专题34 生物技术在其他方面的应用-【提分讲练】最新高考生物二轮复习专题解读和分层练习

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【要点速记】
1．果胶酶在果汁生产中的作用
（1）果胶：
①作用：______________以及胞间层的主要组成成分之一；在果汁加工中，会影响__________并使果汁浑浊。
②成分：由_________________聚合而成的一种高分子化合物。
③特点：不溶于水。
（2）果胶酶：
①成分：是分解果胶的_______的总称，包括______________、___________和_________等。
②作用：分解果胶，瓦解植物的_____________________，使榨取果汁变得更容易，而果胶分解成可溶性_________________，也使得浑浊的果汁变得___________。
③来源：植物、___________、_____________和细菌均能产生果胶酶。由___________发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一。
（3）酶的活性：
①含义：指酶_______________________的能力。
②表示方法：单位时间内、单位体积中_____________________或___________________。
③影响因素：温度、____________和酶的_____________等。
（4）探究温度和pH对果胶酶活性的影响：
①实验原则：遵循单一变量原则、______________原则。
②实验原理：果胶酶的活性受温度、pH和酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。
③实验流程
④分析：该实验的自变量是________________，因变量是____________，检测因变量是通过测定果汁的____________或比较_____________来实现的。
（5）探究果胶酶的最适用量：
①实验流程：
②实验结果分析：
a．如果随着酶浓度的增加，过滤得到的果汁体积也增加，说明酶的用量不足。
b．当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤得到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，这个值就是酶的最适用量。
2．加酶洗衣粉在洗涤中的作用
（1）加酶洗衣粉：指含__________的洗衣粉。
（2）酶制剂的种类与洗涤原理：
（3）探究实验：
3．固定化酶和固定化细胞
（1）固定化技术：
①概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。
②方法：
③适用对象：
一般来讲，酶更适合采用_____________和______________固定化，而细胞多采用__________固定化，这是因为体积大的细胞难以被吸附或结合，而体积小的酶则易从包埋材料中漏出。
（2）制备固定化酵母细胞及用固定化酵母细胞发酵：
【重难点突破】
1．直接使用酶的三大缺点
（1）对环境条件非常敏感，容易失活。
（2）溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本。
（3）反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。
2．固定化酶与固定化细胞的比较
3．固定化酵母细胞制备流程中的四个关键点
（1）酵母细胞的活化：加入蒸馏水使酵母细胞从休眠状态重新恢复到正常的生活状态。
（2）溶解海藻酸钠溶液宜采用小火或间断加热的方法以防其焦糊。
（3）海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：混合之前，海藻酸钠溶液要冷却至室温，然后加入已活化的酵母细胞并进行充分搅拌，混合均匀后，再转移至注射器中。
（4）固定化酵母细胞：将注射器中的溶液滴在配制好的CaCl2溶液中，将形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min 左右。
考点二、蛋白质的提取和分离
【要点速记】
1．蛋白质分离的方法及原理
（1）凝胶色谱法：也称做__________，是根据_____________的大小分离蛋白质的有效方法。
（2）电泳法：
①电泳的含义：电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。
②常用的电泳方法：__________________和聚丙烯酰胺凝胶电泳。
③电泳原理：电泳利用了待分离样品中各种分子_____________________的差异以及分子本身的_________________的不同，使带电分子产生不同的__________________，从而实现样品中各种分子的分离。
2．血红蛋白的提取和分离实验流程
3．凝胶色谱操作
（1）凝胶色谱柱的制作。
准备材料→加工橡皮塞→安装玻璃管。
（2）凝胶色谱柱的装填。
①材料：本实验使用的是__________________。
②方法：凝胶用__________充分溶胀后，配成凝胶悬浮液，一次性缓慢倒入色谱柱内。
③注意事项。
a．商品凝胶使用前需直接____________________；
b．装填时可__________________，使凝胶装填均匀；
c．不能有气泡存在，防止其________________________________，降低分离效果；
d．不能发生___________________________的现象。
④检验：如果红色区带____________地移动，说明色谱柱制作成功。
（3）样品的加入与洗脱。
调整缓冲液面：与______________
↓
滴加透析样品：用吸管将1 mL透析后的样品加到色谱柱的___________
↓
样品渗入凝胶床：打开下端出口，使____________________
↓
洗脱：打开下端出口，用______________洗脱
↓
收集：待________________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
【重难点突破】
1．凝胶色谱法的原理
考点三、植物有效成分的提取
【要点速记】
1．植物芳香油及其提取方法
（1）植物芳香油具有很强的__________，其组成成分比较复杂，主要包括_______________及其衍生物。
（2）植物芳香油的提取方法主要有__________、__________和__________等。具体采用的方法要根据____________的特点来决定。
（3）玫瑰精油的提取：
（4）橘皮精油的提取：
2．胡萝卜素的提取与鉴定
（1）胡萝卜素的性质：
①物理性质：胡萝卜素是__________结晶。
②化学性质：比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于__________等有机溶剂。
（2）胡萝卜素的提取：
（3）胡萝卜素的鉴定：
①方法：__________法。
②原理：不同色素在层析液中的__________不同，随层析液在滤纸上的____________不同，通过比较提取样品和____________层析的结果，可以判断提取样品的纯度。
③实验步骤：
④结果分析（如图）：
a为_________________，b为其他色素。
【重难点突破】
1．植物有效成分的提取的三种常用方法比较：
2．水蒸气蒸馏的装置
（1）加热装置：包括铁架台、酒精灯、铁圈、石棉网、蒸馏烧瓶、铁夹、单孔塞及温度计。
①温度计位置：温度计水银球应与蒸馏烧瓶的支管口下沿保持水平；
②加热时要防止爆沸：垫石棉网，向液体中加入几片碎石或瓷片；
③蒸馏烧瓶内液体量：占烧瓶容积的1/3～2/3。
（2）冷凝装置：由铁架台和冷凝管组成，冷凝管中水流应从下方进水，上方出水，与水蒸气流向相反。
（3）接收装置：由接液管和接收器（通常用锥形瓶）组成，收集冷凝后的液体。
3．玫瑰精油的提取实验流程及关键点
4．胡萝卜素提取装置的设计
（1）提取装置如图所示：
（2）注意事项：
①萃取过程中应该避免明火加热，采用水浴加热，这是因为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。
②为了防止加热时有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装冷凝回流装置。
要点速记答案
考点一、1．（1）植物细胞壁 出汁率 半乳糖醛酸 （2）一类酶 多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶 果胶酯酶 细胞壁及胞间层 半乳糖醛酸 澄清 霉菌 酵母菌 霉菌 （3）催化一定化学反应 反应物的减少量 产物的增加量 pH 抑制剂 （4）对照 温度和pH 酶的活性 体积 澄清度 2．（1）酶制剂 （2）小分子肽或氨基酸 甘油＋脂肪酸 麦芽糖、葡萄糖 纤维素 （3）洗衣粉种类 酶的种类 时间 3．（1）A－b－Ⅰ B－a－Ⅱ C－c－Ⅲ 化学结合法 物理吸附法 包埋法 （2）蒸馏水 小火或间断 CaCl2溶液 凝胶珠
考点二、1．（1）分配色谱法 相对分子质量 （2）琼脂糖凝胶电泳 带电性质 大小、形状 迁移速度 2．血红蛋白 透析 较小 凝胶色谱 SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳 3．（2）交联葡聚糖凝胶 蒸馏水 放在洗脱液中膨胀 轻轻敲动色谱柱 搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序 洗脱液流干，露出凝胶颗粒 均匀一致 （3）凝胶面平齐 顶端 样品渗入凝胶床内 磷酸缓冲液 红色的蛋白质
考点三、1．（1）挥发性 萜类化合物 （2）蒸馏法 压榨法 萃取法 植物原料 水蒸气蒸馏法 压榨法 挥发性 水解 有机溶剂 （3）水蒸气蒸馏 水蒸气 水气蒸馏 水蒸气蒸馏 （4）压榨法 机械加压 压榨 静置 2．（1）橘黄色 石油醚 （2）石油醚 萃取 干燥 过滤 （3）纸层析 溶解度 扩散速度 标准样品 标准样品 提取样品 色谱容器 β－胡萝卜素
专题34 生物技术在其他方面的应用（基础）
一、单选题
1．凝胶色谱法中移动速度快的是 （ ）
A．相对分子质量大的B．相对分子质量小的
C．溶解度高的D．溶解度低的
【答案】A
【解析】凝胶色谱法利用的原理是蛋白质的相对分子质量的不同，相对分子质量大的移动速度快，故A正确，B错误。和溶解度无关，故C、D错误。
2．对于胡萝卜素的提取过程，叙述错误的是（ ）
A．萃取过程中应该避免明火加热，采用水浴加热
B．为了防止加热时有机溶剂的挥发，还需要在加热瓶口安装冷凝回流装置
C．萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置
D．在浓缩前，不需要过滤，因为萃取液中没有不溶物
【答案】D
【解析】萃取过程中由于萃取剂是易燃易爆的化学物质，所以要采用水浴加热，A正确；萃取过程中在加热瓶口安装冷凝管，是为了防止加热时有机溶剂挥发，B正确；在胡萝卜素的提取过程萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置，萃取液将来流入冷凝装置，剩下的就是胡萝卜素，C正确；在浓缩前，需要过滤，除去萃取液中的不溶物，D错误。
3．下列有关“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述，正确的是（ ）
A．衣物质地、洗涤方式、洗衣粉种类和用量等属于实验的无关变量
B．污渍清洗到相同程度所需时间可作为实验的观察指标
C．先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度
D．相同pH时，加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
【答案】B
【解析】探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果，自变量应是洗衣粉种类的不同，衣物质地、洗涤方式、洗衣粉用量等属于实验的无关变量，A项错误；污渍清洗到相同程度所需时间可作为实验的观察指标，即实验的因变量，B项正确；酶在高温时会变性失活，不能用热水溶解加酶洗衣粉，C项错误；酶在适宜的pH下具有较高的催化效率，若偏离最适pH，活性会减低甚至失活，相同pH时，加酶洗衣粉洗涤效果不一定好于普通洗衣粉，D项错误。
