2021生物統(tǒng)考版二輪復習課后限時集訓17酶的應用及生物技術(shù)在其他方面的應用含解析

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精2021高考生物統(tǒng)考版二輪復習課后限時集訓17酶的應用及生物技術(shù)在其他方面的應用含解析課后限時集訓（十七)酶的應用及生物技術(shù)在其他方面的應用(建議用時：40分鐘）(教師用書獨具)非選擇題1．鴨梨醋飲屬綠色健康飲品，既保存了鴨梨中的多種氨基酸、維生素、礦物質(zhì)、有機酸等營養(yǎng)成分,又兼具果醋醒酒護肝、助消化、降低血脂、軟化血管等養(yǎng)生保健功能，深受廣大消費者青睞.如圖為鴨梨醋飲的制作流程,請據(jù)圖回答問題.(1）若得到的鴨梨汁非?；鞚?，解決的方法是_____________。（2）過程②所用的微生物是________，為了提高該微生物的利用率，最好用________法對其進行固定，而固定化酶一般采用______________法，理由是_______________。(3）研究人員發(fā)現(xiàn)過程②中的發(fā)酵液中存在一種活性蛋白，可提高果醋的產(chǎn)量,分離該蛋白可用電泳法,其原理是根據(jù)蛋白質(zhì)的________、大小及形狀不同，在電場中的________不同而實現(xiàn)分離.除電泳法外，請再寫出一種分離此蛋白的方法：______________.［解析］(1)植物細胞的細胞壁成分是纖維素和果膠，所以應用果膠酶處理果汁，提高蘋果的出汁率并使果汁變得澄清.(2)過程②表示果醋的制作，果醋制作利用了醋酸菌的有氧呼吸；由于細胞相對于酶來說更大，難以被吸附或結(jié)合,因此多采用包埋法；而酶分子較小，容易從包埋材料中漏出,一般采用物理吸附法或化學結(jié)合法。（3）研究人員發(fā)現(xiàn)過程②中的發(fā)酵液中存在一種活性蛋白，可提高果醋的產(chǎn)量，分離該蛋白可用電泳法，其原理是根據(jù)蛋白質(zhì)的電荷、大小及形狀不同，在電場中的遷移速度不同而實現(xiàn)分離；除電泳法外，凝膠色譜法也可以用來分離蛋白質(zhì).［答案]（1)用果膠酶處理(2）醋酸菌包埋物理吸附和化學結(jié)合酶分子較小，容易從包埋材料中漏出（3）電荷遷移速度凝膠色譜法2．（2020·成都蓉城名校聯(lián)盟高三聯(lián)考）蘋果除了直接食用外，還可以制作成多種產(chǎn)品，如蘋果汁、蘋果醋等.利用固定化酶技術(shù)和固定化細胞技術(shù)能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，提高經(jīng)濟效益。請回答下列問題：（1）利用圖中裝置制作澄清蘋果汁的原理和優(yōu)點是將果膠酶固定在________的載體上，使酶既能與反應物接觸，又能________，同時，固定在載體上的酶還可以被反復利用，大大降低了生產(chǎn)成本.（2）被固定的果膠酶包括三類：_________和果膠酯酶。（3）為了探究果膠酶的最適用量，需要在________條件下進行，看看獲得一定量的果汁究竟需要多少果膠酶合適。（4)獲得的蘋果汁可以進一步用于蘋果醋的制作，為了研究固定化醋酸菌的相關特性，實驗室利用下面的裝置進行探究。①利用海藻酸鈉制作含有醋酸菌的凝膠珠屬于固定化細胞技術(shù)中的________法。②該裝置能夠制作蘋果醋的原理是_____________________。③當關閉開關后，發(fā)酵很快停止，原因是________________。載體固定了酶或細胞后，使用前________(填“需要”或“不需要”)進行滅菌.［解析］(1）載體若溶于水，固定化酶也就隨之進入底物溶液，固定化酶技術(shù)失敗，所以應將酶固定在不溶于水的載體上，使酶既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離,同時，固定在載體上的酶還可以被反復利用。（2)果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶.（3）只有在最適溫度和pH條件下酶的活性才最高，才能準確找到催化獲得一定體積的果汁所需要的最適用量.（4)①固定化細胞多采用包埋法，且常選用海藻酸鈉作為載體。②在氧氣、糖源充足的條件下，醋酸菌能將糖類分解成醋酸,所以利用題圖裝置可制作蘋果醋.