2021生物统考版二轮复习课后限时集训17酶的应用及生物技术在其他方面的应用含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2021高考生物统考版二轮复习课后限时集训17酶的应用及生物技术在其他方面的应用含解析课后限时集训（十七)酶的应用及生物技术在其他方面的应用(建议用时：40分钟）(教师用书独具)非选择题1．鸭梨醋饮属绿色健康饮品，既保存了鸭梨中的多种氨基酸、维生素、矿物质、有机酸等营养成分,又兼具果醋醒酒护肝、助消化、降低血脂、软化血管等养生保健功能，深受广大消费者青睐.如图为鸭梨醋饮的制作流程,请据图回答问题.(1）若得到的鸭梨汁非常混浊，解决的方法是_____________。（2）过程②所用的微生物是________，为了提高该微生物的利用率，最好用________法对其进行固定，而固定化酶一般采用______________法，理由是_______________。(3）研究人员发现过程②中的发酵液中存在一种活性蛋白，可提高果醋的产量,分离该蛋白可用电泳法,其原理是根据蛋白质的________、大小及形状不同，在电场中的________不同而实现分离.除电泳法外，请再写出一种分离此蛋白的方法：______________.［解析］(1)植物细胞的细胞壁成分是纤维素和果胶，所以应用果胶酶处理果汁，提高苹果的出汁率并使果汁变得澄清.(2)过程②表示果醋的制作，果醋制作利用了醋酸菌的有氧呼吸；由于细胞相对于酶来说更大，难以被吸附或结合,因此多采用包埋法；而酶分子较小，容易从包埋材料中漏出,一般采用物理吸附法或化学结合法。（3）研究人员发现过程②中的发酵液中存在一种活性蛋白，可提高果醋的产量，分离该蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质的电荷、大小及形状不同，在电场中的迁移速度不同而实现分离；除电泳法外，凝胶色谱法也可以用来分离蛋白质.［答案]（1)用果胶酶处理(2）醋酸菌包埋物理吸附和化学结合酶分子较小，容易从包埋材料中漏出（3）电荷迁移速度凝胶色谱法2．（2020·成都蓉城名校联盟高三联考）苹果除了直接食用外，还可以制作成多种产品，如苹果汁、苹果醋等.利用固定化酶技术和固定化细胞技术能提高产品的质量和产量，提高经济效益。请回答下列问题：（1）利用图中装置制作澄清苹果汁的原理和优点是将果胶酶固定在________的载体上，使酶既能与反应物接触，又能________，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用，大大降低了生产成本.（2）被固定的果胶酶包括三类：_________和果胶酯酶。（3）为了探究果胶酶的最适用量，需要在________条件下进行，看看获得一定量的果汁究竟需要多少果胶酶合适。（4)获得的苹果汁可以进一步用于苹果醋的制作，为了研究固定化醋酸菌的相关特性，实验室利用下面的装置进行探究。①利用海藻酸钠制作含有醋酸菌的凝胶珠属于固定化细胞技术中的________法。②该装置能够制作苹果醋的原理是_____________________。③当关闭开关后，发酵很快停止，原因是________________。载体固定了酶或细胞后，使用前________(填“需要”或“不需要”)进行灭菌.［解析］(1）载体若溶于水，固定化酶也就随之进入底物溶液，固定化酶技术失败，所以应将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离,同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。（2)果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶.（3）只有在最适温度和pH条件下酶的活性才最高，才能准确找到催化获得一定体积的果汁所需要的最适用量.（4)①固定化细胞多采用包埋法，且常选用海藻酸钠作为载体。②在氧气、糖源充足的条件下，醋酸菌能将糖类分解成醋酸,所以利用题图装置可制作苹果醋.③醋酸菌为需氧菌，对氧气含量特别敏感,即使短暂中断通氧,也会引起醋酸菌的死亡,所以当关闭开关后，发酵很快停止。如果使用前灭菌处理，酶和细胞都会变性失活，所以使用前不需要灭菌。［答案］(1）不溶于水与产物分离(2)多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶(3）最适温度和pH(4）①包埋②在氧气、糖源充足的条件下，醋酸菌能将糖类分解成醋酸③醋酸菌对氧气含量特别敏感(或醋酸菌为好氧菌)，即使短暂中断通氧,也会引起醋酸菌的死亡不需要3．(2020·西北工大附中高三模拟）生姜精油具有活血化瘀、祛除风寒、美容调香等功效，在食品香料、制药及化妆品工业中应用广泛.我国是生姜的主产国之一，以下是提取生姜精油常用的两种工艺流程：工艺Ⅰ:鲜姜、茎、叶→粉碎→水蒸气蒸馏→油水混合物→①→②→生姜精油工艺Ⅱ：干姜→粉碎→乙醇萃取→③→④→生姜精油请回答下列问题：(1)写出上述工艺流程中的步骤：②________，④________.（2）工艺Ⅰ提取生姜精油的原理是_________________；①过程中加入NaCl的目的是_________________。(3)工艺Ⅱ萃取过程采用水浴加热的主要原因是____________；萃取的效率主要取决于________________________。(4)两种工艺都需要对材料进行粉碎，目的是_____________。(5）相关研究表明，生姜精油中有少部分化合物的化学性质不稳定，例如姜烯在水蒸气蒸馏时容易聚合,姜醇在贮存过程中受热会脱水。因此，在大规模的工业生产中比较倾向于利用________(填“工艺Ⅰ”或“工艺Ⅱ")提取生姜精油，若使用该工艺生产，考虑到成本效益等实际问题，请你从工艺流程和保存方式的角度各给出一个合理建议。__________________________。［解析]（1）工艺流程Ⅰ的步骤：鲜姜、茎、叶→粉碎→水蒸气蒸馏→油水混合物→分离油层→除水→生姜精油；工艺流程Ⅱ的步骤：干姜→粉碎→乙醇萃取→干燥→浓缩→生姜精油。(2）工艺Ⅰ利用的原理是利用水蒸气将挥发性较强的生姜精油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分离出油层和水层.