4．下列关于酶技术应用的叙述，正确的是（ ）
A．用包埋法将果胶酶固定化后，其活性明显增强
B．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用
C．较长时间保持酶活性，各种酶制剂都应保存在低温的条件下
D．加酶洗衣粉中加入表面活性剂，其目的是促进酶的活性
【答案】C
【解析】用包埋法将果胶酶固定化后，果胶酶可以多次重复利用，但其活性并未增强，A错误；尿糖试纸是用来鉴定尿液中是否含有葡萄糖，只能使用一次，B错误；低温能降低酶的活性，而酶的空间结构保持稳定，因此，较长时间保持酶活性，各种酶制剂都应保存在低温的条件下，C正确；加酶洗衣粉中加入的表面活性剂，可优先吸附在各种界面上，降低水的表面张力，改变体系界面的状态，去除衣物的污渍，但不能促进酶的活性，D错误。
5．下列关于芳香油的提取的说法，错误的是（ ）
A．玫瑰精油难溶于水，能随水蒸气一同蒸馏，所以可使用水蒸气蒸馏法提取
B．提取玫瑰精油时，水蒸气蒸馏前需加入石灰水以破坏细胞结构，分解果胶
C．用压榨法提取橘皮精油时，为了提高出油率，需要将柑橘皮干燥去水
D．为了使橘皮油与水分离，可加人适量的NaHCO3和Na2SO4，并调节pH至7～8
【答案】B
【解析】玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，可以随水蒸气一同蒸馏，因此使用水蒸气蒸馏法提取，A正确；橘皮中含有果蜡和果胶，压榨时容易滑脱，降低出油率，因此新鲜橘皮要干燥去水，并用石灰水浸泡，以破坏细胞结构、分解果胶、防止橘皮压榨时滑脱，从而提高出油率，B错误、C正确；为了使橘皮油与水分离，可加入相当于橘皮质量0．25%的小苏打和5%的硫酸钠，并调节pH为7-8，D正确。
6．下图为几种蛋白质通过SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳后的图谱，据图分析，相对分子质量最大的蛋白质以及用凝胶色谱法分离它们时最后流出的蛋白质依次是（ ）
A．γ球蛋白，清蛋白B．γ球蛋白，γ球蛋白
C．清蛋白，清蛋白 D．清蛋白，γ球蛋白
【答案】A
【解析】通过分析可知，相对分子质量最大的蛋白质是γ球蛋白；用凝胶色谱法分离它们时最后流出的蛋白质是清蛋白，综上所述A正确。
7．下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述，合理的是（ ）
A．先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度
B．实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度
C．相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
D．衣物质地和洗衣粉用量会影响实验结果，但水量的多少不会影响实验结果
【答案】B
【解析】热水溶解洗衣粉时可能会因为温度过高影响酶的活性，A错误；实验的因变量是洗涤效果，可以用相同洗涤时间内污渍的残留程度表示，B正确；加酶洗衣粉的洗涤效果受pH影响较大，普通洗衣粉受PH影响较小，因此相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果不一定好于普通洗衣粉，C错误；衣物质地和洗衣粉用量会影响实验结果，水量的多少也会影响实验结果，因此在实验过程中应该保持一致，D错误。
8．关于血红蛋白的提取和分离实验，叙述正确的是（ ）
A．血红蛋白的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、透析和纯度鉴定
B．用生理盐水对红细胞反复洗涤、离心，目的是去除杂蛋白
C．血红蛋白粗分离阶段透析的目的是除去小分子杂质，减少缓冲液用量效果会更好
D．凝胶色谱法分离蛋白质时，相对分子质量小的蛋白质移动速度较快
【答案】B
【解析】血红蛋白的提取和分离一般分为：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定四步，A错误；用生理盐水对红细胞反复洗涤、离心，目的是去除血浆中的杂蛋白，B正确；血红蛋白粗分离阶段透析的目的是除去小分子杂质，原理是根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性，可以将分子量较小的杂质除去，C错误；凝胶色谱法分离蛋白质的原理是不同蛋白质的相对分子质量不同，在凝胶柱中移动的速度不同而分离开。相对分子质量小的蛋白质通过凝胶时进入凝胶内部通道，路程较长，移动速度较慢；相对分子质量大的蛋白质，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快，D错误。
9．下图是提取胡萝卜素的装置，下列叙述正确的是（ ）
A．酒精灯加热的目的是促进有机溶剂的蒸发
B．酒精灯可以对烧瓶直接加热
C．冷凝管的作用是使蒸发的有机溶剂重新回到烧瓶
D．胡萝卜素和有机溶剂会发生化学反应
【答案】C
【解析】酒精灯加热的目的是促进胡萝卜素在有机溶剂中的溶解，A错误；萃取时用的有机溶剂是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸，萃取过程不可放在酒精灯上直接加热，通常采用水浴加热，B错误；在萃取过程中，为了防止加热时有机溶剂挥发需要在瓶口安装冷凝回流装置，冷凝管的作用是使蒸发的有机溶剂重新回到烧瓶，C正确；胡萝卜素的化学性质稳定，不溶于水，易溶于有机溶剂，不会和有机溶剂发生反应，D错误。
10．下列对胡萝卜素提取过程的分析正确的是（ ）
A．在把新鲜的胡萝卜颗粒置于烘箱中烘干时，温度越高效果越好
B．在萃取过程中，在瓶中安装冷凝回流装置是为了防止加热时有机溶剂挥发
C．在浓缩干燥前，没有必要进行过滤
D．将滤液进行蒸馏，蒸发出去的是胡萝卜素，留下的是有机溶液
【答案】B
【解析】在干燥时温度不能太高，时间不能太长，否则胡萝卜素会被分解，A错误。萃取过程中使用的都是有机溶剂，容易挥发，所以在萃取过程中在瓶中安装冷凝回流装置是为了防止加热时有机溶剂的挥发，B正确。在浓缩干燥前，需要进行过滤，C错误。将滤液进行蒸馏，蒸发出去的是有机溶液，留下的是胡萝卜素，D错误。
11．以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是（ ）
A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂
B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少
C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测
D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢
【答案】D
【解析】洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白以利于后续步骤的分离纯化，加入的生理盐水能维持细胞稳定形态，防止红细胞破裂，A项正确；猪的成熟红细胞中无细胞核，缺少细胞器，提纯时杂蛋白质较少，B项正确；血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液（如果操作都正确），C 项正确；在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白的分子量比杂蛋白大，质量越大的蛋白质，通过凝胶色谱柱的速度越快，D项错误。
12．下列表格中，为达到相应实验目的所采用的实验方法，错误的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【解析】通过分析可知，用鲜玫瑰花通过水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油；用橘皮通过压榨法提取橘皮精油；用胡萝卜通过有机溶剂萃取法提取胡萝卜素；测定蛋白质的分子量通过SDS—聚丙烯酰氨凝胶电泳。综上所述，B错误。
13．在探究温度对酶活性的影响的实验中，下列操作中正确的是（ ）
A．将适量的苹果泥与果胶酶混合，放入不同温度下保温
B．将适量的苹果泥放在不同温度下保温，再加入果胶酶
C．将果胶酶放在不同温度下保温，再加入适量的苹果泥
D．将适量苹果泥和果胶酶分别在不同温度下保温，然后再将酶加入对应温度下的苹果泥中
【答案】D
【解析】本实验的自变量是预设的不同温度，为防止苹果泥和果胶酶的常温条件对预设温度的影响，应将适量的苹果泥和果胶酶分别在不同温度下保温，然后再将酶加入对应温度下的苹果泥中，观察果汁的澄清度或出汁量，综上分析，D符合题意，ABC不符合题意。
14．下列与“血红蛋白提取和分离”实验相关的叙述，错误的是（ ）
A．用生理盐水重复洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白
B．红细胞在蒸馏水和甲苯作用下可释放出血红蛋白
C．利用透析袋可以去除血红蛋白溶液中的小分子杂质
D．相对分子质量小的蛋白质在凝胶色谱柱中移动更快
【答案】D
【解析】生理盐水重复洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，A正确；在蒸馏水和甲苯的作用下，红细胞破裂，释放血红蛋白，B正确；利用透析袋能够去除血红蛋白溶液中的小分子杂质，C正确；相对分子质量小的蛋白质在凝胶色谱柱中流动慢，路程长，D错误。
15．下列有关果胶酶及与果胶酶实验探究的有关叙述正确的是（ ）
A．探究果胶酶的用量时，pH、温度不影响实验结果
B．果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等
C．探究温度对果胶酶活性影响时，温度、果胶酶用量及反应时间等都是无关变量
D．可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量
【答案】D
【解析】探究果胶酶的用量时，pH、温度会影响实验结果，pH、温度要相同且适宜，A错误；果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等，B错误；探究温度对果胶酶活性影响时，温度是自变量，而果胶酶用量及反应时间等都是无关变量，C错误；可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量，D正确。
16．进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较”的课题研究，下列叙述错误的是（ ）
A．设计对照实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉
B．洗衣粉用量、污渍种类和洗涤温度等无关变量全部相同且适宜
C．可根据相同时间内污渍去除程度的差异得出实验结论
D．可根据污渍完全洗净所需时间的差异得出实验结论
【答案】A
【解析】比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果，设计对照实验时，应该用蛋白酶洗衣粉和普通洗衣粉进行对照，A错误；除了加酶和不加酶外，其他因素如洗衣粉用量、污渍种类和洗涤温度等无关变量全部相同且适宜，B正确；相同时间内去污程度越佳，说明洗衣粉的洗涤效果越佳，C正确；根据污渍完全洗净所需时间长短判断洗涤效果，时间越长，洗涤效果越差，D正确。
17．在血红蛋白的整个提取过程中，不断用磷酸缓冲液处理的目的是（ ）
A．防止血红蛋白被氧化
B．血红蛋白是一种两性物质，需要酸中和
C．磷酸缓冲液会加速血红蛋白的提取过程
D．让血红蛋白处在稳定的pH范围内，维持其结构和功能
【答案】D
【解析】磷酸缓冲液的作用是维持反应体系的pH不变。在生物体内进行的各种生物化学过程都是在精确的pH下进行的，受到氢离子浓度的严格调控。为了在实验室条件下准确地模拟生物体内的天然环境，就必须保持体外生物化学反应过程有与体内过程完全相同的pH。利用磷酸缓冲液模拟细胞内的pH环境，保证血红蛋白的正常结构和功能，便于分离观察和研究。
18．如图为胡萝卜素的纸层析结果示意图。下列有关说法不正确的是（ ）

