2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第11單元 生物技術(shù)實(shí)踐 第35講 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用學(xué)案 蘇教版

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1、2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第11單元 生物技術(shù)實(shí)踐 第35講 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用學(xué)案 蘇教版 考試說明 1.從生物材料中提取某些特定的成分(實(shí)驗(yàn)與探究能力)。 2.蛋白質(zhì)的提取與分離(實(shí)驗(yàn)與探究能力)。 3.酶活力測定的一般原理和方法(實(shí)驗(yàn)與探究能力)。 4.酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用(實(shí)驗(yàn)與探究能力)。 5.制備和應(yīng)用固相化酶(實(shí)驗(yàn)與探究能力)。 􀎮考點(diǎn)一　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(xué)成分是萜類化合物及其衍生物,特點(diǎn)是　　　　強(qiáng),易溶于　　　　溶劑。? (2)提取方法:　　　　、

2、壓榨和　　　　等。? (3)玫瑰精油的提取 圖11-35-1 (4)橘皮精油的提取 圖11-35-2 2.胡蘿卜素的提取 (1)方法:　　　　法。? (2)萃取劑的選擇:萃取胡蘿卜素的有機(jī)溶劑應(yīng)該具有較高的沸點(diǎn),能夠充分溶解　　　　　　,并且不與水混溶。? (3)影響萃取的因素 ①主要因素:　　　　　　　和使用量。? ②次要因素:原料顆粒的大小、緊密程度、含水量、萃取的溫度和時(shí)間等。 (4)提取裝置的設(shè)計(jì) ①加熱方式:采用　　　　加熱,避免　　　　加熱。? ②防止揮發(fā)的裝置:安裝　　　　裝置。? (5)實(shí)驗(yàn)流程 胡蘿卜　　　?干燥　　　?過濾　　　?胡蘿

3、卜素 (6)胡蘿卜素的鑒定:　　　　　　法。? 1.植物芳香油提取方法的比較 提取 方法 蒸餾法 壓榨法 萃取法 實(shí)驗(yàn) 原理 　利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來 　通過機(jī)械加壓,壓榨出果皮中的芳香油 　使芳香油溶解在有機(jī)溶劑中,蒸發(fā)溶劑后就可獲得芳香油 適用 范圍 　適用于提取玫瑰油、薄荷油等揮發(fā)性強(qiáng)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(xì)小,能充分浸泡在有機(jī)溶液中 優(yōu)點(diǎn) 　簡單易行,便于分離 　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,易分離 局限 性 　水中蒸餾會導(dǎo)致

4、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(jī)溶劑處理不當(dāng)會影響芳香油的質(zhì)量 易錯(cuò)提醒　用萃取法提取植物有效成分應(yīng)注意的問題 (1)萃取溫度和時(shí)間都會影響萃取的效果,萃取效率在一定范圍內(nèi),與萃取溫度呈正相關(guān),通常采用加熱的方法提高萃取效率。 (2)萃取溫度過高會影響植物有效成分的品質(zhì),因此萃取時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制溫度,適當(dāng)延長萃取時(shí)間。 2.胡蘿卜素提取中需要注意的問題 (1)層析時(shí)注意選擇干凈的濾紙,為了防止操作時(shí)對濾紙的污染,應(yīng)盡量避免用手直接接觸濾紙,可以戴手套進(jìn)行操作。 (2)點(diǎn)樣時(shí)注意應(yīng)快速細(xì)致,點(diǎn)樣斑點(diǎn)不能太大(直徑應(yīng)小于0.5

5、 cm)。 (3)將點(diǎn)好樣的濾紙卷成筒狀,卷紙時(shí)注意濾紙兩邊不能相互接觸,以免因毛細(xì)現(xiàn)象導(dǎo)致溶劑沿濾紙兩邊的移動加快,溶劑前沿不齊,影響結(jié)果。 1.[2017·貴州安順模擬] 許多植物芳香油的提取在原理和程序上是相同的,請結(jié)合玫瑰精油的提取,設(shè)計(jì)一個(gè)提取茉莉精油的過程。 (1)原料選擇:　　　　　　　　　　　　　。? (2)提取方法的選擇及原因:? ? 　。? (3)實(shí)驗(yàn)流程: 茉莉花+蒸餾水A油水混合物C初提取精油除水茉莉精油 ①向蒸餾器中加入原料時(shí),茉莉花與清水的質(zhì)量比大約為　　　　。? ②A表示　　　　　　　　過程,B表示　　　　過程,C表示　　　　　　,通過

