2025版高考生物一輪復習第3講生物技術(shù)在其他方面的應用教案蘇教版選修1

PAGE18-第3講生物技術(shù)在其他方面的應用1.酶活力測定的一般原理和方法2.酶在食品制造和洗滌等方面的應用3.制備和應用固定化酶4.從生物材料中提取某些特定的成分5.蛋白質(zhì)的提取和分別1.酶的活力與其空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系(生命觀念)2.分析玫瑰精油、橘皮精油和胡蘿卜素的提取原理及過程，分析DNA的物理和化學性質(zhì)、提取與鑒定的方法(科學思維)3.設(shè)計試驗探究影響酶活力的因素；設(shè)計試驗探究植物有效成分提取的條件等(科學探究)4.關(guān)注酶在食品平安及洗滌方面的應用，提倡健康的生活方式；關(guān)注由胡蘿卜素缺乏引起的疾病等(社會責任)考點一酶的應用1．果膠(1)植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之一；在果汁加工中，會影響出汁率并使果汁渾濁。(2)成分：由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物。(3)特點：不溶于水。2．果膠酶(1)組成：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、果膠分解酶和果膠酯酶等。(2)作用：分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層。3．酶活力與影響酶活力的因素(1)酶活力：也稱為酶活性，是指酶催化肯定化學反應的實力。酶活力的凹凸可以用在肯定條件下，酶所催化的某一化學反應的反應速度來表示。(2)酶的反應速度：用單位時間內(nèi)、單位體積中反應物的削減量或產(chǎn)物的增加量來表示。(3)影響酶活力的因素：主要有溫度、pH和酶的抑制劑等。4．探究溫度和pH對果膠酶活性的影響(1)試驗原理①果膠酶的活性受溫度(或pH)影響，處于最適溫度(或pH)時，酶的活性最高。②果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。(2)試驗流程①處理原料：攪拌器攪拌制成蘋果泥↓②分組處理：將分3組裝有蘋果泥和果膠酶的試管在不同溫度的恒溫水浴中保溫(或調(diào)整至不同的pH)↓③反應階段：加入果膠酶反應一段時間↓④測量記錄：過濾果汁，用量筒測量果汁體積并記錄5．加酶洗衣粉在洗滌中的作用(1)加酶洗衣粉：含酶制劑的洗衣粉。(2)酶制劑的種類與洗滌原理種類洗滌原理洗滌的物質(zhì)種類蛋白酶蛋白質(zhì)→小分子的肽或氨基酸血漬、奶漬等脂肪酶脂肪→甘油和脂肪酸食品的油漬、人體皮脂、口紅等淀粉酶淀粉→麥芽糖、葡萄糖來自面條等的污垢纖維素酶使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松棉紡品的表面浮毛6.固定化酶和固定化細胞(1)固定化酶①應用原理：將酶固定在顆粒狀的載體上，使酶既易催化，又易于回收，可以重復運用。②應用實例：a．反應機理：葡萄糖eq\o(→,\s\up9(葡萄糖異構(gòu)酶),\s\do9())果糖。b．固定化酶反應柱：將酶固定在一種顆粒狀載體上，再將這些酶顆粒裝到反應柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著很多小孔的篩板，酶顆粒無法通過小孔，而反應溶液卻能自由出入。(2)固定化細胞技術(shù)①概念：是利用物理或化學的方法將細胞固定在肯定空間內(nèi)的技術(shù)。②常用方法(如圖)填充以下三種方法的名稱：a.：物理吸附法。b.：化學結(jié)合法。c.：包埋法。③固定化酵母細胞的制備流程及發(fā)酵酵母細胞的活化→配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母細胞→沖洗→發(fā)酵。1．運用加酶洗衣粉時宜用開水、溫水還是涼水浸泡？________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：酶的催化作用須要相宜的溫度，用溫水浸泡衣物可以縮短衣物的浸泡時間，加快洗滌2．某同學準備用絲綢作試驗材料探討含蛋白酶洗衣粉的洗滌效果，合適嗎？為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：不合適。因為絲綢的主要成分是蛋白質(zhì)，它會被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，損壞衣物1．