A．A、B、C、D 4点中，属于标准样品的样点是A和D， 提取样品的样点是B和C
B．点样应该快速细致，圆点要小，每次点样时都要保持滤纸干燥
C．图中①和②代表的物质分别是其他色素和杂质、β-胡萝卜素
D．该层析的目的是鉴定提取的β-胡萝卜素粗品
【答案】C
【解析】提取出来的胡萝卜素往往含有杂质，在纸层析结果示意图中会有其它色素带，而标准样品只有一个色素带，所以图中A、B、C、D四点中，属于标准样品的样点是A和D，属于提取样品的样点是B和C，A正确；对提取出的胡萝卜素进行纸层析鉴定时，为保证色素经过纸层析后，色素点清晰，易于鉴别和区分，点样时应该快速细致，圆点要小，每次点样时都要保持滤纸干燥，B正确；标准样品的样点是A和D，则在图中的层析谱中，①代表的物质是β-胡萝卜素、②代表的物质是其他色素和杂质，C错误；该层析的目的是鉴定提取的β-胡萝卜素粗品，D正确。
19．下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是（ ）
A．用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞
B．进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜
C．注射器（或滴管）出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状
D．包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性
【答案】D
【解析】在酵母细胞固定化实验中，应该用小火、间断加热的方式使海藻酸钠缓慢溶解，A错误；进行包埋时， CaCl2溶液浓度要适宜，是用于凝胶柱的聚沉，B错误；注射器（或滴管）出口应与液面保持适当的距离，以保证凝胶珠成为球状，C错误；包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，D正确。
20．下列关于蛋白质的提取与分离的叙述正确的是（ ）
A．在凝胶色谱柱内，相对分子质量较大的蛋白质路程较长，但移动速度较快
B．从凝胶色谱柱中最后分离出来的是相对分子质量较小的蛋白质
C．蛋白质的纯化使用最多的方法是SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳法
D．分离血红蛋白溶液时，离心管的第三层是脂类物质
【答案】B
【解析】在凝胶色谱柱内，相对分子质量大的蛋白质不能进入凝胶内，路程短，移动速度快；而相对分子质量小的蛋白质会进入凝胶内，路程长，移动速度慢，最后洗脱出来的是相对分子质量较小的蛋白质， A错误、B正确；SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法是蛋白质纯度鉴定使用最多的方法，C错误；分离血红蛋白溶液时，离心管中将出现四层，其中第三层就是血红蛋白溶液，D错误。
21．下列有关玫瑰油、橘皮精油两种植物芳香油提取方法的叙述，正确的是（ ）
A．二者均可以用水中蒸馏法来提取
B．二者所用原料均需做干燥去水处理
C．为使两种植物精油与水分离，都向混合液中加入了NaCl
D．提取过程中均需加入Na2SO4，该药品在两提取过程中所起作用不同
【答案】D
【解析】橘皮精油不能用蒸馏法来提取，A错误；玫瑰精油利用水中蒸馏法来提取，故原料不需要干燥去水处理，B错误；提取玫瑰精油，要向混合液中加入了NaCl，有利于玫瑰精油与水的分层，C错误；提取过程中都需加入Na2SO4，提取玫瑰精油时，Na2SO4的作用是吸水，提取橘皮精油时，NaHCO3和Na2SO4使得橘皮油与水分离，D正确。
22．胡萝卜素的纸层析鉴定，正确的是（ ）
①制备滤纸：取18 cm×30 cm滤纸条，于距底端2 cm处划基线，取A、B、C、D四个点。
②点样：用最细注射器针头分别吸取标准样品和提取样品在A、D和B、C点样，吹干。
③层析：将滤纸卷成筒状并固定，放到盛有1 cm深石油醚的密封容器中层析。
④观察：取出滤纸条，使石油醚充分挥发后观察层析带。
⑤注意滤纸条预先干燥处理；点样时快速细致、样点圆点尽量细小；滤纸筒的竖直边缘不能接触；石油醚易挥发，注意层析容器要密封。
A．全对B．四项对C．三项对D．二项对
【答案】A
【解析】胡萝卜素的纸层析鉴定实验中，制备滤纸条的方法是取18 cm×30 cm滤纸条，于距底端2 cm处划基线，取A、B、C、D四个点，①正确；点样时，用最细注射器针头分别吸取标准样品和提取样品在A、D和B、C点样，吹干，②正确；可将滤纸卷成筒状并固定，放到盛有1 cm深石油醚的密封容器中层析，③正确；取出滤纸条，使石油醚充分挥发后观察层析带，④正确；注意事项为：滤纸条要预先干燥处理，以利于吸附更多的色素；点样时快速细致、样点圆点尽量细小，以使分离清晰；滤纸筒的竖直边缘不能接触；石油醚易挥发，注意层析容器要密封，⑤正确。故A项正确，B、C、D项错误。
二、综合题
23．“本草纲目”记载“橘皮，苦能泄。能燥”，柑橘的果皮不仅可以入药还可用于提取芳香油，果肉可以食用、榨汁。请回答下列问题。
（1）熬制中药至少经过15分钟以上沸水煎煮，该过程起到______________（填“消毒”或“灭菌”）作用。实验室常用的灭菌方法有_____________________________（至少写出两种）。
（2）腐烂的橘皮表面呈现青绿色，是因为表面长出了青霉的菌落。若要对青霉进行分离纯化，可采用的方法是__________________________，培养基中除碳源外，还需要泰加的物质有_______________________________________________________________（至少写出三种）。
（3）用柑橘果肉榨取果汁，加人果胶酶的作用是_________________，为了使果胶酶得到充分利用，需要控制好果胶酶的用量。如果随着酶的用量增加，____________________不再改变时，说明酶的用量已经足够。
（4）为避免原料焦糊和有效成分水解。提取橘皮精油不宜采用_________________方法，一般采用____________________法提取。
【答案】（1）消毒 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
（2）平板划线法（稀释涂布平板法） 氮源、水、无机盐、特殊营养物质（生长因子）
（3）提高出汁率并使果汁变得澄清 滤出的果汁的体积（或果汁的澄清度）
（4）水中蒸馏 压榨
【解析】（1）中药服用前需要经过15分钟以上沸水煎煮，这是沸水消毒的过程；实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。
（2）平板划线法和稀释涂布平板法是比较简便的纯化方法；培养基中的物质有碳源、氮源、水和无机盐，以及特殊的营养物质。
（3）果胶酶可以分解果胶，提高出汁率，使果汁变得澄清；若滤出的果汁的体积不再改变，证明酶的用量已经足够。
（4）由于橘皮精油的有效成分在水蒸气蒸馏过程中会发生部分水解，同时水中蒸馏会导致原料焦糊问题，因此一般采用压榨法提取橘皮精油；而不宜用水中蒸馏法。
24．凝胶色谱技术是六十年代初发展起来的一种快速而又简单的分离技术，由于设备简单、操作方便，不需要有机溶剂，对高分子物质有很好的分离效果，目前已被生物化分子免疫学等有关领域广泛应用。请根据血红蛋白的提取和分离流程图及操作装置图回答问题。
（1）凝胶色谱法是根据__________________________________________分离蛋白质的有效方法，也称作________________________________。
（2）样品处理中红细胞的洗涤要使用__________反复冲洗、离心，直到_______________，表明红细胞已洗涤干净。实验流程图中A操作要用到的试剂是__________________________。
（3）血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是__________________________________。
（4）甲图中，实验流程B代表_______________。进行乙图操作时，如果_____________，说明色谱柱制作成功。其中，C试剂是_______________________。
【答案】（1）相对分子质量的大小 分配色谱法
（2）生理盐水 上清液中没有黄色 蒸馏水和甲苯
（3）除去小分子杂质
（4）样品的加入和洗脱 红色区带均匀一致地移动 磷酸缓冲液
【解析】（1）凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法，也称作分配色谱法。
（2）样品处理中红细胞的洗涤要使用生理盐水反复冲洗、离心，直到离心后的上清液中没有黄色，表明红细胞已洗涤干净。实验流程图中A血红蛋白的释放操作要用到的试剂是蒸馏水和甲苯。
（3）血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去小分子杂质。
（4）甲图中，实验流程B代表样品的加入和洗脱，进行乙图操作时，如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。其中，C试剂是20mml/L的磷酸缓冲液。
25．下列是与芳香油提取有关的问题，请回答：

