高考生物一轮复习第十一单元第41讲酶的应用和蛋白质的提取和分离讲义(含解析)(选修1)_第1页
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文档简介

1、第 41 讲 酶的应用和蛋白质的提取和分离 考纲明细1. 酶活力测定的一般原理和方法2. 酶在食品制造和洗涤等方面的应用3. 制备和应用固相化酶4. 蛋白质的提取和分离知识自主梳理一、酶的应用1果胶酶在果汁生产中的作用(1) 果胶作用:01植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一;在果汁加工中,会影响 02出汁率并使果汁浑浊。成分:是由03半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。特点:不溶于水。(2) 果胶酶组成:果胶酶是指分解果胶的一类酶的总称,包括04多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。作用: 果胶酶能够瓦解05植物细胞的细胞壁及胞间层,把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,从而使果汁变得澄清

2、,并提高水果的出汁率。(3) 酶的活性及影响酶活性的因素酶的活性:指酶催化一定化学反应的能力。表示方法:酶的活性可以用在一定条件下,酶所催化的06某一化学反应的反应速度来表示。酶反应速度:酶反应速度用单位时间内、单位体积中07反应物的减少量或产物的增加量来表示。影响酶活性的因素:温度、pH 和 08酶的抑制剂等条件都会影响酶的活性。(4) 影响果汁产量的物质和处理方法影响果汁产量的物质:纤维素、果胶。榨取果汁过程中存在的问题:出汁率低,耗时长,果汁混浊,黏度高,易发生沉淀。处理方法:酶解法。2探究影响果胶酶活性因素实验的分析(1) 实验原则:单一变量原则、对照性原则。严格控制变量,尽量减少无关

3、变量的影响。(2) 实验原理:果胶酶活性受温度、pH 或酶抑制剂的影响,在最适温度或pH 时,酶的活性最高,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) 实验流程制备果泥设置一系列09具有梯度的pH 或温度加入果胶酶反应一段时间过滤果汁(4) 分析:该实验的自变量是10温度或pH,因变量是11酶的活性,检测因变量是通过12测定果汁的体积或比较澄清度来实现的。(5) 无关变量探究最适温度时,pH 为不变量,最好是最适pH;探究最适pH时,温度为不变量,最好是最适温度。探究果胶酶的最适用量时,最适用量是在温度、pH 等适宜条件下测出来的,如果无关变量改变,最适用量也会发生变化。 深

4、入思考1.( 选修 1 P 44旁栏思考) 为什么在混合苹果泥和果胶酶之前,要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理?提示 将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理,可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的,避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶活性的问题。2 ( 选修 1 P44旁栏思考)在探究温度或pH对酶活性的影响时,是否需要设置对照?如果需要,又应该如何设置?为什么?提示 需要设置对照实验,不同的温度梯度之间或不同的pH 梯度之间就可以作为对照,这种对照称为相互对照。3 ( 选修 1 P44旁栏思考) 想一想,为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的

5、高低?提示 果胶酶将果胶分解为小分子物质,小分子物质可以通过滤纸,因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH 下,果胶酶的活性越大,苹果汁的体积就越大。4 ( 选修 1 P44旁栏思考)当探究温度对果胶酶活性的影响时,哪个因素是变量,哪些因素应该保持不变?提示 温度是变量,应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH 等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。3加酶洗衣粉在洗涤中的作用(1) 加酶洗衣粉和酶制剂加酶洗衣粉是指含有13酶制剂的洗衣粉,常用的酶制剂有四类:14蛋白酶、脂肪酶、15淀粉酶和纤维素酶。(2) 加

6、酶洗衣粉的去污机理 深入思考1.( 选修 1 P46旁栏思考) 查阅资料,看看普通洗衣粉中包含哪些化学成分?提示 普通洗衣粉中通常包含有:表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分,有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素,以及填充剂等。2 ( 选修 1 P48课后习题)比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同?提示二、蛋白质的提取和分离1蛋白质的分离方法(1) 凝胶色谱法概念:是根据01相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。原理(2) 电泳法概念:是指04带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。原理:在一定的pH 下,多肽、核酸等生物大分子的可解离基团会带上正电或负电,在电场的作用下,这些带电分子