6、C提取出的初提取精油,可能還混有一定的水分,所以要向提取液加入D　　　　　　　　　除水,放置過夜,再過濾除去固體物質(zhì),即可得到茉莉精油。? 2.[2017·湖北襄陽一調(diào)] 胡蘿卜素可以維持眼睛和皮膚的健康,改善夜盲癥、皮膚粗糙的狀況,有助于身體免疫受自由基的傷害。請根據(jù)胡蘿卜素的提取過程及其性質(zhì),回答下列問題。 (1)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素常用的方法是　　　　法。不采用蒸餾法的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (2)以下為提取胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)流程:胡蘿卜→粉碎→干燥→A→過濾→B→胡蘿卜素,其中B過程叫　　　　。從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時(shí),常用　　　　作溶劑。在胡蘿卜顆粒的加

7、熱干燥過程中,應(yīng)嚴(yán)格將溫度和時(shí)間控制在一定范圍,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (3)如圖11-35-3中甲為提取胡蘿卜素的裝置示意圖,請指出圖中一處錯(cuò)誤并改正:　。? 圖11-35-3 (4)如圖11-35-3中乙是胡蘿卜素粗品鑒定裝置示意圖。該鑒定方法的名稱是　　　　法。在圖乙的胡蘿卜素的鑒定結(jié)果示意圖中,A、B、C、D四點(diǎn)中,屬于提取樣品的樣點(diǎn)是　　　　。? 歸納提升　胡蘿卜素萃取的影響因素及解決方法 影響因素 解決方法 萃取劑的性質(zhì) 用水不溶性有機(jī)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

8、探索最佳萃取溫度,嚴(yán)格控制溫度 萃取時(shí)間 適當(dāng)延長萃取時(shí)間 􀎮考點(diǎn)二　蛋白質(zhì)的提取與分離􀎯 1.樣品處理與粗分離 圖11-35-4 2.純化與純度鑒定 圖11-35-5 1.凝膠色譜法 (1)概念:根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。 (2)原理 ①凝膠 ②分離過程 蛋白質(zhì)類型 進(jìn)入凝膠內(nèi) 部的程度 路程 移動速度 相對分子質(zhì)量較小 容易 較長 較慢 相對分子質(zhì)量較大 無法進(jìn)入 較短 較快 2.電泳法 (1)概念:指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。

9、(2)原理:在一定的pH下,多肽、核酸等生物大分子的可解離基團(tuán)會帶上正電或負(fù)電,在電場的作用下,這些帶電分子會向著與其所帶電荷相反的電極移動。 (3)作用過程 各種 分子不同的遷 移速度各種分子 的分離 (4)類型:常用的電泳方法有瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳。測定蛋白質(zhì)分子量時(shí)通常使用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳。 [2017·廣東汕頭期中] 隨著人類基因組計(jì)劃的進(jìn)展和多種生物基因組測序工作的完成,人類跨入了后基因組和蛋白質(zhì)組時(shí)代。對蛋白質(zhì)進(jìn)行研究時(shí),首先要獲得純度較高的蛋白質(zhì)。如圖11-35-6是某生物興趣小組在“蛋白質(zhì)的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中,準(zhǔn)備從豬的血液中初步提取血

10、紅蛋白而設(shè)計(jì)的“血紅蛋白提取、分離流程圖”: 　實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:配制緩 沖液血細(xì)胞懸液→樣品處理:洗滌、 破碎、離心等→蛋白質(zhì)粗分離→ 　透析→純化、純度鑒定:凝膠色譜法、電泳等 圖11-35-6 請回答下列有關(guān)問題: (1)樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用　　　　　　反復(fù)沖洗、離心。向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度pH=7.0的緩沖液并充分?jǐn)嚢?可以破碎紅細(xì)胞,破碎細(xì)胞的原理是　　　　　　。? (2)血紅蛋白粗分離階段,透析的目的是　　　　　　　　　,若要盡快達(dá)到理想的透析效果,可以　　　　　　　　　　　　　　　(寫出一種方法)。 ? (3)血紅蛋白的純化是通過　　　　　　法將相對分子

11、質(zhì)量大的雜質(zhì)蛋白除去。 ? (4)電泳利用了待分離樣品中各種分子的　　　　　　　　　　　等的差異,而產(chǎn)生不同遷移速度,實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。 ? 圖11-35-7 (5)一同學(xué)通過血紅蛋白醋酸纖維薄膜電泳,觀察到正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白電泳結(jié)果如圖11-35-7所示。由圖可知攜帶者有　　　　種血紅蛋白,從分子遺傳學(xué)的角度做出的解釋是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ? 􀎮考點(diǎn)三　酶的應(yīng)用􀎯 1.果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 (1)果膠 ①作用:　　　　　　　以及胞間層的主要組成成分之一;在果汁加工