（1）玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有____________的性质。蒸馏时收集的蒸馏液________（是、不是）纯的玫瑰精油，原因是________________________。
（2）当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和______。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是______________。
（3）如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油的提取量会________，原因是_______________。
（4）密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好放在温度_______的地方，目的是_____________。
（5）某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为___________天左右。
（6）从薄荷叶中提取薄荷油时__________（能、不能）采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是______________________________。
【答案】（1）易挥发、难溶于水、化学性质稳定 不是 玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物
（2）蒸馏温度 在一定的时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后提取量不再增加
（3）下降 部分精油会随水蒸气挥发而流失
（4）较低 减少挥发（或防止挥发）
（5）a
（6）能 薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似
【解析】（1）玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定，适合用水蒸气蒸馏法提取，原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物重新分出油层和水层。蒸馏时收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油，原因是玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物。
（2）蒸馏时间和温度会影响产品品质，如温度太高，品质较差，要提高品质，必须延长蒸馏时间。
（3）蒸馏过程中要进行冷却，否则部分精油会随水蒸气挥发而流失，降低精油提取量。
（4）密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度较低地方，否则容易挥发。
（5）据图分析，花中精油的相对含量在a时期最多，故提取精油时采摘花的最合适时间为a天左右。
（6）因为薄荷油和玫瑰精油的化学性质相似，故从薄荷叶中提取薄荷油可以采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法。
专题34 生物技术在其他方面的应用（提高）
一、单选题
1．下列关于植物芳香油的叙述，不正确的是（ ）
A．植物芳香油具有较强的挥发性，易溶于有机溶剂
B．玫瑰精油提取时，采用盛花期的玫瑰花能提高出油率
C．橘皮精油可采用水中蒸馏法和压榨法来提取
D．β－胡萝卜素在肝脏中能形成维生素A
【答案】C
【解析】植物芳香油具有较强的挥发性，难溶于水，易溶于有机溶剂，具有特殊植物香味，A正确；玫瑰精油提取时，采用盛花期的玫瑰花能提高出油率，B正确；橘皮精油主要贮藏在橘皮部分，无色透明，具有诱人的橘香味，主要成分是柠檬烯，用水蒸气蒸馏法从橘皮中提取橘皮精油时，橘皮精油的有效成分会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题，所以一般采用压榨法提取，C错误；1分子β－胡萝卜素可分解成为2分子的维生素A，D正确。
2．将经处理破裂后的红细胞混合液以2000 r/min的速度离心10min后，离心管中的溶液分为四层，从上到下的顺序依次是（ ）
A．血红蛋白、甲苯层、脂溶性物质层、沉淀层
B．甲苯层、沉淀层、血红蛋白、脂溶性物质层
C．脂溶性物质层、血红蛋白、甲苯层、沉淀层
D．甲苯层、脂溶性物质层、血红蛋白、沉淀层
【答案】D
【解析】混合液经离心后，按密度大小排列，在离心管中从上到下的顺序依次是：第一层为无色透明的甲苯层；第二层为白色薄层固体，是脂溶性物质沉淀层；第三层为红色透明液体，这是血红蛋白的水溶液；第四层为暗红色沉淀物，主要是红细胞破碎物沉淀。
3．下列有关血红蛋白提取和分离的叙述，正确的是（ ）
A．洗涤红细胞的目的是除去血浆中的葡萄糖、无机盐
B．透析能使小分子自由出入，而将大分子保留在袋内
C．纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液
D．蛋白质的纯化使用最多的方法是SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳法
【答案】B
【解析】洗涤红细胞的目的是除去血浆中的杂蛋白，A错误；透析能使小分子自由出入，而将大分子保留在袋内，这样可以去除小分子杂质，B正确；纯化过程中要用缓冲液充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液，C错误；蛋白质的纯化使用最多的方法是凝胶色谱法，D错误。
4．相对于固定化酶，下列不属于固定化细胞制备和应用优点的是（ ）
A．制备过程中无需进行酶的分离和纯化，减少酶的活力损失
B．可以利用细胞中所含的复合酶系完成一系列的催化反应
C．保持了酶的原始状态，酶的稳定性更高，对污染的抵抗力更强
D．固定化细胞保存简单，仅需要提供适宜生长的温度、O2和营养物质
【答案】D
【解析】固定化酶制备过程中需要进行酶的分离和纯化，容易造成酶的活力损失，A正确；固定化酶只含一种酶，不利于催化一系列的酶促反应，固定化细胞可以利用细胞中所含的复合酶系完成一系列的催化反应，B正确；固定化细胞保持了酶的原始状态，酶的稳定性更高，对污染的抵抗力更强，C正确；固定化细胞的保存不应提供适宜生长的温度、O2和营养物质，D错误。
5．固定化酵母在发酵生产中得到了广泛应用。下列有关叙述正确的是（ ）
A．利用固定化酵母发酵，发酵液浓度不宜过高或过低
B．与游离酵母相比，固定化酵母发酵速度变快
C．固定化的酵母不能繁殖，性状较为稳定
D．固定化酵母的目的是为了提高发酵速度
【答案】A
【解析】利用固定化酵母发酵，发酵液浓度不宜过高或过低，否则会影响细胞活性或发酵效果，A正确；与游离酵母相比，固定化酵母发酵速度变慢，因为表面积与体积之比变小，不利于物质交换，B错误；固定化的酵母是活细胞，能繁殖，但是繁殖较慢，C错误；固定化的主要目的是重复利用相应的细胞，D错误。
6．已知天然胡萝卜素是防癌抗癌食品、保健品和药品。胡萝卜素化学性质较稳定，可以用来治疗某些疾病。有关胡萝卜素及提取的叙述不正确的是（ ）
A．根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为a、β、γ三类
B．一分子β－胡萝卜素将被水解成两分子的维生素A
C．石油醚是萃取胡萝卜素的良好溶剂，水浴加热可以提高萃取效率
D．实验结果将需要对提取的胡萝卜素粗品与标准样品纸层析比较
【答案】B
【解析】胡萝卜素中含多个碳双键，根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为a、β、γ三类，A正确；一分子β－胡萝卜素在人或动物的小肠或肝脏等器官中被氧化成两分子的维生素A，B错误；石油醚沸点高，是萃取胡萝卜素的良好有机溶剂，水浴加热可以提高萃取效率，C正确；为了鉴定实验结果萃取的粗品中胡萝卜素，需要将提取的粗品与标准样品用纸层析法比较，D正确.
7．某同学设计的提取玫瑰精油的实验流程如图所示，据图分析不正确的是（ ）

A．在②步中使用水气蒸馏更简便易行
B．在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片防止暴沸
C．提取精油时，向混合物中加入NaCl更利于油水分层
D．加入无水Na2SO4，再用过滤法可除去分离的油层中的水分
【答案】A
【解析】由于玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂，因此在②步中使用水中蒸馏更简便易行，A错误；在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片，目的是防止暴沸，B正确；提取精油时，为了使油水分层，要向油水混合物中加入NaCl，分离的油层还含有一定的水分，需加入无水Na2SO4，再用过滤方法将其除去，所以C、D正确。
8．蛋白质的分离与纯化技术是蛋白质研究的重要技术。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性，可将样品中各种不同的蛋白质分离
B．根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等，可通过电泳分离蛋白质
C．可通过凝胶色谱法分离蛋白质
D．根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法分离蛋白质
【答案】A
【解析】蛋白质分子不能透过半透膜，而溶液中的小分子物质则可以透过半透膜，因此可以将蛋白质和溶液中的小分子物质分离，A错误；根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等，可通过电泳使带电分子产生不同的迁移速度而分离蛋白质，B正确；根据蛋白质相对分子质量的大小，可通过凝胶色谱法使大分子的蛋白质先洗脱出来，小分子的物质后洗脱出来而分离蛋白质，C正确；根据蛋白质的分子大小、密度不同，可通过离心沉降法使不同密度的分子位于不同层次的离心液体中而分离蛋白质，D正确。
9．玉米经深加工后可用于生产酒精、玉米胚芽油、葡萄糖等产品（流程如下）。下列相关叙述错误的是（ ）

