专题25 酶的应用、DNA的粗提取与鉴定

2.(2018江苏单科,17,2分)关于还原糖、蛋白质和DNA 的鉴定实验,下列叙述正确的是 ( ) A.在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂,温水浴后液体由蓝色变成砖红色 B.在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂,液体由蓝色变成紫色 C.提取DNA时,在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐,充分研磨,过滤并弃去滤液 D.将DNA粗提物溶解在2 mol/L NaCl溶液中,加入二苯胺试剂, 沸水浴后液体由无色变成蓝色 答案 D 检测还原糖,用斐林试剂,需要水浴加热,出现砖红色沉淀,甘蔗茎中主要含蔗糖,蔗 糖为非还原糖,一般不用于还原糖的检测,A错误;检测蛋白质,用双缩脲试剂,B错误;提取DNA 时,加入适量洗涤剂可以破坏细胞膜,释放DNA,DNA溶解在食盐溶液中,经充分研磨,过滤并保 留滤液,C错误;检测DNA,用二苯胺试剂,沸水浴后出现蓝色,D正确。 素养解读 本题主要考查还原糖、蛋白质和DNA鉴定实验的操作和现象。通过对各选项中 涉及的实验操作和现象的分析,考查考生的科学探究能力。在复习备考过程中可进行列表,通 过对比等归纳的方法突破。
答案 C 本题主要考查植物组织培养的应用及固定化细胞的制备过程。胚状体是愈伤组织 在分化培养基上形成的,A错误;海藻酸钠用于制作人工种皮,不提供营养物质,B错误;为保持胚 状体的活性,包埋胚状体的凝胶珠应适当透气,D错误。
思路梳理 本题借人工种子制备过程考查了植物组织培养的应用及(酵母)细胞固定化技术。 ①外植体经脱分化形成愈伤组织,后经再分化才能形成胚状体,而用于制备人工种子的结构则 是胚状体。②解答本题可先回顾酵母细胞固定化技术中相关知识:海藻酸钠用于包埋细胞, CaCl2在制备凝胶珠时起到凝固剂的作用;凝胶珠上有小孔可以透气,有利于细胞呼吸。
考点2 DNA的粗提取与鉴定
1.(2019江苏单科,10,2分)下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述,错误的是 ( ) A.用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近 B.DNA析出过程中,搅拌操作要轻柔以防DNA断裂 C.预冷的乙醇可用来进一步纯化粗提的DNA D.用二苯胺试剂鉴定DNA需要进行水浴加热
高考生物 (江苏专用)
专题25 酶的应用、DNA的粗提取与鉴定
五年高考
A组 自主命题·江苏卷题组
考点1 酶的应用
1.(2019江苏单科,13,2分)下列关于加酶洗涤剂的叙述,错误的是 ( ) A.加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶 B.用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水 C.含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物 D.加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的
知识归纳 物质的提取、分离和鉴定实验
检测对象
检测试剂
还原糖
斐林试剂
蛋白质
双缩脲试剂
DNA
二苯胺
实验结果 砖红色 紫色 蓝色
是否加热 水浴加热 不加热 沸水浴
3.(2015江苏单科,25,3分)图1、2分别为“DNA的粗提取与鉴定”实验中部分操作步骤示意 图,下列叙述正确的是(多选) ( )
图1
答案 A 兔属于哺乳动物,其成熟红细胞内无细胞核,而鸡属于鸟类,其红细胞内有细胞核,所 以用同样方法从等体积鸡血中提取的DNA含量高于兔血中的DNA含量,A错误;DNA析出过程 中,用玻璃棒搅拌时动作要轻柔,以防DNA断裂,导致DNA不能形成絮(丝)状物,B正确;预冷的 乙醇可降低分子运动速率,防止DNA降解,有利于DNA形成絮(丝)状物析出,C正确;二苯胺鉴定 DNA时需水浴加热,D正确。 素养解读 本题借助DNA粗提取与鉴定实验,考查对实验现象和结果的分析处理能力;通过对 DNA粗提取实验现象和结果的分析,体现了对科学探究中结果分析要素的考查。
答案 D 本题重点考查酵母细胞固定化的操作流程,对酵母细胞固定化的相关知识全面掌 握,牢固掌握实验操作具体流程是解答本题的关键。用酒精灯加热使海藻酸钠溶解,待其冷却 到室温后用于包埋细胞,A错误;进行固定时,用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜,B错误;注 射器(或滴管)出口应尽量和液面保持一定的距离,以保证凝胶珠成为球状,C错误;包埋酵母细 胞的凝胶珠为淡黄色半透明状,并具有一定的弹性,D正确。 素养解读 本题通过酵母细胞固定化实验的相关内容,考查考生对实验原理、过程和实验现 象分析的科学探究能力。
