第35讲生物技术在其他方面的应用、酶的应用

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2植物芳香油的主要化学成分:化合物及其衍生物。

3特点:强,易溶于溶剂。

挥发性有机动物和植物萜类2植物芳香油的提取1提取方法:、压榨和等。

2方法:根据来决定。

蒸馏萃取植物原料的特点3实例①玫瑰精油的提取图11-35-1水蒸气蒸馏水蒸气水气蒸馏水蒸气蒸馏NaCl无水Na2SO41在用水蒸气蒸馏法制取玫瑰精油的过程中,油水混合物中加入氯化钠的目的是增大盐的密度,有利于玫瑰精油与水的分层。加入无水Na2SO4的目的是吸收精油中残留的水分。2蒸馏时若温度太高,时间太短,产品品质较差,若要提高产品品质,可适当延长蒸馏时间。②橘皮精油的提取图11-35-2压榨法机械加压压榨静置a橘皮精油无色透明,具有诱人的橘香味,主要成分是柠檬烯。b橘皮精油的有效成分在用水蒸气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。c石灰水浸泡的目的是破坏细胞结构、分解果胶,防止橘皮压榨时滑脱,提高出油率。3胡萝卜素的提取1物理性质:橘黄色结晶。2化学性质:比较稳定,不溶于水,微溶于乙醇,易溶于石油醚等有机溶剂。3方法:法。

4萃取剂的选择:萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点,能够充分溶解,并且不与水混溶。

萃取胡萝卜素5实验流程胡萝卜→→干燥→→过滤→→胡萝卜素

6影响萃取的因素①主要因素:和使用量。

②次要因素:原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等。粉碎萃取浓缩萃取剂的性质7提取装置的设计①加热方式:采用加热,避免加热。

②防止挥发的装置:安装装置。

8胡萝卜素的鉴定:法。

水浴明火回流冷凝纸层析1在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种有机溶剂中,石油醚的沸点最高,在加热萃取时不易挥发,所以石油醚最适宜用作萃取剂。胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮,但它们是水溶性有机溶剂,因萃取时能与水混溶而影响萃取效果,所以不宜用作萃取剂。2萃取时一般来说原料颗粒小,萃取温度高,时间长,需提取的物质就能够充分溶解,萃取效果就好。正误辨析1胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是α-胡萝卜素。 2蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解下来,再把水蒸发掉,剩余的就是芳香油。 ×胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是β-胡萝卜素。×蒸馏法的实验原理是植物芳香油会随着水蒸气一起蒸发出来,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。3某微生物产生的油脂不易挥发,可选用水蒸气蒸馏法从菌体中提取。4为了充分蒸馏玫瑰油,应该在较低温度下延长蒸馏时间。 ×油脂不易挥发,则应采用萃取法提取。√蒸馏温度太高、时间太短,玫瑰油的品质就比较差,如果要提高品质,就需要在较低温度下延长蒸馏时间。5用柑橘皮作材料提取橘皮精油时不适合用水中蒸馏的方法。6由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中,所以可以采用萃取的方法进行提取。 √√1植物芳香油提取方法的比较提取方法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,蒸发溶剂后就可获得芳香油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,要求原料的颗粒尽可能细小,能充分浸泡在有机溶剂中提取方法蒸馏法压榨法萃取法优点简单易行,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2胡萝卜素提取中需要注意的问题1层析时注意选择干净的滤纸,为了防止操作时对滤纸的污染,应尽量避免用手直接接触滤纸,可以戴手套进行操作。2点样时注意应快速细致,点样圆点不能太大直径应为2mm左右。3将点好样的滤纸卷成筒状,卷纸时注意滤纸两边不能相互接触,以免因毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快,溶剂前沿不齐,影响结果。生命观念清概念明结论1图11-35-3是提取玫瑰精油的实验流程示意图。下列有关叙述正确的是A芳香油具有很强的挥发性,只有动物和植物可以产生B图①过程采用的是压榨法提取玫瑰精油,原因是玫瑰精油挥发性强C玫瑰精油是制作高级香水的主要成分,能使人产生愉悦感D图中②③的操作依次是加入柠檬酸钠、无水Na2SO4C图11-35-3芳香油主要错误;图①过程采用的是水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油,原因是玫瑰精油挥发性强,B错误;玫瑰精油是制作高级香水的主要成分,能使人产生愉悦感,C正确;图中②③的操作依次是加入氯化钠、无水Na2SO4,D错误。图11-35-32下列有关植物有效成分提取的说法正确的是 A乙醇和丙酮虽然都是有机溶剂,但因其可与水混溶,所以不能用于胡萝卜素的萃取B在高温下延长蒸馏时间,有利于充分提取玫瑰精油C对提取出的胡萝卜素进行纸层析鉴定时,可用最小号的滴管吸取少量的样品进行点样D提取橘皮精油的实验中,用石灰水浸泡的目的是使橘皮油易于与水分离A乙醇和丙酮虽然都是有机溶剂,但因其可与水混溶,所以不能用于胡萝卜素的萃取,A正确;蒸馏温度太高,会导致产品的品质差,在适宜温度下,适当延长蒸馏时间,有利于充分提取玫瑰精油,B错误;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,点样时圆点要尽量细小,可用最细注射器的针头吸取少量的样品进行点样,C错误;提取橘皮精油的实验中,用石灰水浸泡的目的是破坏细胞结构,分解果胶,防止橘皮压榨时滑脱,提高出油率,D错误。素养综合重知识提能力3图11-35-4中甲、乙、丙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甲装置,而不用图乙装置,理由是。对所获压榨液进行一系列处理的目的是。

