人教版高中生物选修1复习资料　全册 18页

专题4酶的研究与应用典型例题：例1.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物细胞壁及胞间层，在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。实验用具和材料：磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。实验一：果胶酶在果汁生产中的作用实验方法及步骤：（1）将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。（2）取两个100mL洁净烧杯，编号为1、2号，按相应程序进行操作，请完成表中未填写的内容。（3）取出两个烧杯，同时进行过滤。观察或比较，并记录结果。实验结果的预测及结论：如果是，则说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用。实验二：验证果胶酶在果汁生产中的作用（1）在课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥、试管中分别加入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下列两种操作：方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、6、……10。方法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至4、5、6、……10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。请问哪一种方法更为科学：，并说明理由：。（2）实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使，以减少实验误差。（3）如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示，实验的操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图：。若实验所获得的最适pH=m18\n，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。【解析】本题考查果胶酶的作用以及对照实验的相关知识。【答案】实验一：（2）注入果胶酶溶液：2mL（3）在相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度实验结果的预测及结论：相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大，澄清度高实验二：（1）方法二；方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH（或回答“方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应”）（2）酶和反应物（果胶）充分的接触（3）果胶体积：甲；如图例2.根据实验过程的图解，回答下列问题：（1）该洗衣粉中的生物活性物质是。（2）实验甲：纱布上蛋白膜消失的原因是。（3）实验乙：纱布上蛋白膜未消失的原因是。18\n【解析】加酶洗衣粉往往含有碱性蛋白酶，酶的催化作用具有专一性，能将纱布上的蛋白膜分解。而酶的催化作用受温度和酸碱度的影响，高温使酶变性失活，所以煮沸过的洗衣粉不能将蛋白膜水解成为可溶性的小分子多肽或氨基酸。【答案】（1）蛋白酶（2）洗衣粉中的酶催化蛋白质分解（3）煮沸使酶变性失活，不能分解蛋白质。例3.用淀粉酶将玉米粉水解生成寡糖，再用糖化酶处理产生95％～97％的葡萄糖液。由于葡萄糖的甜度比蔗糖低得多，所以，利用葡萄糖异构酶将葡萄糖异构化转变成果糖，就可以解决这一问题。现通过淀粉酶、糖化酶和固定化葡萄糖异构酶，将玉米粉转化成含葡萄糖50％、果糖42％、其他糖8％的反应物，称为高果糖浆或果葡糖浆。它虽然是一种混合物，但甜度与蔗糖相当，比葡萄糖高出许多。因此，在饮料、食品生产中大量应用。现在，一些发达国家高果糖浆的年产量已达几百万吨，高果糖浆在许多饮料的制造中已经逐渐代替了蔗糖。请回答下列问题：（1）在生产高果糖浆的过程中，为了使葡萄糖异构酶反复使用，采用了什么技术？（2）在上述生产过程中，若直接用固定化葡萄糖异构酶处理寡糖，能得到高果糖浆吗？说明理由。（3）为使固定化葡萄糖异构酶发挥最大催化效果，在生产过程中需要注意什么？（4）如何测定葡萄糖异构酶的最适pH和最适温度？写出大致的实验设计思路。【解析】（1）目前食品加工、医药等行业广泛采用了固定化酶技术，使酶可以反复使用。