资源简介

酶的应用与其他生物技术的应用 讲义
【考情分析】
1.考查内容：本专题考查的内容包括蛋白质分离技术、芳香油及色素的提取等。
2.命题规律：已出现的高考试题中，考查内容集中设计实验探究影响果胶酶活性的因素、加酶洗衣粉的洗涤条件、植物有效成分的提取等，试题为非选择题，试题大都符合高起点、低落点的特点。
3.命题预测：预计2022年高考中试题还将聚焦探究影响果胶酶活性的因素、加酶洗衣粉的洗涤条件、植物有效成分的提取等内容，可以加深知识的记忆与理解。
【近三年考情】
2021全国甲卷，37、2020全国Ⅱ卷，37
【网络构建】
【重难点梳理】
一、果胶酶在果汁生产中的作用
1.果胶与果胶酶
果胶：由半乳糖醛酸聚合面成的一种高分子化合物，不溶于水，是植物细胞壁及胞间主要组成成分之一。
果胶酶：分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。
2.果胶酶在果汁生产中的应用
（1）在果汁生产中，应用果胶酶分解果胶，瓦解植物细胞壁和胞间层，使果胶分解成半乳糖醛能够提高水果出汁率和果汁澄清度。
（2）植物、霉菌、酵母菌及其他真菌均能够产生果胶酶，霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业用量最大的酶制剂之一。
3.探究温度、pH对酶活性影响的实验
（1）酶的活性：是指酶催化一类化学反应的能力。酶的活性高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示，即用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
（2）影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等条件会影响酶的活性。
4.探究温度对果胶酶活性的影响
实验思路：设置一系列温度梯度，比较不同温度下酶的活性
判断酶活性的依据：其他条件相同的情况下，以不同温度下得到的果汁的体积或澄清度作为判断酶活性的指标。
5.探究pH对果胶酶活性的影响
实验中也应先将果胶酶和苹果泥分别调整到预设的pH，再将果胶与果胶酶混合。
6.探究果胶酶的最适用量
果胶酶的最适用量是指在一定量的水果泥中，得到最大果汁产量所需要的最小酶量。如果随着果胶酶的用量增加得到的果汁体积也增加，说明酶量不足；当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量得到的果汁体积不再改变，这个值就是酶的最适用量。
二、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
1.加酶洗衣粉的含义及种类
（1）加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶四类。
（2）应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解为可溶性的氨基酸或小分子的肽，碱性脂肪酶能将油渍中的脂肪水解成甘油和脂肪酸，使污渍容易从衣物上脱落。
（3）加酶洗衣粉有单一酶洗衣粉（加入某一种酶，对特定种类污渍有效）和复合酶洗衣粉（加入多种酶，对多种污渍有效）。
2.探究加酶洗衣粉的洗涤效果的实验分析
实验1：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对污渍的洗涤效果0单一变量（自变量）：洗衣粉的种类（普通洗衣粉和加酶洗衣粉
观察指标（因变量）：洗涤相同时间后比较污渍残留情况（或比较将污渍彻底去除所需时间长短）
无关变量：衣物材料、颜色、大小；污渍类型和污染程度；洗衣粉用量、洗涤方式、洗涤所用的水温、水质、水量等。
实验2：探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响
实验思路：设置温度梯度，比较洗涤效果（所设置的温度应能够代表一年四季不同水温）
单一变量（自变量）：温度
对照设置：相互对照，每个组都是实验组，各组之间进行比较
无关变量：洗衣粉种类和用量；衣物和污渍；洗涤方式和水质水量等。
结果分析：若发现在某一温度下洗涤效果最好，可在该温度前后范围内缩小温度梯度继续实验，测出更接近的最适温度。
实验3：探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果
实验思路：用蛋白酶洗衣粉、脂肪酶洗衣粉、复合酶洗衣粉以及普通洗衣粉分别针对油渍汗渍、血渍等不同污渍进行洗涤实验，比较洗涤效果。
实验分组：所用洗衣粉种类数乘以所选污渍种类数
结果分析；蛋白酶洗衣粉对血渍洗涤效果明显，脂肪酶洗衣粉对油渍洗涤效果明显，复合酶洗衣粉对血渍、油渍、汗渍洗涤效果都较明显。
3.使用加酶洗衣粉的注意事项
（1）加蛋白酶的洗衣粉不宜用于洗涤蚕丝、皮、毛等面料的衣服。
（2）使用温水洗涤，先浸泡一段时间再洗涤效果更好。
（3）使用后及时洗手。
三、酵母细胞的固定化
1.固定化酶和固定化细胞技术的含义及方法
（1）含义：固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。
（2）方法
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。
物理吸附法：将酶吸附在载体表面。
包埋法：将酶分子或细胞包埋在细微的网格里。