12、中,會影響　　　　并使果汁混濁。? ②成分:由　　　　　　　聚合而成的一種高分子化合物。? ③特點(diǎn):不溶于水。 (2)果膠酶 ①成分: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　　　　　　　等。? ②作用:果膠可溶性的　　　　　。? (3)酶的活性與影響酶活性的因素 ①概念:指酶催化一定　　　　　　的能力。? ②表示方法:用在一定條件下,酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的　　　　　　來表示。? ③酶反應(yīng)速度的表示方法:用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中　　　　　　　　或　　　　　　　　來表示。? (4)影響酶活性的因素:　　　　、　　　　和酶的抑制劑等。? 2.加酶洗衣粉

13、在洗滌中的作用 (1)加酶洗衣粉:指含　　　　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)→　　　　或氨基酸? 　血漬、奶漬等 脂肪酶 　脂肪→　　　? 　食品的油漬、人體皮脂、口紅等 淀粉酶 　淀粉→　　　? 　來自面條等的污垢 　　酶? 　使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松 　棉紡品的表面浮毛 3.固定化酶和固定化細(xì)胞 (1)固定化酶 ①形成:將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種　　　　上,使之成為　　　　　　　　　　　的制劑。? ②特性:與游離酶相比,　　　　好,與底物和產(chǎn)物容易分離,易于控制,能反復(fù)

14、多次使用;便于　　　　　　　　　　,有利于自動化生產(chǎn)。? (2)固定技術(shù) ①概念: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)。 ②方法(連線) 　 (3)適用對象 一般來講,酶更適合采用　　　　　　和物理吸附法固定化,而細(xì)胞多采用　　　　　固定化,這是因?yàn)轶w積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合,而體積小的酶則易從包埋材料中漏出。? 1.酶活性與酶促反應(yīng)速率的區(qū)別與聯(lián)系 酶活性是指酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力。通常以測出的酶促反應(yīng)的速率來衡量,但是酶促反應(yīng)的速率并不等于酶活性。如過氧化氫酶活性為零時(shí)(不起催化作用),過氧化氫的分解速率并不為零。

15、 (1)影響酶活性的因素 影響酶活性的因素主要有溫度、pH、酶的抑制劑(能抑制酶活性的物質(zhì))和酶激活劑(能提高酶活性的物質(zhì))等。注意酶濃度不會影響酶活性,它是影響酶促反應(yīng)速率的因素之一。 (2)影響酶促反應(yīng)速率的因素 影響酶促反應(yīng)速率的因素有溫度、pH、酶的抑制劑和酶激活劑、酶濃度、底物濃度等。其中溫度、pH、酶的抑制劑和酶激活劑是通過影響酶活性來影響酶促反應(yīng)速率的。底物濃度和酶的濃度通過影響底物與酶的接觸而影響酶促反應(yīng)速率,并不影響酶的活性。 2.固定化酶與固定化細(xì)胞的比較 固定化酶 固定化細(xì)胞 固定酶的 種類 一種 一系列 適用方法 化學(xué)結(jié)合法、物理吸

16、附法 包埋法 (續(xù)表) 固定化酶 固定化細(xì)胞 優(yōu)點(diǎn) 　酶既可與反應(yīng)物結(jié)合,又可與產(chǎn)物分離,固定在載體上的酶可反復(fù)利用 　成本低、操作容易 缺點(diǎn) 　一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng) 　可能導(dǎo)致反應(yīng)效率下降 實(shí)例 固定化葡萄糖異構(gòu)酶 固定化酵母細(xì)胞 1.在工業(yè)生產(chǎn)果汁時(shí),常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高出汁率,為了研究溫度對果膠酶活性的影響,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn): 圖11-35-8 Ⅰ.將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管,在10 ℃水浴中恒溫處理10分鐘(如圖11-35-8中A)。 Ⅱ.將果膠酶與蘋果泥混合,再次在10 ℃水浴中恒溫處理1

17、0分鐘(如圖11-35-8中B)。 Ⅲ.將步驟Ⅱ處理后的混合物過濾,收集濾液,測果汁量(如圖11-35-8中C)。 Ⅳ.在不同溫度條件下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟,并記錄果汁量,結(jié)果如下表: 溫度(℃) 10 20 30 40 50 60 70 果汁量(mL) 8 13 15 25 15 12 11 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),請分析回答下列問題: (1)果膠酶能破除細(xì)胞壁,是因?yàn)楣z酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中　　　　的水解。? (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)溫度為　　　　時(shí)果汁量最多,此時(shí)果膠酶的活性在所設(shè)的溫度條件下　　　　。? (3)題中的步驟Ⅰ能否省略?　　　　,原因是　

