課時跟蹤檢測（三十七） 酶的應(yīng)用及生物成分的提取與分離

PAGE第1頁共8頁課時跟蹤檢測（三十七）酶的應(yīng)用及生物成分的提取與分離一、對點練小題，落實主干知識1.(2021·南寧質(zhì)檢)已知血漬的主要成分有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等，某研發(fā)中心在研制加酶洗衣粉的過程中，檢測不同濃度的脂肪酶溶液對血漬中脂質(zhì)類物質(zhì)的去污效果，結(jié)果如圖。有關(guān)敘述錯誤的是()A．為排除溫度對實驗的影響，需保持各組實驗溫度相同且適宜B．脂肪酶能通過降低活化能和為反應(yīng)供能來提高化學(xué)反應(yīng)速率C．選用濃度為250mg·100mL－1的脂肪酶溶液可節(jié)約生產(chǎn)成本D．洗滌沾染血漬的棉織物時，添加適量纖維素酶可提高去污效果解析：選B實驗中溫度屬于無關(guān)變量，為排除溫度對實驗的影響，需保持各組實驗溫度相同且適宜，A正確；脂肪酶能通過降低活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率，但不能為反應(yīng)供能，B錯誤；由于酶濃度大于250mg·100mL－1后，去污值不再增加，所以選用濃度為250mg·100mL－1的脂肪酶溶液可節(jié)約生產(chǎn)成本，C正確；由于棉織物的主要成分是纖維素，所以洗滌沾染血漬的棉織物時，添加適量纖維素酶可提高去污效果，D正確。2．(2021·連云港模擬)下列有關(guān)酵母細(xì)胞固定化實驗的操作及結(jié)果分析的敘述，錯誤的是()A．干酵母細(xì)胞處于休眠狀態(tài)，需置于蒸餾水中活化B．配制海藻酸鈉溶液時需要小火或間斷加熱，以防海藻酸鈉焦糊C．海藻酸鈉溶液的濃度過低時凝膠珠呈白色，固定的細(xì)胞數(shù)目少D．向CaCl2溶液中滴加海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合液時要快速，防止凝固解析：選D干酵母細(xì)胞處于休眠狀態(tài)，需加入蒸餾水后使其從休眠狀態(tài)恢復(fù)到活躍狀態(tài)，A正確；配制海藻酸鈉溶液時需要小火或間斷加熱，如果加熱太快，海藻酸鈉會發(fā)生焦糊，B正確；若海藻酸鈉的濃度過低時凝膠珠呈白色，固定的細(xì)胞數(shù)目過少，C正確；向CaCl2溶液中滴加海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合液時要高度適宜，并勻速滴入，D錯誤。3．(2021·達(dá)州月考)果汁生產(chǎn)過程中，常出現(xiàn)具有致畸性的展青霉素。研究表明，酵母菌對展青霉素有吸附作用。如圖為利用固定化失活酵母菌去除展青霉素的實驗結(jié)果。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．需將干酵母活化培養(yǎng)擴增后再進(jìn)行滅活B．利用固定化活酵母更利于去除展青霉素且保持果汁品質(zhì)C．在果汁中添加固定化失活酵母的適宜劑量是16.7g·L－1D．在果汁中直接添加失活酵母，會因不易分離而難以去除展青霉素解析：選BC需將干酵母活化培養(yǎng)擴增后再進(jìn)行滅活，以保證酵母菌數(shù)量充足，A正確；活酵母能以果汁為原料進(jìn)行細(xì)胞呼吸(無氧呼吸產(chǎn)生酒精)，影響果汁品質(zhì)，B錯誤；從圖中可以看出，失活酵母劑量為16.7g·L－1時去除率達(dá)到最大，因此在果汁中添加固定化失活酵母的適宜劑量是16.7g·L－1，C正確；在果汁中直接添加失活酵母，失活酵母及果汁不易分離而難以去除展青霉素，影響果汁品質(zhì)，D正確。4．(多選)有關(guān)對玫瑰精油和橘皮精油提取過程的敘述，正確的是()A．玫瑰精油和橘皮精油都可用蒸餾、壓榨和萃取的方法提取B．分離出的玫瑰精油油層還會含有一定的水分，可加入無水Na2SO4吸水C．新鮮的橘皮中含有大量的果蠟、果膠等，為了提高出油率，需用Ca(OH)2水溶液浸泡D．用于提煉玫瑰精油的玫瑰花應(yīng)避免在花開的盛期采收，因為此時花朵含油量較低解析：選BC橘皮易焦糊，適宜用壓榨法提取，不能用蒸餾法提取，這是因為橘皮精油的有效成分在用水蒸氣蒸餾時會發(fā)生部分水解，使用水中蒸餾又會產(chǎn)生原料焦糊的問題，A錯誤；分離出的玫瑰油油層還會含有一定的水分，可加入無水Na2SO4吸水，放置過夜，再過濾除去固體Na2SO4就可以得到玫瑰油了，B正確；新鮮的橘皮中含有大量的果蠟、果膠等，為了提高出油率，需用Ca(OH)2溶液浸泡，能夠破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，分解果膠，防止橘皮壓榨時滑脫，提高出油率，C正確；用于提煉玫瑰精油的玫瑰花應(yīng)在花開的盛期采收，因為此時花朵含油量較高，D錯誤。5．以下關(guān)于豬血紅蛋白提純的描述，錯誤的是()A．洗滌紅細(xì)胞時，使用生理鹽水可防止紅細(xì)胞破裂B．豬成熟紅細(xì)胞中缺少細(xì)胞器和細(xì)胞核，提純時雜蛋白較少C．血紅蛋白的顏色可用于凝膠色譜法分離過程的監(jiān)測D．在凝膠色譜法分離過程中，血紅蛋白比分子量較小的雜蛋白移動慢解析：選D洗滌紅細(xì)胞時，洗滌的目的是去除雜蛋白以利于后續(xù)步驟的分離純化，加入的是生理鹽水，可防止紅細(xì)胞破裂，A正確；哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核與眾多的細(xì)胞器，提純時雜蛋白較少，B正確；血紅蛋白是有色蛋白，因此在用凝膠色譜法分離時可以通過觀察顏色來判斷什么時候應(yīng)該收集洗脫液，C正確；在凝膠色譜法分離過程中，血紅蛋白的分子量比雜蛋白大，其通過凝膠色譜柱的速度較快，D錯誤。6．