適用于老高考舊教材廣西專版2023屆高考生物二輪總復習第二部分專題9生物技術實踐第19講酶的應用蛋白質技術及生物技術在其他方面的應用課件

第19講酶的應用、蛋白質技術及生物

技術在其他方面的應用專題九內容索引0102命題直擊?題型突破失分誤區(qū)?輕松防范命題直擊?題型突破命題點一酶的應用整合提升1.果膠酶在果汁生產中的作用(1)果膠酶不特指一種酶,而是一類酶的總稱,包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。(2)果膠酶可以分解果膠,使榨取果汁變得更容易;果膠分解后,也使得渾濁的果汁變得澄清。2.探討加酶洗衣粉的洗滌效果(1)加酶洗衣粉中常用的酶制劑包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶四種,這些酶的活性受溫度、酸堿度和表面活性劑等的影響。(2)加酶洗衣粉去污機理: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,脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別把大分子脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質,使污跡容易從衣物上脫落。3.固定化酶與固定化細胞的比較

比較項目固定化酶固定化細胞固定酶的種類一種一系列適用方式化學結合法、物理吸附法包埋法特點優(yōu)點酶既可與反應物結合,又可與產物分離,固定在載體上的酶可反復利用成本低,操作容易缺點一種酶只能催化一種或一類化學反應可能導致反應效率下降實例固定化葡萄糖異構酶固定化酵母細胞(1)細胞的固定化要在嚴格無菌條件下進行;對制備的海藻酸鈉溶液、CaCl2溶液以及注射器等器材進行嚴格滅菌。(2)溶化海藻酸鈉時采用小火間斷加熱法,防止海藻酸鈉焦糊。(3)海藻酸鈉溶液濃度過高,將很難形成凝膠珠;濃度過低,凝膠珠所包埋的酵母細胞數(shù)量少。題型突破題型

1酶的活性測定及其應用果膠酶能分解果膠等物質,可以用來澄清果蔬飲料,在食品加工業(yè)中有著廣泛的應用?；卮鹣铝袉栴}。(1)果膠酶是分解果膠的酶的總稱,包括

、果膠分解酶和

。食品工業(yè)中之所以使用果膠酶澄清果蔬飲料,是因為果膠酶能破壞植物的

(結構)。

(2)微生物是生產果膠酶的優(yōu)良生物資源。分離和篩選能產生果膠酶的微生物,使用的培養(yǎng)基應該以

為唯一碳源;為了純化該生物,需要在

(填“固體”或“液體”)培養(yǎng)基上接種菌種,最常用的接種方法有

。

(3)在榨取果汁前,要將果膠酶和果泥混勻保溫,目的是提高出汁率;過濾后要用果膠酶處理果汁,目的是

。

(4)根據下表實驗結果,

(填“能”或“不能”)確定40℃就是果膠酶的最適溫度。

溫度/℃1020304050607080果汁體積/mL813152515121110答案:(1)多聚半乳糖醛酸酶果膠酯酶細胞壁(2)果膠固體平板劃線法和稀釋涂布平板法(3)使果汁變澄清(4)不能題組訓練植物細胞壁的化學成分主要是果膠和纖維素,果膠酶能夠分解果膠。工業(yè)生產果汁時,常常利用果膠酶處理果泥,以提高果汁產量。某生物學習小組通過測定果泥的出汁量,探究溫度對果膠酶活性的影響。實驗如下,請回答下列問題。實驗假設:不同溫度條件對果膠酶活性的影響不同。實驗過程:分別在10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃條件下重復圖1所示的實驗操作,并記錄果汁量,繪制出圖2。圖1

