生物第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

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1、第35講PART 35生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用考點(diǎn)互動(dòng)探究教師備用習(xí)題考試說(shuō)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(cè)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)?？键c(diǎn)互動(dòng)探究知識(shí)梳理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:、壓榨和等?？键c(diǎn)一植物有效成分的提取揮發(fā)性有機(jī)蒸餾萃取考點(diǎn)互動(dòng)探究(3)玫瑰精油的提取圖11-35-1 (4)橘皮精油的提取圖11-35-2 水蒸氣

2、蒸餾水蒸氣水氣蒸餾水蒸氣蒸餾NaCl無(wú)水Na2SO4壓榨法機(jī)械加壓壓榨靜置考點(diǎn)互動(dòng)探究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)影響萃取的因素主要因素:和使用量。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。萃取胡蘿卜素萃取劑的性質(zhì)考點(diǎn)互動(dòng)探究(4)提取裝置的設(shè)計(jì)加熱方式:采用加熱,避免加熱。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(guò)濾胡蘿卜素(6)胡蘿卜素的鑒定:法。水浴明火回流冷凝粉碎萃取濃縮紙層析考點(diǎn)互動(dòng)探究核心講解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)

3、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(lái)通過(guò)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)溶液中考點(diǎn)互動(dòng)探究提取方法蒸餾法壓榨法萃取法優(yōu)點(diǎn) 簡(jiǎn)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(huì)導(dǎo)致原料焦糊和有效成分水解等問(wèn)題分離較為困難,出油率相對(duì)較低使用的有機(jī)溶劑處理不當(dāng)會(huì)影響芳香油的質(zhì)量考點(diǎn)互動(dòng)探究易錯(cuò)提醒用萃取法提取植物有效成分應(yīng)注意的問(wèn)題(1)萃取溫度和時(shí)間都會(huì)影響萃取的

4、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(guò)高會(huì)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(zhǎng)萃取時(shí)間。導(dǎo)致溶劑沿濾紙兩邊的移動(dòng)加快,溶劑前沿不齊,影響結(jié)果?？键c(diǎn)互動(dòng)探究2.胡蘿卜素提取中需要注意的問(wèn)題(1)層析時(shí)注意選擇干凈的濾紙,為了防止操作時(shí)對(duì)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0.5cm)。(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(dòng)加快,溶劑前沿不齊,影響結(jié)果?？键c(diǎn)互動(dòng)探究題組訓(xùn)練考點(diǎn)互

5、動(dòng)探究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。A表示過(guò)程,B表示過(guò)程,C表示,通過(guò)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(guò)夜,再過(guò)濾除去固體物質(zhì),即可得到茉莉精油。答案(1)在花開(kāi)的盛花期采摘茉莉花(2)采用水蒸氣蒸餾法。原因有茉莉精油的化學(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(huì)隨水蒸氣蒸餾出來(lái),便于提取;水蒸氣蒸餾法設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、易于操作(3)14水蒸氣蒸餾冷凝分離油層無(wú)水硫酸鈉考點(diǎn)互動(dòng)探究解析(1)在盛花期采摘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

6、取;但前者具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),因此常采用水蒸氣蒸餾法。(3)在提取過(guò)程中,加入清水、食鹽和無(wú)水硫酸鈉可以使芳香油被逐步分離并純化。2.2017湖北襄陽(yáng)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(qǐng)根據(jù)胡蘿卜素的提取過(guò)程及其性質(zhì),回答下列問(wèn)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(guò)濾B胡蘿卜素,其中B過(guò)程叫。從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時(shí),常用作溶劑。在胡蘿卜顆粒的加熱干燥過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格將溫度和時(shí)間控制在一定范圍,原因是?？键c(diǎn)互動(dòng)探究(3)如圖11-3

7、5-3中甲為提取胡蘿卜素的裝置示意圖,請(qǐng)指出圖中一處錯(cuò)誤并改正:。(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?？键c(diǎn)互動(dòng)探究圖11-35-3考點(diǎn)互動(dòng)探究答案(1)萃取胡蘿卜素?fù)]發(fā)性較差,不能隨水蒸氣蒸餾出來(lái)(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(zhǎng)會(huì)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(lái)。(2)干燥后應(yīng)是萃取,而B(niǎo)應(yīng)是濃縮。提

8、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(guò)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(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致胡蘿卜素分解。(3)題圖甲中萃取過(guò)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(niǎo)和C含有其他色素帶,說(shuō)明是提取樣品。歸納提升胡蘿卜素萃取的影響因素及解決方法考點(diǎn)互動(dòng)探究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(zhǎng)萃取時(shí)間考點(diǎn)互動(dòng)探究知識(shí)梳理 1.樣品處理與粗分離考點(diǎn)二蛋白質(zhì)的提取與分離圖

