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1、 課后限時集訓(xùn)39 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用 1．草莓汁酸甜適口，深受大眾喜愛，加工草莓汁時，草莓中的果膠易導(dǎo)致果汁渾濁，影響品質(zhì)，為探究制作果汁的最佳條件，研究人員進行了實驗，結(jié)果如下表所示。 組別 果膠酶用量(mL/kg) pH 溫度(℃) 草莓汁透光率(%) 1 0.025 2.5 35 24.55 2 0.035 4.5 35 96.47 3 0.035 2.5 45 22.70 4 0.045 3.5 35 96.47 5 0.045 2.5 55 13.12 請回答： (1)草莓細(xì)胞中，去掉果膠，會使植物組織變得

2、松散，這是因為果膠酶通過________作用促進果膠的水解反應(yīng)，使草莓細(xì)胞彼此容易分開。 (2)生產(chǎn)過程中，既可獲得澄清度高的草莓汁，又可減少酶的用量，降低成本的條件組合是第________組。 (3)果膠酶可從某些微生物中提取，為提高生產(chǎn)效率，可將此酶固定在適宜介質(zhì)上制成____________________。固定化酶技術(shù)常采用________________。目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、________、________。 (4)在合適條件下，將果膠酶與海藻酸鈉混合后，滴加到一定濃度的鈣離子溶液中，使液滴形成凝膠固體小球。該過程是對酶進行________。 A．吸附　

3、　　　　　 B．包埋 C．裝柱 D．洗滌 [解析]　(1)植物細(xì)胞壁的成分主要為纖維素和果膠，果膠具有將植物細(xì)胞黏合在一起的作用。根據(jù)酶的專一性，果膠酶通過催化作用促進果膠的水解反應(yīng)，使草莓汁澄清。 (2)分析表格可知，草莓汁透光率越高，果膠分解得越充分，表格中第2組和第4組草莓汁的澄清度最高，而第2組的酶用量少，可以降低成本。 (3)果膠酶可從某些微生物如黑曲霉(或蘋果青霉)中提取，為提高生產(chǎn)效率，可將此酶固定在適宜介質(zhì)上制成固定化酶。固定化酶的方法主要有物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法。目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶。 (4)題干所述方法是將提純的果膠酶與海藻酸鈉

4、混合后，滴加到一定濃度的鈣離子溶液中，使液滴形成凝膠固體小球，該過程屬于包埋法。 [答案]　(1)催化　(2)2　(3)固定化酶　化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法　淀粉酶　纖維素酶　(4)B 2．草莓是時令水果，可以制作成草莓汁、草莓酒和草莓醋三種產(chǎn)品，且深受大眾喜愛。某企業(yè)進行相關(guān)的制作實驗，如圖所示。 (1)生產(chǎn)草莓酒、草莓醋常用的菌種分別是__________________，黑曲霉提取液中含有使果汁澄清的酶包括__________________________________三種。 (2)檢測草莓酒、草莓醋的制作是否成功，均可用_____________這兩種簡易方法來初步判斷。

5、 (3)生產(chǎn)中先打開閥門 1，目的是讓固定化柱 1 中填充的石英砂，通過________方式將酶固定化。固定化柱 2 中選擇固定化酶還是固定化細(xì)胞更有利生產(chǎn)？請從酶的角度說明原因：_____________________。 (4)工業(yè)生產(chǎn)上述三種產(chǎn)品時，固定化柱 1、 2、 3 中需要防止外來雜菌的是________(填寫編號)，如果固定化柱 3中固定的是優(yōu)良菌種，且流入的草莓酒質(zhì)量很好，但是生產(chǎn)的草莓醋產(chǎn)量和質(zhì)量不夠高，排除溫度和 pH 以外的原因可能是______________________________________________(寫三點)。 [解析]　(1)生產(chǎn)草莓酒常

