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生物選修一知識點總結(2)

學習總結 時間:2018-03-06 我要投稿
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  下列不屬于酶制劑的是

  A.蛋白酶 B.脂肪酶 C.淀粉酶 D.麥芽糖酶

  解析:目前常用的酶制劑有四大類:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。其中,應用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽,使污跡從衣物上脫落。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質,使洗衣粉具有更強的去污能力。

  《酵母細胞的固定化》

  一、基礎知識

  酶:優點:催化效率高,低耗能、低污染,大規模地應用于食品、化工等各個領域。

  實際問題:對環境條件敏感,易失活;溶液中的酶很難回收,不能再次利用,提高了生產成本;反應后的酶會混合在產物中,如不除去,會影響產品質量。

  設想:

  固定化酶:優點

  實際問題:一種酶只能催化一種化學反應,而在生產實踐中,很多產物的形成 都是通過一系列的酶促反應才能得到的

  設想:

  固定化細胞:優點

  二、固定化酶的應用實例

  高果糖漿是指

  能將葡萄糖轉化為果糖的酶是 。使用固定化酶技術,將這種酶固定在一種 上,

  再將這些酶顆粒裝到一個反應柱內,柱子底端裝上分布著許多小孔的 。酶顆粒無法通過篩板的小孔,而反應溶液卻可以自由出入。生產過程中,將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入,使葡萄糖溶液流過反應柱,與 接觸,轉化成果糖,從反應柱的下端流出。反應柱能連續使用半年,大大降低了生產成本,提高了果糖的產量和質量。

  三、固定化細胞技術

  固定化酶和固定化細胞是利用 或

  方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術,包括 、 和 法。

  一般來說,酶更適合采用 和 法固定,而細胞多采用 法固定化。這是因為細胞個大,而酶分子很小;個大的細胞難以 或 ,而個小的酶容易從 中漏出。

  包埋法法固定化細胞即將微生物細胞 包埋在不溶于水的 中。常用的載體有 、 、 、 和 等。

  四、實驗操作

  (一)制備固定化酵母細胞

  制備固定化酵母細胞需要的材料是 、 、 、 、

  、 、 、 、 和

  1.酵母菌的活化

  活化就是處于 狀態的微生物重新恢復正常的生活狀態。

  2.配制物質的量嘗試為0.05mol/L的CaCl2溶液

  3.配制海藻酸鈉溶液

  加熱溶化海藻酸鈉時要注意:

  4.海藻酸鈉溶液與酵母菌細胞混合

  5.固定化酵母細胞

  以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的 溶液中,并浸泡 (時間)。

  (二)用固定化酵母細胞發酵

  1.將固定好的酵母細胞用 沖洗2-3次。

  2.發酵時的溫度就為 ,時間 。

  五、結果分析與評價

  (一)觀察凝膠珠的顏色和形狀

  如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色,說明 ;如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,則說明 ,制作失敗,需要再作嘗試。

  (二)觀察發酵的葡萄糖溶液

  利用固定的酵母細胞發酵產生酒精,可以看到產生了很多 ,同時會聞到

  補充:直接使用酶、固定化酶和固定化細胞催化的優缺點:

  類型 優點 不足 直接使用酶 催化效率高,低耗能、低污染等。 對環境條件非常敏感,容易失活;溶液中的酶很難回收,不能被再次利用,提高了生產成本;反應后酶會混在產物中,可能影響產品質量。 固定化酶 酶既能與反應物接觸,又能與產物分離,同時,固定在載體上的酶還可以被反復利用。 一種酶只能催化一種化學反應,而在生產實踐中,很多產物的形成都通過一系列的酶促反應才能得到的。 固定化細胞 成本低,操作更容易。 固定后的酶或細胞與反應物不容易接近,可能導致反應效果下降等。

  【疑難點撥】

  1.細胞的活化。

  提示:在缺水的狀態下,微生物會處于休眠狀態。活化就是讓處于休眠狀態的微生物重新恢復正常的生活狀態。酵母細胞所需要的活化時間較短,一般需要0.5~1小時。

  2.如何檢驗凝膠珠的質量是否合格。

  提示:檢驗凝膠珠的質量是否合格,可以采用以下方法。一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓,如果凝膠珠不破裂,沒有液體流出,就表明凝膠珠的制作成功。二是在實驗桌上用力摔打凝膠珠,如果凝膠珠很容易彈起,也表明制備的凝膠珠是成功的。

  3.酶和細胞分別適應哪種固定方法?

  提示:一般來說,酶更適合采用化學結合和物理吸附法固定,而細胞多采用包埋法固定化。這是因為細胞個大,而酶分子很小;個大的難以被吸附或結合,而個小的酶容易從包埋材料中漏出。

  【典例解析】

  酶和細胞分別適應哪種固定方法?

  提示:一般來說,酶更適合采用化學結合和物理吸附法固定,而細胞多采用包埋法 固定化。這是因為細胞個大,而酶分子很小;個大的難以被吸附或結合,而個小的酶容易從包埋材料中漏出。

  《DNA的粗提取與鑒定》

  一、提取DNA的方法

  提取生物大分子的基本思路是 。對于DNA的粗提取而言,就是要利用 、 等在物理和化學性質方面的差異,提取DNA,去除其他成分。

  1)DNA的溶解性 DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度的 中溶解度不同,利用這一特點,選擇適當的鹽濃度就能 充分溶解,而使雜質沉淀,或者相反,以達到分離目的。

  此外,DNA不溶于 溶液,但是細胞中的某些蛋白質則溶于酒精。利用這一原理,可以將DNA與蛋白質進一步的分離。

  2)DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性 蛋白酶能水解 ,但是對 沒有影響。大多數蛋白質不能忍受60-80oC的高溫,而DNA在 以上才會變性。洗滌劑能夠瓦解 ,但對DNA沒有影響。