(2021·西昌一模)果汁制作是常用的水果加工技術(shù)之一，不僅可以緩解產(chǎn)銷矛盾，而且能夠提高產(chǎn)品的附加值。由霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的果膠酶是食品加工業(yè)中使用量最大的酶制劑之一，被廣泛地應(yīng)用于果汁加工業(yè)。圖1為從黑曲霉菌中提取果膠酶的流程圖?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問題：(1)生產(chǎn)果汁時，為了使果膠酶得到充分的利用，除了控制好溫度和pH外，還需要控制好________________________________________________________________________。(2)圖中步驟A為________，該步驟常采用透析法，目的是______________________________________。(3)蛋白質(zhì)純化可采用凝膠色譜法分離相應(yīng)蛋白質(zhì)，其分離依據(jù)是______________________________。凝膠色譜柱的裝填要注意不得有氣泡存在，因為氣泡會______________________________________________________。純化的蛋白質(zhì)是否達(dá)到要求，需要進(jìn)行蛋白質(zhì)純度的鑒定，使用最多的鑒定方法是_____________________。(4)為了使酶能夠被重復(fù)利用，節(jié)約成本，可將果膠酶進(jìn)行固定化。一般來說，酶不適合采用包埋法進(jìn)行固定，分析其原因是____________________________________。圖2和圖3分別為MCM48用量及果膠酶濃度對果膠酶固定效果的影響，據(jù)圖可知，固定化果膠酶較適宜的條件是______________________________________________。解析：(1)為了使果膠酶得到充分利用，除控制好溫度和pH外，還需要控制果膠酶的用量，避免造成浪費。(2)圖中步驟A在樣品處理之后純化之前，為粗分離過程；常采用透析法，目的是去除樣品中分子量較小的雜質(zhì)。(3)用凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)的依據(jù)是蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的大??；凝膠色譜柱中的氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果；鑒定蛋白質(zhì)純度的最常用方法是SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳。(4)酶由于分子小，使用包埋法容易從包埋材料中漏出；分析圖2與圖3中的轉(zhuǎn)折點可知，MCM48用量0.05g、果膠酶濃度0.5mg/mL為固化果膠酶較適宜的條件。答案：(1)果膠酶的用量(或酶的用量)(2)粗分離去除樣品中(分子量較小)的雜質(zhì)(3)蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的大小攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳(4)酶分子小，容易從包埋材料中漏出MCM48用量0.05g、果膠酶濃度0.5mg/mL7．(2021·重慶模擬)某研究小組為探究市售的一種含堿性蛋白酶的洗衣粉使用的最適溫度，設(shè)計了相關(guān)實驗，實驗裝置及實驗結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)與普通洗衣粉相比，含堿性蛋白酶的洗衣粉能更好地清除衣物上的血漬和奶漬，其原理是堿性蛋白酶能將血漬和奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的__________________，使污跡容易從衣物上脫落；同樣的道理，________________________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(zhì)，使加酶洗衣粉具有更好的去污能力。(2)在實驗過程中，可通過直接測定________________________________(指標(biāo))來表示該洗衣粉中酶的催化效率。為縮短酶催化反應(yīng)的時間，你認(rèn)為可以采用的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(寫出一種即可)(3)由圖可知，在0℃和75℃時，酶的催化效率都為0，但當(dāng)恢復(fù)到最適溫度時，只有________________________________________________________________________。(4)工業(yè)生產(chǎn)中，若要將酶固定化，一般________(填“適宜”或“不適宜”)采用包埋法，其原因是______________________________________________________；與使用游離酶相比，使用固定化酶的優(yōu)點是__________________________________________________。解析：(1)與普通洗衣粉相比，含堿性蛋白酶的洗衣粉能更好地清除衣物上的血漬和奶漬，其原理是堿性蛋白酶能將血漬和奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污跡容易從衣物上脫落；同樣的道理，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(zhì)，使加酶洗衣粉具有更好的去污能力。