6、用的菌種是酵母菌，生產(chǎn)草莓醋常用的菌種是醋酸菌，黑曲霉提取液中含有使果汁澄清的酶，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶三種。 (2)草莓酒有酒味，草莓醋有酸味，因此，檢測草莓酒、草莓醋的制作是否成功，均可用嗅味、品嘗這兩種簡易方法來初步判斷。 (3)據(jù)圖分析可知，生產(chǎn)中先打開閥門 1，目的是讓固定化柱 1 中填充的石英砂，通過吸附方式將酶固定化。固定化柱 2 中選擇固定化細(xì)胞更有利生產(chǎn)，因為固定化細(xì)胞可以固定一系列酶，而固定化酶只能固定一種酶。 (4)果汁、果酒和果醋的制作過程中都需要防止雜菌的污染，因此，工業(yè)生產(chǎn)上述三種產(chǎn)品時，固定化柱 1、 2、 3 中需要防止外來雜菌的是1、

7、2、3，如果固定化柱3中固定的是優(yōu)良菌種，且流入的草莓酒質(zhì)量很好，但是生產(chǎn)的草莓醋產(chǎn)量和質(zhì)量不夠高，排除溫度和pH 以外的原因可能是固定化醋酸菌數(shù)目較少，氧氣量不夠，流速控制不好，有雜菌侵入。 [答案]　(1)酵母菌、醋酸菌　多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶　(2)嗅味、品嘗　(3)吸附　選用固定化細(xì)胞，因為固定化細(xì)胞可以固定一系列酶，而固定化酶只能固定一種酶　(4)1、2、3　固定化醋酸菌數(shù)目較少，氧氣量不夠，流速控制不好，有雜菌侵入 3．回答下列與胡蘿卜素有關(guān)的問題： (1)胡蘿卜含有的胡蘿卜素中，最主要的是________(填“α-胡蘿卜素”“β-胡蘿卜素”或“γ-胡蘿卜素”

8、)，該胡蘿卜素在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成兩分子________，后者缺乏會引起人在弱光下視物不清的病癥，該疾病稱為________。胡蘿卜素是________(填“揮發(fā)性”或“非揮發(fā)性”)物質(zhì)。 (2)工業(yè)生產(chǎn)上，用養(yǎng)殖的巖藻作為原料提取胡蘿卜素時，________(填“需要”或“不需要”)將新鮮的巖藻干燥。 (3)現(xiàn)有乙醇和乙酸乙酯兩種溶劑，應(yīng)選用其中的__________作為胡蘿卜素的萃取劑，不選用另外一種的理由是______________________。 [解析]　(1)胡蘿卜含有的胡蘿卜素有三類，其中最主要的是β-胡蘿卜素，β-胡蘿卜素在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成維生素A，維生素A缺乏會導(dǎo)致夜

9、盲癥。胡蘿卜素是非揮發(fā)性物質(zhì)。 (2)胡蘿卜素的提取一般采用萃取法，萃取前需要對材料進行干燥處理，以提高萃取的效率。 (3)萃取胡蘿卜素的有機溶劑應(yīng)該具有很高的沸點，能夠充分溶解胡蘿卜素，并且不與水混溶，如乙酸乙酯。乙醇是水溶性有機溶劑，因萃取過程中能與水混溶而影響萃取效果，所以不用它作萃取劑。 [答案]　(1)β-胡蘿卜素　維生素A　夜盲癥　非揮發(fā)性　(2)需要　(3)乙酸乙酯　萃取胡蘿卜素的有機溶劑應(yīng)不與水混溶，而乙醇為水溶性有機溶劑(其他合理答案也可以) 4．(2019·武漢市高三模擬)請回答下列與酶和植物有效成分的提取有關(guān)的問題： (1)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學(xué)物質(zhì)

10、包裹的，遇水后包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用。請判斷這是否運用了酶的固定化技術(shù)，并說明理由。 ___________________________________________________。 (2)如圖表示檢測某種堿性蛋白酶去污力的實驗結(jié)果曲線，該實驗的目的是________________________。50 ℃時加堿性蛋白酶的最適含量約是________%。 (3)某植物的花中含有油性物質(zhì)A、果肉中含有物質(zhì)B。物質(zhì)A是易揮發(fā)、難溶于水的無色物質(zhì)；物質(zhì)B是易溶于有機溶劑、不溶于水、不易揮發(fā)，受潮易分解的有色物質(zhì)。 ①根據(jù)題干信息判斷，提取物質(zhì)A時_______

