl溶液，溶解提取的細(xì)胞核物質(zhì)；②用0.14 mol/L的NaCl溶液使DNA析出；③用2 mol/L的NaCl溶液，溶解濾取的DNA黏稠物；④用2 mol/L的NaCl溶液，溶解絲狀物用于鑒定DNA 題組一　酶的應(yīng)用 1．(2018·江蘇七市三模)下表是某校興趣小組以某品牌洗衣粉為材料進(jìn)行的實驗探究，相關(guān)敘述正確的是(多選)(　　) 實驗組

5、洗滌物(等量) 洗滌溫度 洗衣粉(等量) 水量 洗凈污漬所需時間 1 油污布 30 ℃ 加酶 2 L 4 min 2 油污布 30 ℃ 普通 2 L 7 min 3 油污布 5 ℃ 加酶 2 L 9 min 4 油污布 5 ℃ 普通 2 L 8 min A.各組實驗中洗滌物、水量相同可防止無關(guān)變量差異影響實驗結(jié)果 B．本研究的課題之一是探究某品牌加酶洗衣粉的最適洗滌溫度 C．在觀察污漬是否洗凈時，要先將洗滌物用清水漂洗幾次，晾干后再觀察 D．實驗結(jié)果表明添加酶制劑和適當(dāng)升高洗滌溫度有利于提高去污效果 答案　ACD 解析　分

6、析表格信息可知，該實驗的自變量為洗滌溫度、加酶洗衣粉和普通洗衣粉，其他變量如水量、洗滌物等為無關(guān)變量，無關(guān)變量的變化會影響實驗結(jié)果，A正確，B錯誤；洗滌物用清水漂洗后可洗去附著在洗滌物上的污漬，晾干后更易觀察比較，C正確；從表中信息可知添加酶制劑和適當(dāng)升高洗滌溫度有利于提高去污效果，D正確。 2．(2018·江蘇蘇、錫、常、鎮(zhèn)三模)下列關(guān)于酶制劑和固定化酵母細(xì)胞的敘述，正確的是(　　) A．從酶的固定方式看，吸附法比交聯(lián)法對酶活性影響大 B．可用海藻酸鈉包埋消化酶制成多酶片用于緩解消化不良癥狀 C．將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗，主要目的是防止雜菌污染 D．探究不同加酶洗衣粉洗滌效果實

7、驗中，水溫和浸泡時間都屬于無關(guān)變量 答案　D 解析　交聯(lián)法是將酶相互連接起來，而吸附法是將酶吸附在載體表面上，可見交聯(lián)法對酶活性影響較大，A錯誤；消化酶分子較小，易從包埋材料中漏出，因此一般不用包埋法固定消化酶，B錯誤；將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗，主要目的是洗去CaCl2，C錯誤；探究不同加酶洗衣粉洗滌效果實驗中，不同加酶洗衣粉是實驗的自變量，而水溫和浸泡時間等都屬于無關(guān)變量，D正確。 3．(2018·南通考前卷)某科研小組采用80 ℃水浴溶化海藻酸鈉，固定黑曲霉孢子(含β-葡萄糖苷酶)，并進(jìn)行相關(guān)催化實驗，請分析回答問題： (1)此實驗過程中采用80 ℃水浴代替小火或者間斷加熱法溶

8、化海藻酸鈉，其優(yōu)點是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 溶化的海藻酸鈉加入黑曲霉孢子懸浮液前一定要進(jìn)行________處理，海藻酸鈉的最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)需控制在3%，原因是_____________________________________________________ _______________________________

9、_________________________________________。 (2)實驗過程中，初形成的凝膠珠放在CaCl2溶液中靜置30 min，目的是________________________________________________________________________。 (3)β-葡萄糖苷酶能催化大豆苷水解為大豆苷元，pH和溫度對游離孢子和固定化凝膠珠中β-葡萄糖苷酶活性影響的結(jié)果如圖表所示，由圖表可知：研究pH和溫度對葡萄糖苷酶活性影響時，溫度和pH應(yīng)分別控制為________、________；與游離孢子相比，固定化凝膠珠中β-葡萄糖苷酶的pH適宜

10、范圍________，熱穩(wěn)定性________。 處理溫度/℃ 轉(zhuǎn)化率 游離孢子 固定化凝膠珠 30 100 100 40 99 100 50 98 99 60 65 98 70 29 92 80 5 50 90 0 10 注：轉(zhuǎn)化率＝×100%。 答案　(1)80 ℃水浴加熱能準(zhǔn)確控制溫度，溶化過程不會出現(xiàn)焦糊，且溶化時間短　冷卻　海藻酸鈉濃度太高不易形成凝膠珠，濃度太低包埋的黑曲霉孢子少　(2)形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)　(3)30 ℃　4.8　增大　提高 解析　(1)此實驗過程中采用80 ℃水浴代替小火或者間斷加熱法溶化海藻酸鈉