甲乙丙图11-35-4橘皮精油用水蒸气蒸馏会发生部分水解、用水中蒸馏会发生原料焦糊把橘皮精油与水、糊状杂质等分离开由于橘皮精油用水蒸气蒸馏会发生部分水解、用水中蒸馏会发生原料焦糊,所以橘皮精油的提取一般用图甲装置即压榨的方法提取。对所获压榨液还需要进行过滤、静置、再次过滤等一系列处理,目的是把橘皮精油与水、糊状杂质等分离开。甲乙丙图11-35-42利用图乙装置提取玫瑰精油,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分离开,需要用填仪器。

相反分液漏斗为了对蒸馏出的精油起到冷凝的作用,冷凝管内水流方向与蒸汽的流向应相反,使蒸馏出的精油形成液态,便于收集。锥形瓶内乳浊液中的玫瑰精油和大部分水可用分液漏斗进行分离。3因胡萝卜素具有的特点,可用图丙装置来萃取。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”直接使用图乙装置进行。用纸层析法对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定时,用点样,若出现层析结果,则说明胡萝卜素提取成功。

易溶于有机溶剂石油醚是水不溶性有机溶剂且沸点高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因胡萝卜素具有易溶于有机溶剂的特点,可用图丙装置来萃取。萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶,而石油醚是水不溶性有机溶剂且沸点高,故用石油醚作为萃取剂提取胡萝卜素。所获萃取液的浓缩能直接使用图乙装置进行,通过该装置可将有机溶剂蒸发掉,剩余胡萝卜素。用纸层析法对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定时,用标准样品和提取样品点样,若出现提取样品的层析带中有和标准样品一样的层析带,则说明胡萝卜素提取成功。图11-35-44漆树种子中的油脂不溶于水,易溶于有机溶剂可开发为食用油或转化为生物柴油。目前常用溶剂法萃取漆树种子油脂,其过程为漆树种子→粉碎→加溶剂→水浴加热→溶剂不断回流提取→蒸发溶剂→收集油脂。回答下列问题:1在提取油脂时,最好应选用的一种原料是填“自然晾干”或“新鲜”的漆树种子,不宜选用另一种的原因是。

自然晾干新鲜的种子含水量高,用于提取的极性有机溶剂会被水稀释,进而降低对油脂的提取效果依题意,提取漆树种子中的油脂使用的是萃取法。由于新鲜种子中含水量高,用于提取的极性有机溶剂会被水稀释,从而降低对油脂的提取效果,所以应选择自然晾干的漆树种子。2粉碎漆树种子的目的是。

采用水浴加热的原因是。

便于原料和溶剂充分接触,提高萃取效率有机溶剂遇明火易引起燃烧、爆炸粉碎漆树种子有利于其和溶剂的充分接触,提高萃取的效率。3利用不同溶剂进行萃取时,对油脂的萃取得率和某些重要理化性质的影响不同,实验结果如下表。注:萃取得率%=M样品-M残渣/M样品×100%;酸值高,说明油脂品质差;过氧化物是油脂变质过程中的中间产物,其含量常用过氧化值来表示。实验结果表明,作为萃取溶剂较为合理,理由是。