2.固定化酵母细胞的实验
用包埋法固定化酵母细胞，包埋载体为海藻酸钠。
（1）步骤
酵母细胞的活化：10m蒸馏水活化1g干酵母，酵母细胞活化体积会增大，所以容器应体积足够大。
配制物质的量浓度为0.05mol·L-1的CaCl2溶液。
配制海藻酸钠溶液：加热使海藻酸钠溶化，边加热边搅拌，调成糊状，完全溶化后再定加热时要用小火或间断加热。
海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将冷却至室温的海藻酸钠溶液与已活化的酵母细胞混合均匀，转移至注射器中。
固定化酵母细胞：将注射器中的溶液缓慢滴到CaCl2溶液中，形成凝胶珠，浸泡30min左右。
（2）评价与分析
①海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，因为如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成胶珠，如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，也会影响实验效果。
②判断凝胶珠制作是否成功的方法
观察法：制作成功的胶珠应为淡黄色，圆形或椭圆形颗粒。
挤压法：用手轻轻挤压凝胶珠，如果有一定的硬度和弹性，不易破裂没有液体流出，说明凝胶珠制作成功。
摔打法：将凝胶珠在实验桌上用力摔打，如果容易弹起，说明制作成功。
③如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要重新制备。
3.固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产
（1）高果糖浆：果糖含量为42%左右的糖浆。
（2）生产高果糖浆所需的酶：葡萄糖异构酶。该酶能够将葡萄糖转化成果糖。
（3）将葡萄糖异构酶固定在一种颗粒状载体上，再将酶颗粒装到反应柱内，反应柱底端装上分布有许多小孔的筛板，酶颗粒不能通过小孔，但是反应溶液可以自由通过。
（4）将葡萄糖溶液从反应柱上端缓慢注人，流经反应柱与固定化酶接触，葡萄糖转化为果糖产物从反应柱下端流出
四、DNA的粗提取与鉴定
1.DNA粗提取实验材料和方法的选择
（1）不同生物的组织中DNA含量不同在选取材料时，应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。
（2）材料不同所采用的提取方法不同
植物组织：取材→研磨→过滤→沉淀。
鸡血：制备鸡血细胞液→提取核DNA→溶解细胞核内DNA→析出并滤取DNA→DNA再溶解→提取较纯净的DNA。
2.DNA粗提取与鉴定中不同试剂的用途及原理比较
试剂 浓度 用途 原理
NaCl溶液 2mol·L-1 溶解DNA DNA在NaCl溶液中的溶解度随溶液浓度的变化而改变，溶解度在2mol·L-1时最大、在0.14mol·L-1时最小。
0.14mol·L-1 析出DNA
2mol·L-1 鉴定时的溶剂
酒精 95%（体积分数） 除去杂质以提纯DNA DNA不溶于酒精，但是细胞中的某些物质可以溶于酒精
二苯胺 鉴定DNA DNA遇二苯胺（沸水浴）会变蓝色
柠檬酸钠 0.03g·mL-1 抗凝剂 除去血液中的钙离子，防止血液凝固
3.实验中三种重复操作的目的和作用
（1）2次加蒸馏水
第一次：加到鸡血细胞液中，使血细胞吸水涨破。
第二次：加到含DNA的2mol·L-1的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物质的量浓度下降到0.14mol·L-1，使DNA析出。
（2）3次用纱布过滤
第一次：过滤血细胞破裂液，得到含细胞核物质的滤液。
第二次：滤取0.14mol·L-1的NaCl溶液中析出的DNA（黏稠物）。
第三次：过滤溶有DNA的2mol·L-1的NaCl溶液。
（3）4次用NaCl溶液
第一次：用2mol·L-1的NaCl溶液，过滤除去不溶的杂质。
第二次：用0.14mol·L-1的NaCl溶液，析出DNA。
第三次：用2mol·L-1的NaCl溶液，溶解DNA。
第四次：用2mol·L-1的NaCl溶液，溶解丝状物用于DNA的鉴定。
五、多聚酶链式反应扩增DNA片段
1.PCR反应过程
变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链。
复性：温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
延伸：温度上升到72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
2.PCR反应的条件
解开螺旋：在80~100℃时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。
恢复螺旋：在50℃左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构称为复性。
复制条件：缓冲液、DNA模板、四种脱氧核苷酸热稳定DNA聚合酶和两种引物。
反应场所：PCR仪。
六、血红蛋白的提取和分离
1.蛋白质的分离方法
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、吸附性质和对其他分子的亲和力等等，可以用来提取和分离不同种类的蛋白质。常用方法有凝胶色谱法、电泳法等。