9、11-35-4 去除雜蛋白蒸餾水漲破血紅蛋白透析小分子雜質(zhì)考點(diǎn)互動(dòng)探究2.純化與純度鑒定圖11-35-5 凝膠色譜法移動(dòng)速度不同大考點(diǎn)互動(dòng)探究核心講解分離過(guò)程2.電泳法(1)概念:指帶電粒子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過(guò)程。(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(huì)帶上正電或負(fù)電,在電場(chǎng)的作用下,這些帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)?？键c(diǎn)互動(dòng)探究蛋白質(zhì)類型進(jìn)入凝膠內(nèi)部的程度路程移動(dòng)速度相對(duì)分子質(zhì)量較小容易較長(zhǎng)較慢相對(duì)分子質(zhì)量較大無(wú)法進(jìn)入較短較快考點(diǎn)互動(dòng)探究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(cè)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(duì)

10、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紅蛋白而設(shè)計(jì)的“血紅蛋白提取、分離流程圖”:考點(diǎn)互動(dòng)探究題組訓(xùn)練請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)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(xiě)出一種方法)。(3)血紅蛋白的純化是通過(guò)法將相對(duì)分子質(zhì)量大的雜質(zhì)蛋白除去?？键c(diǎn)互動(dòng)探究(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)

11、現(xiàn)各種分子的分離。(5)一同學(xué)通過(guò)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?？键c(diǎn)互動(dòng)探究圖11-35-7考點(diǎn)互動(dòng)探究答案(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)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(duì)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

12、溶液濃度低于動(dòng)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(duì)等位基因,可以控制合成兩種不同的蛋白質(zhì)?？键c(diǎn)互動(dòng)探究知識(shí)梳理考點(diǎn)三酶的應(yīng)用1.果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用(1)果膠作用:以及胞間層的主要組成成分之一;在果汁加工中,會(huì)影響并使果汁混濁。成分:由聚合而成的一種高分子化合物。特點(diǎn):不溶于水。植物細(xì)胞壁出汁率半乳糖醛酸考點(diǎn)互動(dòng)探究果膠酯酶果膠半乳糖醛酸化學(xué)反應(yīng)表示方

13、法:用在一定條件下,酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的來(lái)表示。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(lái)表示。(4)影響酶活性的因素:、和酶的抑制劑等。2.加酶洗衣粉在洗滌中的作用(1)加酶洗衣粉:指含的洗衣粉?？键c(diǎn)互動(dòng)探究反應(yīng)速度反應(yīng)物的減少量產(chǎn)物的增加量溫度pH酶制劑(2)酶制劑的種類與洗滌原理考點(diǎn)互動(dòng)探究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(lái)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小分子肽甘油和脂肪酸麥芽糖、葡萄糖纖維素3.固定化酶和固定化細(xì)胞(1)固定化酶形成:將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種

14、上,使之成為的制劑。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)多次使用;便于,有利于自動(dòng)化生產(chǎn)。(2)固定技術(shù)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)?？键c(diǎn)互動(dòng)探究介質(zhì)不溶于水而又有酶活性穩(wěn)定性運(yùn)輸和貯存方法(連線)考點(diǎn)互動(dòng)探究答案A-b-B-a-C-c-(3)適用對(duì)象一般來(lái)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。考點(diǎn)互動(dòng)探究化學(xué)結(jié)合法包埋法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(cè)出的酶促反應(yīng)的速率來(lái)衡量,但是酶促反應(yīng)的速率并不等于酶活

15、性。如過(guò)氧化氫酶活性為零時(shí)(不起催化作用),過(guò)氧化氫的分解速率并不為零。(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(huì)影響酶活性,它是影響酶促反應(yīng)速率的因素之一?？键c(diǎn)互動(dòng)探究核心講解(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(guò)影響酶活性來(lái)影響酶促反應(yīng)速率的。底物濃度和酶的濃度通過(guò)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?？键c(diǎn)互動(dòng)探究2.固定化酶與固定化細(xì)胞的比較考點(diǎn)互動(dòng)探究固定化酶固定化

16、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、物理吸附法包埋法特點(diǎn)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(duì)果膠酶活性的影響,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):.將果膠酶與蘋(píng)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)。.將果膠酶與蘋(píng)果泥混合,再次在10水浴中恒溫處理10分鐘(如圖11-35-8中B)?？键c(diǎn)互動(dòng)探究題組訓(xùn)練圖11-35-8.將步驟處理后的混合物過(guò)濾,收