萃取得率酸值过氧化值丙酮23.72%8.269.82石油醚26.35%7.965.73乙醚25.30%8.125.83石油醚萃取得率较高,可得到较多的油脂,酸值和过氧化值最小,说明油脂品质较高根据表格数据分析,石油醚作为萃取溶剂较为合理,因为其萃取得率较高,可得到较多的油脂,酸值和过氧化值最小,说明油脂品质较高。4萃取过程中,影响萃取的因素除漆树种子和溶剂外,还有写出两点即可。萃取液的浓缩可直接使用装置。

萃取温度、萃取时间等蒸馏萃取过程中,影响萃取的因素有漆树种子、溶剂、萃取温度、萃取时间等。萃取液的浓缩可直接使用蒸馏装置。■题后归纳物质分离及植物有效成分提取的方法1物质分离的方法:1分离油水混合物可以采用分液的方法。2除去压榨液中的固体物和残渣通常采用过滤的方法。3除去液体中质量较小的固体残留物通常采用离心的方法。4除去芳香油中的残留水分常采用加入无水硫酸钠后过滤的方法。5除去不易挥发的植物有效成分中的有机溶剂常采用蒸馏法。2依据植物有效成分的特性选择提取方法:1提取挥发性强的植物芳香油:蒸馏法。2提取易溶于有机溶剂的植物有效成分:萃取法。3提取原料中含量高的植物有效成分:压榨法。3鉴定胡萝卜素常采取纸层析法。考点二酶的应用基础·自主诊断素养·全面提升 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,会影响并使果汁混浊。

②成分:由聚合而成的一种高分子化合物。

③特点:不溶于水。植物细胞壁出汁率半乳糖醛酸2果胶酶①成分:分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和等。

②作用:果胶可溶性的。

果胶酯酶半乳糖醛酸3酶的活性与影响酶活性的因素①酶活性的概念:酶催化一定的能力。

②酶活性高低的表示方法:用在一定条件下,酶所催化的某一化学反应的来表示。

③酶反应速度的表示方法:用单位时间内、单位体积中或来表示。4影响酶活性的因素:、和酶的抑制剂等。

化学反应反应速度反应物的减少量产物的增加量温度pH酶活性与酶促反应速率的区别与联系酶活性是指酶催化化学反应的能力。通常以测出的酶促反应速率来衡量,但是酶促反应速率并不等于酶活性。如过氧化氢酶活性为零时不起催化作用,过氧化氢的分解速率并不为零。1影响酶活性的因素影响酶活性的因素主要有温度、pH、酶的抑制剂能抑制酶活性的物质和酶的激活剂能提高酶活性的物质等。注意酶浓度不会影响酶活性,它是影响酶促反应速率的因素之一。2影响酶促反应速率的因素影响酶促反应速率的因素有温度、pH、酶的抑制剂和酶的激活剂、酶浓度、底物浓度等。其中温度、pH、酶的抑制剂和酶的激活剂是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。底物浓度和酶的浓度通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率,并不影响酶的活性。2加酶洗衣粉在洗涤中的作用1加酶洗衣粉:含的洗衣粉。

2酶制剂的种类与洗涤原理种类洗涤原理洗涤的物质种类蛋白酶蛋白质→

或氨基酸血渍、奶渍等脂肪酶脂肪→

食品的油渍、人体皮脂、口红等淀粉酶淀粉→

来自面粉等的污垢

酶

使纤维的结构变得蓬松棉纺品的表面浮毛酶制剂小分子肽甘油和脂肪酸麦芽糖、葡萄糖纤维素3对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的残留状况,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原则,其变量分析如下表。

单一变量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、洗涤的

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洗衣粉种类酶的种类时间3固定化酶和固定化细胞1固定化酶①形成:将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种上,使之成为的制剂。

②特性:与游离酶相比,固定化酶好,与底物和产物容易分离,易于控制,能被反复利用;便于,有利于自动化生产。

介质不溶于水而又有酶活性稳定性运输和贮存2固定技术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方法连线A—b—ⅠB—a—ⅡC—c—Ⅲ3适用对象一般来讲,酶更适合采用和物理吸附法固定化,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,而体积小的酶容易从包埋材料中漏出。