固定化酶與固定化細胞的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法化學結(jié)合法、物理吸附法包埋法特點優(yōu)點酶既可與反應物結(jié)合，又可與產(chǎn)物分別，固定在載體上的酶可反復利用成本低，操作簡潔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(gòu)酶固定化酵母細胞2．在相宜的溫度和pH下，探討小組利用肯定量的藍莓汁和相宜濃度的果膠酶溶液探究果膠酶的最適用量，試驗結(jié)果如圖所示。分析該試驗失誤可能的緣由及改進方法。提示：果膠酶濃度對果汁體積沒有影響，說明果膠酶用量不合理，應當削減用量，如稀釋果膠酶溶液后再一次進行試驗?？疾槊富钚约捌湓谑称分圃旆矫娴膽?．加工橘子罐頭，采納酸堿處理脫去中果皮(橘絡(luò))會產(chǎn)生嚴峻污染。目前，運用酶解法去除橘絡(luò)，可削減污染。下列生長在特定環(huán)境中的四類微生物，不能產(chǎn)生所用酶的是()A．生長在麥麩上的黑曲霉B．生長在酸奶中的乳酸菌C．生長在棉籽殼上的平菇D．生長在木屑上的木霉B[橘絡(luò)、麥麩、棉籽殼和木屑的主要成分都是纖維素，因為黑曲霉、平菇、木霉能產(chǎn)生纖維素酶，所以這些物質(zhì)可以被利用。由于乳酸菌不能產(chǎn)生纖維素酶，因而不能去除橘絡(luò)。]2．生產(chǎn)果汁時，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相關(guān)問題：(1)某同學用3種不同的果膠酶進行3組試驗，各組試驗除酶的來源不同外，其他條件都相同，測定各組的出汁量，據(jù)此計算各組果膠的活性的平均值并進行比較。這一試驗的目的是____________。(2)現(xiàn)有一種新分別出來的果膠酶，為探究其最適溫度，某同學設(shè)計了如下試驗：取試管16支，分別加入等量的果泥、果膠酶、緩沖液，混勻，平均分為4組，分別置于0℃、5℃、10℃、40℃下保溫相同時間，然后，測定各試管中的出汁量并計算各組出汁量的平均值。該試驗溫度設(shè)置的不足之處有_______________________和____________________________________。(3)某同學取5組試管(A～E)分別加入等量的同種果泥，在A、B、C、D4個試驗組的試管中分別加入等量的緩沖液和不同量的同種果膠酶，然后，補充蒸餾水使4組試管內(nèi)液體體積相同；E組加入蒸餾水使試管中液體體積與試驗組相同。將5組試管置于相宜溫度下保溫肯定時間后，測定各組的出汁量。通過A～D組試驗可比較不同試驗組出汁量的差異。本試驗中，若要檢測加入酶的量等于0，而其他條件均與試驗組相同時的出汁量，E組設(shè)計________(填“能”或“不能”)達到目的，其緣由是_____________________________。[解析](1)據(jù)題意可知，試驗的自變量是果膠酶的來源，因變量是果膠酶的活性，因此該試驗的目的是探究不同來源果膠酶的活性。(2)據(jù)試驗設(shè)計可知，該試驗是探究果膠酶的最適溫度，所以自變量是溫度，因此該試驗方案中，溫度應當在常溫范圍內(nèi)設(shè)置系列溫度梯度且梯度差值相等。另外，當探究溫度對酶活性的影響時，應保證酶促反應只能在設(shè)定的溫度下進行，同一試驗組的反應溫度只能是一個，所以試驗操作應當是將各組盛有果膠酶的試管與盛有果泥的試管分別在設(shè)定溫度下處理肯定時間后再混合，才能保證明驗在設(shè)定的溫度下進行。(3)本試驗的自變量是果膠酶的量，因變量是出汁量，比照試驗的設(shè)計應遵循單一變量原則和比照原則，依據(jù)試驗設(shè)置，通過A～D組試驗可比較不同試驗組出汁量的差異。若要檢測加入酶的量等于0，而其他條件均與試驗組相同時的出汁量，則E組應加入的是緩沖液而不是蒸餾水，使試管中液體體積與試驗組相同才符合試驗設(shè)計應遵循的單一變量原則。[答案](1)探究不同來源果膠酶的活性(2)溫度范圍設(shè)置不合適溫度梯度設(shè)置不合理(或各組的酶促反應受兩個不同溫度影響)(3)不能E組加入的是蒸餾水而不是緩沖液，違反了單一變量原則考查酶在洗滌方面的應用3．有人設(shè)計試驗探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并優(yōu)于一般洗衣粉，試驗分為兩組，一組衣物用加酶洗衣粉洗滌，另一組衣物用一般洗衣粉洗滌，該試驗設(shè)計缺少()A．用加酶洗衣粉洗滌和用適量一般洗衣粉洗滌的比照B．既不用加酶洗衣粉洗滌也不用一般洗衣粉洗滌(即只用清水洗滌)的比照C．用一般洗衣粉洗滌和用少量加酶洗衣粉洗滌的比照D．用少量一般洗衣粉洗滌和用大量加酶洗衣粉洗滌的比照B[該試驗的自變量是洗衣粉的種類。