①过程中加入NaCl的目的是增加盐的浓度,有利于油水分层。（3）工艺Ⅱ萃取过程采用水浴加热的原因是萃取剂乙醇是易燃物，为防止燃烧、爆炸，故不能直接加热。萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时也受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。（4)两种工艺都经历了粉碎操作，目的是破坏细胞结构,增加接触面积，使提取物充分溶解，提高出油率。(5)生姜精油在利用水蒸气蒸馏时,会出现姜烯聚合，姜醇脱水等不良现象，因而利用工艺Ⅱ来提取生姜精油.考虑到成本效益等实际问题，在工艺流程中控制好萃取的时间和温度，同时将成品低温或避光保存。［答案]（1）除水浓缩（2）生姜精油化学性质较稳定，难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏出来增加盐的浓度,有利于油水分层（3)有机溶剂都是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸萃取剂的性质和使用量(4）破坏细胞结构，增大接触面积，提高出油率（5）工艺Ⅱ控制好萃取的时间和温度,低温或避光保存4．某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动.具体步骤如下：材料处理:称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份,每份10g。剪碎后分成两组，一组置于20℃,另一组置于－20℃条件下，保存24h。DNA粗提取：第一步：将上述材料分别放入研钵中,各加入15mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤,取滤液备用。第二步：先向6只小烧杯中分别注入10mL滤液，再加入20mL体积分数为95％的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上.第三步：取6支试管，分别加入等量的2mol/L的NaCl溶液溶解上述絮状物。DNA检测：在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂。混合均匀后，置于沸水中加热5min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表:材料保存温度花菜辣椒蒜黄20℃＋＋＋＋＋＋－20℃＋＋＋＋＋＋＋＋＋注：“＋”越多表示蓝色越深.分析上述实验过程,回答下列问题：（1)该探究性实验的课题名称是______________________。（2)第二步中“缓缓地”搅拌,这是为了减少________。（3)根据实验结果，得出结论并分析。①结论1：与20℃相比，相同实验材料在－20℃条件下保存，DNA的提取量较多.结论2：_________________________________。②针对结论1,请提出合理的解释:___________________。［解析]从题目实验步骤看出，该实验的课题是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响，在第二步中，为了防止DNA断裂,要缓缓地搅拌;从表中结果看出，由于低温抑制了相关酶的活性,DNA降解慢，使得相同材料在低温保存下的DNA提取量大;在相同条件下，蒜黄蓝色最深，说明相同条件下从蒜黄中提取的DNA量最大。[答案］（1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响（2)DNA断裂(3)①等质量的不同实验材料,在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNA量最多②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢5．红细胞内含有大量血红蛋白，我们可以选用猪、牛、羊或其他哺乳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、纯化和________。（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，马上进行处理、离心后,收集血红蛋白溶液.以上所述的过程即是样品处理，它包括红细胞的洗涤、________________、________________.（3)收集的血红蛋白溶液要进行粗分离，其方法是__________。然后通过___________将样品进一步纯化，最后经____________进行纯度鉴定。(4)如图是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品加入和洗脱示意图.请据图回答下列问题。①在加样品示意图中，正确的顺序是_________________。②用吸管加样品时，应注意正确操作，分别是________、________、________.③待________________时，才加入缓冲溶液。④待________________接近色谱柱底端时，用试管收集流出液,每________mL收集一管，连续收集。[解析］(1）血红蛋白的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.（2)样品处理包括红细胞洗涤、血红蛋白释放、分离血红蛋白溶液和透析四步。(3)收集的血红蛋白溶液要通过透析的方法进行粗分离;样品的纯化是通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，最后经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定.(4)①加样和洗脱的具体过程为调节缓冲液面→加入蛋白质样品→调节缓冲液面→洗脱→收集分装蛋白质，因此正确的加样顺序是D→A→B→C。②用吸管加样时，应注意的正确操作，分别是使吸管管口沿管壁环绕移动;贴着管壁加样；不要破坏凝胶面。③待样品完全进入凝胶层时,才加入缓冲溶液。④待红色的蛋白质接近色谱