2021版高考生物一輪復(fù)習(xí) 選修1 第3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、第3講　生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)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(yīng)用 3.制備和應(yīng)用固相化酶 4.從生物材料中提取某些特定的成分 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(xué)性質(zhì)、提取與鑒定的方法。（科學(xué)思維） 3.設(shè)計實驗探究影響酶活力的因素；設(shè)計實驗探究植物有效成分提取的條件等。（科學(xué)探究） 4.關(guān)注酶在食品安全及洗滌方面的應(yīng)用，倡導(dǎo)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(zé)任） 酶的應(yīng)用 1．酶活力與影響酶活力的因素 (1

2、)酶活力：也稱為酶活性，是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶活力的高低可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示。 (2)酶的反應(yīng)速度：用單位時間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(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。 2．探究溫度和pH對果膠酶活性的影響 (1)實驗原理 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)實驗流程 ①處理原料：攪拌器攪拌制成蘋果泥 　 ↓ ②分組處理：將分別裝有蘋果泥和果膠酶的試管在不同 　　　　　

3、 溫度的恒溫水浴中保溫(或調(diào)節(jié)至不同的pH) 　　　↓ ③反應(yīng)階段：加入果膠酶反應(yīng)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 3．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 4.固定化酶和固定化細胞 (1)固定化酶 ①應(yīng)用原理：將酶

4、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(fù)使用。 ②應(yīng)用實例： a．反應(yīng)機理：葡萄糖果糖。 b．固定化酶反應(yīng)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(yīng)柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板，酶顆粒無法通過小孔，而反應(yīng)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(xué)的方法將細胞固定在一定空間內(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(xué)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0.05 mol/L的CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻

5、酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母細胞→沖洗→發(fā)酵。 加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法 (1)判斷加酶洗衣粉洗滌效果的方法：可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如已消失、顏色變淺、面積縮小等。 (2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法：實驗設(shè)計遵循的原則是對照原則和單一變量原則，如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有何不同時，以洗衣粉的種類為自變量，其他條件完全一致；同時，普通洗衣粉處理污物與加酶洗衣粉處理污物形成對照。 (3)變量分析 實驗 自變量 因變量 無關(guān)變量 探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果 洗衣粉種類(普通和加酶) 洗滌效果 水的用量，污物的量，實

6、驗用布的質(zhì)地與大小，不同洗衣粉的用量，攪拌、洗滌時間等 探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果 加酶洗衣粉中酶的種類 探究不同溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響 溫度 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(xué)結(jié)合法、物理吸附法 包埋法 特點 優(yōu)點 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 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 實例 固定化葡萄糖異構(gòu)酶 固定化酵母細胞 2．請你補充“探究普通洗衣粉與加酶洗衣粉的洗滌效果”

7、的實驗步驟。 (1)取大燒杯兩只，用量筒量取等量水放入其中。 (2)將制好的污染布塊和洗衣粉(一組為污染布塊與普通洗衣粉，一組為污染布塊與加酶洗衣粉)分別放入兩只燒杯中。 (3)_________________________________________________； (4)_______________________________________________。 [提示]　(3)用玻璃棒同時充分攪拌一段時間。一段時間后，攪拌可重復(fù)進行　(4)洗滌相同的時間后，觀察洗滌效果 考查酶活性及其在食品制造方面的應(yīng)用 1．生產(chǎn)果汁時，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁率

8、?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題： (1)某同學(xué)用3種不同的果膠酶進行3組實驗，各組實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。這一實驗的目的是___________________。 (2)現(xiàn)有一種新分離出來的果膠酶，為探究其最適溫度，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗：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。該實驗溫度設(shè)置的不足之處有______________________和______________________

9、____。 (3)某同學(xué)取5組試管(A～E)分別加入等量的同種果泥，在A、B、C、D 4個實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實驗組相同。將5組試管置于適宜溫度下保溫一定時間后，測定各組的出汁量。通過A～D組實驗可比較不同實驗組出汁量的差異。本實驗中，若要檢測加入酶的量等于0而其他條件均與實驗組相同時的出汁量，E組設(shè)計________(填“能”或“不能”)達到目的，其原因是_________________。 [解析]　(1)據(jù)題意可知，實驗的自變量是果膠酶的來源，因變量是果膠酶的活性，因此該實驗