化学结合法包埋法直接使用酶、固定化酶与固定化细胞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

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被反复利用成本低、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3制备固定化酵母细胞及用固定化酵母细胞发酵图11-35-5■注意事项1海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键:若浓度高则很难形成凝胶珠;若浓度过低,则形成的凝胶珠中包埋的酵母细胞过少,影响实验效果。2溶化海藻酸钠应注意:溶化海藻酸钠时应小火或者间断加热,避免焦糊;溶化后应先冷却至室温再与酵母细胞混合,避免高温杀死细胞。3无菌化操作①酵母细胞固定化要在无菌的条件下进行。②反复使用固定化酵母细胞时,需要避免微生物的污染。正误辨析1果胶在果汁加工中影响出汁率,使果汁混浊。 2果胶酶是一种只能分解果胶的酶,这种酶同样具有专一性。 3酶的活性是指一定条件下酶所催化的某一化学反应的速率。 √×果胶酶是指分解果胶的一类酶的总称。×酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。4直接将酶添加到洗衣粉中制成加酶洗衣粉。 5加酶洗衣粉也有保质期,时间长了,酶活性会降低或丧失。 6加酶洗衣粉中的纤维素酶不能直接去除污垢,但可以增强洗涤效果。7一般来说,酶更适合用包埋法固定化,细胞更适合用化学结合法和物理吸附法固定化。 ×加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉,添加到洗衣粉中的是酶制剂。√√×酶更适合用化学结合法和物理吸附法固定化,细胞多采用包埋法固定化。8海藻酸钠溶液浓度越高,形成凝胶珠越容易,包埋的酵母细胞数量越多。9采用化学结合法制备固定化酶或固定化细胞是利用氢键的作用力将酶分子或细胞相互连接起来。 ×海藻酸钠的浓度过高,不易形成凝胶珠。×采用化学结合法制备固定化酶或固定化细胞是利用共价键或离子键将酶分子或细胞相互连接起来。生命观念清概念明结论1下列关于用加酶洗衣粉手洗衣物的叙述中,错误的是 A用温水浸泡、延长浸泡时间可以提高洗涤效果B用含碱性蛋白酶的洗衣粉洗涤衣物后应立即用清水冲洗双手C使用添加纤维素酶的洗衣粉可使衣物蓬松柔软,棉织制品不可使用D加酶洗衣粉的酶能耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度C用温水浸泡,延长浸泡时间,可以让酶充分发挥作用,提高洗涤效果,A正确;用含碱性蛋白酶的洗衣粉洗涤衣物后应立即用清水冲洗双手,避免伤害皮肤,B正确;棉织品可以用添加纤维素酶的洗衣粉洗涤,C错误;加酶洗衣粉的酶可以通过基因工程生产,能耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度,D正确。2下列关于酶制剂和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述,正确的是 A探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验中,洗涤方式、水温、浸泡时间等不影响效果B在酵母细胞的固定化过程中因为细胞个小难以被吸附或结合,多采用包埋法固定C固定化酶可以实现对酶的重复利用,从而降低成本D固定化细胞可催化一系列的化学反应,完全可取代固定化酶技术C探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验中,洗涤方式、水温、浸泡时间等都属于无关变量,可能影响洗涤效果,需要控制为适宜且相同,A错误;在酵母细胞的固定化过程中因为细胞体积较大,难以被吸附或结合,多采用包埋法固定,B错误;固定化酶既能与反应物接触,又能与产物分离,还可以反复利用从而降低成本,C正确;固定化细胞虽然固定了一系列酶,可催化一系列的化学反应,但固定化细胞的技术不能取代固定化酶技术,D错误。素养综合重知识提能力3山楂果含有丰富的果胶,黏度大。某科研小组用果胶酶处理山楂鲜果浆来制备山楂酒,流程如图11-35-6所示。请回答下列问题:1与用果胶酶处理鲜果浆相比,蒸煮处理过的山楂酒口感较差,原因可能是;酒精能与产生颜色反应,因此可用该试剂来检测酒精的生成情况。果浆发酵山楂酒前期,向发酵液通入无菌空气的目的是。

图11-35-6高温处理对山楂的营养、风味造成了损失酸性重铬酸钾防止杂菌污染,促进酵母菌繁殖蒸煮处理时,高温会影响山楂的营养与风味,所以制作的山楂酒口感较差。酒精与酸性重铬酸钾反应呈灰绿色。果浆发酵山楂酒前期,为了使酵母菌大量繁殖并防止杂菌污染,应先通入无菌空气。图11-35-62为了使果胶酶得到充分利用,需要控制好酶的用量。在25℃条件下,用果胶酶处理山楂鲜果浆5h后所得结果如图11-35-7所示:①为了提高果胶酶的利用率,又方便与产物分离,可使用技术。