③醋酸菌為需氧菌，對氧氣含量特別敏感,即使短暫中斷通氧,也會引起醋酸菌的死亡,所以當關閉開關后，發(fā)酵很快停止。如果使用前滅菌處理，酶和細胞都會變性失活，所以使用前不需要滅菌。［答案］(1）不溶于水與產(chǎn)物分離(2)多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶(3）最適溫度和pH(4）①包埋②在氧氣、糖源充足的條件下，醋酸菌能將糖類分解成醋酸③醋酸菌對氧氣含量特別敏感(或醋酸菌為好氧菌)，即使短暫中斷通氧,也會引起醋酸菌的死亡不需要3．(2020·西北工大附中高三模擬）生姜精油具有活血化瘀、祛除風寒、美容調(diào)香等功效，在食品香料、制藥及化妝品工業(yè)中應用廣泛.我國是生姜的主產(chǎn)國之一，以下是提取生姜精油常用的兩種工藝流程：工藝Ⅰ:鮮姜、莖、葉→粉碎→水蒸氣蒸餾→油水混合物→①→②→生姜精油工藝Ⅱ：干姜→粉碎→乙醇萃取→③→④→生姜精油請回答下列問題：(1)寫出上述工藝流程中的步驟：②________，④________.（2）工藝Ⅰ提取生姜精油的原理是_________________；①過程中加入NaCl的目的是_________________。(3)工藝Ⅱ萃取過程采用水浴加熱的主要原因是____________；萃取的效率主要取決于________________________。(4)兩種工藝都需要對材料進行粉碎，目的是_____________。(5）相關研究表明，生姜精油中有少部分化合物的化學性質(zhì)不穩(wěn)定，例如姜烯在水蒸氣蒸餾時容易聚合,姜醇在貯存過程中受熱會脫水。因此，在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中比較傾向于利用________(填“工藝Ⅰ”或“工藝Ⅱ")提取生姜精油，若使用該工藝生產(chǎn)，考慮到成本效益等實際問題，請你從工藝流程和保存方式的角度各給出一個合理建議。__________________________。［解析]（1）工藝流程Ⅰ的步驟：鮮姜、莖、葉→粉碎→水蒸氣蒸餾→油水混合物→分離油層→除水→生姜精油；工藝流程Ⅱ的步驟：干姜→粉碎→乙醇萃取→干燥→濃縮→生姜精油。(2）工藝Ⅰ利用的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的生姜精油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會重新分離出油層和水層.①過程中加入NaCl的目的是增加鹽的濃度,有利于油水分層。（3）工藝Ⅱ萃取過程采用水浴加熱的原因是萃取劑乙醇是易燃物，為防止燃燒、爆炸，故不能直接加熱。萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和使用量，同時也受到原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時間等條件的影響。（4)兩種工藝都經(jīng)歷了粉碎操作，目的是破壞細胞結(jié)構(gòu),增加接觸面積，使提取物充分溶解，提高出油率。(5)生姜精油在利用水蒸氣蒸餾時,會出現(xiàn)姜烯聚合，姜醇脫水等不良現(xiàn)象，因而利用工藝Ⅱ來提取生姜精油.考慮到成本效益等實際問題，在工藝流程中控制好萃取的時間和溫度，同時將成品低溫或避光保存。［答案]（1）除水濃縮（2）生姜精油化學性質(zhì)較穩(wěn)定，難溶于水,易溶于有機溶劑,能隨水蒸氣一同蒸餾出來增加鹽的濃度,有利于油水分層（3)有機溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱容易引起燃燒、爆炸萃取劑的性質(zhì)和使用量(4）破壞細胞結(jié)構(gòu)，增大接觸面積，提高出油率（5）工藝Ⅱ控制好萃取的時間和溫度,低溫或避光保存4．某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關探究活動.具體步驟如下：材料處理:稱取新鮮的花菜、辣椒和蒜黃各2份,每份10g。剪碎后分成兩組，一組置于20℃,另一組置于－20℃條件下，保存24h。DNA粗提?。旱谝徊剑簩⑸鲜霾牧戏謩e放入研缽中,各加入15mL研磨液，充分研磨。用兩層紗布過濾,取濾液備用。