17、集濾液,測(cè)果汁量(如圖11-35-8中C)。.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:根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),請(qǐng)分析回答下列問(wèn)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。考點(diǎn)互動(dòng)探究溫度()10203040506070果汁量(mL)8131525151211(3)題中的步驟能否省略?,原因是。(4)為什么此實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)測(cè)量濾出的果汁的體積大小來(lái)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??？键c(diǎn)互動(dòng)

18、探究答案(1)果膠(2)40最高(3)不能步驟保證了果膠酶和蘋(píng)果泥混合前處于相同溫度,避免混合時(shí)溫度不同對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響(4)單位時(shí)間內(nèi)得到的果汁越多,說(shuō)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)考點(diǎn)互動(dòng)探究解析(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)題中的步驟不能省略,因?yàn)樵摬襟E保證了果膠酶和蘋(píng)果泥混合前處于相同溫度,避免混合時(shí)溫度不同對(duì)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(guò)濾

19、紙,單位時(shí)間內(nèi)得到的蘋(píng)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.為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果,將一種無(wú)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(dòng)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。考點(diǎn)互動(dòng)探究水溫/1020304050組別甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血漬時(shí)間/min6766885251

20、8336347711126891167清除油漬時(shí)間/min93789587639182468575277769868請(qǐng)回答下列問(wèn)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(shuō)明酶的作用具有。(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(qǐng)比較這3組洗滌效果之間的差異:,并說(shuō)明理由:?？键c(diǎn)互動(dòng)探究答案(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(méi)有酶的洗衣粉洗滌效果相當(dāng)考點(diǎn)互動(dòng)探究解析(

21、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(shuō)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(méi)有酶的洗衣粉洗滌效果相當(dāng)。3.圖11-35-9表示制備固定化酵母細(xì)胞的過(guò)程,

22、請(qǐng)據(jù)圖回答:(1)在缺水狀態(tài)下,微生物處于休眠狀態(tài)。活化就是讓處于休眠狀態(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)。(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。考點(diǎn)互動(dòng)探究圖11-35-9(3)觀察形成的凝膠珠顏色和形狀:形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,說(shuō)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。考點(diǎn)互動(dòng)探究答案(1)正常的生活體積會(huì)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)使膠體聚沉考點(diǎn)互動(dòng)探究解析(1)在缺水狀態(tài)下

23、,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)榻湍讣?xì)胞活化時(shí)體積會(huì)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(guò)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(guò)高,很難形成凝膠珠;如果濃度過(guò)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。歸納提升(1)細(xì)胞的固定化要在嚴(yán)格無(wú)菌條件下進(jìn)行;對(duì)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

24、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(guò)高,將很難形成凝膠珠;濃度過(guò)低,凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)量少。考點(diǎn)互動(dòng)探究考點(diǎn)互動(dòng)探究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(guò)高時(shí)凝膠珠呈白色,過(guò)低時(shí)凝膠珠易呈蝌蚪狀歷年真題明考向答案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C

25、aCl2溶液不需加熱,B項(xiàng)錯(cuò)誤。考點(diǎn)互動(dòng)探究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(guò)高時(shí)凝膠珠呈白色,過(guò)低時(shí)凝膠珠易呈蝌蚪狀凝膠珠成形后應(yīng)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(guò)低時(shí)固定的酵母細(xì)胞數(shù)目少,凝膠珠呈白色,濃度過(guò)高時(shí)凝膠珠易呈蝌蚪狀,D項(xiàng)錯(cuò)誤。考點(diǎn)互動(dòng)探究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

26、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()A.堿性纖維素酶對(duì)污布類型2的去污力最強(qiáng)B.不同類型洗衣粉影響堿性纖維素酶的去污力C.堿性纖維素酶對(duì)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圖11-35-10 考點(diǎn)互動(dòng)探究解析由于污布類型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(duì)污布的去污能力的大小,也不能確定不同類型洗衣粉對(duì)堿性纖維素酶去污力的影響,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)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(shuō)明堿性纖維素酶對(duì)污布類型2、3的去污力不同,C項(xiàng)正確。圖中沒(méi)有污布

27、類型相同、洗衣粉類型相同而酶量不同的對(duì)照實(shí)驗(yàn),故不能說(shuō)明加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C考點(diǎn)互動(dòng)探究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(duì)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(huì)降解茶飲料中的有益成分答案C解析透析法是利用小分子物質(zhì)可通過(guò)半透膜,而大分子物質(zhì)不能通過(guò)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?？键c(diǎn)互動(dòng)探究3.20