A．玉米胚芽油易溶于有机溶剂，可选用萃取法提取
B．水解玉米秸秆纤维素的酶是一种复合酶，其中Cx酶的作用是将纤维二糖分解成葡萄糖
C．探究水解玉米淀粉的酶的最适用量时，需保持温度、pH、加入的淀粉量等无关变量相同且适宜
D．纤维素分解菌可用于玉米秸秆还田，鉴别纤维素分解菌可用刚果红染色法
【答案】B
【解析】玉米胚芽油易溶于有机溶剂，可选用萃取法提取，A正确；纤维素酶是一种复合酶，它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，其中葡萄糖苷酶的作用是将纤维二糖分解成葡萄糖，B错误；为避免浪费，需对催化玉米淀粉水解的酶的最适用量进行探究，实验的自变量是酶的用量，淀粉的水解量为因变量，无关变量有温度、pH、加入的淀粉量、反应时间等，C正确；鉴别纤维素分解菌时用刚果红染色法，培养基上的菌落周围会形成透明圈，D正确。
10．在玫瑰精油和橘皮精油提取过程中，正确的是（ ）
A．玫瑰精油和橘皮精油都适合用水中蒸馏、压榨和萃取的方法提取
B．分离出的玫瑰精油油层还会含有一定的水分，可加入无水Na2SO4吸水
C．新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等，为了提高出油率，需用CaCO3水溶液浸泡
D．玫瑰精油和橘皮精油都有很强的挥发性，易溶于有机溶剂，其成分都是萜类化合物
【答案】B
【解析】橘皮易焦糊适宜用压榨法提取，不能用蒸馏法提取，A错误；除去精油中的水分，可加入无水Na2SO4吸水，B正确；新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等，如果直接压榨，出油率低，为了提高出油率，需用石灰水溶液（氢氧化钙溶液）浸泡，C错误；大部分植物芳香油的主要成分是萜类化合物及其衍生物，但橘皮精油的主要成分是柠檬烯，D错误。
11．下列关于血红蛋白提取和分离的过程及原理叙述，正确的是（ ）
A．为了防止血液凝固，应在采血器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠
B．红细胞洗涤使用5倍体积的蒸馏水，直到离心后上清液不呈现黄色为止
C．利用0.9%的NaCl对血红蛋白溶液的透析12小时，可以去除小分子杂质
D．在凝胶柱中加入蛋白样品后即可连接缓冲溶液洗脱瓶进行洗脱和收集样品
【答案】A
【解析】为了防止血液凝固，应在采血器中预先加入抗凝血剂柠檬酸钠，A正确；红细胞洗涤使用5倍体积的生理盐水，直到离心后上清液不呈现黄色为止，B错误；利用磷酸缓冲液对血红蛋白溶液的透析12小时，可以去除小分子杂质，C错误；在凝胶柱中加入蛋白样品后，等样品完全进入凝胶层后才能连接缓冲溶液洗脱瓶进行洗脱和收集样品，D错误。
12．红细胞中含有大量血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验来提取和分离血红蛋白。下列对血红蛋白提取和分离的叙述，错误的是（ ）
A．血红蛋白提取和分离一般按照“样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定”的顺序进行
B．纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液
C．样品处理过程中用蒸馏水的目的是使红细胞吸水涨破释放出血红蛋白
D．可经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定
【答案】B
【解析】血红蛋白提取和分离一般按照“样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定”的顺序进行，A正确；纯化过程中要缓冲溶液充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液，B错误；样品处理过程中用蒸馏水的目的是使红细胞吸水涨破释放出血红蛋白，C正确；可经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定，D正确。
13．图甲为凝胶色谱法分离蛋白质示意图，图乙为凝胶电泳示意图。下列叙述错误的是（ ）

A．装填图甲凝胶色谱柱时若出现气泡，会搅乱蛋白质的洗脱次序
B．在凝胶色谱操作过程中，一定不能让洗脱液流干露出凝胶颗粒
C．电泳槽的①②处接通电源后，带电粒子在凝胶中发生定向移动
D．图乙的凝胶中加入SDS后，蛋白质的移动速率取决于电荷大小
【答案】D
【解析】在装填凝胶色谱柱时，凝胶装填在色谱柱内要均匀，不能有气泡存在，因为气泡会影响蛋白质洗脱的次序，A正确；在凝胶色谱操作过程中，不能发生洗脱液流干、露出凝胶颗粒的情况，一旦发生这种情况，需重新装填凝胶色谱柱，B正确；凝胶中的SDS带负电，所以电泳槽的①处接电源负极，②处接电源正极后带电粒子在凝胶中发生定向移动，C正确；SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳的迁移速率完全取决于分子大小，因此图乙中凝胶中加入的SDS可以使蛋白质迁移速率完全取决于分子大小，D错误。
14．下列实验装置可用于生物技术实践的相关实验，相关叙述不正确的是（ ）

A．装置甲可用于果酒或腐乳的制作
B．装置乙可用于血红蛋白提取和分离过程中对装于Ⅱ中的样品的处理
C．装置丙可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作
D．使用装置丁进行蛋白质的分离时，Ⅱ中为待分离的样品
【答案】D
【解析】甲装置密封，果酒或腐乳的制作过程都需要密封条件，A正确；装置乙中Ⅰ是透析液，Ⅱ是透析袋，可以用于血红蛋白的提取和分离过程中，对分离得到的血红蛋白溶液（透析袋内的溶液）进行粗分离，以除去分子量较小的杂质，B正确；装置丙既有进气口也有排气口，可以先用于果酒的制作，后用于果醋的制作，C正确；装置丁是用凝胶分配法分离蛋白质的实验装置，Ⅱ是洗脱液，不是样品，D错误。
15．在植物有效成分的提取过程中，常用萃取法、蒸馏法和压榨法，下列关于这三种方法的叙述错误的是（ ）
A．蒸馏法和萃取法都需要水浴加热
B．压榨法适用于易焦糊原料的提取，如柑橘、柠檬等
C．萃取法适用范围较广，一般原料颗粒小、萃取温度高、时间长，萃取效果好
D．蒸馏法适用于提取玫瑰精油、薄荷油等挥发性强的芳香油
【答案】A
【解析】蒸馏法适用于提取挥发性强的芳香油，其操作过程中不需要水浴加热，萃取法需要水浴加热，A错误；压榨法是通过机械加压，将原料中的芳香油挤压出来，适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取，B正确；萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡，使芳香油溶解在有机溶剂中，之后再通过蒸馏装置蒸发出有机溶剂，剩下的就是要提取的物质，萃取法适用范围广，萃取法提取植物有效成分时要求原料的颗粒要尽可能细小、萃取温度高、时间长，这样能保证提取的物质能够充分溶解，萃取效果好，C正确；蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后可以分层，将芳香油分离出来的方法，适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油的提取，D正确。
二、综合题
16．下图1～3是植物有效成分的提取装置图。请据图回答下列有关问题：

（1）橘皮精油的提取一般用图1装置，而不用图2装置，理由是_____________________。对所获压榨液进行一系列处理的目的是_____________________。
（2）利用图2装置提取玫瑰精油，冷凝管内水流方向与蒸汽的流向________________，再将锥形瓶内乳浊液中的玫瑰精油和大部分水用分液漏斗分离开，分离的油层一般可以加入一些________________吸水，放置过夜。
（3）因胡萝卜素具有__________________________的特点，可用图3装置来萃取。用石油醚作为萃取剂的理由是_______________________。所获萃取液的浓缩_________________（填“能”或“不能”）直接使用图2装置进行。用纸层析法对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定时，用________________样品点样，若出现________________________（层析结果），则说明胡萝卜素提取成功。
【答案】（1）会发生有效成分水解和原料焦糊 把橘皮精油与水、糊状杂质等分离开
（2）相反 无水硫酸钠
（3）易溶于有机溶剂 石油醚是水不溶性有机溶剂且沸点高 不能 标准样品和提取样品 提取样品的层析带中有和标准样品一样的层析带
【解析】（1）橘皮精油主要贮藏在橘皮部分，由于橘皮精油的有效成分在用水蒸汽蒸馏时会发生部分水解，使用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题，所以一般采用压榨法；压榨液中含有橘皮精油和大量的水分，还有一些糊状残渣等杂质，之后的一系列操作可以把橘皮精油与水、糊状杂质等分离开，最终获得橘皮精油。
（2）根据逆流原理，冷凝管内水流方向与蒸汽的流向相反能提高热交换效率，加快冷凝速度；向初提取的玫瑰精油，加入适量的无水硫酸钠可吸去残留的水分。
（3）胡萝卜素易溶于有机溶剂，故用萃取法提取。萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的熔点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，如石油醚；浓缩之前，还要进行过滤，除去萃取液的不溶物；用纸层析法对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定时，用注射器抽取标准样品和提取样品，点上点样，如果出现与标准样品相同的层析条带，则提取样品含有胡萝卜素，说明提取成功。
17．纳豆是一种大豆经纳豆杆菌发酵而成的健康食品。纳豆杆菌能分泌纳豆激酶等。回答下列问题：
（1）纳豆激酶能够水解血栓中水不溶性的纤维蛋白，所以具有溶解血栓的作用。提纯纳豆激酶可用于制备药物。为提取纯化纳豆激酶，可进行下列实验：
①接种具有高纤溶活性的菌落到液体发酵培养基。37℃，摇床振荡，发酵3天。
②收集发酵液，离心，分层，取__________（上清液或沉淀物）作为提取纳豆激酶的材料。
③透析法分离：将上述离心所得样品装入透析袋，置于25mm/L磷酸盐缓冲液中透析，以便达到________________的目的。
④______________法纯化：将透析液进行柱层析，用____________进行洗脱，试管连续收集。用此法分离蛋白质时，相对分子质量_____________的蛋白质先从层析柱中洗脱出来。
⑤SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定纯度：此过程中分子的迁移速度取决于______________。
（2）如果用固定化技术固定纳豆激酶，适合使用________________法，酶固定化后要检测酶的活性，酶的活性可以用一定条件下酶促反应速率即__________________________来表示。
【答案】（1）上清液 去除分子质量较小的杂质 凝胶色谱 （25mml/L）磷酸（盐）缓冲液 大 分子大小
（2）化学结合或物理吸附 单位时间、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量
【解析】（1）纳豆激酶能够水解血栓中水不溶性的纤维蛋白，所以具有溶解血栓的作用。提纯纳豆激酶可用于制备药物。为提取纯化纳豆激酶，可进行下列实验：
①接种具有高纤溶活性的菌落到液体发酵培养基。37℃，摇床振荡，发酵3天，获得更多的纳豆激酶。
②收集发酵液，离心，分层，取上清液作为提取纳豆激酶的材料，根据题意纳豆激酶应该存在于上清液中。
③透析法分离：将上述离心所得样品装入透析袋，置于25mm/L磷酸盐缓冲液中透析，透析的目的是去除分子质量较小的杂质。
④用凝胶色谱法纯化，操作方法为，将透析液进行柱层析，用（25mml/L）磷酸（盐）缓冲液（洗脱液）进行洗脱，试管连续收集。用此法分离蛋白质时，相对分子质量大的蛋白质因为在色谱柱中运动的距离短，所以先从层析柱中洗脱出来，而分子量较小的蛋白质因为要进入凝胶颗粒的内部，运动的距离长，所以后从色谱柱中出来。
⑤SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定纯度：由于SDS缓冲了蛋白质分子中的电荷，故此过程中分子的迁移速度只取决于分子的大小。
（2）如果用固定化技术固定纳豆激酶，因为酶分子量小，容易从包埋材料中漏出，故适合使用化学结合或物理吸附法，酶固定化后要检测酶的活性，酶的活性可以用一定条件下酶促反应速率即单位时间、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
18．回答下列“蛋白质提取与分离实验”的有关问题：