18、? ? 　。? (4)為什么此實(shí)驗(yàn)可以通過測量濾出的果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低?? 　。? (5)上表中產(chǎn)生果汁量最多的溫度　　　　(填“是”或“不一定是”)果膠酶的最適溫度。如何更精確地探究果膠酶的最適溫度?　? 　。? 2.為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果,將一種無酶洗衣粉分成3等份,進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn)。甲、乙組在洗衣粉中分別加入一種酶,丙組不加酶,在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬(血漬含有蛋白質(zhì)成分,油漬含有動物的脂肪成分),其他實(shí)驗(yàn)條件均相同,下表為實(shí)驗(yàn)記錄。 水溫/℃ 10 20 30 40 50 組別 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲

19、 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 清除血漬 時(shí)間/min 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 清除油漬 時(shí)間/min 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 請回答下列問題: (1)從實(shí)驗(yàn)中可以看出,提高洗衣粉去污能力的方法有　　　　　　　和　　　　　　,甲組在洗衣粉中加入了　　　　,乙組在洗衣粉中加入了　　　　。? (2)實(shí)驗(yàn)記錄中酶的最適宜溫度為　　　　℃。? (3)甲、乙組洗滌效果的差異,說明酶的

20、作用具有　　　　。? (4)如果甲、乙和丙3組均在水溫為90 ℃時(shí)洗滌同一種污漬,請比較這3組洗滌效果之間的差異:　　　　　　　,并說明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? 3.圖11-35-9表示制備固定化酵母細(xì)胞的過程,請據(jù)圖回答: (1)在缺水狀態(tài)下,微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)　　　　　　狀態(tài)?；罨皯?yīng)選擇足夠大的容器,因?yàn)榻湍讣?xì)胞活化時(shí)　　　　　　。? 圖11-35-9 (2)影響此實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是　　　　　　　　,此步的操作應(yīng)采用　　　　　　　。? (3)觀察形成的凝膠珠顏色和形狀:形

21、成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,說明　　　　　　　　　　　　　。? (4)本實(shí)驗(yàn)所用的固定化技術(shù)是　　　　,而制備固定化酶則不宜用此方法,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (5)該實(shí)驗(yàn)中CaCl2溶液的作用是　　　　　　　。? 歸納提升 (1)細(xì)胞的固定化要在嚴(yán)格無菌條件下進(jìn)行;對制備的海藻酸鈉溶液、CaCl2溶液以及注射器等器材進(jìn)行嚴(yán)格滅菌。 (2)溶化海藻酸鈉時(shí)采用小火或間斷加熱法,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(xì)胞數(shù)量少。 􀎮歷年真題明考向􀎯

22、; 1.[2017·江蘇卷] 下列關(guān)于“酵母細(xì)胞的固定化技術(shù)”實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是 (　　) A.活化酵母時(shí),將適量干酵母與蒸餾水混合并攪拌成糊狀 B.配制CaCl2溶液時(shí),需要邊小火加熱邊攪拌 C.將海藻酸鈉溶液滴加到CaCl2溶液時(shí),凝膠珠成形后應(yīng)即刻取出 D.海藻酸鈉溶液濃度過高時(shí)凝膠珠呈白色,過低時(shí)凝膠珠易呈蝌蚪狀 2.[2017·江蘇卷] 為了探究一種新型堿性纖維素酶的去污效能,研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖11-35-10所示。由圖中實(shí)驗(yàn)結(jié)果能直接得出的結(jié)論是 (　　) 圖11-35-10 A.堿性纖維素酶對污布類型2的去污力最強(qiáng) B.不同類型洗衣粉

23、影響堿性纖維素酶的去污力 C.堿性纖維素酶對污布類型2、3 的去污力不同 D.加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力 3.[2017·江蘇卷] 固定化單寧酶應(yīng)用于茶飲料加工,可消除其中的苦澀味。下列有關(guān)敘述正確的是 (　　) A.在單寧酶純化時(shí)可采用透析法去除雜蛋白 B.化學(xué)結(jié)合法比吸附法對單寧酶活性影響更小 C.溫度、pH 和重金屬離子都可能影響固定化單寧酶活性 D.酶的高效性決定固定化單寧酶不會降解茶飲料中的有益成分 4.[2017·全國卷Ⅲ] 綠色植物甲含有物質(zhì)W,該物質(zhì)為無色針狀晶體,易溶于極性有機(jī)溶劑,難溶于水,且受熱、受潮易分解。其提取流程為植物甲→粉碎→加溶劑→振蕩

24、→收集提取液→活性炭處理→過濾去除活性炭→蒸餾(含回收溶劑)→重結(jié)晶→成品?；卮鹣铝袉栴}: (1)在提取物質(zhì)W時(shí),最好應(yīng)選用的一種原料是　　　　　　(填“高溫烘干”“晾干”或“新鮮”)的植物甲,不宜選用其他兩種的原因是　? ? 　。? (2)提取物質(zhì)W時(shí),振蕩的作用是　。? (3)活性炭具有很強(qiáng)的吸附能力,在提取過程中,用活性炭處理提取液的目的是　　　　　　　　　　　　。? (4)現(xiàn)有丙酮(沸點(diǎn)56 ℃)、乙醇(沸點(diǎn)約78 ℃)兩種溶劑,在提取物質(zhì)W時(shí),應(yīng)選用丙酮作為提取劑,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (5)該實(shí)驗(yàn)操作過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)是? 　(答