試驗設(shè)計應分為三組，其中試驗組有兩組，一組用加酶洗衣粉，一組用一般洗衣粉，另外應有一個空白比照組，既不用加酶洗衣粉洗滌也不用一般洗衣粉洗滌，而是用清水洗滌。]4．(2024·貴陽市一中高三月考)某校探討性學習小組為探討市場售賣的一種含堿性蛋白酶的洗衣粉運用時的最適溫度，設(shè)計了相關(guān)試驗裝置及試驗結(jié)果如圖所示，請依據(jù)所學學問并結(jié)合圖示回答相關(guān)問題：甲乙(1)與一般洗衣粉相比，加酶洗衣粉能更有效地清除頑漬。加酶洗衣粉是指________________________________。(2)現(xiàn)實生活實踐中，上述市售洗衣粉可以很好地清除衣物上的血漬和奶漬等污跡，主要是因為堿性蛋白酶能__________________。而包裝袋上注明“切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料”。你認為緣由是________。(3)在該試驗過程中可通過干脆測定______________(指標)來表示該洗衣粉中酶的催化效率。為縮短反應的時間，你認為可以實行的措施有____________________________(答出1條即可)。(4)工業(yè)上生產(chǎn)堿性蛋白酶成本高，目前可以采納固定化酶技術(shù)多次重復運用酶以降低成本。一般來說，酶更適合采納________和________進行固定化。[解析](1)加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，與一般洗衣粉相比，加酶洗衣粉能更有效地清除頑漬。(2)堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成氨基酸或小分子的肽，使污漬簡潔從衣物上脫落，這是一般洗衣粉難以做到的，動物的蛛絲、蠶絲、羊毛等的主要成分是蛋白質(zhì)，堿性蛋白酶能水解破壞它們。(3)酶的催化效率可用單位時間內(nèi)、單位體積中反應物的削減量來表示。故該試驗可以用相同時間內(nèi)蛋白質(zhì)塊削減量或蛋白質(zhì)塊存在的時間長短或消逝的時間長短作為干脆檢測指標來表示該洗衣粉中酶的催化效率。要縮短反應時間，可以通過提高酶的濃度、減小蛋白質(zhì)塊的體積等來增加蛋白酶與蛋白質(zhì)塊接觸面積實現(xiàn)。(4)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)物分別，同時，固定在載體上的酶還可以被反復利用，可大大降低生產(chǎn)成本。固定化酶技術(shù)是利用物理或化學方法將酶固定在肯定空間內(nèi)的技術(shù)，包括包埋法、化學結(jié)合法和物理吸附法，一般來說，酶更適合采納化學結(jié)合法和物理吸附法進行固定化。這是因為酶分子很小，簡潔從包埋材料中漏出。[答案](1)含有酶制劑的洗衣粉(2)將血漬、奶漬中的蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污漬簡潔從衣物上脫落絲質(zhì)及羊毛衣料的主要成分是蛋白質(zhì)，會被堿性蛋白酶破壞(3)相同時間內(nèi)蛋白質(zhì)塊削減量或蛋白質(zhì)塊存在的時間長短適當提高酶的濃度(或把蛋白質(zhì)塊切小以減小蛋白塊體積)(4)化學結(jié)合法物理吸附法考查固定化酶(細胞)及其應用5．如圖1表示制備固定化酵母細胞的有關(guān)操作，圖2是利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的示意圖，下列敘述不正確的是()圖1圖2A．剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應快速與活化的酵母細胞混合制備混合液B．圖1中X溶液為CaCl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠C．圖2發(fā)酵過程中攪拌的目的是使培育液與酵母細胞充分接觸D．圖1中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中A[剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c要冷卻至室溫，才能與活化的酵母細胞混合制備混合液，以免高溫使酵母細胞失活；混合液加入CaCl2溶液進行固定化酵母細胞，CaCl2的作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠；圖2發(fā)酵過程中攪拌的目的是使培育液與酵母細胞充分接觸，以利于發(fā)酵過程的順當進行；圖1中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌(去除殘留的CaCl2)后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中進行發(fā)酵。]