2013高考生物 必考题型早知道 专题14 酶的应用和生物技术在其他
方面的应用（学生版）新人教版
考点突破
考点一植物组织培养技术 1．理论基础和基本过程
当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。基本过程如下：
2．影响因素
(1)内因：不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养。同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短也有影响。幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。 (2)外因：无菌、营养物质、植物激素(注意使用的先后顺序)和环境因子(pH、温度、光照)等 植物茎的组织培养与花药植株培养 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) 制备培养基→外植体消毒→接种→选材→材料消毒→接种和培养→筛操作流程 培养 →移栽→栽培 选和诱导→移栽→栽培选育 3、植物组织培养与动物细胞培养的比较
比较项目 生物学原理 培养基性质 培养基成分 取材 培养对象
植物组织培养 细胞全能性 固体 蔗糖、氨基酸、维生素、水、矿物质、生长素、细胞分裂素、琼脂 植物器官、组织或细胞 植物器官、组织或细胞 液体 动物细胞培养 细胞分裂 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、水、动物血清 动物胚胎、幼龄动物器官或组织 分散的单个细胞 - 1 -
过程 细胞分裂生长分化特点 脱分化、再分化 ①分裂：形成愈伤组织 ②分化：形成根、芽 新的植株或组织 ①快速繁殖 ②培育无病毒植株 ③提取植物提取物（药物、香料、色素等） ④人工种子 ⑤培养转基因植物 原代培养、传代培养 ①只分裂不分化 ②贴壁生长 ③接触抑制 细胞株或细胞系 ①生产蛋白质生物制品 ②皮肤细胞培养后移植 ③检测有毒物质 ④生理、病理、药理研究 培养结果 应用 培养条件 无菌、适宜的温度和pH 例1、下列有关植物组织培养的叙述，正确的是 A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B.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 C.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工 种子 D.植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得 考点二酶的研究与应用 1、酵母细胞的固定化
(1)实验原理：①固定化酶不溶于反应液中，易于回收，可以重复使用。②固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定于一定空间内的技术。
(2)直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较 方法 优点 缺点 对环境条件非常敏感、易失活；难回收，成本直接使用酶 催化效率高、耗能低、污染低 高，影响产品质量 固定化酶 既能与反应物接触，又能与产不利于催化一系列的酶促反应 物分离；可以反复利用 反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率较低 固定化细胞 成本低、操作容易 固定化技术的比较 方法 定义 适用范围 模型 - 2 -
包埋法 将酶包裹在多孔的载体中。常见的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等 多用于细胞的固定 化学结合法 将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上 多用于酶的固定 物理吸附法 将酶吸附到固体吸附剂的表面。固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等 (3)制备固定化酵母细胞取得成功的关键
加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，如果浓度过高，将很难形成凝胶珠，如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，都会影响实验效果。溶化海藻酸钠时要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊。 2、植物有效成分的提取
（1）几种物质的提取方法、原理及步骤 提取物质 提取方法 提取原理 步 骤 ①根据相对分子质①样品处理②粗提量的大小；②各种凝胶色谱法、电泳取 分子带电性质差异法 ③纯化 以及分子本身大④纯度鉴定 小、形状的不同 水蒸气蒸馏法 利用水蒸气将挥发①水蒸气蒸馏 性较强的植物芳香②分离油层 油携带出来 ③除水、过滤 ①石灰水浸泡、漂通过机械加压，压洗； 榨出果皮中的芳香②压榨、过滤、静油 置；③再次过滤 使提取物溶解在有①粉碎、干燥 机溶剂中，蒸发后②萃取、过滤 得到提取物 ③浓缩 ①DNA在不同浓度 ①溶解在2 mol/L的NaCl溶液中溶的NaCl溶液中；②解不 加水稀释NaCl溶同；②DNA不溶于 液至0.14 mol/L使- 3 -
血红蛋白 玫瑰精油 橘皮精油 压榨法 胡萝卜素 萃取法 DNA 盐析法
酒精，但某些蛋白DNA析出、过滤；质 ③加入冷却酒 则溶于酒精 精析出DNA (2)DNA粗提取与鉴定
①哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，不适于作为 DNA提取的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。
②实验过程中两次用到蒸馏水：第一次目的是使成熟的鸡血细胞涨破，释放出DNA，第二次目的是稀释NaCl溶液。
③鉴定DNA：加入二苯胺试剂并沸水浴加热，观察是否出现蓝色。 (3)血红蛋白的提取和分离操作程序
①样品处理：红细胞的洗涤(除去血浆蛋白等杂质)、血红蛋白的释放(使红细胞破裂，血红蛋白释放出来)、分离血红蛋白溶液(经过离心使血红蛋白和其他杂质分离开来)。 ②粗分离——透析：除去样品中相对分子质量较小的杂质。 ③纯化：一般采用凝胶色谱法对血红蛋白进行分离和纯化。