28、17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(duì)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(huì)降解茶飲料中的有益成分化學(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(huì)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?？键c(diǎn)互動(dòng)探究4.2017全國(guó)卷綠色植物甲含有物質(zhì)W,該物質(zhì)為無(wú)色針狀晶體,易溶于極性有機(jī)溶劑,難溶于水,且受

29、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(guò)濾去除活性炭蒸餾(含回收溶劑)重結(jié)晶成品?；卮鹣铝袉?wèn)題:(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(guò)程中,用活性炭處理提取液的目的是?？键c(diǎn)互動(dòng)探究(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(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)是(答出兩點(diǎn)即可)。答案(1)晾干高溫烘干過(guò)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

30、提取的極性有機(jī)溶劑會(huì)被水稀釋,進(jìn)而降低對(duì)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(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,防火考點(diǎn)互動(dòng)探究解析(1)提取物質(zhì)W最好選用晾干的植物甲,因?yàn)楦邷睾娓蛇^(guò)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(huì)被水稀釋,進(jìn)而降低對(duì)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(guò)程要在低溫下進(jìn)行,同時(shí)注意防火?？键c(diǎn)互動(dòng)探究5

31、.2016海南卷回答下列問(wèn)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(kāi)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。(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。圖11-35-11 考點(diǎn)互動(dòng)探究(3)已知溶液的pH可以影響酶的活性,請(qǐng)推測(cè)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(tuán)的解離狀態(tài)。答案(

32、1)開(kāi)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(huì)降解脂肪酶(3)羧基和氨基考點(diǎn)互動(dòng)探究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(kāi)水會(huì)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(kāi)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(huì)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?？键c(diǎn)互動(dòng)探究6.2016江蘇卷為了探索海藻酸鈉固定化對(duì)綠球藻生長(zhǎng)的影響,以及固定化藻對(duì)含Zn2+污水的凈化作用,科研人員用篩選到的

33、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(qǐng)回答圖11-35-12下列問(wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)中的海藻酸鈉作用是,CaCl2的作用是?？键c(diǎn)互動(dòng)探究(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)24h后,移去凝膠球,溶液呈綠色,原因是。(3)為探索固定化藻對(duì)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2448h間Zn2+濃度下降速度較快的主要原因是;7296h間Zn2+濃度下降速度較慢的原因有?？键c(diǎn)互動(dòng)探究答案(1)包埋綠球藻(包埋

34、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(guò)低(凝膠球孔徑過(guò)大)(3)2.0%(4)凝膠吸附Zn2+綠球藻生長(zhǎng)(增殖)速度快綠球藻生長(zhǎng)(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(guò)小孔離開(kāi)凝膠球。(3)圖中顯示海藻酸鈉濃度為2.0%時(shí)對(duì)綠球藻的固定效果最好,所以要研究固定化藻對(duì)含Zn2+污水的凈化作用,應(yīng)選用濃度為2.0%的海藻酸鈉?？键c(diǎn)互動(dòng)探

35、究(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2448h間綠球藻的增殖速度最快,所以該期間Zn2+濃度下降速度最快。同理可知,在7296h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(kāi)展DNA粗提取的相關(guān)探究活動(dòng)。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10g。剪碎后分成兩組,一組置于20,另一組置于-20條件下,保存24h。DNA粗提取:第一步:將上述材料分別放入研缽中,各加入15mL研磨液,充分研磨。用兩層紗布過(guò)濾,取濾液備用。第二步:先向6只

36、小燒杯中分別注入10mL濾液,再加入20mL體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液,然后用玻璃棒緩緩地向一個(gè)方向攪拌,使絮狀物纏繞在玻璃棒上。教師備用習(xí)題第三步:取6支試管,分別加入等量的2mol/L的NaCl溶液溶解上述絮狀物。DNA檢測(cè):在上述試管中各加入4mL二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝?置于沸水中加熱5min,待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺,結(jié)果如下表。(注:“+”越多表示藍(lán)色越深)分析上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程,回答下列問(wèn)題:(1)該探究性實(shí)驗(yàn)課題名稱是。教師備用習(xí)題材料保存溫度花菜辣椒蒜黃20+-20+教師備用習(xí)題(2)第二步中“緩緩地”攪拌,這是為了減少。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論并分析。結(jié)論1:與20相比

37、,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:。針對(duì)結(jié)論1,請(qǐng)?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(duì)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。教師備用習(xí)題答案(1)探究不同材料和不同保存溫度對(duì)DNA提取量的影響(2)DNA斷裂(3)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(duì)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(shuō)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。