6.(2024·成都市蓉城名校聯(lián)盟高三聯(lián)考)蘋果除了干脆食用外，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)利用圖示裝置制作澄清蘋果汁的原理和優(yōu)點：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，須要在________條件下進行，看看獲得肯定量的果汁原委須要多少果膠酶合適。(4)獲得的蘋果汁可以進一步用于蘋果醋的制作，為了探討固定化醋酸菌的相關(guān)特性，試驗室利用如圖所示裝置進行探究。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(guān)閉開關(guān)后，發(fā)酵很快停止，緣由是__________________。(5)載體固定了酶或細胞后，運用前________(填“須要”或“不須要”)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)物分別，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條件下酶的活性最高，才能精確找到催化獲得肯定體積的果汁所須要的最適用量，否則，用量都會偏高。所以須要在最適溫度和pH條件下進行。(4)①固定化細胞多采納包埋法，且常選用海藻酸鈉作為載體。②在氧氣、糖源足夠的條件下，醋酸菌能將糖類分解成醋酸，所以利用上述裝置可制作蘋果醋。③醋酸菌為需氧菌，對氧氣含量特殊敏感(或為好氧菌)，即使短暫中斷通氧，也會引起醋酸菌的死亡，所以當關(guān)閉開關(guān)后，發(fā)酵很快停止。(5)假如運用前進行滅菌處理，酶和細胞都會變性失活，所以運用前不須要進行滅菌。[答案](1)不溶于水與產(chǎn)物分別(2)多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶(3)最適溫度和pH(4)包埋在氧氣、糖源足夠的條件下，醋酸菌能將糖類分解成醋酸醋酸菌對氧氣含量特殊敏感(或為好氧菌)，即使短暫中斷通氧，也會引起醋酸菌的死亡(5)不須要考點二植物有效成分的提取1．植物芳香油的提取(1)植物芳香油的主要化學成分是萜類化合物及其衍生物，特點是揮發(fā)性強，易溶于有機溶劑。(2)玫瑰精油的提?、俜椒ǎ撼Ｓ盟魵庹麴s法。②原理：利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來。包括：水中蒸餾、水上蒸餾、水氣蒸餾。(3)橘皮精油的提取①方法：壓榨法。②原理：通過機械加壓，提取出果皮中的芳香油。③步驟：石灰水浸泡→漂洗→壓榨→過濾→靜置→再次過濾→橘皮精油。2．胡蘿卜素的提取(1)方法：萃取法，石油醚最相宜作萃取劑。(2)原理：使胡蘿卜素溶解在有機溶劑中，蒸發(fā)溶劑獲得胡蘿卜素。(3)步驟：胡蘿卜→粉碎→干燥→萃取→過濾→濃縮→胡蘿卜素。(4)鑒定：紙層析法。1．乙醇和丙酮能夠用于胡蘿卜素的萃取嗎？為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：胡蘿卜素可溶于乙醇和丙酮，但它們是水溶性有機溶劑，因萃取中能與水混溶而影響萃取效果，所以不用它們作萃取劑2．在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳這幾種有機溶劑中，哪種最相宜用來提取胡蘿卜素？為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：在這五種有機溶劑中，石油醚的沸點最高，在加熱萃取時不易揮發(fā)，所以石油醚最相宜用作萃取劑1．植物有效成分提取的三種方法的比較提取方法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劑中優(yōu)點簡潔易行，便于分別生產(chǎn)成本低，易保持原料原有的結(jié)構(gòu)和功能出油率高，易分別局限性水中蒸餾會導致原料焦糊和有效成分水解等問題分別較為困難，出油率相對較低運用的有機溶劑處理不當會影響芳香油的質(zhì)量2.影響胡蘿卜素萃取的因素及解決措施影響因素解決措施萃取劑的性質(zhì)用水不溶性有機溶劑原料的顆粒大小、緊密程度粉碎材料的含水量干燥萃取溫度探究最佳萃取溫度，嚴格限制溫度萃取時間適當延長萃取時間1．圖1為水蒸氣蒸餾的裝置圖，圖2為胡蘿卜素提取裝置圖，據(jù)圖回答以下有關(guān)問題：圖1圖2(1)請指出圖1中的兩點錯誤。