（1）凝胶色谱法：也叫分配色谱法，是根据蛋白质相对分子质量大小分离蛋白质的方法。所用些微小的多孔球体，大多由多糖类化合物构成。
（2）电泳：带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。许多重要的生物大分子都具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团会带上正电或负电。在电场作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。利用待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使它们在电场中产生不同的迁移速度，从而实现对各种分子的分离。
2.血红蛋白提取和分离实验思路
七、植物芳香油、色素的提取
1.植物芳香油的提取
植物芳香油：天然香料的主要来源是植物和动物。植物香料可以从植物材料中提取，具有很强的挥发性，其组成比较复杂，主要是萜类化合物及其衍生物。
（1）植物芳香油的提取方法
植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等。具体采用哪种方法要根据植物原料的理化性质决定
方法 蒸馏法 压榨法 萃取法
原理 利用水蒸气将挥发性强的芳香油携带出来 通过机械加压将植物材料中的芳香油压榨出来 使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发出有机溶剂后获得芳香油
适用范围 挥发性强、不溶于水、化学性质稳定的芳香油，如玫瑰精油、薄荷油等 适用于原料易焦糊、有效成分易分解的柑橘、柠檬等，同时要求原料中油分含量较高 适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中
优点 装置简单、易操作 成本低，能保持芳香油原本的特性 出油率高，产品易分离
缺点 水中蒸馏易造成某些原料焦糊和有效成分水解 分离困难，出油率相对较低 有机溶剂中杂质会影响芳香油的品质
（2）提取植物有效成分操作实例
①玫瑰精油的提取（蒸馏法）
玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，挥发性强，能随水蒸气一同蒸馏，常用蒸馏法提取，对于干玫瑰花可用萃取法提取。
用蒸馏法提取，玫瑰花瓣与清水的质量比为1∶4，注意控制温度并尽量延长蒸馏时间，因为蒸馏温度过高或时间过短都会影响产品品质。
蒸馏装置如下：
收集油水混合物后，加入氯化钠增加盐的浓度，能够促进油水分层；分液得到油层，加入水硫酸钠吸水，放置过夜再过滤除去固体硫酸钠即可得到玫瑰精油。
②橘皮精油的提取（压榨法）
橘皮精油无色透明，具有橘香味，主要成分为柠檬烯。橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题，所以一般采用压榨法。
橘皮需要干燥去水，并用石灰水浸泡，防止压榨时橘皮滑脱并提高出油率。
为了使橘皮精油易于与水分离，还要分别加入相当于橘皮质量0.25%的NaHCO3和5%的Na2SO4，并调节pH至7～8。
经过滤除去固体物和残渣、离心除去质量较小的残留固体物、静置、再次过滤等操作获取橘皮精油。
2.胡萝卜素的提取（萃取法）
（1）胡萝卜素是橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。可以通过萃取法提取胡萝卜素。
（2）胡萝卜需粉碎、干燥。粉碎颗粒越小越好，干燥时要注意控制温度和时间，温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。
（3）选用石油醚作萃取剂萃取胡萝卜素，装置如图：
（4）影响萃取的因素：萃取效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取温度和时间等条件的影响。
八、植物的组织培养技术
1.比较根尖分生组织和愈伤组织的异同
组织类型 细胞来源 细胞形态 细胞结构 细胞排列 细胞去向
根尖分生组织 受精卵 正方形 无液泡 紧密 分化成多种细胞组织
愈伤组织 高度分化细胞 无定形状态 高度液泡化 疏松 再分化成新个体
相同点 都通过有丝分裂进行细胞增殖
2.植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同
菊花的组织培养 月季的花药培养
理论依据 植物细胞的全能性
基本过程 外植体→脱分化→再分化
外植体的细胞类型 体细胞 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→消毒→接种和培养→筛选和诱导→移栽→栽培选育
影响因素 选材、营养、植物激素、pH、温度、阳光等
培养结果 正常植株 单倍体植株
生殖方式 无性生殖 有性生殖
可育性 可育 高度不育，秋水仙素处理后可育
3.花药培养的应用及可能发生的变异
（1）花药培养获得的植株是单倍体，有植株弱小、高度不育等特点。可用于单倍体育种当中单倍体幼苗经过秋水仙素处理，可成为二倍体纯合植株，筛选出稳定遗传的优良品种即可，这样可以明显缩短育种年限。
（2）在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，染色体组的数目常会发生变化，因此需要做进一步的鉴定和筛选。
【考点通关】
