【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 純合體（AAsusu）。這種方法可以大大縮短育種周期。：植物組織培養(yǎng)技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)的相同之處是：培養(yǎng)基配制方法、無(wú)菌技術(shù)及接種操作等基本相同。兩者的不同之處在于：花藥培養(yǎng)的選材非常重要，需事先摸索時(shí)期適宜的花蕾；花藥裂開后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時(shí)更換培養(yǎng)基；花藥培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格。這些都使花藥培養(yǎng)的難度大為增加。專題4 酶的研究與應(yīng)用課題1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用課題成果評(píng)價(jià)本課題評(píng)價(jià)的重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)學(xué)生探究報(bào)告的評(píng)價(jià)上。報(bào)告的主要內(nèi)容應(yīng)該包括：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的溫度和pH對(duì)果膠酶活性影響的曲線圖；不同果膠酶用量對(duì)出汁量影響的曲線圖（在濃度和體積相同的條件下）；并最終得到果膠酶最適溫度、pH以及果膠酶的最適用量。答案和提示（一）旁欄思考題1．為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？提示：將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的，避免了果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問(wèn)題。2．在探究溫度或pH的影響時(shí)，是否需要設(shè)置對(duì)照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？提示：需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間就可以作為對(duì)照，這種對(duì)照稱為相互對(duì)照。3．A同學(xué)將哪個(gè)因素作為變量，控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？B同學(xué)呢？ 提示：A同學(xué)將溫度或pH作為變量，控制不變的量有蘋果泥的用量、果膠酶的用量、反應(yīng)的時(shí)間和過(guò)濾的時(shí)間等。只有在實(shí)驗(yàn)中保證一個(gè)自變量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能說(shuō)明問(wèn)題。B同學(xué)對(duì)于變量的處理應(yīng)該與A同學(xué)相同，只是觀察因變量的角度不同。4．想一想，為什么能夠通過(guò)測(cè)定濾出的蘋果汁的體積大小來(lái)判斷果膠酶活性的高低？提示：果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過(guò)濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應(yīng)了果膠酶的催化分解果膠的能力。在不同的溫度和pH下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。5．當(dāng)探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響時(shí)，哪個(gè)因素是變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？提示：溫度是變量，應(yīng)控制果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時(shí)間和混合物的pH等所有其他條件不變。只有這樣才能保證只有溫度一個(gè)變量對(duì)果膠酶的活性產(chǎn)生影響。（二）練習(xí)答：大規(guī)模生產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)室制備的主要不同點(diǎn)是：；；。課題2 探討加酶洗衣粉的洗滌效果實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)材料：添加了復(fù)合酶的洗衣粉，大小相同的白棉布4塊（在上面分別滴加4滴同種的植物油，放置至干燥）。水溫、水質(zhì)及水量：水溫的溫度梯度為5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃（其中5 ℃可以通過(guò)冰箱冷藏室來(lái)控制，其他溫度可以通過(guò)水浴控制）；水質(zhì)為自來(lái)水；水量為500 mL。實(shí)驗(yàn)儀器：1 000 mL的燒杯、玻璃棒等。子課題二不同種類的洗衣粉對(duì)同一污漬或不同污漬洗滌效果的比較比較子課題一與子課題二：在子課題一中，水溫是變量，其他因素在實(shí)驗(yàn)中保持不變；而在子課題二中，水溫則應(yīng)保持不變。在實(shí)施子課題二時(shí)，通常應(yīng)采用當(dāng)?shù)氐某?，如果是冬季水溫過(guò)低，就應(yīng)采用水浴的方法，使溫度達(dá)到25 ℃～35 ℃。市場(chǎng)中的洗衣粉有多種類型，應(yīng)選擇不同種類的加酶洗衣粉和普通洗衣粉。污物的選擇也應(yīng)該多樣化，只有這樣才具有實(shí)踐指導(dǎo)意義。表42的選擇供參考，表中的“√”號(hào)表示可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。