图11-35-7固定化酶为了使果胶酶方便与产物分离,可使用固定化酶技术。②增加果胶酶用量后,果酒的透光率上升、L·L-1。

图11-35-7果胶酶把不溶于水的果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,使混浊的果汁变澄清,而半乳糖醛酸呈酸性导致pH下降02透光率上升是因为果汁澄清度提高,果胶酶可将不溶于水的果胶分解为可溶于水的半乳糖醛酸,从而使混浊的果汁变得澄清,而且提高了出汁率。半乳糖醛酸呈酸性,所以会导致L·L-1时,透光率达到最大值。4图11-35-8表示制备固定化酵母细胞的过程,请回答相关问题:1活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复状态。

2影响此实验成败的关键步骤是,此步的操作应采用,以防止发生焦糊现象。

图11-35-8正常生活配制海藻酸钠溶液小火间断加热的方法1活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态。2固定化酵母细胞实验的关键步骤是海藻酸钠溶液的配制,配制时应采用小火间断加热,以防止发生焦糊现象。3海藻酸钠溶液必须冷却至室温后才能和酵母细胞混合,原因是。

4刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右,目的是

高温会导致酵母细胞死亡使凝胶珠形成稳定的结构3海藻酸钠溶液加热后温度非常高,容易将酵母菌烫死,所以必须冷却至室温后才能和酵母细胞混合。4为了使凝胶珠形成稳定的结构,需要将刚形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。5如果制作的凝胶珠颜色过浅,呈白色,则说明海藻酸钠浓度填“过低”或“过高”。

6此固定酵母细胞的方法是法,固定化酵母细胞的优点是。

7制备固定化酶则不宜用此方法,原因是。

过低包埋可以重复使用酶分子很小,容易从包埋材料中漏出5如果制作的凝胶珠颜色过浅,呈白色,则说明海藻酸钠浓度过低。6此固定酵母细胞的方法是包埋法,固定化酵母细胞的优点是可以重复使用。7由于酶分子比较小,容易从包埋材料中漏出,所以制备固定化酶不宜用包埋法。考点三蛋白质的提取和分离基础·自主诊断素养·全面提升 血红蛋白的提取和分离1蛋白质的分离①原理:蛋白质各种特性的差异,如、所带电荷的性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等,可以用来分离不同种类的蛋白质。

分子的形状和大小蛋白质类型进入凝胶内部的程度路程移动速度相对分子质量较小容易较

较

相对分子质量较大无法进入较

较

②分离方法a凝胶色谱法:也称作,是根据的大小分离蛋白质的有效方法。b电泳法:电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。常用的电泳方法有和。