11、_(填“能”“不能”或“不確定能否”)利用水中蒸餾法，原因是__________________________。 ②物質(zhì)B可使用________法提取，提取物質(zhì)B時應(yīng)選用________(填“干燥”或“新鮮”)的果肉。 ③以上兩種提取得到的植物芳香油，可通過________法進行鑒定。 [解析]　(1)加酶洗衣粉中的酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復(fù)利用，因此不屬于酶的固定化技術(shù)。 (2)從圖中可以看出實驗的自變量是溫度，因此該實驗的目的是探究40 ℃、50 ℃兩種溫度條件下堿性蛋白酶含量對加酶洗衣粉去污力的影響。既保證去污能力強，又減少用量，則在曲線中看出50 ℃時加堿性蛋白酶

12、的最適含量約是0.6%。 (3)①水中蒸餾的方法對于有些原料不適用，因為水中蒸餾時會導(dǎo)致原料焦糊或者有效成分水解，因此提取物質(zhì)A時不確定能否利用水中蒸餾法，因為還需要確定水中蒸餾時是否會導(dǎo)致物質(zhì)A焦糊或者其中的有效成分水解。 ②因為物質(zhì)B是易溶于有機溶劑、不溶于水、不易揮發(fā)，受潮易分解的有色物質(zhì)，因此物質(zhì)B可使用萃取法提取，萃取時應(yīng)選用干燥的果肉。 ③通過紙層析法可以鑒定兩種提取得到的植物芳香油。 [答案]　(1)否，因為酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復(fù)利用　(2)探究40 ℃、50 ℃兩種溫度條件下堿性蛋白酶含量對加酶洗衣粉去污力的影響　0.6 (3)①不確定能否　還需要確定

13、水中蒸餾時是否會導(dǎo)致原料焦糊或者有效成分水解?、谳腿　「稍铩、奂垖游? 5．(2019·安徽省江南十校高三沖刺)蛋白質(zhì)的提取和分離一般分為四步：樣品處理→粗分離→純化→純度鑒定，每一種蛋白質(zhì)的分離純化方法因其來源和性質(zhì)的不同會有很大差異。回答下列有關(guān)提取和分離血紅蛋白的問題： (1)在樣品處理過程中，首先要洗滌紅細(xì)胞，目的是______________，以利于后續(xù)步驟的分離純化。在重復(fù)洗滌過程中，用的洗滌液是________。紅細(xì)胞破碎后，通過離心法將血紅蛋白從混合液中分離出來，如圖是分離結(jié)果示意圖，其中________(填圖中序號)是血紅蛋白，若圖示結(jié)果分層不明顯，分析其原因是____

14、______________________。 (2)對血紅蛋白進行凝膠色譜操作屬于上述步驟中的________。此步驟中凝膠色譜柱的制作是關(guān)鍵，若制作過程中出現(xiàn)以下兩種現(xiàn)象則需要重新裝填凝膠色譜柱：①____________，②____________。 (3)為進一步提高凝膠色譜操作分離出的血紅蛋白的純度，可采用________的方法。 [解析]　(1)因血液中的紅細(xì)胞表面黏有血漿蛋白，因此需用生理鹽水反復(fù)沖洗以去除雜蛋白，若沖洗不徹底或洗滌次數(shù)過少，未能除去血漿蛋白時，就會導(dǎo)致離心分層時各種成分分離不明顯；紅細(xì)胞破碎經(jīng)離心處理后，可得到圖示結(jié)果，其中③為血紅蛋白。 (2)通過凝膠