(2)玫瑰精油的提取適合用上述蒸餾方法嗎？說明理由。(至少答兩點)(3)圖2的安裝及拆除依次如何？為何常采納水浴加熱？在燒瓶口安裝冷凝回流裝置的目的是什么？提示：(1)錯誤1：蒸餾瓶中的液體量太多，應占燒瓶容積的1/3～2/3。錯誤2：進水口和出水口裝反，下方的是進水口，上方的是出水口。(2)適合。因為玫瑰精油化學性質(zhì)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，且不會導致原料焦糊和有效成分水解等，所以玫瑰精油的提取適合用水中(水蒸氣)蒸餾法進行提取。(3)安裝依次是由下而上，拆除時相反。采納水浴加熱的緣由：有機溶劑都是易燃物，干脆運用明火加熱簡潔引起燃燒、爆炸。在燒瓶口安裝冷凝回流裝置的目的是防止加熱時有機溶劑揮發(fā)。2．香辛料中提取精油常用萃取法，萃取的效率主要取決于萃取劑的性質(zhì)和運用量，同時還受溫度和時間長短等條件的影響。若要探究精油含量最高時的最佳萃取時間，請寫出簡要思路。提示：將萃取材料平均分成多組，在其他條件相同且相宜的狀況下，分別進行不同時間萃取，測定精油含量，達到最大精油含量所用的最短時間即最佳萃取時間。3．科研人員已經(jīng)從自然環(huán)境中分別出能產(chǎn)生胡蘿卜素的紅酵母，并發(fā)覺碳源的種類對紅酵母產(chǎn)生β-胡蘿卜素的量有肯定的影響，相關(guān)探討結(jié)果如下表：碳源種類麥芽糖蔗糖淀粉β-胡蘿卜素產(chǎn)量(mg/L)3.524.811.68據(jù)表分析，利用紅酵母生產(chǎn)β-胡蘿卜素時的最佳碳源是什么？若要在此基礎(chǔ)上進一步探究最佳氮源種類，請簡要寫出試驗設(shè)計思路。提示：蔗糖。以蔗糖為碳源，分別用不同氮源進行試驗，檢測并比較β-胡蘿卜素產(chǎn)量?？疾橹参锓枷阌偷奶崛≡?、方法及流程等1．(2024·河南省高三三模)山雞椒是我國野生芳香植物，其果實、花、葉和根等各器官中均含有肯定的精油。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：山雞椒果實和葉片精油的出油率(1)提取山雞椒精油與玫瑰精油的方法相同，常采納的方法是____________________，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，緣由是______________________。(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，分別得到的油層中還含有肯定的水分，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_________，緣由是______________。[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納的方法是水蒸氣蒸餾法。因胡蘿卜素不易揮發(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)分別裝置中常加入NaCl的目的是增加水層密度，使油水層更易分別。為了汲取油層中的水分，常加入無水硫酸鈉，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，干品果實出油率最高，其最適合作為提取山雞椒精油的原料。[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最高考查胡蘿卜素的提取與鑒定2．(2024·昆明市高三一診)在日益發(fā)展的果蔬飲料產(chǎn)業(yè)中，胡蘿卜汁受到消費者的寵愛，其生產(chǎn)工藝流程如下。原料→清洗→去皮→切片→熱處理→打漿→酶處理→調(diào)配→均質(zhì)脫氣→殺菌→成品回答下列問題。(1)胡蘿卜素可用于治療因缺乏維生素A引起的夜盲癥，緣由是________________________________________________________________。(2)打漿后可用固定化果膠酶處理果汁提高澄清度，緣由是______________；與干脆運用酶相比，固定化酶的優(yōu)點有____________________________________(答出1點即可)，固定化酶技術(shù)常用的方法有____________。(3)技術(shù)人員探討了不同方法進行去皮和熱處理對胡蘿卜素含量的影響，結(jié)果如下表。處理方法去皮方法熱處理方法堿液去皮熱水去皮復合磷酸鹽去皮熱水檸檬酸預煮醋酸預煮抗壞血酸預煮胡蘿卜素保存率(%)84.886.993.989.589.492.793.3①為測定胡蘿卜素的含量，先采納________法提取胡蘿卜素，較相宜用來提取胡蘿卜素的溶劑是________(填“乙醇”或“石油醚”)，不選擇另一種溶劑的理由是___________________________________________________________。