25、出兩點(diǎn)即可)。? 5.[2016·海南卷] 回答下列問題: (1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性隨pH的變化如圖11-35-11所示。通常,用清水洗滌衣服上的新鮮血跡時(shí),不應(yīng)該使用開水,原因是　。? 若要去除衣服上的血漬,應(yīng)選擇含有　　　　　　(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的堿性洗衣粉,理由是　　　　　　　　　　　。? 圖11-35-11 (2)某同學(xué)為了洗去衣服上的油漬,洗衣時(shí)在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶,該同學(xué)的做法　　　　(填“合理”或“不合理”),理由是　。? (3)已知溶液的pH可以影響酶的活性,請推測pH影響某種蛋白酶活性的原因可能是其影響了酶和底物分

26、子中　　　　　　　　(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基團(tuán)的解離狀態(tài)。? 6.[2016·江蘇卷] 為了探索海藻酸鈉固定化對綠球藻生長的影響,以及固定化藻對含Zn2+污水的凈化作用,科研人員用篩選到的一株綠球藻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),流程及結(jié)果如圖11-35-12所示。請回答下列問題: 圖11-35-12 (1)實(shí)驗(yàn)中的海藻酸鈉作用是　　　　　　,CaCl2的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (2)為洗去凝膠球上殘余的CaCl2和其他污染物,并保持綠球藻活性,宜采用　　　　洗滌。圖甲中1.0%海藻酸鈉組培養(yǎng)24 h后,移去凝膠球,溶液呈綠色,

27、原因是　　　　　　　　　　　。? (3)為探索固定化藻對含Zn2+污水的凈化作用,應(yīng)選用濃度為　　　　海藻酸鈉制備凝膠球。? (4)圖乙中空白凝膠球組Zn2+濃度下降的原因是　　　　　　　。結(jié)合圖甲、乙分析,固定化藻的實(shí)驗(yàn)組24~48 h間Zn2+濃度下降速度較快的主要原因是　　　　　　　　　;72~96 h間Zn2+濃度下降速度較慢的原因有　　　　　　　　　　。? 第35講　生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用 考點(diǎn)一 【知識梳

28、理】 1.(1)揮發(fā)性　有機(jī)　(2)蒸餾　萃取 (3)水蒸氣蒸餾　水蒸氣　水氣蒸餾　水蒸氣蒸餾　NaCl　無水Na2SO4 (4)壓榨法　機(jī)械加壓　壓榨　靜置 2.(1)萃取　(2)胡蘿卜素　(3)萃取劑的性質(zhì) (4)水浴　明火　回流冷凝 (5)粉碎　萃取　濃縮　(6)紙層析 【題組訓(xùn)練】 1.(1)在花開的盛花期采摘茉莉花 (2)采用水蒸氣蒸餾法。原因有①茉莉精油的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,難溶于水而易溶于有機(jī)溶劑,與水共沸時(shí)會隨水蒸氣蒸餾出來,便于提取;②水蒸氣蒸餾法設(shè)備簡單、成本低、易于操作 (3)①1∶4?、谒魵庹麴s　冷凝　分離油層　無水硫酸鈉 [解析] (1)在盛花期采摘

29、茉莉花的原因是此時(shí)茉莉花內(nèi)芳香油含量高。(2)茉莉精油的特點(diǎn)是不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,因此,適宜用水蒸氣蒸餾法和萃取法提取;但前者具有設(shè)備簡單、成本低、操作簡單等優(yōu)點(diǎn),因此常采用水蒸氣蒸餾法。(3)在提取過程中,加入清水、食鹽和無水硫酸鈉可以使芳香油被逐步分離并純化。 2.(1)萃取　胡蘿卜素?fù)]發(fā)性較差,不能隨水蒸氣蒸餾出來 (2)濃縮　石油醚(或水不溶性有機(jī)溶劑)　溫度太高、干燥時(shí)間太長會導(dǎo)致胡蘿卜素分解 (3)錯(cuò)誤在于使用明火加熱,應(yīng)該采用水浴加熱 (4)紙層析　B和C [解析] (1)提取胡蘿卜素常用萃取的方法,而不能使用蒸餾法是因?yàn)楹}卜素?fù)]發(fā)性較差,不能隨水蒸氣蒸餾出來。