11、，其優(yōu)點是80 ℃水浴加熱能準(zhǔn)確控制溫度，溶化過程不會出現(xiàn)焦糊，且溶化時間短。溶化的海藻酸鈉加入黑曲霉孢子懸浮液前一定要進(jìn)行冷卻處理，以免殺死黑曲霉孢子。海藻酸鈉的最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)需控制在3%的原因是海藻酸鈉濃度太高不易形成凝膠珠，濃度太低包埋的黑曲霉孢子少。(2)實驗過程中，初形成的凝膠珠放在CaCl2溶液中靜置30 min的目的是形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)。(3)分析表格可知，當(dāng)處理溫度為30 ℃時，游離孢子和固定化凝膠珠的轉(zhuǎn)化率均最高，隨溫度的升高，游離孢子的轉(zhuǎn)化率降低的幅度較固定化凝膠珠的轉(zhuǎn)化率降低的幅度大；分析曲線圖可知，當(dāng)pH為4.8時，游離孢子和固定化凝膠珠的轉(zhuǎn)化率均最高，pH高于或低于

12、4.8時，游離孢子的轉(zhuǎn)化率降低的幅度較固定化凝膠珠的轉(zhuǎn)化率降低的幅度大?？梢?，研究pH和溫度對葡萄糖苷酶活性影響時，溫度和pH應(yīng)分別控制為30 ℃、4.8。與游離孢子相比，固定化凝膠珠中β-葡萄糖苷酶的pH適宜范圍增大，熱穩(wěn)定性提高。 題組二　DNA技術(shù) 4．某同學(xué)用洋蔥進(jìn)行DNA粗提取和鑒定實驗，下列操作錯誤的是(　　) A．加入洗滌劑后用力進(jìn)行快速、充分的研磨 B．用蛋白酶純化過濾后的研磨液中的DNA C．加入酒精后用玻璃棒輕緩攪拌 D．加二苯胺試劑搖勻后沸水浴加熱 答案　A 解析　破碎植物細(xì)胞時，加入洗滌劑后，動作要輕緩、柔和，否則容易產(chǎn)生大量的泡沫，不利于后續(xù)步驟的操作

13、，A錯誤。 5．某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關(guān)探究活動，具體步驟如下。 材料處理：稱取新鮮的花菜、辣椒和蒜黃各2份，每份10 g。剪碎后分成兩組，一組置于20 ℃、另一組置于－20 ℃條件下保存24 h。 DNA粗提?。旱谝徊剑簩⑸鲜霾牧戏謩e放入研缽中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用兩層紗布過濾，取濾液備用。 第二步：先向6只小燒杯中分別注入10 mL濾液，再加入20 mL體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向一個方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上。 第三步：取6支試管，分別加入等量的質(zhì)量濃度為2 mol·L－1 NaCl溶液溶解上述絮狀物。 DNA檢測：在上

14、述試管中各加入4 mL二苯胺試劑，混合均勻后，置于沸水浴中加熱5 min，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結(jié)果(如表)。 材料保存溫度 花菜 辣椒 蒜黃 20 ℃ ＋＋ ＋ ＋＋＋ －20 ℃ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋＋ 注：“＋”越多表示顏色越深。 分析上述實驗過程，回答下面的問題： (1)該探究性實驗的課題名稱是：________________________________________。 (2)第二步中“緩緩地”攪拌，這是為了減少__________。 (3)表中的顏色為______色，顏色的深淺代表了____________________。

15、(4)DNA檢測時需在沸水浴中加熱的目的是________________________________，同時說明DNA對高溫有較強(qiáng)的______________。 (5)根據(jù)實驗結(jié)果，得出結(jié)論并分析。 ①結(jié)論1：與20 ℃相比，相同實驗材料在－20 ℃條件下保存，DNA的提取量較多。 結(jié)論2：_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②針對結(jié)論1，請

16、提出合理的解釋：__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)氯仿密度大于水，能使蛋白質(zhì)變性沉淀，與水和DNA均不相溶，且對DNA影響極小。為了進(jìn)一步提高DNA純度，依據(jù)氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基礎(chǔ)上繼續(xù)操作的步驟是：________________________________________________________________________ _____________

17、___________________________________________________________， 然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液使DNA析出。 答案　(1)探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響 (2)DNA斷裂 (3)藍(lán)　DNA含量的多少 (4)加速顏色反應(yīng)　耐受性 (5)①等質(zhì)量的不同實驗材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃中提取的DNA量最多　②低溫抑制了相關(guān)酶的活性，DNA降解速度較慢 (6)將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合，靜置一段時間，吸取上清液 解析　(1)由表格可知，該實驗的自變量是不同材料和不同保存溫度，因此該探究性實驗課

18、題的名稱是探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響。 (2)第二步中“緩緩地”攪拌，這是為了減少DNA斷裂。 (3)在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍(lán)色。因此，表中的顏色應(yīng)該為藍(lán)色，顏色的深淺代表DNA含量的多少。 (4)DNA檢測時需在沸水浴中加熱的目的是加速顏色反應(yīng)，同時說明DNA對高溫有較強(qiáng)的耐受性。 (5)①根據(jù)實驗結(jié)果可知：等質(zhì)量的不同實驗材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃中提取的DNA量最多。 ②因為低溫抑制了相關(guān)酶的活性，使DNA降解速度減慢，所以與20 ℃相比，相同實驗材料在－20 ℃條件下保存，DNA的提取量較多。 (6)氯仿密度大于水，能使蛋白質(zhì)變性沉淀，與水和DNA均不相溶，且對DNA影響極小，所以為了進(jìn)一步提高DNA純度，可將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合，靜置一段時間，吸取上清液，然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液使DNA析出。 8