答案 A 加酶洗衣粉一般为碱性,A错误;加酶洗涤剂能使污物水解成可溶于水的小分子物 质,使衣物上附着的污物容易从衣物上脱落,减少洗涤时间并节约用水,B正确;纤维素酶虽不能 直接去除衣物上的污垢,但能使纤维的结构变得蓬松,从而使污垢能与洗涤剂充分接触,C正确; 制备加酶洗衣粉时,常选用能耐受较高温度的酶,D正确。 素养解读 本题借助加酶洗涤剂的相关知识,考查考生的识记、理解和运用能力,体现了对科 学思维素养中的分析与判断要素的考查。 知能拓展 加酶洗衣粉中添加酶的种类 目前加酶洗衣粉中常添加的酶制剂有四类: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。
2.(2018江苏单科,14,2分)下列关于酵母细胞固定化实验的叙述,正确的是 ( ) A.用温水使海藻酸钠迅速溶解,待其冷却到室温后用于包埋细胞 B.进行包埋时,用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜 C.注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状 D.包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状,并具有一定的弹性
8.(2015江苏单科,20,2分)图为制备人工种子部分流程示意图,下列叙述正确的是 ( )
A.胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织 B.该过程以海藻酸钠作为营养成分,以CaCl2溶液作为凝固剂 C.可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖,为胚状体提供碳源 D.包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气,有利于人工种子的储藏
5.(2017江苏单科,20,2分)下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述,正确的是 ( ) A.活化酵母时,将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状 B.配制CaCl2溶液时,需要边小火加热边搅拌 C.将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液时,凝胶珠成形后应即刻取出 D.海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色,过低时凝胶珠易呈蝌蚪状
B组 统一命题、省（区、市）卷题组
(2015山东理综,35,12分)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。乳
糖酶的制备及固定化步骤如下:
3.(2018江苏单科,21,3分)下列关于加酶洗衣粉的叙述,错误的是(多选) ( ) A.洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来 B.洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解 C.在50 ℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时,其中的酶会迅速失活 D.加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存,不会影响其中酶的活性 答案 BCD 洗衣粉中添加的酶通常是由通过基因工程制备的工程菌发酵生产而来的,A正 确。这些酶类通常能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度,在50 ℃热水中用加酶洗衣 粉洗衣时,其中的酶不会迅速失活,C错误。洗衣粉中添加的酶通过特殊的化学物质层层包裹, 与洗衣粉的其他成分隔离,隔离层遇水溶解后,其中的酶才能迅速发挥作用,故洗衣粉中的蛋白 酶不会将添加的其他酶类迅速分解;受潮的洗衣粉中的酶的隔离层会溶解,其中的酶在温度、 酸、碱、表面活性剂等的影响下很快失活,B、D错误。 素养解读 本题通过加酶洗衣粉相关知识,考查考生基于特定的生物学事实,采用归纳与概括 说明加酶洗衣粉中的酶的来源、影响酶活性的因素等的能力。 知识归纳 加酶洗衣粉中添加酶的种类 目前加酶洗衣粉中常添加的酶制剂有四类: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。
知识拓展 酶通常采用化学结合和物理吸附法固定,细胞常采用包埋法固定。固定化细胞固 定的是一系列酶,故可用固定化细胞催化一系列反应。因大分子不易进入细胞,故若反应物是 大分子,通常采用固定化酶催化。
7.(2015江苏单科,11,2分)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是 ( ) A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用 B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素 C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物 D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合