（1）为了提取和分离血红蛋白，首先对红细胞进行洗涤以去除杂质蛋白，洗涤时应使用生理盐水而不使用蒸馏水的原因是______________。
（2）血红蛋白粗分离阶段，采用图1的透析装置，透析的目的是______________，透析液选用的是______________，一段时间后，若向烧杯中加入双缩脲试剂，透析袋内溶液是否出现紫色并说明判断的依据：_____________________________。
（3）图2是利用电泳法分离蛋白质的结果，电泳利用了待分离样品中各种分子的_____________________________等的差异，而产生不同迁移速度，实现各种分子的分离。
（4）图3是用于分离蛋白质的凝胶色谱柱，装填凝胶色谱柱时，若发现有气泡，则需______________。a、b均为蛋白质分子，其中先从凝胶色谱柱中洗脱出来的是a，是因为a蛋白质分子____________________。
【答案】（1）防止红细胞吸水涨破（或维持细胞形态）
（2）除去小分子杂质 磷酸缓冲液 是（或出现紫色），双缩脲试剂可以透过半透膜，与袋内可溶性蛋白反应，生成紫色物质
（3）带电性质以及分子大小、形状
（4）重新装填 相对分子质量大，无法进人凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快
【解析】（1）提取和分离血红蛋白的操作中，红细胞的洗涤需要用生理盐水，生理盐水是红细胞的等渗溶液，红细胞不会变形，如果用蒸馏水红细胞会通过渗透作用吸水涨破。
（2）除去小分子杂质的方法是透析，小分子物质可以透过透性袋进入烧杯而大分子血红蛋白保留在透性袋内，透析液是（磷酸）缓冲液；由于透性袋是半透膜，双缩脲试剂可以透过半透膜，与袋内血红蛋白质反应，生成紫色物质，因此袋内会出现紫色。
（3）由于各种分子带电性质以及分子大小、形状等的差异，在电泳过程中会产生不同的迁移速度，从而实现各种分子的分离。
（4）装填色谱柱时，如果有气泡，需要重新装填；凝胶色谱法是根据相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程长，移动的速度慢，而a蛋白分子相对分子质量较大的蛋白质不容易进入凝胶内部的通道，路程短，移动的速度快，先洗脱出来。
19．枯草芽孢杆菌产生的蛋白酶在医药和化工等领域具有重要的价值。为筛选蛋白酶产量高的枯草芽孢杆菌菌株，分别将浸过不同菌株的提取液（a －e）及无菌水（f）的无菌圆纸片置于平板培养基表面，在37℃恒温箱中放置2－3天，结果如图1。请回答问题：
（l）在筛选枯草芽孢杆菌蛋白酶高产菌株时，培养基营养成分应包括水、无机盐、生长因子、葡萄糖、_________。培养枯草芽孢杆菌时，常用摇床进行振荡培养，目的是_________。
（2）a－e中蛋白酶产量最高的菌株是_________（用字母回答），判断依据是_____________。

（3） 利用凝胶色谱法分离提取到的部分蛋白质时，等样品完全进入凝胶层后，加入pH为7.0、浓度为20mml/L的____________到适当高度进行洗脱，结果先洗脱出来的是_________的蛋白质。
（4）质监局为了检验标有含该蛋白酶的加酶洗衣粉质量，设计了如图2所示实验。如果实验结果是______________________，则说明该洗衣粉中含有蛋白酶。若用该实验来判断此酶活性大小可通过观察___________________实现。
【答案】（1）蛋白质（酪蛋白） 增加培养液中的溶氧量并使菌株与培养液充分接触，有利于目的菌的生长繁殖
（2）a a周围的透明圈最大，说明其产生的蛋白酶数量多或活性高
（3）磷酸缓冲液 相对分子质量较大
（4）A组胶片上的蛋白膜消失，B组胶片上的蛋白膜未消失 胶片上的蛋白膜消失所需时间的长短（相同时间内蛋白膜消失的面积）
【解析】（1）蛋白酶高产菌株可以分解蛋白质，在筛选枯草芽孢杆菌蛋白酶高产菌株时，培养基营养成分应包括水、无机盐、生长因子、葡萄糖、蛋白质。培养枯草芽孢杆菌时，为了增加培养液中的溶氧量并使菌株与培养液充分接触，有利于目的菌的生长繁殖，常用摇床进行振荡培养。
（2）由图1可知，菌株a的透明圈最大，说明其蛋白酶含量高或活性高，故a的蛋白酶的产量最高。
（3） 利用凝胶色谱法分离提取到的部分蛋白质时，等样品完全进入凝胶层后，加入pH为7.0、浓度为20mml/L的磷酸缓冲液到适当高度进行洗脱，由于相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部，路程较短，移动速度较快，故最先洗脱出来。
（4）图2中，自变量是洗衣粉是否煮沸，因变量是观察蛋白膜的消失时间。若洗衣粉中含有蛋白酶，加热煮沸后会导致蛋白酶变性失活，蛋白膜不会消失，故结果是A组胶片上的蛋白膜消失，B组胶片上的蛋白膜未消失。本实验可以通过观察胶片上的蛋白膜消失所需时间的长短来判断酶活性的大小，酶活性越强，蛋白膜消失所需的时间越短。
专题34 生物技术在其他方面的应用（挑战）
一、单选题
1．下列关于探究不同类型的加酶洗衣粉洗涤效果实验的叙述，错误的是（ ）
A．探讨含有蛋白酶洗衣粉的洗涤效果不能选择丝绸作为洗涤材料
B．洗涤材料应该选择固定大小的新布料以保证科学实验的严谨性
C．洗涤开始前应该将不同类型的加酶洗衣粉放在80℃热水中浸泡
D．污渍的污染程度可以通过滴加在洗涤材料上污染物的量来控制
【答案】C
【解析】丝绸作为洗涤材料主要成分是蛋白质，故探讨含有蛋白酶洗衣粉的洗涤效果不能选择丝绸作为洗涤材料，A正确；做实验，无关变量保持相同且适宜，故洗涤材料应该选择固定大小的新布料以保证科学实验的严谨性，B正确；酶发挥催化作用需要适宜的温度，低温会使酶的活性降低，高温会使酶变性失活，因此为使加酶洗衣粉的去污效果更好，应该先用温水浸泡，再在温水中清洗；80℃热水对于酶来说温度较高，影响酶活性，C错误；污渍的污染程度要保持一致，这可以通过滴加在布料上的污染物的量来控制，D正确。
2．下列关于胡萝卜素以及胡萝卜素提取过程的分析正确的是（ ）
A．胡萝卜素有的存在于叶绿体类囊体薄膜上，可以治疗因缺乏维生素A而引起的疾病
B．在把新鲜的胡萝卜切成米粒大小的颗粒置于烘箱中烘干时，温度越高、干燥时间越长，烘干效果越好
C．在萃取过程中，在瓶中安装冷凝回流装置是为了防止加热时有机溶剂挥发，在浓缩干燥前，没有必要进行过滤
D．胡萝卜素只能从植物中提取获得
【答案】A
【解析】叶绿体囊状结构薄膜上含有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，胡萝卜素可以治疗因缺乏维生素A而引起的疾病，A正确；在把新鲜的胡萝卜置于烘箱中烘干时，温度过高、干燥时间过长，胡萝卜素会分解，B错误；在萃取过程中，在瓶中安装冷凝回流装置是为了防止加热时有机溶剂挥发，在浓缩干燥前，需要进行过滤除去固体物质，C错误；提取天然胡萝卜素的方法有三种，一是从植物中提取，二是从岩藻中获得，三是利用微生物发酵生产，D错误。
3．下列关于玫瑰精油、橘皮精油和胡萝卜素提取的相关实验操作，正确的是（ ）
A．玫瑰精油提取实验中，可直接将收集到的乳浊液用分液漏斗分离
B．为了提高柑橘皮的出油率，需要将新鲜柑橘皮直接用石灰水浸泡
C．为了加强胡萝卜素的萃取效果，应降低萃取温度并延长萃取时间
D．为了防止胡萝卜素在干燥时分解，应该控制干燥温度和干燥时间
【答案】D
【解析】玫瑰精油提取实验中，收集到的乳浊液中加入NaCl，使油水分层，再用分液漏斗分离，A错误；为了提高柑橘皮的出油率，需要将新鲜柑橘皮干燥去水，再用石灰水浸泡，B错误；胡萝卜素原料的颗粒小，萃取的温度高（适宜），时间长，需要提取的物质能够充分溶解，萃取效果好，C错误；为了防止胡萝卜素在干燥时分解，应该控制干燥温度和干燥时间，D正确。
4．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁和戊五种蛋白质分子，其分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示，下列有关蛋白质分离的叙述正确的是（ ）