(2)在實驗過程中可通過直接測定蛋白質(zhì)塊存在時間的長短來表示該洗衣粉中酶的催化效率。為縮短反應(yīng)的時間，可通過適當(dāng)增加酶的濃度或使用量或?qū)⒌鞍讐K切成小塊，以增加蛋白酶和蛋白質(zhì)的接觸面積來實現(xiàn)。(3)0℃時，酶結(jié)構(gòu)未被破壞，當(dāng)恢復(fù)到最適溫度時酶能恢復(fù)催化活力；75℃時，酶結(jié)構(gòu)被破壞，當(dāng)恢復(fù)到最適溫度時酶不能恢復(fù)催化活力。因此在0℃和75答案：(1)氨基酸或小分子的肽脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶(順序不能換)(2)蛋白質(zhì)塊存在時間的長短適當(dāng)增加酶的濃度(或使用量或?qū)⒌鞍讐K切成小塊)(3)0℃時，酶結(jié)構(gòu)未被破壞，當(dāng)恢復(fù)到最適溫度時酶能恢復(fù)催化活力；75二、仿真練高考，注重答題規(guī)范8．果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，使榨取果汁更容易，也使得渾濁的果汁變得澄清?；卮鹣铝袉栴}：(1)果膠是由________________聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、__________________________等。(2)有同學(xué)做了以下實驗：①用攪拌器制蘋果泥；②取6個燒杯編號1、2、3、4、5、6，依次注入適量30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的水，恒溫水??；a．此實驗的實驗?zāi)康氖莀_______________________________________________。b．該實驗________(填“是”或“否”)需要一組果汁和蒸餾水相混合的對照實驗。c．若繼續(xù)探究pH對果膠酶活性的影響，則實驗過程中的自變量是________，其中無關(guān)變量有__________________________________________(列舉三條)等因素。(3)由霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的果膠酶是食品加工業(yè)中使用量較大的酶制劑之一，可通過固定化霉菌細(xì)胞生產(chǎn)果膠酶。固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法固定化，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)果膠是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等。(2)a.根據(jù)實驗步驟可知，自變量是溫度，因變量是酶的活性，因此該實驗的目的是探究溫度對果膠酶活性影響。b.該實驗的不同溫度梯度之間可形成相互對照，無需補充果汁和蒸餾水混合的對照實驗。c.若繼續(xù)探究pH對果膠酶活性的影響，則實驗過程中的自變量是pH，其中無關(guān)變量有溫度、果膠酶的量、果膠酶濃度、果泥量等。(3)固定化細(xì)胞一般采用包埋法，原因是細(xì)胞個體大，不易從包埋材料中漏出。答案：(1)半乳糖醛酸果膠分解酶、果膠酯酶(2)a.探究溫度對果膠酶活性影響 B．否c．pH溫度、果膠酶的量、果膠酶濃度、果泥量等(3)細(xì)胞體積大，不易從包埋材料中漏出9．《科學(xué)》上報道了人源γ分泌酶結(jié)合淀粉樣前體蛋白(APP)的高分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，揭示了結(jié)合底物后γ分泌酶發(fā)生的構(gòu)象變化，并對這些構(gòu)象變化的功能進(jìn)行了生化研究，從而為研究與癌癥以及阿爾茲海默癥相關(guān)的特異性藥物設(shè)計提供了重要的結(jié)構(gòu)信息?；卮鹣铝袉栴}：(1)酶大規(guī)模應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域，于是出現(xiàn)了固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)。固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用____________________________________，包括__________________________和物理吸附法。(2)γ分泌酶由4個跨膜蛋白亞基組成。若對γ分泌酶4個跨膜蛋白亞基進(jìn)行分離、純化及分子量測定，需采用____________及電泳技術(shù)。前者是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法，相對分子質(zhì)量較大的跨膜蛋白移動速度________(填“較快”“較慢”或“無差異”)。(3)電泳是指____________在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。電泳利用了待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)以及分子本身的大小、形狀的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的______，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離。