②據(jù)試驗結(jié)果，制作胡蘿卜汁過程中較宜選用的去皮和熱處理方法分別是________________________________________________。[解析](1)胡蘿卜素中主要是β-胡蘿卜素，β-胡蘿卜素在人體內(nèi)可被氧化成兩分子的維生素A，因此胡蘿卜素可用于治療因缺乏維生素A引起的夜盲癥。(2)果膠酶能分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層，使果膠水解為半乳糖醛酸，因此，能提高出汁率和澄清度；固定化酶既能與反應物充分接觸，又可以與產(chǎn)物分別，并且還能反復運用。固定化酶技術(shù)常用的方法有化學結(jié)合法和物理吸附法。(3)①因為胡蘿卜素化學性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水，易溶于石油醚等有機溶劑，因此，提取胡蘿卜素常采納萃取法。石油醚的沸點較高，且不與水互溶，因此石油醚較相宜用來提取胡蘿卜素，而乙醇易揮發(fā)且與水互溶，因此不用乙醇作為萃取劑。②據(jù)試驗結(jié)果可知，胡蘿卜在復合磷酸鹽去皮方法中的保存率最高，而且用抗壞血酸預煮獲得的胡蘿卜素的保存率也是最高的，因此，制作胡蘿卜汁過程中較宜選用的去皮和熱處理方法分別是復合磷酸鹽去皮和抗壞血酸預煮，從而獲得較多的胡蘿卜素。[答案](1)β-胡蘿卜素在人體內(nèi)可被氧化成兩分子的維生素A(2)果膠酶可使果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分別(酶可被反復利用；提高酶的穩(wěn)定性)化學結(jié)合法、物理吸附法(3)萃取石油醚乙醇是水溶性有機溶劑，萃取過程能與水混溶而影響萃取效果復合磷酸鹽去皮和抗壞血酸預煮考點三蛋白質(zhì)的提取和分別1．血紅蛋白的提取和分別原理及方法(1)原理：利用蛋白質(zhì)各種特性的差異，如分子的形態(tài)和大小、所帶電荷的性質(zhì)和多少、溶解度、吸附性質(zhì)和對其他分子的親和力等，來分別不同種類的蛋白質(zhì)。(2)分別方法①凝膠色譜法：也稱作安排色譜法，是依據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分別蛋白質(zhì)的有效方法。②電泳法：帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。常用的電泳法有瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳。2．試驗操作程序1．緩沖溶液的作用是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：維持反應體系的pH不變2．與其他真核細胞相比，紅細胞有什么特點？這一特點對你進行蛋白質(zhì)的分別有什么意義？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：哺乳動物及人的成熟的紅細胞是雙面凹圓餅狀。與其他真核細胞相比，紅細胞沒有細胞核和細胞器，且其含有的血紅蛋白是有色蛋白。因此在紅細胞中的蛋白質(zhì)較易分別，且分別過程可以通過視察顏色來推斷分別效果。這使血紅蛋白的分別過程特別直觀，大大簡化了試驗操作1．比較瓊脂糖凝膠電泳和SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(1)從載體上看，利用瓊脂糖凝膠作為載體的是瓊脂糖凝膠電泳，利用聚丙烯酰胺凝膠作為載體的是SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳。(2)從依據(jù)上看，利用了分子帶電性質(zhì)差異和分子大小的是瓊脂糖凝膠電泳，僅利用了分子大小的是SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳。(3)從優(yōu)點上看，瓊脂糖凝膠電泳操作簡潔，電泳速度快，樣品不需處理，電泳圖譜清楚，辨別率高，重復性好；SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳消退了凈電荷對遷移率的影響，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。2．