30、(2)干燥后應(yīng)是萃取,而B應(yīng)是濃縮。提取胡蘿卜素常用水不溶性有機(jī)溶劑,如石油醚。在胡蘿卜顆粒的加熱干燥過程中,應(yīng)將溫度和時(shí)間嚴(yán)格控制在一定范圍,原因是溫度太高、干燥時(shí)間太長會導(dǎo)致胡蘿卜素分解。(3)題圖甲中萃取過程不能使用明火加熱,容易引起爆炸,應(yīng)改為水浴加熱。(4)題圖乙是用紙層析法進(jìn)行鑒定,A和D都只有一個(gè)點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)樣品,而B和C含有其他色素帶,說明是提取樣品。 考點(diǎn)二 【知識梳理】 1.去除雜蛋白　蒸餾水漲破　血紅蛋白　透析　小分子雜質(zhì) 2.凝膠色譜法　移動速度不同　大 【題組訓(xùn)練】 (1)生理鹽水　滲透作用 (2)除去小分子雜質(zhì)　增加緩沖液的量(或及時(shí)更換緩沖液) (3

31、)凝膠色譜 (4)帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀 (5)2　攜帶者具有一對等位基因,可以控制合成兩種不同的蛋白質(zhì) [解析] (1)樣品處理中紅細(xì)胞的洗滌要用生理鹽水反復(fù)沖洗、離心。向紅細(xì)胞懸液中加入一定量的低濃度pH=7.0的緩沖液并充分?jǐn)嚢?可以破碎紅細(xì)胞,破碎細(xì)胞的原理是滲透作用(當(dāng)外界溶液濃度低于動物細(xì)胞內(nèi)液濃度時(shí),細(xì)胞吸水漲破)。(2)血紅蛋白粗分離階段,透析的目的是除去小分子雜質(zhì)。(4)電泳利用了待分離樣品中各種分子的帶電性質(zhì)以及分子大小、形狀等的差異,而產(chǎn)生不同的遷移速度,實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。(5)由題圖可知攜帶者有2種血紅蛋白,因?yàn)閿y帶者具有(控制血紅蛋白的)一對等位基因,可以

32、控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)。 考點(diǎn)三 【知識梳理】 1.(1)①植物細(xì)胞壁　出汁率?、诎肴樘侨┧? (2)①果膠酯酶?、诠z　半乳糖醛酸 (3)①化學(xué)反應(yīng)?、诜磻?yīng)速度?、鄯磻?yīng)物的減少量　產(chǎn)物的增加量　④溫度　pH 2.(1)酶制劑　(2)小分子肽　甘油和脂肪酸　麥芽糖、葡萄糖　纖維素 3.(1)①介質(zhì)　不溶于水而又有酶活性?、诜€(wěn)定性　運(yùn)輸和貯存 (2)②A-b-Ⅰ　B-a-Ⅱ　C-c-Ⅲ (3)化學(xué)結(jié)合法　包埋法 【題組訓(xùn)練】 1.(1)果膠　(2)40 ℃　最高 (3)不能　步驟Ⅰ保證了果膠酶和蘋果泥混合前處于相同溫度,避免混合時(shí)溫度不同對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 (4)

33、單位時(shí)間內(nèi)得到的果汁越多,說明此反應(yīng)速度越快,即酶的活性越高,反之,則酶的活性越低 (5)不一定是　在產(chǎn)生果汁最多的溫度附近設(shè)置更小的溫度梯度(如5 ℃、1 ℃等)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn) [解析] (1)果膠酶能夠把果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸。(2)根據(jù)題中表格可知,40 ℃時(shí)果汁量最多,則此溫度時(shí)酶活性在所設(shè)的溫度條件下最高。(3)題中的步驟Ⅰ不能省略,因?yàn)樵摬襟E保證了果膠酶和蘋果泥混合前處于相同溫度,避免混合時(shí)溫度不同對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。(4)果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì),這些物質(zhì)可以通過濾紙,單位時(shí)間內(nèi)得到的蘋果汁體積越大,表明果膠酶活性越高。(5)由于本實(shí)驗(yàn)溫度梯度較大,因此題表中產(chǎn)生果汁量

34、最多的溫度不一定是果膠酶的最適溫度。要更精確地探究果膠酶的最適溫度,應(yīng)在產(chǎn)生果汁最多的溫度附近設(shè)置更小的溫度梯度(如5 ℃、1 ℃等)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。 2.(1)加入各種酶　適宜水溫　蛋白酶　脂肪酶 (2)50　(3)專一性 (4)效果都不好　在90 ℃高溫條件下酶的活性喪失,因此去污能力不強(qiáng),與沒有酶的洗衣粉洗滌效果相當(dāng) [解析] (1)從實(shí)驗(yàn)中可以看出,酶和適當(dāng)水溫有利于化纖布上污漬的去除,因此提高洗衣粉去污能力的方法有加入各種酶和適宜水溫,由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,甲組洗衣粉可除去血漬,乙組洗衣粉可除去油漬,可判斷甲組在洗衣粉中加入了蛋白酶,乙組在洗衣粉中加入了脂肪酶。(2)在實(shí)驗(yàn)記錄中,甲