分配色谱法相对分子质量长慢短快琼脂糖凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳2实例——血红蛋白的提取和分离①样品处理与粗分离图11-35-9去除杂蛋白蒸馏水中涨破血红蛋白透析小分子杂质血红蛋白②纯化与纯度鉴定图11-35-10凝胶色谱法移动速度不同大SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳“血红蛋白的提取和分离实验”中的注意事项1红细胞的洗涤:洗涤次数不能过少,否则无法除去血浆蛋白;要低速短时间离心,否则会使白细胞等一同沉淀,达不到分离的效果。2在制作凝胶色谱柱时,若凝胶色谱柱的高度不足,则达不到分离效果。3色谱柱的装填:装填时尽量紧密,减小颗粒间隙;无气泡;洗脱液不能断流。若凝胶色谱柱装填得不够紧密、均匀,则会在色谱柱内形成无效的空隙,使本该进入凝胶内部的样品分子从这些空隙中通过,搅乱洗脱液的流动次序,影响分离的效果。4色谱柱成功的标志:红色区带均匀一致地移动。5气泡对蛋白质分离产生的影响是搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序,降低分离效果。6加样操作注意事项:①不要触及并破坏凝胶面;②贴壁加样;③使吸管管口沿管壁环绕移动。正误辨析1凝胶色谱法分离蛋白质时利用了蛋白质相对分子质量大小和形状的不同。2电泳时带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。 ×凝胶色谱法只利用了蛋白质相对分子质量大小的不同,形状的不同不影响蛋白质的迁移速度。√3猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核,提纯时杂蛋白较少。 4红细胞洗涤过程中要加入5倍体积的蒸馏水,重复洗涤三次。 5将血红蛋白溶液放在质量分数为09%的NaCl溶液中透析12小时。 √×红细胞洗涤过程中要加入的是生理盐水而不是蒸馏水。×透析时,用物质的量浓度为20mmol/L的磷酸缓冲液,而不是NaCl溶液。6透析袋能使大分子自由进出,而将小分子保留在袋内。 7通过凝胶色谱法可将相对分子质量较大的杂质蛋白除去。 8蛋白质在SDS—聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度基本取决于其相对分子质量的大小。 ×透析袋使小分子自由进出,而大分子保留在袋内。√√生命观念清概念明结论1下列关于从细胞中提取分离血红蛋白的说法中,错误的是 A对样品的处理过程分为红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液和透析B洗涤血红蛋白的目的是去除一些杂蛋白,所用试剂为生理盐水C凝胶色谱法分离血红蛋白时相对分子质量大的蛋白质通过色谱柱的速度快D将样品加入色谱柱顶端时,下端的流出口应处于打开状态D血红蛋白的提取实验中,对样品的处理过程分为红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液和透析,A正确;洗涤血红蛋白的目的是去除一些杂蛋白,所用试剂为生理盐水,B正确;凝胶色谱法分离血红蛋白时相对分子质量大的蛋白质通过色谱柱的速度快,C正确;将样品加入色谱柱顶端时,下端的流出口应处于关闭状态,D错误。-聚丙烯酰胺凝胶电泳的叙述,不正确的是 A在装填凝胶色谱柱时,一旦发现柱内有气泡存在,就需要重装B凝胶色谱分离蛋白质时,相对分子质量大的蛋白质因阻力大而移动慢,所以最后洗脱出来-聚丙烯酰胺凝胶电泳时,凝胶中加入的SDS可使蛋白质迁移速率完全取决于分子大小带负电,故电泳时应在负极一侧点样B凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质的有效方法。凝胶色谱法分离蛋白质的原理是相对分子质量小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道,路程较长,移动的速度较慢;相对分子质量大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程较短,移动的速度较快,相对分子质量不同的蛋白质分子因此得以分离。电泳法是利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。在测定蛋白质分子时通常采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量,因而掩盖了不同蛋白质间的电荷差别,使电泳迁移率完全取决于分子的大小。故选B。素养综合重知识提能力3对蛋白质进行研究时,首先要获得纯度较高的蛋白质。图11-35-11是某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中,准备从猪的血液中初步提取血红蛋白而设计的血红蛋白提取、分离流程图。实验准备:配制缓冲液、血细胞悬液→样品处理:洗涤、破碎、离心等→蛋白质粗分离→透析→纯化、纯度鉴定:凝胶色谱法、电泳等图11-35-11请回答下列有关问题:1样品处理中红细胞的洗涤要用反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH=70的缓冲液并充分搅拌,可以破碎红细胞,破碎细胞的原理是。

2血红蛋白粗分离阶段,透析的目的是,若要尽快达到理想的透析效果,可以写出一种方法。

生理盐水渗透作用除去小分子杂质增加缓冲液的量或及时更换缓冲液1样品处理中红细胞的洗涤要用生理盐水反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH=70的缓冲液并充分搅拌,可以破碎红细胞,破碎细胞的原理是渗透作用。2血红蛋白粗分离阶段,透析的目的是除去小分子杂质。3血红蛋白的纯化是通过法将相对分子质量大的杂质蛋白除去。

4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,实现对各种分子的分离。

凝胶色谱带电性质以及分子大小、形状3血红蛋白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。4电泳利用了待分离样品中各种分子的带电性质以及分子大小、形状等的差异,而产生不同的迁移速度,实现对各种分子的分离。5一同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳,观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如图11-35-12所示。由图可知,携带者有种血红蛋白,从分子遗传学的角度作出的解释是