(4)對γ分泌酶的4個跨膜蛋白亞基進(jìn)行分子量測定時，通常采用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳的方法，SDS能使蛋白質(zhì)完全變性，并解聚成單條肽鏈，SDS所帶負(fù)電荷的量大大超過了蛋白質(zhì)分子原有的電荷量，因而掩蓋了不同蛋白質(zhì)間的電荷差別，使該電泳遷移率完全取決于______________。解析：(1)固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。(2)若對γ分泌酶4個跨膜蛋白亞基進(jìn)行分離、純化及分子量測定，需采用凝膠色譜及電泳技術(shù)。前者是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法，相對分子質(zhì)量較大的跨膜蛋白移動速度較快。(3)電泳是指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。電泳利用了待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)以及分子本身的大小、形狀的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離。(4)SDS能使蛋白質(zhì)完全變性，并解聚成單條肽鏈，SDS所帶負(fù)電荷的量大大超過了蛋白質(zhì)分子原有的電荷量，因而掩蓋了不同蛋白質(zhì)間的電荷差別，使該電泳遷移率完全取決于相對分子量的大小。答案：(1)物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)包埋法、化學(xué)結(jié)合法(2)凝膠色譜較快(3)帶電粒子遷移速度(4)相對分子量的大小10．(2020·焦作調(diào)研)山雞椒是我國的一種野生芳香植物，其果實、花、葉和根等各器官中均含有一定的精油。山雞椒精油的主要成分是檸檬烯和檸檬醛。請回答下列問題：(1)提取山雞椒精油與玫瑰精油的方法相同，常采用的方法是____________，提取原理是______________________________________，形成油水混合物，冷卻后，混合物又重新分出油層和水層。此方法不適用于胡蘿卜素的提取，原因是________________________________________________________________________。(2)獲得山雞椒精油與水的混合物后，向液體中加入______可加速油水分層。然后再利用分液漏斗可將這兩層液體分開，分離得到的山雞椒精油油層中還含有一定的水分，一般可以加入一些____________除去油層中的水分，________后除去固體物質(zhì)即可得到山雞椒精油。(3)分別提取山雞椒果實和葉片的精油，其出油率如圖所示，由圖中結(jié)果分析，最適合作提取山雞椒精油原料的是________，原因是______________________________________。解析：(1)水蒸氣蒸餾法的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會重新形成油層和水層。提取山雞椒精油與玫瑰精油常采用的方法是水蒸氣蒸餾法。胡蘿卜素不易揮發(fā)，不能隨水蒸氣蒸餾出來，故此方法不適用于胡蘿卜素的提取。(2)分離裝置中常加入NaCl的目的是增加水層密度，使油水層更易分離。為了吸收油層中的水分，常加入無水Na2SO4，過濾后除去固體物質(zhì)即可得到山雞椒精油。(3)由圖中結(jié)果可知，干品果實出油率更高，更適合作提取山雞椒精油原料。答案：(1)水蒸氣蒸餾法利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來胡蘿卜素不易揮發(fā)，不能隨水蒸氣蒸餾出來(2)NaCl無水Na2SO4過濾(3)干品果實干品果實出油率更高11．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·河北卷)紅樹莓果酒釀造的基本工藝流程為：破碎原料→酶解處理→發(fā)酵→后處理→成品。回答下列問題：(1)來自紅樹莓破碎細(xì)胞壁的果膠會造成原料液渾濁，所以在“酶解處理”環(huán)節(jié)需要加入果膠酶。某些微生物能夠產(chǎn)生果膠酶，要篩選一株高產(chǎn)果膠酶的微生物，最佳菌體采樣點應(yīng)為_____________(填“紅樹莓果實”“紅樹莓果汁產(chǎn)品”或“紅樹莓果酒產(chǎn)品”)。要獲得高產(chǎn)果膠酶微生物的單菌落，需配制的選擇性固體培養(yǎng)基應(yīng)包括水、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、硝酸鈉、剛果紅，還需要_____________(填序號：A.牛肉膏 B．蛋白胨C．果膠D．葡萄糖E．瓊脂)。接種、培養(yǎng)一段時間后，選擇__________的菌落作為高產(chǎn)果膠酶微生物的候選菌種。(2)寫出從微生物中提取和分離果膠酶的基本步驟：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)果膠酶是能夠分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等，采用凝膠電泳分離果膠酶中不同組分，是利用了各種酶分子______________________________的差異。(4)在反應(yīng)體系中底物足量且處于最適溫度和pH條件下，測定果膠酶活性需要在反應(yīng)____________(填“初期”“中期”或“末期”)進(jìn)行，主要原因是_________________________________________________________________________________________________________________________