图2
A.图1、2中加入蒸馏水稀释的目的相同
B.图1中完成过滤之后保留滤液
C.图2中完ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ过滤之后弃去滤液
D.在图1鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质
答案 BCD 图1加入蒸馏水的目的是使鸡血细胞吸水涨破,图2加入蒸馏水的目的是稀释 NaCl溶液,A错误;图1中加入蒸馏水后,DNA存在于滤液中,B正确;图2中加入蒸馏水后,NaCl溶 液浓度降低,DNA析出,所以完成过滤之后弃去滤液,C正确;嫩肉粉的主要成分是蛋白酶,鸡血 细胞液中加入少许嫩肉粉可将蛋白质水解成小分子肽或氨基酸,除去蛋白质,D正确。
答案 B 酶发挥催化作用时不需要消耗氧气,溶解氧交换受阻不是固定化酶应用的限制因 素,B错误。
易错分析 固定化细胞所用的各种介质均会对包埋细胞的物质交换产生一定的阻碍作用,错 答C选项的学生可能从“固定化不利于细胞物质释放”的角度认为该选项错误。实际上,为 减小固定化对细胞物质释放的影响,用作固定细胞的材料(例如褐藻酸钙)都具有较大的孔径, 足以让产物分子有效地透过。
答案 A 本题考查酵母细胞的固定化实验操作。活化酵母时,将适量干酵母加入蒸馏水中 后搅拌,使酵母细胞混合均匀成糊状,A正确;配制CaCl2溶液时不需要加热,B错误;将海藻酸钠 溶液滴加到CaCl2溶液中,凝胶珠成形后应在CaCl2溶液中浸泡30 min左右,C错误;凝胶珠颜色 过浅(呈白色)的原因是海藻酸钠溶液浓度过低,D错误。 知识归纳 制备固定化酵母细胞时异常凝胶珠的形成 (1)海藻酸钠浓度过高,将很难形成凝胶珠; (2)海藻酸钠浓度过低,制作的凝胶珠颜色过浅,呈白色; (3)蝌蚪状凝胶珠形成的原因是海藻酸钠的浓度偏低或注射时针离CaCl2溶液的距离太短; (4)漂浮的凝胶珠形成的原因可能是海藻酸钠溶液与酵母细胞混合时出现气泡。
答案 BD 纤维素酶在牛仔裤仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理都是利用酶的 专一性,故在牛仔裤仿旧工艺中,通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制反应进程,进而控制 仿旧牛仔裤颜色的深浅。酶的固定化技术可以实现酶的重复使用,因酶分子很小,故酶更适合 采用化学结合和物理吸附法固定;葡萄糖间通过糖苷键连接,即纤维素酶催化葡萄糖残基间的 糖苷键的水解分解纤维素。
6.(2016江苏单科,21,3分)为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果,在工业洗衣机中用酶洗代替传统的 浮石擦洗,是目前重要的生产手段(工艺流程见图)。下列叙述中错误的是(多选) ( )
A.纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似 B.在上述工艺中,为重复使用纤维素酶,可选用适当的包埋剂固定化酶 C.在上述工艺中,通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅 D.纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素
4.(2017江苏单科,12,2分)固定化单宁酶应用于茶饮料加工,可消除其中的苦涩味。下列有关叙 述正确的是 ( ) A.在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白 B.化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小 C.温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性 D.酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分 答案 C 本题考查固定化酶及蛋白质纯化的相关知识。透析袋一般用硝酸纤维素(半透膜) 制成,其能使小分子自由进出,在单宁酶纯化时可采用透析法去除小分子杂质,A错误;化学结合 法可能影响酶的活性部位而影响酶的活性,B错误;温度、pH和重金属离子可能影响酶分子结 构而影响酶的活性,C正确;酶的专一性决定了单宁酶不会降解茶叶中的有益成分,D错误。 知识总结 固定化细胞与固定化酶技术常用的方法 固定化酶和固定化细胞方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法。一般来说,酶分子体积较 小,更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化,而细胞体积较大,多采用包埋法固定化。