1、课后限时集训(十七)酶的应用及生物技术在其他方面的应用(建议用时：40分钟)(教师用书独具)非选择题1鸭梨醋饮属绿色健康饮品，既保存了鸭梨中的多种氨基酸、维生素、矿物质、有机酸等营养成分，又兼具果醋醒酒护肝、助消化、降低血脂、软化血管等养生保健功能，深受广大消费者青睐。如图为鸭梨醋饮的制作流程，请据图回答问题。(1)若得到的鸭梨汁非常混浊，解决的方法是_。(2)过程所用的微生物是_，为了提高该微生物的利用率，最好用_法对其进行固定，而固定化酶一般采用_法，理由是_。(3)研究人员发现过程中的发酵液中存在一种活性蛋白，可提高果醋的产量，分离该蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质的_、大小及形状不同
2、，在电场中的_不同而实现分离。除电泳法外，请再写出一种分离此蛋白的方法：_。解析(1)植物细胞的细胞壁成分是纤维素和果胶，所以应用果胶酶处理果汁，提高苹果的出汁率并使果汁变得澄清。(2)过程表示果醋的制作，果醋制作利用了醋酸菌的有氧呼吸；由于细胞相对于酶来说更大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法；而酶分子较小，容易从包埋材料中漏出，一般采用物理吸附法或化学结合法。(3)研究人员发现过程中的发酵液中存在一种活性蛋白，可提高果醋的产量，分离该蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质的电荷、大小及形状不同，在电场中的迁移速度不同而实现分离；除电泳法外，凝胶色谱法也可以用来分离蛋白质。答案(1)用果胶酶处
3、理(2)醋酸菌包埋物理吸附和化学结合酶分子较小，容易从包埋材料中漏出(3)电荷迁移速度凝胶色谱法2(2020成都蓉城名校联盟高三联考)苹果除了直接食用外，还可以制作成多种产品，如苹果汁、苹果醋等。利用固定化酶技术和固定化细胞技术能提高产品的质量和产量，提高经济效益。请回答下列问题：(1)利用图中装置制作澄清苹果汁的原理和优点是将果胶酶固定在_的载体上，使酶既能与反应物接触，又能_，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用，大大降低了生产成本。(2)被固定的果胶酶包括三类：_和果胶酯酶。(3)为了探究果胶酶的最适用量，需要在_条件下进行，看看获得一定量的果汁究竟需要多少果胶酶合适。(4)获得的苹果
4、汁可以进一步用于苹果醋的制作，为了研究固定化醋酸菌的相关特性，实验室利用下面的装置进行探究。利用海藻酸钠制作含有醋酸菌的凝胶珠属于固定化细胞技术中的_法。该装置能够制作苹果醋的原理是_。当关闭开关后，发酵很快停止，原因是_。载体固定了酶或细胞后，使用前_(填“需要”或“不需要”)进行灭菌。解析(1)载体若溶于水，固定化酶也就随之进入底物溶液，固定化酶技术失败，所以应将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。(2)果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶。(3)只有在最适温度和pH条件下酶的活性才最高，才能准确找到催化获得一
5、定体积的果汁所需要的最适用量。(4)固定化细胞多采用包埋法，且常选用海藻酸钠作为载体。在氧气、糖源充足的条件下，醋酸菌能将糖类分解成醋酸，所以利用题图装置可制作苹果醋。醋酸菌为需氧菌，对氧气含量特别敏感，即使短暂中断通氧，也会引起醋酸菌的死亡，所以当关闭开关后，发酵很快停止。如果使用前灭菌处理，酶和细胞都会变性失活，所以使用前不需要灭菌。答案(1)不溶于水与产物分离(2)多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶(3)最适温度和pH(4)包埋在氧气、糖源充足的条件下，醋酸菌能将糖类分解成醋酸醋酸菌对氧气含量特别敏感(或醋酸菌为好氧菌)，即使短暂中断通氧，也会引起醋酸菌的死亡不需要3(2020西北工大附中高三
6、模拟)生姜精油具有活血化瘀、祛除风寒、美容调香等功效，在食品香料、制药及化妆品工业中应用广泛。我国是生姜的主产国之一，以下是提取生姜精油常用的两种工艺流程：工艺：鲜姜、茎、叶粉碎水蒸气蒸馏油水混合物生姜精油工艺：干姜粉碎乙醇萃取生姜精油请回答下列问题：(1)写出上述工艺流程中的步骤：_，_。(2)工艺提取生姜精油的原理是_；过程中加入NaCl的目的是_。(3)工艺萃取过程采用水浴加热的主要原因是_；萃取的效率主要取决于_。(4)两种工艺都需要对材料进行粉碎，目的是_。(5)相关研究表明，生姜精油中有少部分化合物的化学性质不稳定，例如姜烯在水蒸气蒸馏时容易聚合，姜醇在贮存过程中受热会脱水。因此，
7、在大规模的工业生产中比较倾向于利用_(填“工艺”或“工艺”)提取生姜精油，若使用该工艺生产，考虑到成本效益等实际问题，请你从工艺流程和保存方式的角度各给出一个合理建议。_。解析(1)工艺流程的步骤：鲜姜、茎、叶粉碎水蒸气蒸馏油水混合物分离油层除水生姜精油；工艺流程的步骤：干姜粉碎乙醇萃取干燥浓缩生姜精油。(2)工艺利用的原理是利用水蒸气将挥发性较强的生姜精油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分离出油层和水层。过程中加入NaCl的目的是增加盐的浓度，有利于油水分层。(3)工艺萃取过程采用水浴加热的原因是萃取剂乙醇是易燃物，为防止燃烧、爆炸，故不能直接加热。萃取的效率主要取决于萃取剂