  3)DNA的鑒定 在 條件下,DNA遇 會被染成 色,因此二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。

  二、實驗設計

  1)實驗材料的選取 凡是含有 的生物材料都可以考慮,但是使用 的生物組織,成功的可能性更大。在下面的生物材料中選取適合的實驗材料:

  魚卵、豬肝、菜花(花椰菜)、香蕉、雞血、哺乳動物的紅細胞、獼猴桃、洋蔥、豌豆、菠菜、在液體培養基的大腸桿菌

  2)破碎細胞,獲取含DNA的濾液 動物細胞的破碎比較容易,以雞血細胞為例,在雞血細胞液中加入一定量的 ,同時用 攪拌,過濾后收集濾液即可。如果實驗材料是植物細胞,需要先用 溶解細胞膜。例如,提取洋蔥的DNA時,在切碎的洋蔥中加入一定的 和 ,進行充分的攪拌和研磨,過濾后收集研磨液。

  3)去除濾液中的雜質

  4)DNA的析出與鑒定

  將處理后的溶液過濾,加入與濾液體積 、冷卻的 ,靜置 ,溶液中會出現 ,這就是粗提取的DNA。用玻璃棒 攪拌,卷起絲狀物,并用濾紙吸取上面的水分。

  取兩支20ml的試管,各加入物質的量濃度為 的NaCl溶液5ml,將絲狀物放入其中一支試管中,用玻璃棒攪拌,使絲狀物溶解。然后,向兩支試管中各加入4ml的

  。混合均勻后,將試管置于 中加熱5min,待試管冷卻后,比較兩支試管溶液顏色的變化,看看溶解有DNA的溶液是否變 。

  三、操作提示

  以血液為實驗材料時,每100ml血液中需要加入3g ,防止 。

  加入洗滌劑后,動作要 、 ,否則容易產生大量的泡沫,不利于后續步驟地操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時,動作要 ,以免 ,導致DNA分子不能形成絮狀沉淀。

  二苯胺試劑要 ,否則會影響鑒定的效果。

  四、結果分析與評價

  【疑難點撥】

  1.為什么加入蒸餾水能使雞血細胞破裂?

  答:蒸餾水對于雞血細胞來說是一種低滲液體,水分可以大量進入血細胞內,使血細胞脹裂,再加上攪拌的機械作用,就加速了雞血細胞的破裂(細胞膜和核膜的破裂),從而釋放出DNA。

  2.加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什么?

  答:洗滌劑是一些離子去污劑,能溶解細胞膜,有利于DNA的釋放;食鹽的主要成分是NaCl,有利于DNA的溶解。

  3.如果研磨不充分,會對實驗結果產生怎樣的影響?

  答:研磨不充分會使細胞核內的DNA釋放不完全,提取的DNA量變少,影響實驗結果,導致看不到絲狀沉淀物、用二苯胺鑒定不顯示藍色等。

  4.此步驟獲得的濾液中可能含有哪些細胞成分?

  答:可能含有核蛋白、多糖和RNA等雜質。

  5.為什么反復地溶解與析出DNA,能夠去除雜質?

  答:用高鹽濃度的溶液溶解DNA,能除去在高鹽中不能溶解的雜質;用低鹽濃度使DNA析出,能除去溶解在低鹽溶液中的雜質。因此,通過反復溶解與析出DNA,就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質。

  6.方案二與方案三的原理有什么不同?

  答:方案二是利用蛋白酶分解雜質蛋白,從而使提取的DNA與蛋白質分開;方案三利用的是DNA和蛋白質對高溫耐受性的不同,從而使蛋白質變性,與DNA分離。

  7. DNA的溶解度與NaCl溶液濃度的關系:

  當NaCl溶液濃度低于0.14mol/L時,隨濃度的升高,DNA的溶解度降低;當NaCl溶液濃度高于0.14mol/L時,隨濃度升高,DNA的溶解度升高。

  8. 制備雞血細胞液時,要在新鮮的雞血中加入檸檬酸鈉的原因

  制備雞血細胞液時,要在新鮮的雞血中加入抗凝劑--檸檬酸鈉,防止血液凝固。其原理是檸檬酸鈉能與血漿中Ca2+發生反應,生成檸檬酸鈣絡合物,血漿中游離的Ca2+大大減少,血液便不會凝固,因為雞血紅細胞,白細胞都有細胞核,DNA主要存在于細胞核中,所以在離心或靜置沉淀后,要棄出上層清液--血漿。

  9.提取DNA的第一步是材料的選取,其目的是一定要選取DNA含量較高的生物材料,否則會由于實驗過程中或多或少的損失而造成檢測的困難;第二步是DNA的釋放和溶解,這一步是實驗成功與否的關鍵,要盡可能使細胞內的DNA全部溶解;第三步是DNA的純化,即根據DNA的溶解特性、對酶及高溫的耐受性的不同等特性,最大限度地將DNA與雜質分開;最后一步是對DNA進行鑒定,這是對整個實驗的結果的檢測。

  10.在DNA的析出的步驟中用到玻璃棒攪拌時,注意動作要輕緩,以免加劇DNA分子的斷裂,導致DNA分子不能形成絮狀沉淀。

  11.盛放雞血細胞液的容器,最好是塑料容器。雞血細胞破碎以后釋放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,由于細胞內DNA的含量本來就比較少,再被玻璃容器吸附去一部分,提取到的DNA就會更少。因此,實驗過程中最好使用塑料的燒杯和試管,這樣可以減少提取過程的DNA的損失。

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