7、会向着与其所带电荷05相反的电极移动。作用过程各种分子带电性质差异分子本身大小不同分子本身形状不同不同的迁 移速度实现各种分子的分离方法: 常用的电泳方法有06琼脂糖凝胶电泳和07聚丙烯酰胺凝胶电泳。测定蛋白质分08SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。2实验操作程序3操作提示(1) 红细胞的洗涤洗涤次数、离心速度与离心时间十分重要。洗涤次数过少,无法除去14血浆蛋白;离心15白细胞等一同沉淀,达不到分离的效果。(2) 色谱柱填料的处理商品凝胶是干燥的颗粒,使用前需直接放在16洗脱液中膨胀。为了加速膨胀,可以将加 17沸水浴加热,逐渐升温至接近沸腾,通常只需1 2 h 。这种方法不 18微生物,排除胶粒内

8、的19空气。(3) 凝胶色谱柱的装填在色谱柱中装填凝胶的时候要尽量20紧密,以降低 21凝胶颗粒之间的空隙。在装填凝胶柱时, 不得有 22气泡存在。气泡会搅乱23洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果。在凝胶色谱操作过程中,不能发生24洗脱液流干,露出25凝胶颗粒的现象。一旦发生这种情况,凝胶色谱柱需要重新装填。(4) 蛋白质的分离在蛋白质分离过程中,仔细观察红色区带在洗脱过程中的移动情况。如果红色区带均匀一致地移动,说明色谱柱制作成功。考点题型突破考点 1 酶的应用题型一 果胶酶在果汁生产中的应用的实验分析1 (2015·海南高考) 生产果汁时,用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。

9、回答下列相关问题:(1) 某同学用三种来源的果胶酶进行三组实验,各组实验除酶的来源不同外,其他条件都相同,测定各组的出汁量,据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是 。(2) 现有一种新分离出来的果胶酶,为探究其最适温度,某同学设计了如下实验:取试管 16 支,分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液,混匀,平均分为4 组,分别置于0 、5 、10 、40 下保温相同时间,然后,测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有和 。(3) 某同学取5组试管(A E)分别加入等量的同种果泥,在A、 B、 C、 D 4 个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量

10、的同种果胶酶,然后, 补充蒸馏水使4 组试管内液体体积相同;E 组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5 组试管置于适宜温度下保温一定时间后,测定各组的出汁量。通过A D 组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中,若要检测加入酶的量等于0 而其他条件均与实验组相同时的出汁量,E 组设计(填“能”或“不能”)达到目的,其原因是。答案 (1) 比较不同来源果胶酶的活性(2) 温度范围设置不合理温度梯度设置不合理(3) 不能 未加入缓冲液解析 (1) 利用不同来源的果胶酶处理果泥,检测各组出汁量,据此可以比较不同来源的果胶酶的活性大小。(2) 探究果胶酶的最适温度时,一般在20 70 范围

11、内,每隔5 进行梯度设计。显然题中温度设置过低,温度梯度设置不合理。(3) 本实验的目的是检测不同量的同种果胶酶下的出汁量的差异,为保证单一变量,AE 组都应加入等量缓冲溶液。2我国水果生产发展迅速,但由于收获的季节性强,易造成积压、腐烂变质,为了解决上述问题且满足不同人群的需求,可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中要用到果胶酶,某生物研究小组为了探究温度对果胶酶活性的影响,进行了如图所示实验。(1) 请将图中所示的操作进行排序:(2) 对照组与实验组进行了相同时间的实验,结果如图中曲线所示:图中自变量是温度,除此之外还可以是。A酶的浓度B苹果泥的量C水的加入量D pH图中的纵

12、坐标还可用来表示。实验组改变实验条件后重复做实验,得到曲线乙,两次实验中苹果汁的体积的最高点对应的横坐标是同一位置的原因是 步 骤 c中 , 将 两 者 分 装 在 不 同试 管 中进 行 恒 温 处 理 的 目 的是(3) 如表所示是某实验小组的详细实验结果:温度 / 1020304050607080苹果汁的产量 /mL813152515121110根据上述实验结果可知,当温度为时苹果汁的产量最多,能不能确定该温度就是果胶酶的最适温度?如果不能,请设计出进一步探究果胶酶的最适温度的实验方案。答案 (1)acdb(2) D 苹果汁的澄清度同一种酶的最适温度是一定的,不会因酶的浓度、底物量不同而