10、的目的是探究不同來源果膠酶的活性。 (2)據(jù)實驗設(shè)計可知，該實驗是探究果膠酶的最適溫度，所以自變量是溫度，因此該實驗方案中，溫度應(yīng)該在常溫范圍內(nèi)設(shè)置系列溫度梯度且梯度差值相等。另外探究溫度對酶活性的影響時，應(yīng)保證酶促反應(yīng)只能在設(shè)定的溫度下進行，同一實驗組的反應(yīng)溫度只能是一個，所以實驗操作應(yīng)該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)定溫度下處理一定時間后再混合，才能保證實驗在設(shè)定的溫度下進行。 (3)本實驗的自變量是果膠酶的量，因變量是出汁量，對照實驗的設(shè)計應(yīng)遵循單一變量原則和對照原則，根據(jù)實驗設(shè)置，通過A～D組實驗可比較不同實驗組出汁量的差異。若要檢測加入酶的量等于0，而其他條件均

11、與實驗組相同時的出汁量，則E組應(yīng)加入的是緩沖液而不是蒸餾水，使試管中液體體積與實驗組相同，才符合實驗設(shè)計應(yīng)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(yīng)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，違背了單一變量原則 考查酶在洗滌方面的應(yīng)用 2．回答下列問題： (1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性隨pH的變化如圖所示。通常，用清水洗滌衣服上的新鮮血跡時，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

12、洗衣粉，理由是__________________________。 (2)某同學(xué)為了洗去衣服上的油漬，洗衣時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”)等基團的解離狀態(tài)。 [解析]　(1)用清水洗滌衣服上的新鮮血跡時，如果使用開水，會使血中的蛋白質(zhì)變性而沉淀，難以清洗。使用堿性洗

13、衣粉去除衣服上的血漬，堿性條件下只有蛋白酶丙有活性，應(yīng)選擇含有蛋白酶丙的堿性洗衣粉。 (2)脂肪酶的化學(xué)成分為蛋白質(zhì)，會被蛋白酶水解。 (3)蛋白酶和其作用的蛋白質(zhì)類污漬的氨基和羧基均會發(fā)生解離，pH會影響其解離狀態(tài)。 [答案]　(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丙有活性　(2)不合理　蛋白酶會降解脂肪酶　(3)羧基和氨基 考查固定化酶(細胞)及其應(yīng)用 3．(2019·唐山一中高三模擬)如圖1表示制備固定化酵母細胞的某步操作，圖2是利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的示意圖。請據(jù)圖分析回答下列問題： 圖1　　　　　　圖2　　　　　　　圖3

14、 (1)圖1中，將溶化好的海藻酸鈉溶液________，加入已活化的酵母細胞，進行充分攪拌，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。海藻酸鈉載體的特點是_______________________。 (2)某同學(xué)在圖1步驟結(jié)束后得到圖3所示的實驗結(jié)果，出現(xiàn)此結(jié)果的可能原因有______________________________(答出兩點)。 (3)圖1中制備的凝膠珠用____________洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中。 (4)下面是制備固定化酵母細胞的步驟，正確的是________。 ①配制CaCl2溶液?、谂渲坪Ｔ逅徕c溶液　③海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合?、芙湍讣毎幕罨、莨潭ɑ湍讣?/p>

15、胞 A．①②③④⑤　　 B．④①③②⑤ C．④⑤②①③ D．④①②③⑤ (5)若用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿，需要使用________酶。從酶數(shù)量的角度分析，與固定化酶技術(shù)相比，固定化細胞固定的是________。如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，應(yīng)采用固定化________(填“酶”或“細胞”)技術(shù)。 [解析]　(1)在將海藻酸鈉溶液和酵母細胞混合時，應(yīng)將完全溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，再加入已活化的酵母細胞，否則會因溫度過高而導(dǎo)致酵母細胞死亡。海藻酸鈉載體的特點是不溶于水、多孔。 (2)圖3中顯示沒有形成大小均勻的凝膠珠，出現(xiàn)此結(jié)果的可能原因：海藻酸鈉濃度過高，注射器中的混合液推進的速度

16、過快，注射時針頭離氯化鈣溶液距離太近。 (3)圖1中，制備好的凝膠珠(固定好的酵母細胞)用蒸餾水洗滌2～3次后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中。 (4)制備固定化酵母細胞的正確步驟：酵母細胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液和酵母細胞混合→固定化酵母細胞，D正確。 (5)葡萄糖異構(gòu)酶能將葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖，因此用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿，需要使用葡萄糖異構(gòu)酶。固定化細胞固定的是多酶系統(tǒng)(或一系列酶或多種酶)。如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，應(yīng)采用固定化酶技術(shù)。 [答案]　(1)冷卻至室溫　不溶于水、多孔　(2)海藻酸鈉濃度過高；注射器中的混合液推進的速度過快；注射時針頭離氯化鈣溶液距