A．分子甲与分子戊所带电荷性质相同
B．若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最快
C．将样品装入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋内，则分子丙也保留在袋内
D．用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最远
【答案】C
【解析】分析图示可知，分子甲与分子戊所带电荷性质不相同，A错误；分子甲的相对分子质量最小，会进入凝胶内部通道而移动速度慢，B错误；若分子乙留在透析袋内，说明其相对分子质量比较大，分子丙比分子乙相对分子质量大，所以分子丙也留在袋内，C正确；SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳中的样品，其电泳迁移率完全取决于分子的大小，相对分子质量相差越大，形成的电泳带相距越远，故分子甲和分子丙形成的电泳带相距最远，D错误。
5．使用有机溶剂萃取法提取胡萝卜素时，影响萃取效率的因素很多，其中影响最大的是（ ）
A．原料颗粒的紧密程度 B．萃取剂的性质和使用量
C．所使用原料的干燥程度 D．所使用原料的新鲜程度
【答案】B
【解析】原料颗粒的紧密程度可以影响萃取效率，但不是影响萃取效率的主要原因，A错误；萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，B正确；所使用原料的干燥程度即含水量可以影响萃取效率，但不是影响萃取效率的主要原因，C错误；所使用原料的新鲜程度是影响萃取效率的原因，但不是影响萃取效率的主要原因，D错误。
6．某工厂新制了50L苹果泥，准备生产果汁，但不知酶的最适用量。为了节约成本，进行了如下探究实验：取8只试管编号1～8，分别加入30ml苹果泥，保温一段时间，然后向各试管加入不同体积的果胶酶溶液，反应一段时间后过滤并记录果汁体积，实验数据如表所示。下列分析错误的是（ ）
（注：果汁体积均不包含酶溶液体积）
A．在果汁生产中一般还应加入纤维素酶来充分瓦解细胞壁
B．本实验的测量指标还可以是苹果泥反应完全时所需要的时间
C．8只试管均需要调节至相同且适宜的温度、pH，且反应时间充足
D．为得到更准确的最适用量，还应在5～6ml范围内缩小酶用量梯度继续实验
【答案】C
【解析】植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以在果汁生产中还应加入纤维素酶来瓦解细胞壁，A正确；本实验中苹果泥反应完全时各试管过滤的果汁的体积相同，可以利用苹果泥反应时间的不同作为本实验的测量指标，B正确；8只试管如果反应时间充足，则各组过滤的果汁体积应相同，与表格中测定的结果不符合，C错误；设置5～6mL范围内不同果胶酶用量梯度实验来进行探究，是为了得到更准确的最适用量，D正确。
7．过滤是生物实验中经常用到的一种方法，下列相关叙述错误的是（ ）
A．血红蛋白样品处理时要用滤纸过滤，目的是除去脂溶性沉淀层
B．橘皮压榨液第一次用普通布袋过滤，目的是除去固体物和残渣
C．橘皮压榨液第二次用单层尼龙布过滤，目的是除去固体Na2SO4
D．胡萝卜素在萃取后要进行过滤，目的是除去萃取液中的不溶物
【答案】C
【解析】血红蛋白样品处理时要用滤纸过滤，目的是除去脂溶性沉淀层，A正确；橘皮压榨液第一次用普通布袋过滤除去固体物和残渣，然后离心进一步除去质量较小的残留固体物，B正确；橘皮压榨液第二次用分液漏斗过滤，目的是除去固体Na2SO4，C错误；胡萝卜素在萃取后要进行过滤，目的是除去萃取液中的不溶物，D正确。
8．下面是利用苹果块固定乳酸菌进行的有关实验流程图，相关叙述错误的是（ ）

A．将苹果切成小块可以增大相对表面积，有利于固定化乳酸菌与外界进行物质交换
B．步骤③中用无菌水清洗的目的是洗去苹果块表面乳酸菌，使步骤④的结果更准确
C．步骤④中设置的对照实验应是用等质量的苹果小块在相同条件下进行实验
D．与传统使用海藻酸钠固定细胞相比，用苹果固定乳酸菌可以保证发酵食品的安全性
【答案】C
【解析】将苹果切成小块可以增大相对表面积，有利于固定化乳酸菌与外界进行物质交换，A正确；步骤③中用无菌水清洗的目的是洗去苹果块表面乳酸菌，使步骤④的结果更准确，B正确；步骤④中设置的对照实验应是用等量的乳酸菌在相同条件下进行实验，C错误；与传统使用海藻酸钠固定细胞相比，用苹果固定乳酸菌可以保证发酵食品的安全性，D正确。
9．下列关于凝胶色谱法的原理及操作不正确的是（ ）
A．是利用凝胶把分子大小不同的物质分离开的一种方法
B．在洗脱过程中，大分子不能进入凝胶内部而最先流出，而小分子可以进入凝胶内部而流速缓慢，以致最后流出
C．凝胶内部有很微细的多孔网状结构，其孔隙大小与被分离的物质分子的大小无相应关系
D．一般情况下，凝胶对要分离的物质没有吸附作用，因此所有要分离的物质都应该被洗脱出来
【答案】C
【解析】凝胶内部有很微细的多孔网状结构，其孔隙大小决定了被分离的物质分子的运输路径，从而实现了物质的分离，C错误。
10．以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是（ ）
A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂
B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少
C．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白行程大
D．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测
【答案】C
【解析】洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂，A项正确；猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少，B项正确；在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白只在凝胶外部移动，比分子量较小的杂蛋白行程小，C项错误；血红蛋白显红色，可用于凝胶色谱法分离过程的监测，D项正确。
11．小球藻可用于污水净化，其繁殖能力（生长量）在一定程度上可以反映藻细胞消耗N、P等的能力。科研人员比较游离小球藻和用海藻酸钠固定化后的小球藻生长量变化，结果如右图所示。下列相关叙述错误的是（ ）