13、改变保证底物和酶在混合时的温度是相同的(3)40 不能,再设置多套装置,以40 为中心,以更小的温差( 如 0.5 )测量在更小范围的温度内的果汁的产量,果汁的产量最高的温度更接近酶的最适温度。解析 (1) 实验顺序是准备苹果泥和配制果胶酶、苹果泥和果胶酶分别水浴保温、苹果泥和果胶酶混合保温、过滤果汁后用量筒计量。(2) 果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响,而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系;且每一种酶都有一个最适温度和最适pH,且这两个值恒定。衡量实验结果的指标有两个:一是果汁的量,另一个是果汁的澄清度。为了保证实验在相应温度下进行,必须使酶和底物分别保温达到要求后再混合。在相同温

14、度条件下,pH、 酶的浓度和底物浓度也会改变反应速率。(3) 根据表格中数据可看出,在40 时产生的果汁量最多。要将温度确定得更加精确,以 40 为中心,以更小的温差( 如 0.5 )设置自变量。3食品种类多,酸碱度范围广。某生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶,查阅相关文献,得知:(1)pH 对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知,更适宜作为食品添加剂,理由是 。蛋白酶的活力可用来表示。(2) 该蛋白酶的提取工艺流程如下:兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH 进行了探究实验。结果显示,酶保护剂浓度在 0.02 0.06 mol/L 范围内,酶活力较高;提取液pH在 6.0 8

15、.0 范围内,酶活力较高。他们认为,要进一步提高粗酶制剂的酶活力,以达到最佳提取效果,还需对酶保护剂浓度和提取液 pH进行优化,并确定以此为探究课题进行探究。请分析回答:本实验的课题是本实验的自变量为因变量为 。答案 (1) 木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶的活力基本不受pH 的影响单位时间内底物的消耗量或产物的生成量(2) 探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH酶保护剂的浓度和提取液的pH 单位时间内底物的消耗量或产物的生成量解析 (1) 结合图形和文字可知,在题目中已经提供了信息“食品种类多,酸碱度范围广”, 所以选择的食品添加剂应该有较广的酸碱适应范围,从图中可以看出木瓜蛋白酶的适应范围最广,所以

16、可以选作食品添加剂。酶的活力一般用单位时间内底物消耗量或者产物的生成量来表示。(2) 实验设计时应该明确实验目的,这里的实验目的是探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH,所以我们可以将酶保护剂的浓度和提取液的pH 作为自变量,因变量为单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。题后归纳1. 探究影响果胶酶活性的因素( 温度或pH)的实验(1) 实验原则:单一变量原则、对照原则。要严格控制变量,尽量减少无关变量的影响。(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,其活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性呈正相关。(3) 实验流程2探究果胶酶的最适用

17、量(1) 实验流程(2) 实验结果分析如果随着酶浓度的增加,过滤到的果汁体积也增加,说明酶的用量不足;当酶的浓度增(3) 三个实验的变量分析题型二 探究加酶洗衣粉的洗涤效果的实验分析4 (2018 ·江苏高考 )( 多选 ) 下列关于加酶洗衣粉的叙述,错误的是()A洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来B洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解C在50 热水中用加酶洗衣粉洗衣时,其中的酶会迅速失活D加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存,不会影响其中酶的活性答案 BCD解析 加酶洗衣粉中加入的酶多是微生物发酵产生的,其本质与生物体内的酶无明显差异,A正确;洗衣粉中的蛋白酶通常不会将添加

18、的其他酶迅速分解,这是因为加酶洗衣粉中的酶经过了特殊的化学物质的包裹,使之与其他成分隔离,这些酶在遇水后,包裹层分解,酶才能发挥作用,B错误;加酶洗衣粉的pH 值一般不大于10,在水温45 60 时,能充50 热水中用加酶洗衣粉洗衣时,其中的酶不会失活,C错误;D 错误。5 (2017 ·江苏高考) 为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能,研究性学习小组进()A碱性纤维素酶对污布类型2 的去污力最强B不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力C碱性纤维素酶对污布类型2、 3 的去污力不同D加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力答案 C解析 由于污布1、 2 所用的酶量和洗衣粉类型不同,污布