實驗操作流程示意圖

圖2

果汁量受溫度影響示意圖

(1)實驗操作過程中,果泥與果膠酶混合前后(如①→②所示步驟)設置溫度應

(填“不同”或“相同”)。在此實驗中,溫度屬于

(填“自變量”或“因變量”)。在圖2的實驗結果中,當溫度為

℃時收集的果汁量最多。酶能提高反應速率的機理是

。

(2)在40~80℃,隨著溫度升高,收集的果汁量逐漸減少,該結果說明果膠酶的活性逐漸

。酶活性改變的原因是

。

(3)果膠酶只能催化果膠水解,不能催化纖維素水解,體現(xiàn)了酶的

性。將該酶與雙縮脲試劑混合,若反應液呈紫色,則該酶的化學本質為

。答案:(1)相同自變量40酶能降低反應的活化能(2)降低高溫破壞了酶的空間結構,使酶失活(3)專一蛋白質命題點二蛋白質的提取和分離整合提升1.凝膠色譜法(1)含義:也稱分配色譜法,是根據相對分子質量的大小分離蛋白質的有效方法。(2)材料:凝膠,如葡聚糖、瓊脂糖。(3)原理:當相對分子質量不同的蛋白質通過凝膠時,相對分子質量較小的蛋白質容易進入凝膠內部通道,路程較長,移動速度較慢,后洗脫下來;而相對分子質量較大的蛋白質無法進入凝膠內部通道,只能在凝膠外部移動,路程較短,移動速度較快,先洗脫下來。2.電泳法(1)含義:帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。(2)原理:生物大分子的可解離的基團帶電荷后,在電場的作用下,會向著與其所帶電荷相反的電極移動。各種分子帶電性質的差異以及分子本身的大小、形狀不同,遷移速度也就不同,從而實現(xiàn)各種分子的分離。(3)常用方法:瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳。3.蛋白質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。題型突破題型

2蛋白質的提取和分離(2022新疆三模)溶栓酶(鏈激酶)是一種蛋白質,能溶解人體內的血栓。下圖表示從豆豉中分離純化溶栓酶的過程。請回答下列問題。豆豉→①豆豉蛋白質粗提品→②第一次凝膠色譜法分離→③第二次凝膠色譜法分離→④SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳→對人血凝塊的溶解實驗(1)凝膠色譜法是根據

分離蛋白質的有效方法。圖1、圖2分別是③④的結果,圖1的Ⅰ中分離得到的蛋白質與Ⅴ中分離得到的蛋白質相比,主要特點是

,②③過程中所用凝膠顆粒內部孔徑大小的區(qū)別是

。從圖1分離的蛋白質中選擇Ⅱ用于③過程進一步分離,從圖2分離的蛋白質中選擇Ⅱ-2進行④過程,依據是

。

注紫外光吸收值越大,蛋白質含量越高。(2)利用同一塊凝膠對蛋白質標準樣品、豆豉蛋白質粗提品、Ⅱ-2中分離得到的溶栓酶、藍色小分子有機物進行④過程,有機物在電場中的移動方向是

,加入蛋白質標準樣品的目的是

,加入的蛋白質標準樣品在電泳結束后經染色、脫色能形成

(填“一條”或“多條”)條帶,Ⅱ-2中分離得到的溶栓酶最終形成一條條帶,原因是

。

答案:(1)相對分子質量的大?、裰械牡鞍踪|相對分子質量更大②過程中所用凝膠顆粒內部孔徑更大從圖1的Ⅱ和圖2的Ⅱ-2中得到的蛋白質具有較高的溶栓酶活性(2)(從陰極)向陽極移動作為對照,確定被分離蛋白質的相對分子質量大小多條溶栓酶只含有一條肽鏈題組訓練下圖表示血紅蛋白提取和分離的部分實驗裝置,請據圖回答下列問題。(1)血紅蛋白是人和其他脊椎動物紅細胞的主要組成成分,它在紅細胞中的作用體現(xiàn)了蛋白質具有

功能。

(2)甲裝置中,B是血紅蛋白溶液,則A是

;乙裝置中,C溶液的作用是

。

(3)甲裝置用于

,目的是

。用乙裝置分離蛋白質的方法叫

,是根據

分離蛋白質的有效方法。

(4)用乙裝置分離血紅蛋白時,待

時,用試管收集流出液,每5mL收集一管,連續(xù)收集。

答案:(1)運輸(2)磷酸緩沖液洗脫血紅蛋白(3)透析(粗分離)去除樣品中相對分子質量較小的雜質

凝膠色譜法相對分子質量的大小(4)紅色的蛋白質接近色譜柱底端命題點三植物有效成分的提取整合提升1.植物芳香油三種提取方法的比較

比較項目水蒸氣蒸餾法壓榨法有機溶劑萃取法實驗原理利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來通過機械加壓,壓榨出果皮中的芳香油使芳香油溶解在有機溶劑中,蒸發(fā)溶劑獲得芳香油方法步驟①水蒸氣蒸餾②分離油層③除水過濾①石灰水浸泡、漂洗②壓榨、過濾、靜置③再次過濾①粉碎、干燥②萃取、過濾③濃縮比較項目水蒸氣蒸餾法壓榨法有機溶劑萃取法適用范圍適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強的芳香油適用于柑橘、檸檬等易焦糊原料的提取適用范圍廣,要求原料的顆粒要盡可能細小,能充分浸泡在有機溶液中優(yōu)點簡單易行,便于分離生產成本低,易保持原料原有的結構和功能出油率高,易分離局限性水中蒸餾可能會導致原料焦糊和有效成分水解等問題分離較為困難,出油率相對較低使用的有機溶劑處理不當會影響芳香油的質量2.實驗流程設計