17、離太近　(3)蒸餾水　(4)D　(5)葡萄糖異構(gòu)　多酶系統(tǒng)(或一系列酶或多種酶)　酶 植物有效成分的提取 1．植物芳香油的來源、特點和提取 (1)來源：芳香油是芳香植物在代謝中的產(chǎn)物，目前已知其主要組分包括萜類化合物及其衍生物。 (2)特點：具有很強的揮發(fā)性，易溶于有機溶劑。 (3)提取：橘皮芳香油既可采用蒸餾法提取，也可采用壓榨法制得，而水蒸氣蒸餾法適用于能隨水蒸氣蒸餾出來而不被破壞的物質(zhì)成分。一些植物的芳香油還可采用萃取法提取。 2．水蒸氣蒸餾法提取橘皮中的芳香油 3．橘皮精油的提取 4．玫瑰精油的提取 5．胡蘿卜素的提取 (1)方法：萃取法，石油

18、醚最適宜作萃取劑。 (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．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)致原料焦糊和有效成分水解等問題 分離較為困難

19、，出油率相對較低 使用的有機溶劑處理不當(dāng)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 探索最佳萃取溫度，嚴格控制溫度 萃取時間 適當(dāng)延長萃取時間 圖1為水蒸氣蒸餾的裝置圖，圖2為萃取裝置圖，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于上述蒸餾方法嗎？說明理由。(至少答兩點) (3)圖2的安裝及拆除順序如何？為何常采用水浴加熱？在燒瓶口安裝

20、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(yīng)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(xué)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(dǎo)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)安裝順序是由下而上，拆除時相反。采用水浴加熱的原因：有機溶劑都是易燃物，直接使用明火加熱容易引起燃燒、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)。 考查植物芳香油的提取原理、方法及流程等 1．(2019·重慶巴蜀中學(xué)

21、高三月考)丁香是端午節(jié)傳統(tǒng)習(xí)俗——“佩香囊”中的常用藥材。丁香富含丁香酚(分子式為C10H12O2)，是無色或微黃色液體，有強烈的丁香香氣，不溶于水，主要用于抗菌、降血壓，也可用于香水香精以及各種化妝品香精和皂用香精配方中，還可以用于食用香精。某生物興趣小組結(jié)合玫瑰精油的提取，設(shè)計了提取丁香精油的實驗流程：丁香藥材粉碎后30目篩(100 g)＋水(600 mL)→浸泡12 h→水蒸氣蒸餾裝置→A→B→油水混合物→C→粗提精油分加D→過濾丁香精油→裝入棕色瓶內(nèi)備用。請回答下列問題： (1)植物芳香油的提取可采用的方法有蒸餾法、____________和________。提取丁香精油時，常采用水

22、蒸氣蒸餾中的____________法。 (2)從丁香中提取丁香精油時可采用從玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是丁香精油與玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)相似，即丁香精油_________________________________，能隨水蒸氣一同蒸餾出來。 (3)該實驗中的丁香藥材常用果實部分，原因是_____________。 (4)其中B表示________過程，C表示________，通過C提取出的粗提精油，可能還混有一定的水分，所以要向提取液中加入[D]________吸水，放置過夜，再過濾除去固體物質(zhì)，即可得到丁香精油。 [解析]　(1)植物芳香油的提取可采用的方法有蒸餾法、萃取法和

23、壓榨法；提取丁香精油時，常采用水蒸氣蒸餾中的水中蒸餾法。 (2)丁香精油與玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)相似，即丁香精油化學(xué)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，因此從丁香中提取丁香精油時可采用從玫瑰花中提取玫瑰精油的方法。 (3)因丁香果實中含油量較高，故常用該部分作藥材。 (4)根據(jù)精油的提取流程可知，B表示冷凝過程，C表示分離油層，通過C提取出的粗提精油，可能還混有一定的水分，所以要向提取液中加入D(無水硫酸鈉)吸水。 [答案]　(1)萃取法　壓榨法　水中蒸餾　(2)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，易溶于有機溶劑　(3)丁香果實中含油量較高　(4)冷凝　分離油層　無水硫酸鈉 考查