（2）若直接用固定化葡萄糖异构酶处理寡糖，不会得到高果糖浆，原因是葡萄糖异构酶只能作用于葡萄糖，使之转化为果糖，而对寡糖不起作用，这是由酶的专一性决定的。（3）由于葡萄糖异构酶是生物催化剂，它需要适宜的温度和适宜的pH。（4）酶的最适温度和最适pH是人们在长期的摸索中得出的，一般测定方法是温度或pH作为自变量，设置合理的梯度，通过比较生成物的量来确定。【答案】（1）固定化酶技术。（2）不能。葡萄糖异构酶具有专一性。（3）控制生产过程中的温度和pH。（4）配制浓度相同的酶溶液，设置合理的温度（或pH）梯度与足量葡萄糖混合，经过相同的时间后，测定果糖的生成量即可确定葡萄糖异构酶的最适温度（或pH）。例4.下面是制备固定化酵母菌细胞的实验步骤，请回答：活化酵母菌细胞→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合→固定化酵母菌细胞（1）在状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母菌细胞活化时。（2）影响实验成败的关键步骤是。18\n（3）如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞数目。（4）观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明。（5）固定化细胞技术一般采用包埋法固定化，原因是。【解析】该题以制备固定化酵母菌细胞的过程为载体，考查实验的操作程序、关键步骤、注意事项及有关试剂的作用。（1）酵母菌在干燥时，处于休眠状态，需加水活化，否则制成的固定化酵母菌在发酵时酶活性较低且酵母菌增殖缓慢。（2）该实验的关键是海藻酸钠溶液的配制。（3）如果海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞的数目少，影响实验效果。（4）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。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，需要再作尝试。（5）由于酵母菌细胞个体较大，不易从包埋材料中漏出，故细胞的固定化一般采用包埋法。【答案】（1）缺水正常的生活体积会增大（2）配制海藻酸钠溶液（3）少（4）海藻酸钠浓度偏低海藻酸钠浓度偏高，制作失败（5）细胞个体大，不易从包埋材料中漏出模拟试题：1.某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下部分说明。　成分：含碱性蛋白酶等用法：洗涤前先将衣物浸于洗衣粉的水内数小时。使用温水效果更佳。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。请回答以下问题：（１）质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验：该实验的目的是　　　　　　。（２）一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述（１）的实验材料及方法进行了有关实验，并把结果以下列曲线图Ａ、Ｂ表示。①　由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度约为　　　　　　　　　　　　　。18\n②　在O℃和75℃时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到45℃，后者的催化作用已不能恢复，这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。③　该学生在实验过程中可通过直接测定　　　　　　　　　　　　　　指标来表示酶的催化效率。　（３）该加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质及羊毛衣料，其主要原因是　　　　　　　　　。（４）大力推广使用加酶洗衣粉替代含磷洗衣粉，有利于生态环境保护，这是因为_______。2.目前市场上出售的洗衣粉有多种，如加蛋白酶洗衣粉、加复合酶洗衣粉、普通洗衣粉等。为了探讨不同洗衣粉的洗涤效果，某同学按下表的顺序进行操作：（1）该同学在实验设计中存在两个问题，请你分析后，找出问题，并提出改进措施。①问题一：；改进措施：。②问题二：；改进措施：。（2）在上述4组实验中，你认为对照组是第组。设置该组的目的是。（3）某同学想用丝绸作为实验材料，探讨上述洗衣粉的洗涤效果，你认为他这样做是否适合？。说明理由：。3.下面是某同学所做的生啤酒酿造实验，请根据其实验过程，回答相关的问题：实验原理：利用固定化啤酒酵母分解麦芽汁，生成啤酒。实验步骤：第一步：啤酒酵母细胞活化。取一克干酵母，放入50mL的小烧杯中，加蒸馏水10mL，用玻璃棒搅拌均匀，放置一小时，使其活化。第二步：配制海藻酸钠溶液。