④纯度鉴定：一般用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳方法，来鉴定蛋白质的纯度。 (4)植物有效成分的提取方法
①蒸馏法：芳香油具有挥发性，把含有芳香油的花、叶等放入水中加热，水蒸气能将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物；冷却后，油水混合物又会重新分成油层和水层，除去水层便得到芳香油。
②萃取法：需将植物材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸点的有机溶剂中，使芳香油或色素充分溶解，然后蒸发出低沸点的溶剂，剩下的就是芳香油或色素。
③压榨法：橘子、柠檬、甜橙等植物的果皮中，芳香油的含量较多，可以用机械压力直接榨出，这种提取方法叫做压榨法。
例2、 (2012·江苏卷，17)下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是 ( )
A.从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小 B.作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药
C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用 D.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和 杂菌
专项练习
(2012·上海卷，9)酶在大规模产业化应用中的核心问题是固定化技术，而酶固定化所依据的基本原理在于酶具有 ( )
A.热稳定性 B.催化高效性 C.催化特异性 D.可反复使用性
2、用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将从大肠杆菌中得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，与微生物降解相比，其作用需要适宜的( )
①温度 ②酸碱度 ③水分 ④营养
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④
用凝胶色谱法分离蛋白质时，分子量大的蛋白质( ) A．路程较长，移动速度较慢 B．路程较长，移动速度较快 C．路程较短，移动速度较慢 D．路程较短，移动速度较快
（2012江苏16）下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果” 的叙述，合理的是（ ）
- 4 -
A. 先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度
B. 实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度 C. 相同 pH 时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉 D. 衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果
(2012·深圳模拟)凝胶色谱法分离蛋白质的原理是( ) A．根据蛋白质分子的大小
B．根据蛋白质相对分子质量的大小 C．根据蛋白质所带电荷的多少 D．根据蛋白质溶解度的大小
(2012·江苏卷，18)下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是 ( ) A.洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶 解度 B.将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝 C.常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取 D.用玻棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少
(2012·徐州模拟)PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，下列有关PCR过程的叙述，不正确的是 ( ) A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键
B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的 C．延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP和四种核糖核苷酸 D．PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高
(2012·新课标全国卷，39)为了探究6-BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6-BA和IAA，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表。 －1培养基编号 浓度/mg·L m/% n/个 6-BA IAA 1 0 76.7 3.1 2 0.1 77.4 6.1 0.5 3 0.2 66.7 5.3 4 0.5 60.0 5.0 回答下列问题：
(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为__________和__________两类。上述培养基中，6-BA属于__________类生长调节剂。
(2)在该实验中，自变量是__________，因变量是___________，自变量的取值范围是________________。
(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是______号培养基。
(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入____(填“6-BA”或“IAA”)。
（2012广东29）食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：
（1）pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图12可知，_________更适宜作为食品添加剂，理由是________。蛋白酶的活力可用________的量来表示。
- 5 -