19、2、 4 所用洗衣粉类型不同、2、 3 所用酶量和洗衣粉类型相同,只能说明碱性纤维素酶对污布类型2 的3 强,但不能确定对污布类型2 的去污力最强,A 错误, C 正确;本因此不能确定不同类型洗衣粉对碱性纤B 错误;本实验中没有对同一污布用相同类型洗衣粉在不同酶用量情D 错误。6为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将一种无酶洗衣粉分成3 等份,进行3 组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1 种或 2 种酶,丙组不加酶,在不同温度下清洗同种化纤布上的种污渍,其他实验条件均相同,下表为实验记录。请回答下列问题。(1) 提 高 洗 衣 粉 去 污 能 力 的 方 法 有 。 甲 组 在 洗 衣 粉 中 加 入

20、了。乙组在洗衣粉中加入了。(2) 甲、乙组洗涤效果的差异,说明酶的作用具有。(3) 如果甲、乙和丙3 组均在水温为80 时洗涤同一种污渍,请比较这3 组洗涤效果之间的差异并说明理由。(4) 加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的,遇水后包裹层很快溶解,释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。答案 (1) 加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2) 专一性(3) 没有差异,因为高温使酶失活(4) 未运用酶的固定化技术,因为酶未固定在不溶于水的载体上,也不能重复利用解析 本题考查加酶洗衣粉的洗涤效果,着重考查酶的特性。解题时,应利用对比方法仔细分析表格中的数据。

21、血渍中主要含蛋白质,油渍中只含有脂肪,为加速污渍水解,需要加酶或适当提高温度。对比同一温度下的三组实验可知,甲加了一种酶,乙加了两种酶。甲、乙组洗涤效果的差异,说明酶具有专一性。水温为80 时,酶失活,因而三组实验效果没有差别。 固定化酶是利用物理或化学的方法将酶固定在某种不溶于水的载体上,可以重复利用。题后归纳1. 加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法(1) 判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法:可在洗涤后比较污物残留状况,如已消失、颜色变浅、面积缩小等。(2) 加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法:实验设计遵循的原则是对照原则和单一变量原则, 如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时,以洗

22、衣粉的种类为自变量,其他条件完全一致;同时, 普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照。(3) 变量分析2. 使用加酶洗衣粉要注意的问题(1) 对于丝绸等主要成分为蛋白质的面料,若使用含有碱性蛋白酶的洗衣粉,衣物会受到损伤,因此蛋白质类丝织物不能用含蛋白酶的洗衣粉来洗涤。(2) 使用加酶洗衣粉要注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在35 50 的范围内活性最高,在低温或60 以上时就会失效。(3) 衣服的洗涤,不仅要考虑洗涤效果,还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。(4) 人体皮肤细胞有蛋白质,使用加酶洗衣粉后如不彻底清洗双手,就会使手的皮肤受到腐蚀,而使人患过敏性皮炎、湿疹等。(5) 酶

23、制剂中的蛋白酶、淀粉酶等并非是单一酶,而是复合酶,如蛋白酶制剂实际包括蛋白酶和某些肽酶,可将蛋白质水解成小分子肽和氨基酸。(6) 酶作为一种生物催化剂,有一定的寿命,不能放置太久。题型三 固定化酶和固定化细胞的比较(7) (2015 ·江苏高考 ) 下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是()A固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用B溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素C固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物D凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合答案 B解析 酶发挥催化作用时不需要消耗氧气,溶解氧交换受阻不是固定化酶应用的限制因(8) 错误。8下列有关固定化酶技术和固定化细

24、胞技术的叙述,不正确的是()A固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B因为酶分子比较大,所以固定化酶技术更适合采用包埋法C与固定化酶技术相比,固定化细胞制备的成本低,操作更容易D反应物如果是大分子物质,应采用固定化酶技术答案 B解析 固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法,A正确;酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化,而细胞多采用包埋法固定化,这而酶分子很小,体积大的难以被吸附或结合,而体积小的酶容易从包埋B 错误;固定化细胞的优点是成本低,操作更容易,能固定一系列的酶,C 正D 正确。(9) (2016 ·江苏高考 ) 为了探索海藻酸