35、組洗衣粉清除血漬、乙組洗衣粉清除油漬所需時(shí)間最短的溫度都是50 ℃,因此酶的最適宜溫度為 50 ℃。(3)甲、乙組洗滌效果的差異,說明酶的作用具有專一性。(4)如果甲、乙和丙3組均在水溫為90 ℃時(shí)洗滌同一種污漬,效果都不好,因?yàn)樵?0 ℃高溫條件下酶的活性喪失,因此去污能力不強(qiáng),與沒有酶的洗衣粉洗滌效果相當(dāng)。 3.(1)正常的生活　體積會增大 (2)配制海藻酸鈉溶液　小火或間斷加熱 (3)海藻酸鈉的濃度偏高 (4)包埋法　酶分子很小,容易從包埋材料中漏出 (5)使膠體聚沉 [解析] (1)在缺水狀態(tài)下,微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。因?yàn)?/p>

36、酵母細(xì)胞活化時(shí)體積會變大,活化前應(yīng)選擇足夠大的容器。(2)制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中,影響該實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是“配制海藻酸鈉溶液”, 該過程為了防止原料焦糊,應(yīng)小火或間斷加熱。(3)如果海藻酸鈉濃度過高,很難形成凝膠珠;如果濃度過低,形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少,影響實(shí)驗(yàn)效果。(4)由于酶分子很小,容易從包埋材料中漏出,因此制備固定化酶不宜采用包埋法。(5)實(shí)驗(yàn)中CaCl2溶液的作用是使膠體聚沉。 歷年真題明考向 1.A　[解析] 將適量干酵母與蒸餾水混合并攪拌成糊狀,可以活化酵母,A項(xiàng)正確。配制海藻酸鈉溶液時(shí)需小火、間斷加熱,配制CaCl2溶液不需加熱,B項(xiàng)錯(cuò)誤。凝膠珠成形后應(yīng)

37、在CaCl2溶液中浸泡30分鐘左右,以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu), C項(xiàng)錯(cuò)誤。海藻酸鈉溶液濃度過低時(shí)固定的酵母細(xì)胞數(shù)目少,凝膠珠呈白色,濃度過高時(shí)凝膠珠易呈蝌蚪狀, D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.C　[解析] 由于污布類型1、2、4的酶用量和洗衣粉類型不同,故不能確定堿性纖維素酶對污布的去污能力的大小,也不能確定不同類型洗衣粉對堿性纖維素酶去污力的影響,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。對污布類型 2、3分析,自變量只有污布類型,其他變量如洗衣粉類型、酶用量等相同,可以直接說明堿性纖維素酶對污布類型 2、3 的去污力不同, C項(xiàng)正確。圖中沒有污布類型相同、洗衣粉類型相同而酶量不同的對照實(shí)驗(yàn),故不能說明加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污

38、力,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.C　[解析] 透析法是利用小分子物質(zhì)可通過半透膜,而大分子物質(zhì)不能通過半透膜的性質(zhì),達(dá)到分離的目的,而單寧酶和雜蛋白都是大分子物質(zhì),不能用透析法分離,可用凝膠色譜法分離,A項(xiàng)錯(cuò)誤。化學(xué)結(jié)合法可能影響酶的活性部位而影響反應(yīng)效果,而吸附法是物理方法,不影響酶分子結(jié)構(gòu),B項(xiàng)錯(cuò)誤。影響酶的活性的因素有溫度、pH 和重金屬離子等, C項(xiàng)正確。固定化單寧酶不會降解茶飲料中的有益成分體現(xiàn)出酶具有專一性, D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.(1)晾干　高溫烘干過程中,植物甲中的物質(zhì)W易被破壞;新鮮的植物甲含水量高,用于提取的極性有機(jī)溶劑會被水稀釋,進(jìn)而降低對物質(zhì)W的提取效果 (2)使原料和溶劑充分混勻

39、 (3)去除提取液中的色素 (4)丙酮沸點(diǎn)低于乙醇,蒸餾時(shí)物質(zhì)W分解較少 (5)在溫度較低的情況下操作,防火 [解析] (1)提取物質(zhì)W最好選用晾干的植物甲,因?yàn)楦邷睾娓蛇^程中,植物甲中的物質(zhì)W易被破壞;新鮮的植物甲含水量高,用于提取的極性有機(jī)溶劑會被水稀釋,進(jìn)而降低對物質(zhì)W的提取效果。(2)振蕩有利于原料與有機(jī)溶劑混勻,使物質(zhì)W充分溶解于有機(jī)溶劑中。(3)利用活性炭的吸附能力可除去提取液中的色素等雜質(zhì)。(4)利用低沸點(diǎn)的丙酮進(jìn)行蒸餾,可減少物質(zhì)W的分解。(5)實(shí)驗(yàn)過程要在低溫下進(jìn)行,同時(shí)注意防火。 5.(1)開水使血中的蛋白質(zhì)變性而沉淀,難以清洗　蛋白酶丙 　堿性條件下只有蛋白酶