取0.7g海藻酸钠，放入另一只50mI的小烧杯中，加蒸馏水10mL，并搅拌，直至溶化，用蒸馏水定容至10mL。加热时，注意火侯。第三步：海藻酸钠与啤酒酵母细胞混合。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入活化的酵母细胞，充分搅拌均匀。第四步：用注射器以恒定的速度将上述混合液滴加到0.05mol/LCaCI。溶液。制成凝胶珠。第五步：倒去CaCI：溶液，加无菌水洗涤三次后，将凝胶珠放入500mL三角瓶中，加入30OmL麦芽汁溶液，置于25℃18\n下封口，发酵五天后，倒出发酵后的麦芽汁即为啤酒，品尝其口味。（1）啤酒酵母细胞活化的作用是。第二步中注意火侯指的是。第三步中为什么要等海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入活化的酵母细胞？。（2）凝胶珠的组成是海藻酸钠与。海藻酸钠的主要作用是。（3）上述固定化细胞的方法称为，形成的凝胶珠颜色为色。（4）与固定化酶相比，该方法的优点是。（5）要想反复使用固定化啤酒酵母细胞，实验过程要在严格的条件下进行。4.下图为酵母细胞固定化及其应用的相关图解，请据图回答：（1）某实验小组利用海藻酸钠制备固定化酵母细胞，应使用图甲中方法〔〕（填出号码及名称）。而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是。部分同学实验制得的凝胶珠如图乙，其原因可能有、等。（2）某实验小组用图丙所示的装置来进行葡萄糖发酵。a是固定化酵母，b是反应柱。从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是：。为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用，实验过程一定要在条件下进行。装置中的长导管起的作用是。5.某同学用含不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如下实验,请回答以下问题：组别布料污染物水温A（蛋白酶洗衣粉）6×6cm蛋白膜40℃B（脂肪酶洗衣粉）6×6cm蛋白膜40℃C（蛋白酶洗衣粉）6×6cm淀粉膜40℃（1）该实验的目的是探究________________________。该实验还应控制的无关变量为18\n，该实验中、分别构成两组对照实验。（2）该同学在实验过程中可通过观察来判断酶的催化效率。（3）大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境保护，这是因为。在工业生产中人们常利用等手段来提高酶的利用率及其催化产物的提纯。6.为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见污垢的去除能力，洗衣粉中常常会添加各种酶类。请回答有关问题：（1）根据衣物上常见的污垢，加酶洗衣粉中添加的酶类有碱性蛋白酶、（2）碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的（3）右图为加酶洗衣粉的包装袋上的产品说明注意事项①请将本品置于阴凉、干燥处，避热、避湿、避光。②不慎溅入眼中，立即用水冲洗。③水温以30~50℃为宜，切忌用70℃以上的热水。根据你所学习的有关知识，解释注意事项③的原因：（4）下面是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的有关探究实验，请据表回答：脸盆编号洗涤物(等量)洗涤温度洗衣粉(等量)水量洗净所需时间1油污布45℃加酶2L4min2油污布45℃普通2L7min3油污布5℃加酶2L9min4油污布5℃普通2L8min①该实验设计体现了原则②若1号实验组，洗净所需时间接近7分钟，请分析最可能的原因（5）添加蛋白酶的加酶洗衣粉不适宜洗涤下列哪些衣料（）①棉织品②毛织品③腈纶织品④蚕丝织品⑤涤纶织品⑥锦纶织品7.某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。(1）制备固定化酵母细胞常用法。(2）制备固定化酵母细胞的过程为18\n①使干酵母与混合并搅拌，使酵母菌活化；②将无水CaCl2溶解在蒸馏水中，配成CaCl2溶液；③用酒精灯加热配制海藻酸钠溶液；④海藻酸钠溶液冷却至常温再加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀；⑤用注射器将的混合物缓慢滴入氯化钙溶液中。(3）该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。a是固定化酵母，b是反应柱。①从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是：。②要想得到较多的酒精，加入反应液后的操作是活塞1和活塞2。