25、钠固定化对绿球藻生长的影响,以及固定化藻对Zn2 污水的净化作用,科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验,流程及结果如下。请回制备固定化绿球藻凝胶球柠檬酸钠溶液溶解凝胶球,测定藻数量(1) 实 验 中 的 海 藻 酸 钠 作 用 是 ,CaCl2 的 作 用 是(2) 为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物,并保持绿球藻活性,宜采用洗涤。图1 中 1.0%海藻酸钠组培养24 h 后,移去凝胶球,溶液呈绿色,原因是题后归纳直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较考点 2 蛋白质的提取和分离题型 蛋白质的提取和分离1已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子,其分子大小、电荷的性质和数量情况

26、如图所示,下列有关蛋白质分离的叙述正确的是()A若将样品以2000 r/min 的速度离心10 min ,分子戊存在于沉淀中,则分子甲也存在于沉淀中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若用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 由题图知分子量的大小依次为丙丁 乙 戊 甲, 分子甲的分子量小于分子戊,故分子戊存在于沉淀中,分子甲不一定存在于沉淀中,A错误;甲的分子量最小,其在凝胶色谱柱中移动时会进入凝胶内部通道,移动速度最慢,B 错误;透析利

27、用半透膜的半透性可除去分子量较小的杂质,分子乙的分子量小于分子丙,若分子乙保留在透析袋内,则分子丙也一定保留在袋内,C 正确;SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳时,其电泳迁移率完全取决于分子的大小, 分子量相差越大,形成的电泳带相距越远,则分子甲与分子丙形成的电泳带相距最远,D 错误。2凝胶色谱技术是一种快速而又简单的分离技术,对高分子物质有很好的分离效果,目前已经被多个领域广泛应用,不但应用于科学实验研究,而且已经大规模地用于工业生产。据图回答问题:(1)a 、 b 均为蛋白质分子,其中先从层析柱中洗脱出来的是(2) 自 己 制 作凝 胶 色 谱 柱 时 , 在色 谱 柱 底 部d 位 置 相 当 于

28、 多 孔 板 的结 构 可 由替代。(3) 装 填 凝 胶 色 谱 柱 时 ,色 谱 柱 内不 能 有 气 泡 存 在 , 原 因 是(4) 洗脱用的液体应尽量与浸泡凝胶所用的液体( 填“相同”或“不同”) ,洗脱时,对洗脱液的流速要求是。(5) 若 选 用 Sephadex G 75 , 则 “ G” 表 示 , 75 表 示答案 (1)a'a 相对分子质量较大,无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶间隙移动,路程较短,移动速度较快(2) 尼龙网和尼龙纱(3) 气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果(4) 相同 ' 保持稳定(5) 凝胶的交联程度,膨胀程度及分离范围&#

29、39; 凝胶得水值,即每克凝胶膨胀时吸水7.5 g解析(1) 用凝胶色谱技术分离各种不同蛋白质时,大分子物质由于直径较大,只能分布于颗粒之间,所以向下移动的速度较快。小分子物质除了可在凝胶颗粒间隙中扩散外,还可以进入凝胶颗粒的微孔,在向下移动的过程中,从一个凝胶颗粒内扩散到颗粒间隙后再进入另一凝胶颗粒内,如此不断地进入和扩散,小分子物质的下移速度落后于大分子物质,所以大分子物质先洗脱出来。(2) 自己制作凝胶色谱柱时,在色谱柱底部d 位置相当于多孔板的结构可由尼龙网和尼龙纱替代。(3) 在色谱柱中装填凝胶的时候要尽量紧密,以降低凝胶颗粒之间的空隙。一是在装填凝胶柱时,不得有气泡存在,因为气泡会

30、搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果。二是凝胶色谱操作过程中,不能发生洗脱液流干、露出凝胶颗粒的现象。一旦发生上述两种情况,凝胶色谱柱需要重新装填。(4) 洗脱液应与浸泡凝胶所用液体相同,且洗脱液流速要稳定,以免干扰洗脱结果。(5) 细胞含有大量血红蛋白,红细胞的机能主要是由血红蛋白完成的,血红蛋白的主要功能是携带O2和CO2,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。请回答下列有关问题:(1) 血红蛋白的提取和分离一般可分为四步:、 粗分离、和 。(2) 实验前取新鲜的血液,要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠,取血回来,马上进行离心,收集血红蛋白溶液。加