15、色譜法可以分離相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)，屬于上述流程中的純化環(huán)節(jié)；此步驟要注意凝膠的裝填要緊密、均勻，若出現(xiàn)①色譜柱內(nèi)出現(xiàn)氣泡或②洗脫液流干，露出凝膠顆粒等情況時，則需要重新裝填凝膠色譜柱。 (3)利用電泳法可進一步提高凝膠色譜操作分離出的血紅蛋白的純度。 [答案]　(1)去除雜蛋白(或去除黏在紅細(xì)胞上的血漿蛋白)　生理鹽水?、邸∠礈齑螖?shù)過少，未能除去血漿蛋白　(2)純化?、偕V柱內(nèi)出現(xiàn)氣泡?、谙疵撘毫鞲?，露出凝膠顆?！?(3)電泳 6．(2019·北京師范大學(xué)附中高三模擬)水果酵素飲料中含較多的天然成分?；卮鹣铝袉栴}： (1)水果酵素液是一種新型的活菌飲料，由酵母菌、醋酸菌等微生物利

16、用水果中的蔗糖等營養(yǎng)物質(zhì)共同發(fā)酵產(chǎn)生。在接種活菌前，將水果果汁煮沸的目的是________，在發(fā)酵的過程中，發(fā)現(xiàn)先出現(xiàn)酒味后出現(xiàn)醋味，從物質(zhì)代謝的角度分析，原因是____________________________________________________。 (2)調(diào)制水果酵素飲料所用的胡蘿卜素，通常采用________法萃取，理由是____________________________________________________。 (3)調(diào)制水果酵素飲料所用的茉莉芳香油的提取流程如下：茉莉花＋水→過程A→油水混合物→油層分離與粗提取→過程B→過濾→茉莉油。過程A的方法是_

17、___________，過程B的目的是________。 [解析]　(1)接種活菌前，將水果果汁煮沸可消滅雜菌；在發(fā)酵的過程中，酵母菌先進行發(fā)酵生成乙醇，然后醋酸菌將乙醇變?yōu)榇姿?，所以先出現(xiàn)酒味后出現(xiàn)醋味。 (2)胡蘿卜素易溶于有機溶劑，通常采用萃取法提取。 (3)芳香油難溶于水，能隨水蒸氣一同蒸餾，所以常用過程A水蒸氣蒸餾法提取，過程B加入硫酸鈉，利用硫酸鈉容易吸水的特性可除去分離后油層中的水分。 [答案]　(1)去除雜菌(或消毒)　酵母菌先進行發(fā)酵生成乙醇，然后醋酸菌將乙醇變?yōu)榇姿帷?2)萃取　胡蘿卜素易溶于有機溶劑　(3)水蒸氣蒸餾　除水 7．紫甘薯紅色素色澤鮮艷自然、無毒

18、、無特殊氣味，具有抗突變、抗氧化、緩解肝功能障礙、抗腫瘤、抗高血糖等營養(yǎng)、藥理和保健功能，是一種理想的天然食用色素資源。如圖是提取紫甘薯紅色素的實驗流程，請分析回答： →→→ (1)紫甘薯紅色素通常采用萃取法提取，說明紫甘薯紅色素具有________的特性，萃取之前需要進行粉碎和干燥處理，說明________和________影響萃取效率。 (2)檸檬酸、鹽酸、無水乙醇、甲醇都能用于萃取紫甘薯紅色素，但是不同溶劑的萃取效率不同，某研究小組用不同溶劑進行萃取，利用分光法測定提取液的吸光值(結(jié)果如下表，已知色素提取的吸光值與色素含量呈正相關(guān))，則由此可判斷提取紫甘薯紅色素的最理想的有機溶劑是

19、________，原因是____________________________________。也有同學(xué)認(rèn)為10%不一定是檸檬酸的最佳提取濃度，若要進一步設(shè)計實驗，以探究檸檬酸的濃度對紫甘薯紅色素提取效率的影響，實驗時設(shè)計思路應(yīng)為______________________________。 溶劑種類 鹽酸的顏色 吸光值 無水乙醇 紫紅色 0.333 5%鹽酸 紅色 0.524 10%甲醇 橘色 0.232 10%檸檬酸 紅色 0.624 純水 紫紅色 0.332 [解析]　(1)能夠利用萃取法提取的植物有效成分通常是易溶于有機溶劑的物質(zhì)，由于萃取時原料