40、丙有活性 (2)不合理　蛋白酶會降解脂肪酶 (3)羧基和氨基 [解析] 本題考查加酶洗衣粉的使用及影響其洗滌效果的因素。(1)開水會使血中的蛋白質(zhì)變性而沉淀,難以清洗,故用清水洗滌衣服上的新鮮血跡時(shí),不應(yīng)該使用開水。圖中只有蛋白酶丙在堿性條件下具有較高的酶活性。(2)脂肪酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì),將脂肪酶添加到蛋白酶洗衣液中,蛋白酶會催化脂肪酶水解。(3)蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)含有氨基和羧基。 6.(1)包埋綠球藻(包埋劑)　與海藻酸鈉反應(yīng)形成凝膠球(凝固劑) (2)培養(yǎng)液(生理鹽水)　海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大) (3)2.0% (4)凝膠吸附Zn2+　綠球藻生長

41、(增殖)速度快　綠球藻生長(增殖)速度減慢,溶液中Zn2+濃度較低 [解析] (1)海藻酸鈉屬于酶固定技術(shù)中的包埋劑。氯化鈣的作用是與海藻酸鈉反應(yīng)形成凝膠球。(2)清洗凝膠球應(yīng)該用培養(yǎng)液或生理鹽水,避免綠球藻吸水或失水,以保持其活性。海藻酸鈉的濃度越低,則形成的凝膠球上的孔徑就越大,導(dǎo)致部分綠球藻通過小孔離開凝膠球。(3)圖中顯示海藻酸鈉濃度為2.0%時(shí)對綠球藻的固定效果最好,所以要研究固定化藻對含Zn2+污水的凈化作用,應(yīng)選用濃度為2.0%的海藻酸鈉。(4)空白凝膠球中不含綠球藻,所以Zn2+濃度下降的原因只能是Zn2+被凝膠球所吸附。根據(jù)圖甲可知,在24~48 h間綠球藻的增殖速度最快,

42、所以該期間Zn2+濃度下降速度最快。同理可知,在72~96 h間綠球藻的增殖幾乎停止,此時(shí)溶液中的Zn2+濃度也較低,所以該期間Zn2+濃度下降的速度較慢。 1.某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關(guān)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10 g。剪碎后分成兩組,一組置于20 ℃,另一組置于-20 ℃條件下,保存24 h。 DNA粗提取: 第一步:將上述材料分別放入研缽中,各加入15 mL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10 mL濾液,再加入20 mL體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液,然后用玻璃棒緩

43、緩地向一個(gè)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2 mol/L的NaCl溶液溶解上述絮狀物。 DNA檢測:在上述試管中各加入4 mL二苯胺試劑。混合均勻后,置于沸水中加熱5 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(lán)色越深) 分析上述實(shí)驗(yàn)過程,回答下列問題: (1)該探究性實(shí)驗(yàn)課題名稱是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (2)第二步中“緩緩地”攪拌,這是為了減少　

44、　　　　　。? (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論并分析。 ①結(jié)論1:與20 ℃相比,相同實(shí)驗(yàn)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?　　　　　　　　　　　　。? (4)氯仿密度大于水,能使蛋白質(zhì)變性沉淀,與水和DNA均不相溶,且對DNA影響極小。為了進(jìn)一步提高DNA純度,依據(jù)氯仿的特性,在DNA粗提取第三步的基礎(chǔ)上繼續(xù)操作的步驟是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液使DNA析出。? [答案] (1)探究不同材料和不同保存溫度

45、對DNA提取量的影響 (2)DNA斷裂 (3)①等質(zhì)量的不同實(shí)驗(yàn)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(guān)酶的活性,DNA降解速度慢 (4)將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合,靜置一段時(shí)間,吸取上清液 [解析] 從題目實(shí)驗(yàn)步驟看出,該實(shí)驗(yàn)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?cái)嚢?從題表中結(jié)果看出,由于低溫抑制了相關(guān)酶的活性,DNA降解慢,使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(lán)色最深,說明相同條件下從蒜黃中提取的DNA量最多;由于氯仿密度比水大,可使蛋白質(zhì)變性沉淀,而與水、DNA不相溶,這樣可將第三步獲得的溶液與等量的氯仿混合,靜置一段時(shí)間,吸取上清液。