③为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用，实验过程一定要在条件下进行。④装置中的长导管起的作用是。8.酵母菌与人们的日常生活密切相关，也是现代生物技术研究常用的模式生物，生物兴趣小组对此进行了下列研究。请你根据他们的研究内容回答问题：A．酵母细胞的固定化（1）在制备固定化酵母细胞过程中，溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，原因是。（2）如果在CaCl2溶液中形成的凝胶珠颜色过浅，说明。若凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是。（3）本实验所用的固定化技术是包埋法，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是（4）利用固定化酵母细胞进行酒精发酵，与直接接种酵母菌相比较有哪些优点？（说出两点）。试题答案：1.（1）检查该洗衣粉是否含蛋白酶（2）①45℃　②酶的结构已遭破坏（或酶的活性已丧失）③胶片上的蛋白膜消失时间的长短（3）丝质及羊毛衣料所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣料。（4）酶本身无毒，含量少，又能被微生物完全降解，对环境无污染。（1分）2.3.18\n4.（1）③包埋法酶分子很小，容易从包埋材料中漏出海藻酸钠浓度过高注射器中的溶液推进速度过快（或针筒口离CaCl2液面距离过近，高度不够）（2）葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡无菌释放CO2防止空气中的杂菌进入反应柱5.（1）酶的专一性洗衣粉的用量、污染程度、水质、pH等条件应适宜且相同A与BA与C（2）蛋白膜消失时间的长短（3）用蛋白酶催化污垢中蛋白质的分解（4）酶蛋白进入环境后易被微生物分解，又可避免过多的磷进入水体造成水体富营养化酶的固定化6.（1）（碱性）脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶（2）多肽（氨基酸）（3）酶的催化受温度影响，30~50℃是洗衣粉中的酶适宜温度范围（4）①单一变量、对照原则②洗衣粉中酶变性或失效（合理答案给分）（5）②④7.(l）包埋法(2）蒸馏水海藻酸钠和酵母细胞(3）①葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡。②关闭关闭③无菌④释放CO2防止空气中的杂菌进入反应柱。8.（1）防止高温杀死酵母菌（2）固定化酵母细胞数目较少。海藻酸钠溶液浓度过高（3）酶分子很小，容易从包埋材料中漏出（4）能多次重复利用、降低生产成本点击高考：(08江苏生物34)A题.为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。水温/℃1020304050组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍时间/min67668852518336347711126891167清除油渍时间/min93789587639182468575277769868（1）提高洗衣粉去污能力的方法有________。甲组在洗衣粉中加入了________。乙组在洗衣粉中加入了_________。（2）甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有_________。18\n（3）如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。。（4）加酶洗衣粉中的酶是特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。【解析】丙组为对照实验，目的是排除无关变量的干扰。清除污渍所用时间越短，说明酶的去污能力越强。通过表格数据可以看出，适当提高温度可以提高酶的催化能力。加酶后，去污效果也有明显提高。甲组能消除血渍而不能消除油渍，说明甲组洗衣粉含有蛋白酶，而不含有脂肪酶。乙组能清除血渍和油渍，说明乙组洗衣粉中加入了蛋白酶和脂肪酶。根据甲、乙两组的洗涤效果的差异，说明酶的催化作用具有专一性。由于高温使酶变性失活，所以甲、乙、丙三组在80℃水温条件下洗涤同一种污渍，效果无差异。因为酶没有固定在不溶于水的载体上，也不能反复利用，因此加酶洗衣粉中的生产未运用酶的固定化技术。【答案】（1）加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶（2）专一性（3）没有差异，因为高温使酶失活（4）未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用。