8、的性质和使用量，同时也受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。(4)两种工艺都经历了粉碎操作，目的是破坏细胞结构，增加接触面积，使提取物充分溶解，提高出油率。(5)生姜精油在利用水蒸气蒸馏时，会出现姜烯聚合，姜醇脱水等不良现象，因而利用工艺来提取生姜精油。考虑到成本效益等实际问题，在工艺流程中控制好萃取的时间和温度，同时将成品低温或避光保存。答案(1)除水浓缩(2)生姜精油化学性质较稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏出来增加盐的浓度，有利于油水分层(3)有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸萃取剂的性质和使用量(4)破坏细胞结构，增大
9、接触面积，提高出油率(5)工艺控制好萃取的时间和温度，低温或避光保存4某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。具体步骤如下：材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20 ，另一组置于20 条件下，保存24 h。DNA粗提取：第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L的NaCl溶液溶解上述絮状物。D
10、NA检测：在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂。混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：材料保存温度花菜辣椒蒜黄20 20 注：“”越多表示蓝色越深。分析上述实验过程，回答下列问题：(1)该探究性实验的课题名称是_。(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少_。(3)根据实验结果，得出结论并分析。结论1：与20 相比，相同实验材料在20 条件下保存，DNA的提取量较多。结论2：_。针对结论1，请提出合理的解释：_。解析从题目实验步骤看出，该实验的课题是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响，在第二步中，为了防止DNA断裂，要缓缓地搅拌；从表中结
11、果看出，由于低温抑制了相关酶的活性，DNA降解慢，使得相同材料在低温保存下的DNA提取量大；在相同条件下，蒜黄蓝色最深，说明相同条件下从蒜黄中提取的DNA量最大。答案(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响(2)DNA断裂(3)等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNA量最多低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢5红细胞内含有大量血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他哺乳动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。请回答下列有关问题：(1)血红蛋白的提取和分离一般可分为四步：_、粗分离、纯化和_。(2)实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回
12、来，马上进行处理、离心后，收集血红蛋白溶液。以上所述的过程即是样品处理，它包括红细胞的洗涤、_、_。(3)收集的血红蛋白溶液要进行粗分离，其方法是_。然后通过_将样品进一步纯化，最后经_进行纯度鉴定。(4)如图是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品加入和洗脱示意图。请据图回答下列问题。在加样品示意图中，正确的顺序是_。用吸管加样品时，应注意正确操作，分别是_、_、_。待_时，才加入缓冲溶液。待_接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每_mL收集一管，连续收集。解析(1)血红蛋白的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。(2)样品处理包括红细胞洗涤、血红蛋白释放、分离血红蛋白溶液和透析四
13、步。(3)收集的血红蛋白溶液要通过透析的方法进行粗分离；样品的纯化是通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，最后经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。(4)加样和洗脱的具体过程为调节缓冲液面加入蛋白质样品调节缓冲液面洗脱收集分装蛋白质，因此正确的加样顺序是DABC。用吸管加样时，应注意的正确操作，分别是使吸管管口沿管壁环绕移动；贴着管壁加样；不要破坏凝胶面。待样品完全进入凝胶层时，才加入缓冲溶液。待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。答案(1)样品处理纯度鉴定(2)血红蛋白的释放分离血红蛋白溶液(3)透析凝胶色谱法SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(4)DABC不能破坏凝胶面贴着管壁加样使吸管管口沿管壁环绕移动样品完全进入凝胶层红色的蛋白质5