題型突破題型

3掌握物質提取原理,解答有關特定物質提取的題提取植物有效成分時,不同的有機物具有不同的理化特性,所采用的提取方法也不同。分析下列關于提取植物有效成分的實驗,回答相關問題。薰衣草精油是由薰衣草提煉而成的。下面是某同學設計的提取薰衣草精油的實驗流程。薰衣草+水→A→油水混合物

分離油層

除水→B→薰衣草精油(1)圖中的A表示

過程,在此過程中,影響薰衣草精油提取量的主要因素有

,B過程的目的是

。

(2)提取檸檬精油時,常采用

法,而不用上述提取薰衣草精油的方法,原因是

。

(3)胡蘿卜素化學性質比較穩(wěn)定,易溶于有機溶劑,可采用萃取法提取。萃取時選擇的有機溶劑應具有的特點是

(答出三點即可)。萃取裝置要在加熱瓶口安裝回流冷凝裝置,其目的是

。答案:(1)水蒸氣蒸餾蒸餾的溫度和時間除去無水硫酸鈉(或“除去乙”)

(2)壓榨檸檬精油的有效成分在用水蒸氣蒸餾時會出現(xiàn)部分水解,使用水中蒸餾法又會產生原料焦糊的問題(3)具有較高的沸點、能夠充分溶解胡蘿卜素、不與水混溶防止加熱時有機溶劑揮發(fā)題組訓練胡蘿卜素廣泛應用于藥品和食品添加劑中,可以用來治療夜盲癥、幼兒生長發(fā)育不良、干皮病等,還可以用作食品、飼料等的添加劑。請回答下列問題。(1)胡蘿卜素可以用來治療夜盲癥、干皮病,是因為在人體內胡蘿卜素可以轉化為

。胡蘿卜素是一種

(顏色)物質,可用作食品色素。

(2)采用萃取法從胡蘿卜中提取胡蘿卜素的主要步驟是粉碎→干燥→萃取→

→濃縮。干燥時,要注意控制

,否則會引起胡蘿卜素的分解;萃取的效率主要取決于萃取劑的

,同時還受到原料顆粒的大小、含水量等條件的影響。

(3)為了探究萃取物是不是胡蘿卜素,某同學將葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、萃取物和色素混合液(含葉綠素b、葉綠素a、葉黃素和胡蘿卜素)依次點樣在濾紙的1、2、3、4、5位置,如下圖所示,并進行分離,濾紙條上各色素帶的位置為

(填字母)時,即可說明該萃取物最可能是胡蘿卜素,理由是

。

答案:(1)維生素A橘黃色(2)過濾溫度和時間性質和使用量(3)B不同色素在層析液中的溶解度不同,隨層析液在濾紙上的擴散速度不同,其擴散速度大小順序是胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素a>葉綠素b解析:(1)人體內胡蘿卜素可以轉化為維生素A,維生素A可以用來治療夜盲癥、干皮病。胡蘿卜素是一種橘黃色物質,可用作食品色素。(2)根據胡蘿卜素易溶于有機溶劑的特點,可以考慮有機溶劑萃取的方法。主要步驟是粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮。萃取的效率主要取決于萃取劑的性質和使用量,同時還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。所以干燥時,要注意控制溫度和時間,否則會引起胡蘿卜素的分解。(3)因為不同色素在層析液中的溶解度不同,隨層析液在濾紙上的擴散速度不同,其擴散速度大小順序是胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素a>葉綠素b,所以若該萃取物最可能是胡蘿卜素,則濾紙條上各色素帶的位置為B。失分誤區(qū)?輕松防范失分誤區(qū)對植物有效成分提取過程辨析不清防范策略(1)在玫瑰精油的提取過程中,加入NaCl的目的是增加水層的密度,有利于玫瑰油與水分層,加入無水Na2SO4的目的是吸收精油中殘留的水分。(2)在提取橘皮精油時,為了提高出油率,需要將柑橘皮干燥去水,并用石灰水浸泡,浸泡時間為10h以上。橘皮要浸透,這樣壓榨時不會滑脫,且出油率高,過濾時不會堵塞篩眼。(3)在胡蘿卜素的提取中,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也能影響萃取。因此在萃取的過程中,要先將胡蘿卜進行粉碎和干燥,使之與萃取劑充分接觸,提高溶解度。防范演練檸檬油是植物芳香油中的一種,它是一種廣譜性的殺蟲劑,可殺死蚊子、蒼蠅、蟑螂和臭蟲等傳播疾病的害蟲,