考点1 酶的应用问题综合
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果（“+”越多表示去渍效果越好），实验结果见下表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉（对照）
血渍 +++ + +++ +
油渍 + +++ +++ +
根据实验结果回答下列问题：
（1）加酶洗衣粉A中添加的酶是_________；加酶洗衣粉B中添加的酶是_________；加酶洗衣粉C中添加的酶是_________。
（2）表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有_______，原因是__________________。
（3）相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是_________________。
（4）关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指_______。固定化酶在生产实践中应用的优点是_________（答出1点即可）。
答案：（1）蛋白酶；脂肪酶；蛋白酶和脂肪酶
（2）加酶洗衣粉A和C；洗衣粉中的蛋白酶可能会分解蚕丝织物中的蛋白质而损伤衣物
（3）酶可以将污渍中的大分子物质分解为小分子物质，使污渍易从衣物上脱落
（4）利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术；固定化酶能够反复利用，从而降低生产成本
解析：本题考查酶及酶的应用的相关知识。
（1）加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍（含有大分子蛋白质）等水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽。使污迹容易从衣物上脱落。根据题表介绍的四类洗衣粉的去渍效果可知，洗衣粉A、B、C分别含有蛋白酶、脂肪酶、蛋白酶和脂肪酶。
（2）蚕丝织物中含有蛋白质，不宜用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤，避免蚕丝织物中的蛋白质被蛋白酶水解为可溶性的氨基酸和小分子的肽，对蚕丝织物造成损害，因此不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有加酶洗衣粉A和C。
（3）相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是加酶洗衣粉可将蛋白质和脂肪等大分子水解为小分子物质，使其更容易脱落。
（4）固定化酶技术是指利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术。固定化酶在生产实践中应用的优点是易于回收，可重复利用，从而降低生产成本。
考点2 血红蛋白的提取和分离的考察
某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中，准备从猪的血液中初步提取血红蛋白，设计的血红蛋白提取、分离流程图如下，请回答下列有关问题:
（1）样品处理中红细胞的洗涤要用________反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量低浓度的pH=7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，破碎细胞的原理是_______。
（2）血红蛋白粗分离阶段需要透析，若要尽快达到理想的透析效果，可以_______（写出一种方法）。
（3）电泳利用了待分离样品中各种分子的_______等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。
（4）一同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳，观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如图所示。由图可知携带者有_______种血红蛋白，从分子遗传学的角度作出的解释是_______。
答案：（1）生理盐水；渗透作用导致细胞吸水涨破
（2）增加缓冲液的量（或及时更换缓冲液）
（3）带电性质以及分子大小、形状
（4）2；携带者具有（控制血红蛋白合成的）一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质
解析：（1）样品处理中洗涤红细胞可以用生理盐水。向红细胞悬液中加入一定量低浓度的pH=7.0的缓冲液并充分搅拌，可以破碎红细胞，其原理是渗透作用导致细胞吸水涨破。
（2）若要尽快达到理想的透析效果，可以增加缓冲液的量或及时更换缓冲液。
（3）电泳利用了待分离样品中各种分子的带电性质以及分子大小、形状等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。
（4）由题图可知，携带者有2种血红蛋白，原因是携带者具有（控制血红蛋白合成的）一对等位基因，可以控制合成两种不同的蛋白质。
考点3 关于植物有效成分的提取的问题
原生态椰子油是近年来活跃在国外市场上的一种新型植物油脂，常用酶解法进行提取，酶解法的原理是通过酶解去除椰奶中的蛋白质、纤维素和淀粉等物质，其流程如图甲所示，回答下列问题:
（1）由生产流程可知，椰子油的提取一般采用压榨法进行提取，不采用水中蒸馏法提取的原因是________。用蒸馏法提取芳香油时，当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，影响精油提取量的主要因素是________。
（2）一般在压榨前需将椰子皮干燥去水后用石灰水浸泡，其目的是________，在加水压榨过程中，为了使椰子油容易与水分离，应加入一定质量的________。
（3）分析题干可知，酶解法发酵过程中加入的酶应有________，酶解发酵过程中要严格控制发酵的温度，原因是________。
（4）图乙表示椰子油提取次数和出油率关系，据图分析，若同时考虑提取成本和经济效益，最佳的提取次数为________次。
答案：（1）水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题；蒸馏时间和温度
（2）提高出油率，防止压榨时滑脱，降低压榨液的黏稠度，过滤时不会堵塞筛眼；NaHCO3和Na2SO4
（3）蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶；温度会影响酶的活性
（4）3
解析：（1）有些原料不适合采用水中蒸馏法提取的原因是水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题，蒸馏法提取芳香油时，当水和原料量一定时，影响精油提取量的主要因素是蒸馏时间和温度。
（2）压榨前用石灰水浸泡，可以提高出油率，防止压榨时滑脱，降低压榨液的黏稠度，过滤时不会堵塞筛眼，在压榨过程中，为了使椰子油容易与水分离，可加一定量的NaHCO3和Na2SO4。
（3）根据题意可知，酶解的目的是去除椰奶中的蛋白质、淀粉和纤维素，因此需要加入的酶是蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶，要控制温度是因为温度会影响酶的活性。
（4）分析题图乙，当提取到第3次时出油率基本达到最大值，继续提取不会有明显的增加，因此最佳的提取次数为3次。
考点4 DNA的粗提取与鉴定
如图所示为以鸡血为实验材料进行DNA的粗提取与鉴定的有关操作流程，请分析回答:
（1）步骤一中，向鸡血细胞液中加入_____并搅拌，可使鸡血细胞破裂。
（2）步骤二:过滤后收集含有DNA的_____。
（3）步骤三、四的操作原理是__________；步骤四通过向溶液中加入_____调节NaCl溶液物质的量浓度为_____mol/L时，DNA将会析出，过滤去除溶液中的杂质。
（4）步骤七:向步骤六过滤后的_____中，加入等体积的冷却的_____，静置2~3min，溶液中会出现_____色丝状物，这就是粗提取的DNA。
（5）步骤七:向溶解有DNA的NaCl溶液中加入_____试剂，沸水浴5min，冷却后，溶液呈_____色。
答案：（1）蒸馏水
（2）滤液
（3）DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质；蒸馏水；0.14
（4）滤液；体积分数为95%的酒精；白
（5）二苯胺；蓝
解析：（1）步骤一加入蒸馏水的目的是使红细胞涨破，释放出核物质。
（2）步骤二收集含有核物质的滤液。（3）由于DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同。所以通过控制NaCI溶液的浓度可以分别溶解DNA和析出DNA，并且对DNA进行提纯；步骤四加入蒸馏水的目的是逐渐稀释NaCl溶液，使其物质的量浓度达到0.14mol/L，这时DNA在NaCl溶液中溶解度最低，可以析出DNA。（4）DNA不溶于酒精，某些蛋白质可以溶于酒精，这样可以进一步提纯DNA。（5）鉴定 DNA的方法是用二苯胺试剂，在沸水中加热条件下，如果变蓝色，证明是DNA。
考点5 植物的组织培养技术的考察
以野生菊花为材料进行组织培养步骤如下图所示：
请回答：
（1）按照菊花的需求量，MS培养基由大量元素、微量元素和________组成。MS培养基含有十几种化合物，配制不方便也难以称量准确，可将培养基中的各种成分扩大5~10倍分别称量，配成_________，用时稀释。
（2）步骤X中的野生菊花一般选择（ ）
A.开过花的老枝
B.未开花植株的茎上部新萌生的侧枝
C.正在开花的枝条
D.任何枝条均可
（3）野生菊花外植体在接种前要用70%_________和5%________溶液进行表面消毒。
（4）过程A在无菌条件下把消毒后的野生菊花外植体接种在三角瓶的琼脂培养基上，给予一定的温度和_________，使之产生愈伤组织。过程B要在_________培养基进行培养，使之长出较多的丛状苗。
（5）步骤Y表示_________，再移植到土中培养（定植），即可长成植株并开花。
答案：（1）有机成分；母液
（2）B
（3）乙醇；次氯酸钠
（4）光照；发芽（或细胞分裂素多于生长素）
（5）移栽锻炼
解析：（1）MS培养基由大量元素、微量元素和有机成分组成。MS培养基含有十几种化合物，配制不方便也难以准确称量，可将培养基中的各种成分扩大5~10倍分别称量，配成母液，用时稀释。
（2）幼嫩枝芽容易进行植物组织培养，因此，野生菊花一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝，B项符合题意。