专题5DNA和蛋白质技术典型例题：例1.回答有关蛋白质分离和纯化的问题（1）要获得血清蛋白的粗制品，必须将含有柠檬酸钠的血液进行处理，然后将装入透析袋中除去。（2）要获得血红蛋白，应如何破碎红细胞？。（3）下图为血清蛋白通过醋酸纤维薄膜的电泳图谱，你认为含量最多的蛋白质是，含负电荷最多的球蛋白是，相对分子质量最大的球蛋白是。（4）电泳是目前应用最为普遍的蛋白质的方法。【解析】本题考查蛋白质分离和纯化的基础知识。【答案】（1）离心上清液小分子物质（2）加蒸馏水使其胀破（3）清蛋白-球蛋白γ-球蛋白（4）（分离）纯化例2.在遗传病及刑侦破案中常需要对样品DNA进行分析，PCR技术能快速扩增DNA片段，在几个小时内复制出上百万份的DNA拷贝，有效地解决了因为样品中DNA18\n含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。据图回答相关问题：（1）在相应的横线上写出引物Ⅱ，并在复制这一步骤中将引物Ⅱ置于合适的位置。（2）在相应的横线上写出循环一次后生成的DNA分子。（3）若将作为原料的四种脱氧核苷酸用32P标记，请分析循环一次后生成的DNA分子的特点：，循环n次后生成的DNA分子中不含放射性的单链占总单链的比例为。（4）PCR反应过程的前提条件是，PCR技术利用DNA的原理解决了这个问题。（5）在对样品DNA进行分析的过程中发现，DNA掺杂着一些组蛋白，要去除这些组蛋白可加入的物质是。【解析】（1）DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3’端延伸DNA链，所以引物就提供了3’端，子链延伸方向为5’→3’，引物I与b链部分碱基互补，引物Ⅱ则与a链部分碱基互补，且连接到a链的3’端，故引物Ⅱ的结构为5’—G—A—OH，复制结果为：5’—G—G……T—C—3’HO—A—G—5’（2）经过一次循环后，产生的两个DNA分子分别含有引物I和引物Ⅱ。（3）由于作为原料的四种脱氧核苷酸被32P标记，所以新合成的子链均含有放射性，一次循环后的两个DNA各有一条链含32P，若复制n次，共产生子链2n×2，其中只有DNA母链不含32P，则其所占比例为2／（2n·2）=1／2n.（4）DNA复制是以两条母链为模板，按照碱基互补配对原则进行的。因此，首先要解旋，使两条母链的碱基暴露出来，才能按照碱基互补配对的原则把相应的碱基一个个地连接起来。只有解旋后，再以母链为模板合成一小段引物，引物才起作用。DNA分子在80℃～100℃的温度范围内变性，双链解开成单链，当温度慢慢降低时，又能重新结合形成双链。（5）本题考查了DNA中杂质蛋白质的去除，利用酶的专一性，应加入蛋白酶。【答案】（1）5’—G—A—OHHO—A—G—5’18\n（3）每个DNA分子各有一条链含32P1／2n（4）DNA解旋热变性（5）蛋白酶例3.红细胞含有大量的血红蛋白，红细胞的机能主要是由血红蛋白完成，血红蛋白的主要功能是携带氧气或二氧化碳，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的程度可分为四步：______、______、______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，收集血红蛋白溶液。①加入柠檬酸钠的目的是_____。②该过程即样品处理，它包括____、_____、收集血红蛋白溶液。（3）收集的血红蛋白溶液在透析袋中可以经过透析，这就是样品的粗分离。①透析的目的是__________________。②透析的原理是________________________。（4）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。①样品纯化的目的是______________________________。②血红蛋白有什么特点？_________。这一特点对进行蛋白质的分离有什么意义______。【解析】（1）血红蛋白提取和分离的程度可分为样品处理；粗分离；纯化；纯度鉴定四步；（2）柠檬酸钠是一种抗凝剂，能够防止血液的凝固；（3）透析袋实际上是一种半透膜，允许小分子物质自由通过，大分子不能出去，从而除去溶液中的小分子物质；血红蛋白因含有血红素而呈现红色，使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作。【答案】（1）样品处理；粗分离；纯化；纯度鉴定（2）①防止血液凝固红细胞的洗涤，血红蛋白的释放（3）①去除分子质量较小的杂质②透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内（4）①通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去②血红蛋白呈现红色，在凝胶色谱分离时，可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液②使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操作。