蛋白質(zhì)純度鑒定的試驗結(jié)果分析與評價項目分析血液樣品的處理分層明顯→樣品處理完成凝膠色譜柱的裝填放一個與凝膠柱垂直的日光燈→干脆檢查；加入大分子有色物質(zhì)如藍色葡聚糖或紅色葡聚糖，若色帶勻稱、狹窄、平整→裝填勝利血紅蛋白的分別血紅蛋白的紅色區(qū)帶勻稱、狹窄、平整，隨洗脫液緩慢流出→分別勝利1．在裝填凝膠色譜柱時，不得有氣泡存在的緣由是什么？在操作中不能發(fā)生洗脫液流干漏出凝膠顆粒的現(xiàn)象，假如發(fā)生則會造成什么后果？提示：氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分別效果。若發(fā)生洗脫液流干漏出凝膠顆粒的現(xiàn)象，就有空氣進入，造成氣泡需重新裝填。2．某同學通過血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳，視察到正常人和鐮刀型細胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結(jié)果如圖所示。由圖可知，攜帶者有幾種血紅蛋白？請從分子遺傳學的角度做出說明。提示：兩種；攜帶者具有(限制血紅蛋白的)一對等位基因，可以限制合成兩種不同的蛋白質(zhì)。考查蛋白質(zhì)的提取與分別的原理、流程等(2024·長沙市一中高三月考)試回答下列“有關(guān)蛋白質(zhì)提取與分別試驗”的有關(guān)問題：圖1圖2圖3圖4(1)為了提取和分別血紅蛋白，首先對紅細胞進行洗滌以去除雜質(zhì)蛋白，洗滌時應運用生理鹽水而不運用蒸餾水的緣由是______。(2)若要去除血紅蛋白中的小分子雜質(zhì)，采納圖1裝置。透析液是______________，一段時間后，若向燒杯中加入雙縮脲試劑，透析袋內(nèi)溶液是否出現(xiàn)紫色并說明推斷的依據(jù)：________________。(3)圖4是用于分別蛋白質(zhì)的凝膠色譜柱，裝填凝膠色譜柱時，色譜柱內(nèi)不能有氣泡的存在，緣由是______________________。a、b均為蛋白質(zhì)分子，其中先從凝膠色譜柱中洗脫出來的是a，是因為a___________________________。(4)圖2、圖3分別表示電泳法分別蛋白質(zhì)和紙層析法分別葉綠體中色素的結(jié)果。不同蛋白質(zhì)得以分別是因為____________________；不同色素得以分別是因為_________________________________。[解析](1)洗滌紅細胞時應運用生理鹽水而不運用蒸餾水的緣由是防止紅細胞吸水漲破。(2)要去除血紅蛋白中的小分子雜質(zhì)，采納圖1裝置進行透析。透析液是磷酸緩沖溶液，一段時間后，若向燒杯中加入雙縮脲試劑，透析袋內(nèi)溶液出現(xiàn)紫色，推斷的依據(jù)：雙縮脲試劑可以透過半透膜，與袋內(nèi)血清蛋白反應，生成紫色物質(zhì)。(3)裝填凝膠色譜柱時，色譜柱內(nèi)不能有氣泡的存在，緣由是氣泡會攪亂洗脫液中的蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分別效果；由圖4可知，a、b均為蛋白質(zhì)分子，其中先從凝膠色譜柱中洗脫出來的是a，是因為a的相對分子質(zhì)量大，無法進入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動，路程較短，移動速度較快。(4)不同蛋白質(zhì)得以分別是因為不同蛋白質(zhì)所帶的電荷性質(zhì)、分子大小和形態(tài)等不同，導致電泳時遷移速度不同；不同色素得以分別是因為不同色素在層析液中的溶解度不同，導致層析時擴散速度不同。[答案](1)防止紅細胞吸水漲破(2)磷酸緩沖溶液出現(xiàn)紫色，雙縮脲試劑可以透過半透膜，與袋內(nèi)血清蛋白反應，生成紫色物質(zhì)(3)氣泡會攪亂洗脫液中的蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分別效果相對分子質(zhì)量大，無法進入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動，路程較短，移動速度較快(4)不同蛋白質(zhì)所帶的電荷性質(zhì)、分子大小和形態(tài)等不同，導致電泳時遷移速度不同不同色素在層析液中的溶解度不同，導致層析時擴散速度不同真題體驗|感悟高考淬煉考能1．(2024·江蘇高考)下列關(guān)于加酶洗滌劑的敘述，錯誤的是()A．加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶B．用加酶洗滌劑能削減洗滌時間并節(jié)約用水C．含纖維素酶洗滌劑可以洗滌印花棉織物D．加酶洗衣粉中的蛋白酶是相對耐高溫的A[加酶洗衣粉中一般含有堿性蛋白酶、堿性脂肪酶等，A錯誤。