A．本研究中固定化小球藻采用的方法是包埋法
B．实验中可用CaCl2浸泡凝胶珠使其形成稳定结构
C．结果表明固定化小球藻的生长期较短、生长速率慢
D．使用固定化小球藻有利于重复使用且可避免水体二次污染
【答案】C
【解析】小球藻是单细胞绿藻，固定化细胞常用包埋法，A正确；凝胶珠经CaCl2浸泡会形成稳定的结构，B正确；从图示实验结果表明固定化小球藻的生长期较长、生长速率慢，C错误；固定化细胞的优点是可重复使用且可避免水体二次污染，D正确；
12．很多人小肠黏膜内的乳糖酶活性严重偏低，导致产生乳糖不耐受症，用固定化乳糖酶反应器连续处理牛奶，可将牛奶中的乳糖分解为半乳糖和葡萄糖，便于乳糖酶活性偏低者对牛奶的吸收。下列相关叙述错误的是（ ）
A．常采用吸附法或交联法固定乳糖酶
B．固定化乳糖酶对温度、pH比较敏感
C．固定化乳糖酶可多次利用，且活性一般不变
D．固定化乳糖酶也可用于催化麦芽糖等的分解
【答案】D
【解析】固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法（交联法），由于酶分子较小，常采用吸附法或交联法固定乳糖酶，A正确；酶的催化作用需要适宜的温度和pH，酶对温度、pH比较敏感，B正确；固定化酶技术可实现酶的反复利用，并提高酶稳定性，C正确；固定化酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类物质的分解，D错误。
二、综合题
13．桑葚富含维生素和花青素，可用于生产果汁、果酒和花青素。花青素抗氧化能力强，易溶于水，更易溶于甲醇、乙醇等亲水性有机溶剂，不易挥发，热稳定性较好，在pH小于3．0时比较稳定。回答有关问题：
（1）在桑葚汁制作过程中常使用的果胶酶是一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、_______和果胶酿酶等。通过测定滤出桑葚汁的体积大小可以判断果胶酶活性的高低，酶活性是指_____________；除此之外，还可以通过测定酶活力来反应酶活性，酶活力单位是指在25℃，其他条件适宜的情况下，在1分钟内转化1mml底物所需的__________________________。
（2）与酒精发酵过程相关的酶存在于酵母菌细胞的______________中。耐酸和耐高浓度酒精的酵母菌是生产桑葚酒的理想菌种，现欲筛选耐酸和耐高浓度酒精的酵母菌，除了基本的营养成分之外，该培养基中还应加入____________，并_________（填“升高”或“降低”）培养基的pH。
（3）用萃取法提取桑葚果汁中的花青素，如果作为食品添加剂和保健品，从安全角度考虑，应选择的萃取剂是______________（填“柠檬酸＋甲醇”或“柠檬酸＋乙醇”），萃取剂中加柠檬酸的原因是_________________。
【答案】（1）果胶分解酶 酶催化一定化学反应的能力 酶量
（2）细胞质基质 高浓度的酒精 降低
（3）柠檬酸＋乙醇 降低萃取剂的pH值，花青素在pH小于3．0时比较稳定
【解析】（1）果胶酶是一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酿酶等；酶活性是指酶催化一定化学反应的能力；酶活力单位是指在25℃，其他条件适宜的情况下，在1分钟内转化1mml底物所需的酶量。
（2）酵母菌进行无氧呼吸发酵酒精，与酒精发酵过程相关的酶存在于酵母菌细胞的细胞质基质；欲筛选耐酸和耐高浓度酒精的酵母菌，除了基本的营养成分之外，该培养基中还应加入高浓度的酒精，并降低培养基的pH。
（3）用萃取法提取桑葚果汁中的花青素，从食品安全角度考虑，应选择的萃取剂是柠檬酸＋乙醇；萃取剂中加柠檬酸的原因是降低萃取剂的pH值，花青素在pH小于3．0时比较稳定。
14．“爆爆蛋”又叫海藻魔豆，味道Q弹爽滑，轻咬外皮“噗嗤”流出香甜的果汁，深受消费者喜爱。目前作为食品添加剂广泛应用于果汁、奶茶、冷饮、雪糕、沙拉、甜品等食物中。下图是“爆爆蛋”制作流程，请回答下列问题：

注：海藻酸钠作为成膜剂，可与多价阳离子（主要应用Ca2＋）反应形成凝胶。
（1）利用果胶酶和果胶甲酯酶制备的果汁比鲜榨果汁更加澄清的原因是____________。很多微生物，如霉菌、____________等都可产生果胶酶。____________的获得是菌种鉴定、计数和培养应用的基础。
（2）对高产果胶酶的优质菌种（好氧菌）进行扩大培养时，可将其接种到____________（填“固体”或“液体”）培养基中并混匀，然后分为甲、乙两组。甲组进行静置培养，乙组进行振荡培养，推测____________组优质菌种生长速度快，理由是____________________。
（3）本流程中果汁颗粒的固定化方法是____________。若“爆爆蛋”的口感偏硬，咬不动，可能的原因是______________________。
【答案】（1）果胶能被分解成可溶性的半乳糖醛酸 酵母菌（细菌） 单菌落
（2）液体 乙 振荡可提高培养液的溶解氧含量，可使菌体与培养液充分接触
（3）包埋法 海藻酸钠溶液浓度过高/CaCl2溶液浓度过高
【解析】（1）果胶酶和果胶甲酯酶可将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使果汁更加澄清。霉菌、酵母菌等都可产生果胶酶。消除污染杂菌常通过单菌落的分离。
（2）对高产果胶酶的优质菌种（好氧菌）进行扩大培养时，可将其接种到液体培养基中并混匀。由于高产果胶酶的菌种是好氧菌，而振荡可提高培养液的溶解氧含量，并可使菌体与培养液充分接触，故乙组优质菌种的生长速度更快。
（3）果汁颗粒较大，结合题目信息可知，果汁颗粒用海藻酸钠进行固定，故此处采用的是包埋法进行固定。若海藻酸钠溶液浓度过高，会导致“爆爆蛋”的口感偏硬，咬不动。
15．中国科学家在对一个DNA病毒的晚期表达因子（名为LEF﹣10）进行凝胶电泳操作时，发现了一个异常现象，深入研究发现了一种由病毒编码的朊病毒。
（1）在进行聚丙烯酰胺凝胶电泳前先要对样品用___________处理，使由多条肽链构成的蛋白质分解为______________，并使它们的复合物都带上______________电荷，从而使其电泳的速度主要与______________有关。
（2）利用某酿酒酵母菌株进行实验，以确定LEF﹣10蛋白是否能表现出朊病毒特性。已知酵母细胞中的Sup35蛋白受到一定刺激后可能会发生空间结构改变变成朊病毒，Sup35蛋白以及“朊病毒化”后的Sup35蛋白对酵母细胞代谢过程影响如图甲，部分实验结果如图乙：

现将LEF﹣10蛋白基因替代Sup35蛋白基因的部分序列，即决定Sup35蛋白朊病毒化的DNA片段，新表达出的蛋白具备Sup35控制代谢的功能以及LEF﹣10的特性。培养再观察酵母菌落特征。这个实验采用了__________________接种方法，基本培养基中还要添加哪一种物质______________。同种微生物表现出稳定的菌落特征，包括__________________（至少答2个）。培养结果出现_________菌落即可作为LEF﹣10蛋白可以表现出朊病毒特性的证据。
【答案】（1）SDS 单条肽链 负 分子大小
（2）稀释涂布平板法 腺苷酸 颜色、性状、大小、隆起程度等 白色
【解析】（1）在进行聚丙烯酰胺凝胶电泳前先要对样品用SDS处理，使由多条肽链构成的蛋白质分解为单条肽链，并使它们的复合物都带上负电荷，从而使其电泳的速度主要与分子大小有关。
（2）图乙得到的是红白两种菌落，故该实验采用的是稀释涂布平板法；其基本培养基中还要添加腺苷酸，以满足“朊病毒化”的转基因酵母菌需要。菌落特征包括颜色、性状、大小、隆起程度等，培养基中白色菌落即可作为LEF−10蛋白可以表现出朊病毒特性的证据。
种类
洗涤原理
洗涤的物质种类
蛋白酶
蛋白质→____________
血渍、奶渍等
脂肪酶
脂肪→____________
食品的油渍、人体皮脂等
淀粉酶
淀粉→_______________
来自面条等的污垢
_________酶
使纤维的结构变得蓬松
棉纺品的表面浮毛
实验
自变量
因变量
无关变量
探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果
___________（普通和加酶）
洗涤效果：污物的残留状况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等
水的用量，污物的量，实验用布的质地与大小，不同洗衣粉的用量，搅拌、洗涤_____等
探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果
加酶洗衣粉中_________
探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响
温度
固定化酶
固定化细胞
固定酶的种类
一种
一系列
适用方法
化学结合法、物理吸附法
包埋法
特点
优点
酶既可与反应物结合，又可与产物分离，固定在载体上的酶可反复利用
成本低，操作容易
缺点
一种酶只能催化一种或一类化学反应
可能导致反应效率下降
实例
固定化葡萄糖异构酶
固定化酵母细胞
相对分子质量
大
小
直径大小
大于凝胶颗粒空隙直径、被排阻在外面
小于凝胶颗粒空隙直径，可以进入颗粒内部
运动方式
垂直向下移动
垂直向下移动，无规则扩散进入凝胶颗粒
运动速度
较快
较慢
运动路程
较短
较长
洗脱次序
先从凝胶柱洗脱出来
后从凝胶柱洗脱出来
提取方法
_____________
_______
萃取法
原料特点
_______强，热稳定性强
易焦糊，有效成分易_____
易溶于__________
应用实例
玫瑰精油等
橘皮精油等
茉莉精油等
提取方法
水蒸气蒸馏法
压榨法
萃取法
实验原理
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂获得芳香油
方法步骤
①水蒸气蒸馏②分离油层③除水过滤
①石灰水浸泡、漂洗②压榨、过滤、静置③再次过滤
①粉碎、干燥②萃取、过滤③浓缩
适用范围
适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中
优点
简单易行，便于分离
生产成本低，易保持原料原有的结构和功能
出油率高，易分离
局限性
水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题
分离较为困难，出油率相对较低
使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量
流程
注意事项
鲜玫瑰花+清水
二者质量比为1∶4
水蒸气蒸馏
可适当延长蒸馏时间
油水混合物
加入NaCl，分层明显
分离油层
用分液漏斗分液
除水
加入无水Na2SO4除水
玫瑰油
过滤
选项
实验目的
实验方法
A
用鲜玫瑰花提取玫瑰精油
水蒸气蒸馏法
B
用橘皮提取橘皮精油
水蒸气蒸馏法
C
用胡萝卜提取胡萝卜素
有机溶剂萃取法
D
测定蛋白质的分子量
SDS—聚丙烯酰氨凝胶电泳
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
果胶酶溶液体积/mL
1
2
3
4
5
6
7
8
果汁体积/mL
20.6
21.2
21.8
22.4
23
23.4
23.4
23.4