模拟试题：18\n1.如图为一种核酸分析方法，请据图分析回答有关问题。（1）被分析的材料应属于一条链。如果它存在另一条互补链，该互补链的碱基序列是。（2）如果选择性断开的位置是碱基G，那么随机出现的被标记片段应有种，在电泳带上被分离的显示位置应有处，在泳动方向的最前端的片段是序列段，与图示泳动位置相比，在同样电泳条件下该片段应位于①的（填“上方”或“下方”）。（3）应用上述原理分析了某种未知序列核酸的一条单链，结果如图所示，此结果说明，该核酸的此单链含个核苷酸，其A：T：G：C=，同时也可推断其碱基序列是：。2.近十年来，PCR技术（多聚酶链式反应）成为分子生物学实验室里的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制（如图），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不再受限于活的生物体。18\n(1)PCR技术能把某一DNA片段进行扩增，依据的原理是：（2）加热使DNA双链打开，这一步是打开键，称为，在细胞中是在的作用下使此键断裂。（3）当温度降低时，引物与模板端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成2个DNA分子，此过程中加入四种脱氧核苷三磷酸的目的是，遵循的原则是。（4）PCR技术的必要条件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要三个条件.即：液体环境、适宜的和。（5）PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可分为、、三个步骤。3．有4瓶失去标签的无色透明液体。已知各装有：大肠杆菌超标的自来水，丙种球蛋白溶液（一种抗体），溶解着DNA分子的2mol/L的氯化钠溶液，葡萄糖溶液。⑴请根据提供的第一步鉴定方法，简要写出用相应物质进行鉴定的其余步骤和结果。第一步：各取4种液体少许分别倒入4个试管中，缓慢加入蒸馏水并用玻璃棒搅拌，则。第二步：……⑵除上述鉴定DNA的方法外，还可以用哪些方法进行鉴定？4.以下是有关DNA粗提取实验的阅读材料：A.核酸极不稳定，在较为剧烈的化学、物理因素和酶的作用下很容易降解。在制备DNA时要加入DNA酶的抑制剂柠檬酸钠，以除去Mg，防止DNA酶的激活。B.核酸中的DNA和RNA在生物体内均以核蛋白的形式存在，DNA核蛋白在1mol/LNaCl溶液中溶解度很大，但在0.14mol/LNaCl溶液中的溶解度很低；而RNA核蛋白溶于0.14mol/LNaCl溶液。C.用苯酚处理，可使蛋白质变性，且留在苯酚层内；在DNA溶液中加入2.5倍体积，浓度为95%的酒精，可将DNA分离出来。此时DNA十分黏稠，可用玻璃棒搅成团取出。D.DNA在强酸环境下，水解产生脱氧核糖等小分子物质，它与二苯胺酸性溶液反应，能生成蓝色化合物。E.实验材料与器械：柠檬酸钠溶液、石英0.14mol/LNaCl溶液、1mol/LNaCl溶液、蒸馏水、苯酚、95%酒精、二苯胺试剂、浓硫酸、花椰菜、研钵、烧杯、漏斗、玻璃棒、量筒、石棉网、酒精灯、吸管、试管等。F.实验步骤：研磨的匀浆过滤得滤液滤液稀释6倍离心处理地沉淀物沉淀物再溶解加苯酚精置后去上清液提取出DNADNA鉴定请阅读以上材料回答下列问题：18\n⑴研磨时，取10g花椰菜，加适量的石英砂和、⑵将滤液稀释6倍，其目的是⑶取沉淀物，置于2ml1mol/LNaCl溶液中，使DNA核蛋白再次溶解，在加2ml苯酚充分震荡后静止，待其分层后弃其上层的苯酚。该步骤的目的是除去。⑷如何将剩余溶液中的DNA提取出来？⑸如何证明提取物确实是DNA分子5.下图表示血红蛋白提取和分离实验的部分装置或操作方法，请回答下列问题：①②③④缓冲液样品缓冲液样品样品甲乙缓冲液血红蛋白溶液透析袋（1）如图甲，表示过程，该操作目的是去除样品中的杂质。现有一定量的血红蛋白溶液，进行上述操作时若要尽快达到理想的实验效果，可以（写出一种方法）。（2）如图乙，往色谱柱中加样的正确操作顺序是（用序号表示）。在进行④操作前，应该等样品，且要（填“打开”或“关闭”）下端出口。6.下图为“DNA粗提取和鉴定”实验的相关操作。（1）图中实验材料A可以是等，研磨前加入的B应是。（2）通过上述所示步骤得到滤液Ｃ后，再向滤液中加入2moL/L的NaCl溶液的目的是，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是。（3）在“DNA的粗提取和鉴定”实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2mL的四种溶液中，经搅拌后过滤，获得4种滤液，含DNA最少的是滤液　　　　。