24、胡蘿卜素的提取與鑒定 2．(2019·廣東省梧州市高三模擬)三孢布拉霉菌能用來生產(chǎn)胡蘿卜素，但該菌株的高產(chǎn)性狀容易退化，需要定期篩選出高產(chǎn)菌株，研究表明菌體細胞內(nèi)的[H]可將無色的TTC還原為紅色復(fù)合物，且菌體細胞內(nèi)[H]含量越高，還原能力越強，胡蘿卜素合成能力也越強。請結(jié)合下列篩選菌株及提取胡蘿卜素的流程圖回答問題。 三孢布拉霉菌液→梯度稀釋→涂布到含有TTC的培養(yǎng)基上→挑取單菌落→擴大培養(yǎng)→收集菌絲并處理→萃取→鑒定 (1)工業(yè)生產(chǎn)上提取天然胡蘿卜素的方法主要有三種，除可利用上述微生物的發(fā)酵生產(chǎn)之外，還可以從植物中提取和從________中獲取。萃取的最佳溫度和時間可以通過設(shè)置___

25、_____來摸索。 (2)將菌液涂布到含TTC的培養(yǎng)基上，目的是篩選出____________________________，對照組需涂布等量的________以判斷培養(yǎng)基是否被污染。挑取單菌落時，若菌落周圍________，則菌株合成胡蘿卜素的能力較強。 (3)從該微生物中提取胡蘿卜素時，擴大培養(yǎng)后要收集菌絲進行的處理是粉碎和________，以提高萃取效率。為了驗證萃取物是否是胡蘿卜素，該同學(xué)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(如圖甲所示)，并進行分離，濾紙條上各色素帶的位置為_______

26、_(填字母)時，即可說明該萃取物最可能是胡蘿卜素。 甲　　A　　　B　　　C　　　D [解析]　(1)工業(yè)生產(chǎn)上提取胡蘿卜素的方法有利用微生物的發(fā)酵生產(chǎn)、從植物中提取和從大面積養(yǎng)殖的巖藻中獲取。萃取的最佳溫度和時間可以通過設(shè)置對照實驗來摸索。 (2)據(jù)題干信息可知，三孢布拉霉菌細胞內(nèi)的[H]可將無色的TTC還原為紅色復(fù)合物，且菌體細胞內(nèi)[H]含量越高，胡蘿卜素合成能力也越強，所以將菌液涂布到含TTC的培養(yǎng)基上的目的是篩選出合成胡蘿卜素較強的菌體；對照組需涂布等量的無菌水以判斷培養(yǎng)基是否被污染。挑取單菌落時，若菌落周圍紅色較深，則菌株合成胡蘿卜素的能力較強。 (3)收集菌絲后要進行粉

27、碎和干燥，以提高萃取效率。葉綠體中的色素，由于溶解度不同，在濾紙條上的擴散速率不同，擴散最快的是胡蘿卜素，其次分別是葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。分離的結(jié)果中，若4位置在最上，則說明其為胡蘿卜素，其次為3位置上的葉黃素，接著是2位置上的葉綠素a，在濾紙條最下面的是位置1上的葉綠素b，即濾紙條上各色素帶的位置為B時，即可說明該萃取物最可能是胡蘿卜素。 [答案]　(1)(大面積養(yǎng)殖的)巖藻　對照實驗　(2)合成胡蘿卜素較強的菌體(或高產(chǎn)菌株)　無菌水　紅色較深　(3)干燥　B 蛋白質(zhì)的提取和分離 1．方法及原理 方法 原理 凝膠色譜法 根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì) 電泳

28、法 利用了各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身大小、形狀的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度進行分離 2.實驗步驟 (1)樣品處理：紅細胞的洗滌→血紅蛋白的釋放。 (2)粗分離：分離血紅蛋白溶液→透析可以去除樣品中分子量較小的雜質(zhì)，或用于更換樣品的緩沖液。 (3)純化：調(diào)節(jié)緩沖液面→加入蛋白質(zhì)樣品→調(diào)節(jié)緩沖液面→洗脫→收集分裝蛋白質(zhì)。 (4)純度鑒定：SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳。 3．蛋白質(zhì)純度鑒定的實驗結(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→直接檢查； 加入大分子有色物質(zhì)如藍色葡聚糖或紅色