20、顆粒的大小和含水量會影響萃取效率，因此萃取前需將原料進行粉碎和干燥處理。 (2)讀表可知，提取紫甘薯紅色素的幾種溶劑中最理想的有機溶劑是檸檬酸，因為用檸檬酸作提取劑時提取液的吸光值最大，說明提取到的色素最多；也有同學(xué)認(rèn)為10%不一定是檸檬酸的最佳提取濃度，若要進一步設(shè)計實驗，以探究檸檬酸的濃度對紫甘薯紅色素提取效率的影響，實驗設(shè)計時應(yīng)以檸檬酸濃度為自變量，設(shè)計一組具有濃度梯度的檸檬酸溶液，利用同樣的提取方法進行提取，比較各組提取液的吸光值，以確定檸檬酸作為提取劑的最佳濃度。 [答案]　(1)易溶于有機溶劑　原料顆粒的大小　含水量　(2)檸檬酸　用檸檬酸作提取劑時提取液的吸光值最大，說明提取

21、到的色素最多　設(shè)計一組具有濃度梯度的檸檬酸溶液，利用同樣的提取方法進行提取，比較各組提取液的吸光值 8．(2019·山師大附中高三模擬)生物技術(shù)擁有巨大的發(fā)展空間，給人們的生活帶來了深刻的變化。某興趣小組翻閱資料發(fā)現(xiàn)橙皮精油和乳酸菌素都具有抑菌的效果，如圖為制備橙皮精油和乳酸菌素的流程及其抑菌實驗結(jié)果，回答下列問題： (1)篩選乳酸菌A時，所用培養(yǎng)基需經(jīng)________法進行滅菌。將某種細(xì)菌接種到培養(yǎng)基上并形成菌膜，最可能采用的接種方法是________。 (2)圖中，橙皮精油或乳酸菌素接種在培養(yǎng)基上________所在的位置。 (3)橙子的果肉可用于制備果酒和果醋。為監(jiān)測發(fā)酵狀況

22、，可用________________法對發(fā)酵菌種進行計數(shù)，一段時間后統(tǒng)計結(jié)果分析可發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)液中的菌種種群數(shù)量的增長曲線變化規(guī)律是種群數(shù)量經(jīng)過一定時間的增長后，趨于穩(wěn)定。 (4)用蒸餾法提取玫瑰精油時，如果想提取較高品質(zhì)的產(chǎn)品，對溫度和時間的要求是________________________。 (5)果膠酶是分解果膠的酶的總稱，包括________________、果膠分解酶和果膠酯酶。 (6)凝膠色譜法是根據(jù)________________________分離蛋白質(zhì)的有效方法。“血紅蛋白的釋放”步驟中，在______________的作用下，紅細(xì)胞破裂，釋放出血紅蛋白。 [解析

23、]　(1)培養(yǎng)基常用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌。接種微生物常用平板劃線法和稀釋涂布平板法，圖中進行抑菌實驗時，接種的方法最可能是稀釋涂布平板法。 (2)圖中進行抑菌實驗時，最終可通過測量透明圈的直徑(或大小)來比較橙皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。 (3)檢測培養(yǎng)液中的菌種種群數(shù)量的變化可以采用抽樣檢測法，對發(fā)酵菌種進行計數(shù)。 (4)用蒸餾法提取玫瑰精油時，由于水中蒸餾有時會導(dǎo)致原料焦糊，如果想提取較高品質(zhì)的產(chǎn)品，蒸餾時溫度不宜過高，并且適當(dāng)延長時間。 (5)果膠酶是分解果膠的酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。 (6)凝膠色譜法是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。“血紅蛋白的釋放”步驟中，在蒸餾水和甲苯的作用下，紅細(xì)胞破裂，釋放出血紅蛋白。 [答案]　(1)高壓蒸汽滅菌　稀釋涂布平板法　(2)透明圈　(3)顯微鏡直接計數(shù)(抽樣檢測)　(4)溫度不宜過高，適當(dāng)延長時間　(5)多聚半乳糖醛酸酶　(6)相對分子質(zhì)量大小　蒸餾水和甲苯 7