1Ｂ液中搅拌研磨后过滤滤液E18\n22mol／L的NaCl溶液搅拌后过滤滤液F3O．014mol／L的NaCl溶液中搅拌后过滤滤液G4冷却的95％的酒精溶液中搅拌后过滤滤液H（4）ＤＮＡ鉴定的原理是　　　　　　。7.测定蛋白质的相对分子质量是研究蛋白质的一项重要技术。常用的测定方法是凝胶色谱法。请回答下列问题：（1）凝胶色谱法的原理是。（2）在装填凝胶柱时不得有气泡的原因是。（3）某人欲使用凝胶色谱法比较A、B两种蛋白质的分子质量大小，请你选择需要的材料，帮助其设计实验步骤，并预测实验结果，得出相关结论。实验步骤：。实验结果及结论：。8.右图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题：（1）血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有___________功能。（2）甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是__________；乙装置中，C溶液的作用是_____。（3）甲装置用于_________，目的是____________。用乙装置分离蛋白质的方法叫_________，是根据_____________分离蛋白质的有效方法。（4）用乙装置分离血红蛋白时，待________________时，用试管收集流出液，每5mL收集一管，连续收集。参考答案：1.（1）DNA单AGCATGCGTTCAAGTGCA（2）44TG下方（3）185：4：5：4AACGTAGGGTTACCCTGA2.⑴DNA分子具有双螺旋结构和DNA分子中碱基的互补配对（2）氢解旋解旋酶（3）3’既是原料，又能提供能量碱基互补配对原则（4）温度酸碱度（5）变性、退火和延伸3.⑴第一步：出现丝状物的溶液，为溶解着DNA分子的2mol/L的氯化钠溶液。第二步：向其余3支试管中加入伊红—美兰试剂，呈现深紫色的为大肠杆菌超标的自来水。第三步：将其余2种溶液各取少许倒入218\n支试管中，加入双缩脲试剂，呈现紫色反应的为丙种球蛋白溶液。最后一瓶为葡萄糖溶液⑵用二苯胺沸水浴变为蓝色；或加入冷却的酒精，搅拌出现丝状物4.⑴1mol/LNaCl溶液、柠檬酸钠⑵使DNA核蛋白的溶解度逐渐降低⑶蛋白质⑷向下层DNA溶液中加2.5倍体积，浓度为95%的酒精，此时用玻璃棒搅动，在玻璃棒上的成团物即是DNA⑸用适量的浓硫酸处理提取物，再滴加二苯胺试剂数滴如有蓝色物质出现既可证明提取物是DNA5.（1）透析（粗分离）分子量较小增加缓冲液的量或及时更换缓冲液（2）②③④①完全进入凝胶层关闭6.（1）洋葱（菜花等）　洗涤剂和食盐（2）使DNA溶解（于NaCl溶液中）使DNA（的溶解度下降而沉淀）析出（3）滤液H　　（4）在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色7.（1）根据相对分子质量的大小分离蛋白质（2）气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，减低分离效果（3）实验步骤：将含有A、B两种蛋白质的混合液加入装满凝胶的玻璃管上端，用缓冲液进行洗脱，检测它们洗脱的先后顺序（2分）实验结果及结论：若A先于B洗脱出来，则A的相对分子质量大于B；若B先于A洗脱出来，则B的相对分子质量大于A（2分）8.A.（1）运输（2）磷酸缓冲液洗脱血红蛋白（3）透析（粗分离）去除样品中分子量较小的杂质凝胶色谱法相对分子质量的大小　（4）红色的蛋白质接近色谱柱底端点击高考：（09广东A卷38）（1）商品化植酸酶主要来自微生物。在产酶菌株筛选过程中，常在基本培养基中添加不溶于水的植酸钙制成固体平板，植酸钙被植酸酶分解后可在平板上产生，可根据其大小选择目的菌株，所得菌株需要进一步测定植酸酶活性。活性测定可以植酸钠作为底物，活性可用一定条件下单位时间表示。（2）利用上述所得菌株制备植酸酶的流程如下图：Ⅰ中的主要成分为；Ⅱ18\n中包含多种酸酶等多种蛋白质。请写出一种纯化得到植酸酶的方法及其依据。（3）为建设基因工程菌，可用PCR等技术从上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反应包含多次循环，每次循环包括三步：____。反应过程中打开模板DNA双链的方法是。（4）除植酸酶外，微生物还应用在的生产中。【解析】本题考查对微生物的分离和培养，蛋白质的纯化，酶活性鉴定等知识，结合实际应用。【答案】（1）透明圈植酸钠的消耗量（肌醇和磷酸的生成量）（2）小分子杂质凝胶色谱法：根据蛋白质之间分子大小，吸附性质等差异进行纯化。（或电泳法：根据蛋白质之间电荷，分子大小等差异进行纯化。）（3）变性，复性，和延伸加热（4）蛋白酶，脂肪酶，纤维素酶18