此外，學(xué)生也可以針對(duì)污漬相同、布料（如化纖或棉布）的不同情況，探究不同種類洗衣粉的洗滌效果。不同種類的洗衣粉對(duì)同一污漬或不同污漬洗滌效果的列表比較污染物蛋白酶洗衣粉復(fù)合酶洗衣粉普通洗衣粉油漬 √√血漬√√√奶漬√√√果汁漬√√√課題成果評(píng)價(jià)本課題的評(píng)價(jià)可以分為三個(gè)方面：一是設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是否思路清晰、科學(xué)性和操作性強(qiáng)；二是實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否全面，是否涵蓋了本課題所要求達(dá)到的目標(biāo)；三是能否根據(jù)自己的探究成果，結(jié)合生活中的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)一份宣傳板報(bào)或有關(guān)加酶洗衣粉的使用說(shuō)明材料，供家人或本校的教職員工參考。學(xué)生完成課題后，應(yīng)該得出以下三方面的結(jié)論。1．加酶洗衣粉與普通洗衣粉洗滌效果的比較分析。2．各種不同品牌的加酶洗衣粉對(duì)油漬、血漬和奶漬等污物的不同的洗滌效果分析。3．使用加酶洗衣粉時(shí)應(yīng)注意的一些事項(xiàng)。答案和提示（一）旁欄思考題1．查閱資料，看看普通洗衣粉中包含哪些化學(xué)成分？提示：普通洗衣粉中通常包含有：表面活性劑、水軟化劑、堿劑、漂白劑等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑、香精和色素，以及填充劑等。2．在本課題中你打算使用什么方法和標(biāo)準(zhǔn)判斷洗滌效果？提示：可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等，最好能進(jìn)行定量的比較。（二）練習(xí)：列表比較如下。 普通洗衣粉加酶洗衣粉相同點(diǎn)表面活性劑可以產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開；水軟化劑可以分散污垢；等等。不同點(diǎn)酶可以將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，小分子有機(jī)物易于溶于水，從而與纖維分開。：不合適。因?yàn)榻z綢的主要成分是蛋白質(zhì)，它會(huì)被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，損壞衣物。課題3 酵母細(xì)胞的固定化課題成果評(píng)價(jià)（一）觀察凝膠珠的顏色和形狀如果制作的凝膠珠顏色過(guò)淺、呈白色，說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。（二）觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液利用固定的酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多氣泡，同時(shí)會(huì)聞到酒味。教師不僅要對(duì)學(xué)生制作的固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行評(píng)價(jià)，還要對(duì)學(xué)生的操作過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)。此外，對(duì)酵母細(xì)胞固定化原理和實(shí)驗(yàn)操作方法的理解，也應(yīng)是評(píng)價(jià)的有機(jī)組成部分。答案和提示練習(xí)：直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞催化的優(yōu)缺點(diǎn)如下表所示。類型優(yōu)點(diǎn)不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。對(duì)環(huán)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(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。固定化酶酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時(shí)，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用。一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物的形成都通過(guò)一系列的酶促反應(yīng)才能得到的。固定化細(xì)胞成本低，操作更容易。固定后的酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不容易接近，可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下降等。：可以從酶的結(jié)構(gòu)的多樣性，對(duì)理化條件的敏感程度等角度思考。專題5 DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)課題1 DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)案例案例一 以雞血為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行DNA的粗提取課前準(zhǔn)備本實(shí)驗(yàn)用雞血細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料有兩個(gè)原因。一是因?yàn)殡u血細(xì)胞核的DNA含量豐富，材料易得；二是雞血細(xì)胞極易吸水脹破，而用動(dòng)物肝臟細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料常常需要?jiǎng)驖{和離心，對(duì)設(shè)備要求較高，操作繁瑣，歷時(shí)較長(zhǎng)。