（3）对自然茎段进行消毒时，具体操作为：70%乙醇浸泡→5%次氯酸钠溶液浸泡→另一5%次氯酸钠溶液浸泡→无菌水清洗。
（4）过程A在无菌条件下把消毒后的野生菊花外植体接种在三角瓶的琼脂培养基上，给予一定的温度和光照，使之产生愈伤组织。过程B表示愈伤组织再分化成为丛状苗，要在发芽培养基上进行培养。
（5）过程Y表示生根的丛状苗在蛭石或草炭土中进行移栽锻炼，经过锻炼，当罩内湿度降至与自然状态下相同时，便可移入土中进行定植。
【考法突破】
细胞内DNA复制与PCR技术的比较
细胞内DNA复制 PCR
不同点 解旋 在DNA解旋酶作用下，边解旋边复制 80-100℃高温解旋，双链完全打开
酶 解旋酶、DNA聚合酶 Taq DNA聚合酶
引物 RNA DNA
温度 体内温和条件 高温变性、低温复性、中温延伸（都高于体内温度）
相同点 ①需提供DNA复制的模板；②四种脱氧核苷酸为原料；③子链延伸的方向都是从5 端到3 端
例题练习
PCR是一种快速扩增DNA的方法，用于扩增特定的DNA片段，数小时内可使目的基因片段扩增数百万份。PCR技术需要模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸和DNA聚合酶等条件。请回答相关问题:
（1）PCR的全称是_______，是一种_______迅速扩增DNA片段的技术。该过程所需的酶具有_______的特点。
（2）PCR的反应过程主要包括_______、_______、_______三个阶段，先用95℃高温处理的目的是_______，而这一过程在细胞内是通过_______的催化实现的。
（3）DNA子链复制的方向是________，这是由于DNA聚合酶只能从引物的________端开始连接单个脱氧核苷酸分子。
（4）在PCR技术中所需要的引物实质上是一种单链DNA或RNA分子。请在图中绘出引物结合的位置。
答案：（1）多聚酶链式反应；体外；热稳定性高（或耐高温）
（2）变性；复性；延伸；使DNA解旋为单链；解旋酶
（3）从5′端到3'端；3'
（4）
解析： （1）多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它能以极少量的DNA为模板，在短时间内复制出上百万份的DNA分子。在PCR技术中需用95℃高温处理使DNA解旋，而高温会使一般的DNA聚合酶变性失活，所以该过程所需的酶具有热稳定性高的特点。
（2）PCR循环可以分为变性、复性、延伸三步，在PCR技术中先用95℃高温处理的目的是使DNA变性，解旋为单链，而这一过程在细胞内是通过解旋酶的催化实现的。
（3）DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端开始延伸DNA链，因此DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。
（4）见答案。
变式训练
PCR已成为分子生物学实验室里的一种常规技术，其原理是利用DNA的半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制（如图）。该技术可在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验所需要的遗传物质可从生物体外获得。
（1）加热至94 ℃可使DNA双链打开，这一步是打开_______键，这一过程称为_________。
（2）当温度降低时，引物与模板的__________端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成两个DNA分子，此过程中原料是__________，遵循的原则是__________。
（3）PCR技术的必要条件，除了模板、引物、原料、ATP、酶，至少还需要三个条件，即液体环境、适宜的__________和__________，前者由PCR仪自动调控，后者则靠__________来维持。
（4）在PCR反应过程中，DNA的复制需要引物，其主要原因是____________________。
答案：（1）氢；变性
（2）3′；四种脱氧核苷酸；碱基互补配对原则
（3）温度；酸碱度（pH）；缓冲液
（4）DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链
解析：（1）DNA双链是通过碱基对之间的氢键连接的，加热使DNA双链打开，就是打开碱基对之间的氢键，这一过程称为变性。
（2）当温度降低时，两种引物均与相应模板的3′端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成两个DNA分子，此过程中原料是四种脱氧核苷酸，遵循的原则是碱基互补配对原则。
（3）PCR扩增DNA的过程与细胞内DNA的复制过程类似，除了模板、引物、原料、ATP、酶，至少还需要三个条件，即液体环境、适宜的温度和酸碱度（pH），温度由PCR仪自动调控，酸碱度（pH）则靠缓冲液来维持。
（4）引物是一小段能与母链的一段碱基序列互补的DNA或RNA，DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链。

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