第二步：先向6只小燒杯中分別注入10mL濾液，再加入20mL體積分數(shù)為95％的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向一個方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上.第三步：取6支試管，分別加入等量的2mol/L的NaCl溶液溶解上述絮狀物。DNA檢測：在上述試管中各加入4mL二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝螅糜诜兴屑訜?min，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結(jié)果如下表:材料保存溫度花菜辣椒蒜黃20℃＋＋＋＋＋＋－20℃＋＋＋＋＋＋＋＋＋注：“＋”越多表示藍色越深.分析上述實驗過程,回答下列問題：（1)該探究性實驗的課題名稱是______________________。（2)第二步中“緩緩地”攪拌,這是為了減少________。（3)根據(jù)實驗結(jié)果，得出結(jié)論并分析。①結(jié)論1：與20℃相比，相同實驗材料在－20℃條件下保存，DNA的提取量較多.結(jié)論2：_________________________________。②針對結(jié)論1,請?zhí)岢龊侠淼慕忉?___________________。［解析]從題目實驗步驟看出，該實驗的課題是探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響，在第二步中，為了防止DNA斷裂,要緩緩地攪拌;從表中結(jié)果看出，由于低溫抑制了相關酶的活性,DNA降解慢，使得相同材料在低溫保存下的DNA提取量大;在相同條件下，蒜黃藍色最深，說明相同條件下從蒜黃中提取的DNA量最大。[答案］（1)探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響（2)DNA斷裂(3)①等質(zhì)量的不同實驗材料,在相同的保存溫度下，從蒜黃提取的DNA量最多②低溫抑制了相關酶的活性，DNA降解速度慢5．紅細胞內(nèi)含有大量血紅蛋白，我們可以選用豬、牛、羊或其他哺乳動物的血液進行實驗，來提取和分離血紅蛋白。請回答下列有關問題：(1）血紅蛋白的提取和分離一般可分為四步：________、粗分離、純化和________。（2)實驗前取新鮮的血液，要切記在采血容器中預先加入檸檬酸鈉，取血回來，馬上進行處理、離心后,收集血紅蛋白溶液.以上所述的過程即是樣品處理，它包括紅細胞的洗滌、________________、________________.（3)收集的血紅蛋白溶液要進行粗分離，其方法是__________。然后通過___________將樣品進一步純化，最后經(jīng)____________進行純度鑒定。(4)如圖是凝膠色譜法分離血紅蛋白時樣品加入和洗脫示意圖.請據(jù)圖回答下列問題。①在加樣品示意圖中，正確的順序是_________________。②用吸管加樣品時，應注意正確操作，分別是________、________、________.③待________________時，才加入緩沖溶液。④待________________接近色譜柱底端時，用試管收集流出液,每________mL收集一管，連續(xù)收集。[解析］(1）血紅蛋白的提取和分離一般分為四步：樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定.（2)樣品處理包括紅細胞洗滌、血紅蛋白釋放、分離血紅蛋白溶液和透析四步。(3)收集的血紅蛋白溶液要通過透析的方法進行粗分離;樣品的純化是通過凝膠色譜法將相對分子質(zhì)量大的雜質(zhì)蛋白除去，最后經(jīng)SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳進行純度鑒定.(4)①加樣和洗脫的具體過程為調(diào)節(jié)緩沖液面→加入蛋白質(zhì)樣品→調(diào)節(jié)緩沖液面→洗脫→收集分裝蛋白質(zhì)，因此正確的加樣順序是D→A→B→C。②用吸管加樣時，應注意的正確操作，分別是使吸管管口沿管壁環(huán)繞移動;貼著管壁加樣；不要破壞凝膠面。③待樣品完全進入凝膠層時,才加入緩沖溶液。④待紅色的蛋白質(zhì)接近色譜