教師可以到市場(chǎng)售活雞處索取雞血，所帶燒杯中必須提前放入抗凝劑檸檬酸鈉溶液。具體制備方法如下。 g/mL的檸檬酸鈉溶液100 mL，置于500 mL燒杯中，注入新鮮的雞血（約180 mL），同時(shí)用玻璃棒攪拌，使血液與檸檬酸鈉溶液充分混合，以免血液凝結(jié)。將燒杯中的血液置于冰箱內(nèi)，靜置1 d，使血細(xì)胞自行沉淀。有條件的學(xué)校也可以將血液倒入離心管內(nèi)進(jìn)行離心，用2 000 r/min或3 000 r/min的轉(zhuǎn)速，離心2 min，使血細(xì)胞沉淀于離心管底部，這樣可以使血細(xì)胞沉淀更完全。用吸管除去上部的澄清液，就可以得到雞血細(xì)胞液。值得注意的是雞血細(xì)胞破碎以后釋放出的DNA，容易被玻璃容器吸附，所以在提取過(guò)程中為了減少DNA的損失，最好使用塑料的燒杯和試管盛放雞血細(xì)胞液。提取DNA的具體步驟，釋放DNA雞血細(xì)胞中的DNA與核蛋白結(jié)合，位于雞血細(xì)胞的細(xì)胞核中，正常情況下是不會(huì)釋放出來(lái)的。為了使DNA從細(xì)胞核中釋放出來(lái)，需要向雞血細(xì)胞液中加入蒸餾水，并且攪拌，從而使血細(xì)胞膜和核膜脹破。用玻璃棒攪拌可以加速細(xì)胞的破裂。注意應(yīng)沿一個(gè)方向快速攪拌，但也不能太快太猛，防止打碎DNA。一般5～10 mL的雞血細(xì)胞液加入20 mL蒸餾水?dāng)嚢? min。釋放出來(lái)的大量DNA和RNA往往與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，應(yīng)用3～4層紗布進(jìn)行過(guò)濾，除去一些顆粒較大的雜質(zhì)。2．溶解細(xì)胞核內(nèi)的DNA在濃度較高的NaCl溶液中核蛋白容易解聚，游離出的DNA溶解在溶液中。在溶液中加入兩倍體積的濃度為2 mol/L的NaCl溶液，攪拌1 min。注意應(yīng)沿一個(gè)方向攪拌，使DNA充分溶解。3．DNA的析出將溶液中的DNA與其他雜質(zhì)分離，這一步驟是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。教材中列舉了提取DNA的三種方案，本案例選取方案一。加蒸餾水降低NaCl溶液濃度，使DNA析出。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該緩慢貼壁加入蒸餾水，并輕輕地沿一個(gè)方向不停地均勻攪拌，以利于DNA分子的附著和纏繞。同時(shí)應(yīng)注意控制加水量，～ mol/L。加水過(guò)程一般分三次進(jìn)行，當(dāng)總加水量為300 mL左右時(shí)，DNA已基本析出。加水太多、溶液過(guò)稀，會(huì)使DNA分子又重新溶解。用3～4層紗布對(duì)DNA稀釋液進(jìn)行過(guò)濾，濾去蛋白質(zhì)，收集DNA的黏稠物。如果采用離心法，效果更好。用4 000 r/min轉(zhuǎn)速的離心機(jī)，離心15 min，除去上清液(含有蛋白質(zhì))，留下的沉淀物中含有DNA。此時(shí)注意觀察DNA黏稠物的顏色。如果提取的DNA量不夠多且其中含有較多雜質(zhì)，或者加入溶液和攪拌等操作過(guò)程不規(guī)范，都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，常常使制取的DNA粗制品不能顯示出DNA的本色──白色。為了增進(jìn)實(shí)驗(yàn)效果，需要對(duì)DNA粗制品進(jìn)行簡(jiǎn)單的提純，下面的方案可供參考。將DNA黏稠物再溶解，繼續(xù)用2 mol/L的NaCl溶液20 mL溶解DNA黏稠物，仍舊沿一個(gè)方向不停攪拌3 min，使DNA充分溶解，以免損失。用3～4層紗布進(jìn)行過(guò)濾（或離心），濾去雜質(zhì)，收集含有DNA的濾液。向?yàn)V液中貼壁緩慢加入50 mL預(yù)冷的體積分?jǐn)?shù)為95％的乙醇，并用玻璃棒朝一個(gè)方向緩慢、均勻地?cái)嚢?，溶液中?huì)出現(xiàn)DNA絲狀物。實(shí)驗(yàn)一般要求采用預(yù)冷的95％的乙醇，但對(duì)比結(jié)果顯示，常溫下的乙醇溶液也可產(chǎn)生明顯效果。從理論上分析，預(yù)冷的乙醇溶液具有以下優(yōu)點(diǎn)。一是抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解；二是降低分子運(yùn)動(dòng)，易于形成沉淀析出；三是低溫有利于增加DNA分子柔韌性，減少斷裂。此時(shí)懸浮于溶液中的DNA絲狀物相對(duì)含雜質(zhì)較少，如果出現(xiàn)的絲狀物較少，可以將此混合液再放入冰箱中冷卻幾分鐘。濃縮后的DNA絲狀物，可以用緩緩旋轉(zhuǎn)玻璃棒的方法卷起(因?yàn)椴ＡО粲形紻NA的作用)。如果DNA絲狀物較少，不易吸附在玻璃棒上，也可以用筷子等表面粗糙的用具來(lái)幫助DNA分子纏繞。DNA的純化還有許多其他方法。例如，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的十二烷基磺酸鈉(SDS)溶液，使蛋白質(zhì)變性后與DNA分開。隨后，加入氯仿—異丙醇混合液（體積比為24∶1），通過(guò)離心將蛋白質(zhì)及其他雜質(zhì)除去,取上清液。可重復(fù)上述操作幾次，直至上清液變成透明的黏稠液體。此外苯酚可以迅速使蛋白質(zhì)變性，抑制核酸酶的活性。利用苯酚處理后，離心分層，DNA溶于上層水相，蛋白質(zhì)變性存在于酚層中，這時(shí)可用分液漏斗或吸管等儀器將二者分開。教師可以根據(jù)學(xué)校的條件讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果。5．DNA的鑒定二苯胺法二苯胺試劑的配制及鑒定DNA的方法參見教科書。需要注意的是，二苯胺試劑在冰箱內(nèi)可保存6個(gè)月，使用前需搖勻。%的溴化乙錠(EB)溶液，將玻璃棒上纏繞的白色絮狀物抹到蠟紙上，再滴1滴EB溶液染色。將蠟紙放