29、葡聚糖，若色帶均勻、狹窄、平整→裝填成功 血紅蛋白的分離 血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻、狹窄、平整，隨洗脫液緩慢流出→分離成功 1．在裝填凝膠色譜柱時，不得有氣泡存在的原因是什么？在操作中不能發(fā)生洗脫液流干漏出凝膠顆粒的現(xiàn)象，如果發(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，降低分離效果。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。 2．一同學(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(xué)的角度做出解釋。 [提示]　2種；攜帶者具有(控制

30、血紅蛋白的)一對等位基因，可以控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)。 考查蛋白質(zhì)提取與分離的原理、流程等 請根據(jù)血紅蛋白的提取和分離流程圖回答下列問題： (1)將實驗流程按先后順序補充完整：________、________。 (2)凝膠色譜法的基本原理是根據(jù)________________________分離蛋白質(zhì)。 (3)洗滌紅細胞的目的是去除________，洗滌干凈的標志是____________。為防止血液凝固，在采血容器中通常要預(yù)先加入________(填抗凝劑名稱)。 (4)如圖是凝膠色譜法分離血紅蛋白時樣品加入過程的示意圖，正確的加樣順序是________。 (5

31、)在裝填色譜柱時不能有氣泡存在，因為______________，降低分離效果。如果__________________，說明色譜柱制作成功。 [解析]　(1)血紅蛋白的提取和分離流程：紅細胞的洗滌→血紅蛋白的釋放→分離血紅蛋白溶液→透析→凝膠色譜柱的制作→凝膠色譜柱的裝填→樣品的加入和洗脫?？梢?，A表示血紅蛋白的釋放，B表示凝膠色譜柱的裝填。 (2)凝膠色譜法的基本原理：根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)。 (3)洗滌紅細胞的目的是去除雜蛋白，以利于后續(xù)步驟的分離純化。洗滌干凈的標志是離心后的上清液不再呈現(xiàn)黃色。為防止血液凝固，在采血容器中要預(yù)先加入抗凝血劑，即檸檬酸鈉，其比例是每100

32、 mL血液加入3.0 g檸檬酸鈉。 (4)加樣順序是調(diào)整緩沖液面、滴加透析樣品、樣品滲入凝膠床、再調(diào)整緩沖液面，即④①②③。 (5)由于氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果，所以在裝填凝膠色譜柱時，不得有氣泡產(chǎn)生。在蛋白質(zhì)分離過程中，如果紅色區(qū)帶均勻一致地移動，說明色譜柱制作成功。 [答案]　(1)血紅蛋白的釋放　凝膠色譜柱的裝填 (2)相對分子質(zhì)量的大小　(3)雜蛋白(或血漿蛋白)　離心后的上清液不再呈現(xiàn)黃色　檸檬酸鈉　(4)④①②③　(5)氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序　紅色區(qū)帶均勻一致地移動 真題體驗| 感悟高考　淬煉考能 1．(2019·江蘇高考)下列關(guān)于加

33、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．用加酶洗滌劑能減少洗滌時間并節(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)洗滌劑的去污能力更強，所以用加酶洗滌劑能減少洗滌時間并節(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，減少了微纖維之間的糾纏，而使纖維變得柔軟，因此添加纖

34、維素酶的洗衣粉具有增白、柔軟兩個獨特功能，C正確。加酶洗衣粉中所添加的酶，通常是科學(xué)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．(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→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，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_________________________

35、________________________。 (2)提取物質(zhì)W時，振蕩的作用是_____________________。 (3)活性炭具有很強的吸附能力，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56 ℃)、乙醇(沸點約78 ℃)兩種溶劑，在提取物質(zhì)W時，應(yīng)選用丙酮作為提取劑，理由是_____________。 (5)該實驗操作過程中應(yīng)注意的事項是__________________(答出兩點即可)。 [解析]　(1)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溶

36、劑會被水稀釋，進而降低對物質(zhì)W的提取效果，因此，原料應(yīng)選用晾干的植物甲。 (2)提取物質(zhì)W時，振蕩的作用是使粉碎的顆粒與有機溶劑充分混勻，從而使物質(zhì)W充分溶解于極性有機溶劑中。 (3)綠色植物甲中含有色素，色素也能溶于有機溶劑，用活性炭處理提取液的目的是去除提取液中的色素，以增加成品的純度。 (4)與乙醇相比，丙酮的沸點較低，而物質(zhì)W受熱易分解，故應(yīng)選用丙酮作為提取劑，蒸餾時物質(zhì)W分解較少。 (5)在該實驗操作過程中應(yīng)注意的事項是在溫度較低的情況下操作，防火，控制處理的時間等。 [答案]　(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溶