加酶洗滌劑比傳統(tǒng)洗滌劑的去污實力更強，所以用加酶洗滌劑能削減洗滌時間并節(jié)約用水，B正確。含纖維素酶洗滌劑的作用對象是織物表面因多次洗滌而在主纖維上出現(xiàn)的微毛和小絨球，用纖維素酶處理后，織物表面的微毛和絨球被除去，可以平整織物表面，同時有增白效果，由于微毛和絨球除去后，主纖維變得光滑，削減了微纖維之間的糾纏，而使纖維變得松軟，因此添加纖維素酶的洗衣粉具有增白、松軟兩個獨特功能，C正確。加酶洗衣粉中所添加的酶，通常是科學家通過基因工程生產(chǎn)出的能夠耐酸、耐堿、忍受表面活性劑和較高溫度的酶，D正確。]2．(2024·江蘇高考)下列關(guān)于酵母細胞固定化試驗的敘述，正確的是()A．用溫水使海藻酸鈉快速溶解，待其冷卻到室溫后用于包埋細胞B．進行包埋時，用于懸浮細胞的CaCl2溶液濃度要相宜C．注射器(或滴管)出口應盡量貼近液面以保證凝膠珠成為球狀D．包埋酵母細胞的凝膠珠為淡黃色半透亮狀，并具有肯定的彈性D[溶解海藻酸鈉時，應先加水，小火間斷加熱并不斷攪拌，完全溶化后用蒸餾水定容，冷卻至室溫后加入活化的酵母細胞充分攪拌，使其混合勻稱，再固定，A錯誤；進行包埋時，CaCl2溶液的作用是讓膠體聚沉，使海藻酸鈉形成凝膠珠，不是用于懸浮細胞，B錯誤；滴加時注射器或滴管不能貼近液面，否則凝膠珠會呈蝌蚪狀，C錯誤；制作勝利的凝膠珠為淡黃色半透亮狀，并具有肯定的彈性，D正確。]3．(2024·全國卷Ⅱ)探討人員從海底微生物中分別到一種在低溫下有催化活性的α-淀粉酶A3，并對其進行了探討?；卮鹣铝袉栴}：(1)在以淀粉為底物測定A3酶活性時，既可檢測淀粉的削減，檢測應采納的試劑是________，也可采納斐林試劑檢測________的增加。(2)在A3的分別過程中可采納聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測其純度，通常會在凝膠中添加SDS，SDS的作用是________________和______________。(3)本試驗中，探討人員在確定A3的最適pH時運用了三種組分不同的緩沖系統(tǒng)，結(jié)果如圖所示。某同學據(jù)圖推斷，緩沖系統(tǒng)的組分對酶活性有影響，其推斷依據(jù)是________________________。(4)在制備A3的固定化酶時，一般不宜采納包埋法，緣由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出1點即可)。[解析](1)在以淀粉為底物測定A3酶活性時，既可依據(jù)淀粉遇碘液變藍的原理來檢測底物淀粉的削減，也可以采納斐林試劑檢測其水解產(chǎn)物還原糖的增加。(2)在蛋白質(zhì)分別過程中可采納聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測其純度，通常在凝膠中添加SDS，SDS不僅能消退蛋白質(zhì)所帶凈電荷對遷移率的影響，還能使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。(3)據(jù)題圖分析可知，在pH相同時，不同緩沖系統(tǒng)條件下所測得的相對酶活性不同，因此可推斷，緩沖系統(tǒng)的組分對酶活性有影響。(4)在制備固定化酶時，一般采納物理吸附法或化學結(jié)合法，不宜采納包埋法，因為酶分子體積小，簡潔從包埋材料中漏出。[答案](1)碘液還原糖(或葡萄糖)(2)消退蛋白質(zhì)所帶凈電荷對遷移率的影響使蛋白質(zhì)發(fā)生變性(3)在pH相同時，不同緩沖系統(tǒng)條件下所測得的相對酶活性不同(4)酶分子體積小，簡潔從包埋材料中漏出4．(2024·全國卷Ⅲ)水果可以用來加工制作果汁、果酒和果醋等?；卮鹣铝袉栴}：(1)制作果汁時，可以運用果膠酶、纖維素酶等提高水果的出汁率和澄清度。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、________(答出2種即可)。纖維素酶可以分解植物________(填“細胞膜”或“細胞壁”)中的纖維素。(2)用果膠酶處理果泥時，為了提高出汁率，須要限制反應的溫度，緣由是________________________________________________。(3)現(xiàn)有甲乙丙三種不同來源的果膠酶，某同學擬在果泥用量、溫度、pH等全部條件都相同的前提下比較這三種酶的活性。通常，酶活性的凹凸可用____________________________________來表示。(4)獲得的果汁(如蘋果汁)可以用來制作果酒或者果醋，制作果酒須要________菌，這一過程中也須要O2，O2的作用是________________。制作果醋須要醋酸