（江蘇專用）2019高考生物二輪復習 專題十一 生物技術實踐 考點32 酶的應用、DNA的粗提取與鑒定學案

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1、 考點32　酶的應用、DNA的粗提取與鑒定 1．構建酶的應用網(wǎng)絡 易錯警示　(1)直接使用酶、固定化酶和固定化細胞的比較 項目 直接使用酶 固定化酶 固定化細胞 適用方法 物理吸附法或化學結合法 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)品質量 只能催化一種化學反應 反應物不易于接觸，反應效率下降 優(yōu)點 催化效率高，低能耗，低污染 可以回收利用，提高產(chǎn)品質量 成本低，操作容易 實例 果膠酶 固定化葡萄糖異構酶 固定化酵母菌細胞 (2)制備固定化酵母菌細胞的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，再與酵母菌細胞混合，避免高溫殺死酵母菌細胞。 c．制備固定化酵母菌細胞時，應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 ↓ 破碎細胞(以雞血為例)：雞血細胞→加蒸餾水→用玻璃棒 攪拌→用紗布過濾→收集濾液 ↓ 去除

3、雜質：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 ↓ DNA的析出：將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積相等的、冷卻的體積分數(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加到雞血細胞液中，使血細胞吸水漲破；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過濾血細胞破裂液，得到含細胞核物質的濾

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；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，溶解提取的細胞核物質；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行的實驗探究，相關敘述正確的是(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變量差異影響實驗結果 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．實驗結果表明添加酶制劑和適當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、洗滌物等為無關變量，無關變量的變化會影響實驗結果，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)下列關于酶制劑和固定化酵母細胞的敘述，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)，并進行相關催化實驗，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行________處理，海藻酸鈉的最終質量分數(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：轉化率＝×100%。 答案　(1)80 ℃水浴加熱能準確控制溫度，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)狀凝膠結構　(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行冷卻處理，以免殺死黑曲霉孢子。海藻酸鈉的最終質量分數(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)狀凝膠結構。(3)分析表格可知，當處理溫度為30 ℃時，游離孢子和固定化凝膠珠的轉化率均最高，隨溫度的升高，游離孢子的轉化率降低的幅度較固定化凝膠珠的轉化率降低的幅度大；分析曲線圖可知，當pH為4.8時，游離孢子和固定化凝膠珠的轉化率均最高，pH高于或低于

12、4.8時，游離孢子的轉化率降低的幅度較固定化凝膠珠的轉化率降低的幅度大?？梢姡芯縫H和溫度對葡萄糖苷酶活性影響時，溫度和pH應分別控制為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 4．某同學用洋蔥進行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體積分數(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對高溫有較強的______________。 (5)根據(jù)實驗結果，得出結論并分析。 ①結論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。 結論2：_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②針對結論1，請

16、提出合理的解釋：__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)氯仿密度大于水，能使蛋白質變性沉淀，與水和DNA均不相溶，且對DNA影響極小。為了進一步提高DNA純度，依據(jù)氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基礎上繼續(xù)操作的步驟是：________________________________________________________________________ _____________

17、___________________________________________________________， 然后用體積分數(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　DNA含量的多少 (4)加速顏色反應　耐受性 (5)①等質量的不同實驗材料，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色。因此，表中的顏色應該為藍色，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，同時說明DNA對高溫有較強的耐受性。 (5)①根據(jù)實驗結果可知：等質量的不同實驗材料，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，能使蛋白質變性沉淀，與水和DNA均不相溶，且對DNA影響極小，所以為了進一步提高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，然后用體積分數(shù)為95%的冷酒精溶液使DNA析出。 8