37、劑會被水稀釋，進而降低對物質(zhì)W的提取效果　(2)使原料和溶劑充分混勻　(3)去除提取液中的色素　(4)丙酮沸點低于乙醇，蒸餾時物質(zhì)W分解較少　(5)在溫度較低的情況下操作，防火 3．(2017·海南高考)綠藻A是某種單細胞綠藻，能夠合成物質(zhì)W。某小組為探究氮營養(yǎng)缺乏對綠藻A增殖及物質(zhì)W累計的影響，將等量的綠藻A分別接種在氮營養(yǎng)缺乏(實驗組)和氮營養(yǎng)正常(對照組)的兩瓶培養(yǎng)液中，并在適宜溫度和一定光強下培養(yǎng)。定時取樣并檢測細胞濃度和物質(zhì)W的含量，結(jié)果如圖。 (1)從圖甲可知，在氮營養(yǎng)正常培養(yǎng)液的瓶中，綠藻A的種群增長曲線呈________型。 (2)綜合圖甲和圖乙的信息可知，在生產(chǎn)上，

38、若要用少量的綠藻A獲得盡可能多的物質(zhì)W，可以采取的措施是_________________。 (3)若物質(zhì)W是類胡蘿卜素，根據(jù)類胡蘿卜素不易揮發(fā)和易溶于有機溶劑的特點，應(yīng)選擇的提取方法是________。用紙層析法可以將類胡蘿卜素與葉綠素分開，紙層析法分離的原理是________ ____________________________________________________。 (4)在以上研究的基礎(chǔ)上，某人擬設(shè)計實驗進一步研究氮營養(yǎng)缺乏程度對物質(zhì)W積累的影響，則該實驗的自變量是___________。 (5)與在光照條件下相比，若要使綠藻A在黑暗條件下增殖，需要為其提供___

39、_____(填“葡萄糖”或“纖維素”)作為營養(yǎng)物質(zhì)，原因是__________________________________________________。 [解析]　(1)由圖甲可知，在氮營養(yǎng)正常培養(yǎng)液的瓶中，綠藻A的種群增長曲線呈S型。(2)由圖甲可知，正常氮營養(yǎng)液中綠藻增殖速度較缺氮營養(yǎng)液中綠藻增殖速度快；由圖乙可知，正常氮營養(yǎng)液中物質(zhì)W的含量較缺氮營養(yǎng)液中物質(zhì)W含量低。因此，綜合圖甲和圖乙的信息可知，在生產(chǎn)上，若要用少量的綠藻A獲得盡可能多的物質(zhì)W，可以采取的措施是先將少量綠藻放在氮營養(yǎng)正常的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，等到細胞濃度最高時集中收集，再放在氮營養(yǎng)缺乏的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。(3)類胡

40、蘿卜素不易揮發(fā)和易溶于有機溶劑，因此提取胡蘿卜素應(yīng)該選擇萃取法。用紙層析法可以將類胡蘿卜素與葉綠素分開，紙層析法分離的原理：類胡蘿卜素和葉綠素在層析液(有機溶劑)中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上的擴散速度快，反之則慢，從而將它們分離。(4)該實驗的目的是進一步研究氮營養(yǎng)缺乏程度對物質(zhì)W積累的影響，則該實驗的自變量是培養(yǎng)基中的氮營養(yǎng)濃度。(5)在黑暗條件下，綠藻不能進行光合作用合成糖類(有機物)，需要吸收葡萄糖為營養(yǎng)物質(zhì)，而纖維素不能被綠藻吸收利用。因此，與在光照條件下相比，若要使綠藻A在黑暗條件下增殖，需要為其提供葡萄糖作為營養(yǎng)物質(zhì)。 [答案]　(1)S　(2)先將少量綠藻放在氮營養(yǎng)正常的培養(yǎng)液培養(yǎng)，等到細胞濃度最高時集中收集，再放在氮營養(yǎng)缺乏的培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)　(3)萃取　類胡蘿卜素和葉綠素在層析液(有機溶劑)中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上的擴散速度快，反之則慢，從而將它們分離　(4)培養(yǎng)基中的氮營養(yǎng)濃度　(5)葡萄糖　在黑暗下，綠藻不能進行光合作用合成糖類(有機物)，需要吸收葡萄糖作為營養(yǎng)物質(zhì)，而纖維素不能被綠藻吸收利用 16