。

图11-35-122携带者具有一对等位基因,可以控制合成两种不同的蛋白质由题图可知,携带者有2种血红蛋白,因为携带者具有一对等位基因,可以控制合成两种不同的蛋白质。真题·新题五年真题1下列关于加酶洗涤剂的叙述,错误的是 A加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶B用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水C含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物D加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的A加酶洗衣粉中一般含有碱性脂肪酶,A错误。由于酶具有高效性,用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水,B正确。棉织物的主要成分是纤维素,纤维素酶可以使棉织物更蓬松,有利于洗去污渍,C正确。加酶洗衣粉中的蛋白酶能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度,D正确。2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D海藻酸钠在水中溶解的速度较慢,需用酒精灯小火或间断加热,以促进其溶解,A项错误。进行包埋时,CaCl2溶液的作用是使胶体聚沉,以便形成稳定的结构,B项错误。注射器出口应与液面保持一定距离,太近或太远都可能导致形成形状不规则的凝胶珠,C项错误。包埋酵母细胞的凝胶珠呈淡黄色半透明状,并具有一定的弹性,D项正确。3下列有关实验操作或方法所导致结果的描述,不正确的是 A用纸层析法分离色素时,若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠B用葡萄制作果醋时,若先通入空气再密封发酵可以增加醋酸含量提高品质C提取胡萝卜素时,若用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低D调查人群中色盲发病率时,若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高B本题综合考查高中选修和必修中所介绍的相关实验。纸层析法是利用色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上的扩散速度不同,而将各种色素在滤纸上分开。若滤液细线画得过粗,可能会使不同的色素带重叠,A项正确。醋酸发酵为醋酸菌的需氧发酵,密封发酵会减少醋酸含量,B项错误。3下列有关实验操作或方法所导致结果的描述,不正确的是 A用纸层析法分离色素时,若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠B用葡萄制作果醋时,若先通入空气再密封发酵可以增加醋酸含量提高品质C提取胡萝卜素时,若用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低D调查人群中色盲发病率时,若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高B萃取胡萝卜素时,应使用难溶于水的有机溶剂,而酒精为水溶性有机溶剂,会导致胡萝卜素的提取率降低,C项正确。调查人群中色盲发病率时,不应限制在患者家系中,否则会导致调查结果偏高,D项正确。4绿色植物甲含有物质W,该物质为无色针状晶体,易溶于极性有机溶剂,难溶于水,且受热、受潮易分解。其提取流程为植物甲→粉碎→加溶剂→振荡→收集提取液→活性炭处理→过滤去除活性炭→蒸馏含回收溶剂→重结晶→成品。回答下列问题:1在提取物质W时,最好应选用的一种原料是填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”的植物甲,不宜选用其他两种的原因是

。

晾干高温烘干过程中,植物甲中的物质W易被破坏;新鲜的植物甲含水量高,用于提取的极性有机溶剂会被水稀释,进而降低对物质W的提取效果2提取物质W时,振荡的作用是。

使原料和溶剂充分混匀振荡有利于原料与有机溶剂混匀,使物质W充分溶解于有机溶剂中。3活性炭具有很强的吸附能力,在提取过程中,用活性炭处理提取液的目的是。

4现有丙酮沸点56℃、乙醇沸点约78℃两种溶剂,在提取物质W时,应选用丙酮作为提取剂,理由是。

5该实验操作过程中应注意的事项是

答出两点即可。

去除提取液中的色素丙酮沸点低于乙醇,蒸馏时物质W分解较少在温度较低的情况下操作,防火3利用活性炭的吸附能力可除去提取液中的色素等杂质。4利用低沸点的丙酮进行蒸馏,可减少物质W的分解。5实验过程要在低温下进行,同时注意防火。5为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响,以及固定化藻对含n2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。请回答下列问题:图11-35-131实验中的海藻酸钠作用是,CaCl2的作用是。

包埋绿球藻包埋剂与海藻酸钠反应形成凝胶球凝固剂海藻酸钠属于酶固定技术中的包埋剂。氯化钙的作用是与海藻酸钠反应形成凝胶球。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10%海藻酸钠组培养24h后,移去凝胶球,溶液呈绿色,原因是。

培养液生理盐水海藻酸钠浓度过低凝胶球孔径过大清洗凝胶球应该用培养液或生理盐水,避免绿球藻吸水或失水,以保持其活性。海藻酸钠的浓度越低,则形成的凝胶球上的孔径就越大,导致部分绿球藻通过小孔离开凝胶球。3为探索固定化藻对含n2污水的净化作用,应选用浓度为海藻酸钠制备凝胶球。

20%图中显示海藻酸钠浓度为20%时对绿球藻的固定效果最好,所以要研究固定化藻对含n2污水的净化作用,应选用浓度为20%的海藻酸钠。4图2中空白凝胶球组n2浓度下降的原因是。结合图1和图2分析,固定化藻的实验组24~48h间n2浓度下降速度较快的主要原因是;72~96h间n2浓度下降速度较慢的原因有。

凝胶吸附n2绿球藻生长增殖速度快绿球藻生长增殖速度减慢,溶液中n2浓度较低空白凝胶球中不含绿球藻,所以n2浓度下降的原因只能是n2被凝胶球所吸附。根据图1可知,在24~48h间绿球藻的增殖速度最快,所以该期间n2浓度下降速度最快。同理可知,在72~96h间绿球藻的增殖几乎停止,此时溶液中的n2浓度也较低,所以该期间n2浓度下降的速度较慢。新题精选1为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果,在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗,是目前重要的生产手段工艺流程见下图。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颜色的深浅D纤维素酶可将纤维素分解为纤维二糖B图11-35-14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,洗衣粉中添加纤维素酶的作用机理是适当分解布料中的纤维素成分使织物膨松有利于去污,二者作用机理相似,A正确;纤维素酶较小,不能用包埋法固定化酶,B错误;改变温度、酸碱度和处理时间会影响酶作用的效果,间接控制仿旧颜色的深浅,C正确;纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种酶,即C1酶、C酶和葡萄糖苷酶,C1酶、C酶可将纤维素分解为纤维二糖,D正确。图11-35-142花青素是一类广泛存在于植物细胞中的天然色素,易溶于甲醇等有机溶剂,在中性或碱性溶液中不稳定,在60℃以下热稳定性较好。花青素的提取流程如图11-35-15所示,回答下列问题:图11-35-151提取花青素的酶解过程中,通常会使用纤维素酶和果胶酶,其目的是。