31、入柠檬酸钠的目的是。以上所述的过程即是样品处理,它包括红细胞的洗涤、 分离血红蛋白溶液。(3) 收集的血红蛋白溶液要进行粗分离,其方法是。(4) 然后通过法将样品纯化,样品纯化的目的是。最后经 进行纯度鉴定。(5) 电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子的、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速率,从而实现样品中各种分子的分离。答案 (1) 样品处理纯化 纯度鉴定(2) 防止血液凝固血红蛋白的释放(3) 透析(4) 凝胶色谱去除大分子杂质蛋白SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(5) 大小解析 (1) 血红蛋白提取和分离一般分为四步:样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。(6) 采取血液时要在采

32、血容器中预先加入柠檬酸钠,以防止血液凝固。样品处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液。(7) 将收集的血红蛋白溶液在透析袋中透析进行样品的粗分离。(8) 通过凝胶色谱法将样品纯化,纯化的目的是去除大分子杂质蛋白,最后经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。(9) 电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速率,从而实现样品中各种分子的分离。知识拓展比较琼脂糖凝胶电泳和SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(1) 从载体上看,利用琼脂糖凝胶作为载体的是琼脂糖凝胶电泳,利用SDS聚丙烯酰胺凝胶作为载体的是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。(2) 从依

33、据上看,利用了分子带电性质差异和分子大小的是琼脂糖凝胶电泳,仅利用了分子大小的是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳。(3) 从优点上看,琼脂糖凝胶电泳操作简单,电泳速度快,样品不需处理,电泳图谱清晰,分辨率高,重复性好;SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳消除了净电荷对迁移率的影响,使电泳迁移率完全取决于分子的大小。方向真题体验1 (2018·江苏高考 ) 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CaCl 2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

34、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; 将混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液进行固定化酵母细胞,CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠,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。2 (2017 ·江苏高考 ) 固定化单宁酶应用于茶饮料加工,可消除其中的苦涩味。下列有关叙述正确的是()A在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白B化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小C温度、pH 和重金属离子都可能影响

35、固定化单宁酶活性D酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分答案 C解析 透析法可除去相对分子质量较小的杂质,酶与杂蛋白都属于生物大分子,用透析A 错误;与吸附法相比,化学结合法对酶的活B 错误;温度、pH和重金属离子等因素都会对酶活性产生影响,C正确;酶的D 错误。3 (2016 ·江苏高考)( 多选 ) 为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果,在工业洗衣机中用酶洗( 工艺流程见下图) 。下列叙述中错误的是()A纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似B在上述工艺中,为重复使用纤维素酶,可选用适当的包埋剂固定化酶C在上述工艺中,通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧

36、颜色的深浅D纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素答案 BD解析 纤维素酶在仿旧中的作用机理是适当分解布料中的纤维素成分,洗衣粉中添加纤有利于去污,两者作用机理A 正确;酶分子较小,容易从包埋材料中漏出,一般采用化学结合法或物理吸附法固B 错误;温度、酸碱度会影响酶的活性,处理时间会影响酶的作用效果,故通过调酸碱度和处理时间可控制仿旧颜色的深浅,C正确;纤维素分子中不含磷酸二酯键,D 错误。4 (2015 ·江苏高考) 下列关于酶的叙述,正确的是()A发烧时,食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性B口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用C用果胶酶澄清果汁时,温度越低澄清速度越快D洗衣时,加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性答案 B解析 发烧时食欲减退是因为体温升高抑制了消化酶的活性,但还没引起唾液淀粉酶失A 错误;口服的多酶片中胰蛋白酶往往在内层,可到达小肠中发挥作用,B 正确;只有在最适温度时酶的活性最高,果汁澄清的速度才最快,C 错误;加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶和碱性脂肪酶等,白醋呈酸性,会使pH 降低,更加偏离酶的最适pH,因此,加白醋会降低酶的活性,D 错误。5 (2015 ·山东高考 )乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下:乳糖酶的提取纯化乳糖酶的固定

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