去除植物细胞壁植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,使用纤维素酶和果胶酶,可以去除植物细胞壁,有利于细胞破裂和花青素的提取。图11-35-152据图分析可知,影响花青素提取效果的主要因素是提取溶剂的,同时还受到原料含水量、写出两点等条件的影响。花青素粗品往往采用真空干燥可使水的沸点降至40℃的方法除去水分,不宜采用加热烘干,原因是。

性质和使用量温度过高会导致花青素分解pH、温度、颗粒大小、时间影响花青素提取效果的主要因素是提取溶剂的性质和使用量,同时还受到原料含水量、pH、温度、颗粒大小、时间等条件的影响。温度过高会导致花青素分解,因此不宜采用加热烘干。3某同学试图通过比色法测定粗品中的花青素含量,请帮助其完善下面的实验步骤:①制备标准显色液:将加入甲醇溶液中制成颜色深浅不同的系列标准显色液。

②制备样品处理液:用电子天平称取一定量的待测样品,加入溶液中得到样品处理液。

③比色:,记录对应的花青素含量。

一系列等质量浓度梯度的花青素甲醇将样品与标准显色液进行比较,找出与标准液最相近的颜色通过比色法测定粗品中的花青素含量,利用花青素易溶于甲醇的特点,标准显色液和样品处理液均应用甲醇作为溶剂。1P46普通洗衣粉中含有磷,可能导致水体的污染。加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量,使洗涤剂朝低磷无磷方向发展,减少对环境的污染。2P49固定化酶技术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,还可反复利用。3P66SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳中SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量,因而掩盖了不同种蛋白质间的电荷差别,使电泳迁移率完全取决于分子的大小。4P67透析袋能使小分子自由进出,而将大分子保留在袋内。透析可以去除样品中分子量较小的杂质,或用于更换样品的缓冲液。5P73用于提炼玫瑰精油的玫瑰花要在花开的盛期采收,大约是每年的5月上、中旬。在此阶段,花朵含油量最高。6P75为了使橘皮油易于与水分离,还要分别加入相当于橘皮质量025%的NaHCO3和5%的Na2SO4,并调节pH至7~8。7P77胡萝卜素的化学分子式含有多个碳碳双键,根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为α、β、γ三类,β-胡萝卜素是其中最主要的组成成分。胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病,如夜盲症等,其还具有使癌变细胞恢复成正常细胞的作用。1请回答下列关于提取植物有效成分的问题:1某同学设计了一个提取玫瑰精油的实验流程,如图所示。玫瑰花水→A过程→油水混合物分离油层除水→B过程→玫瑰精油①图中加入的物质甲是,物质乙是。图中B过程的目的是。

NaCl或氯化钠无水Na2SO4除去固体硫酸钠2A过程是水蒸气蒸馏,该过程存在许多因素影响玫瑰精油的产量。如图表示当玫瑰花瓣与清水的质量比为1∶4时,出油率与蒸馏时间的变化关系。分析该图可知,出油率随蒸馏时间的变化趋势是。

在一定时间内,出油率随蒸馏时间的延长而增加,一段时间后,出油率不再增加3提取橘皮精油时,常采用法而不用上述提取玫瑰精油的方法,原因是。

4胡萝卜素的化学性质比较稳定,易溶于有机溶剂,可采用萃取法提取。萃取时应选择的加热方式,原因是。

压榨橘皮精油的有效成分在水蒸气蒸馏时会发生部分水解水浴加热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某大学科研人员利用双重固定法,即采用戊二醛作交联剂使酶相互连接,海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶,研究固定化酶的性质,并对其最佳固定条件进行了探究。如图是部分研究结果注:酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率,包括酶活性和酶的数量,请分析回答下列问题:1下列所示的酶固定化技术中属于包埋法的是。

③④包埋法即将酶包埋于网格或胶囊中,如图③④所