酶的應(yīng)用蛋白質(zhì)的提取和分離

1、第3課酶的應(yīng)用、蛋白質(zhì)的提取和分離考點(diǎn)一酶的應(yīng)用 【核心知識(shí)突破】1.酶活力與影響酶活力的因素：(1)酶活力：也稱為酶活性，是指酶_的能力。酶活力的高低可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的_來(lái)表示。催化一定化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)速度(2)酶的反應(yīng)速度：用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中_或_來(lái)表示。(3)影響酶活力的因素：主要有_、_和酶的_等。反應(yīng)物的減少量產(chǎn)物的增加量溫度pH抑制劑2.探究溫度和pH 對(duì)果膠酶活性的影響：(1)實(shí)驗(yàn)原理。果膠酶的活性受溫度(或pH)影響，處于_時(shí)，酶的活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成_。最適溫度(或pH)正比(2)實(shí)驗(yàn)流程。3.加酶洗衣粉在洗滌中

2、的作用：(1)加酶洗衣粉：指含_的洗衣粉。酶制劑(2)酶制劑的種類與洗滌原理：種類洗滌原理洗滌的物質(zhì)種類蛋白酶蛋白質(zhì)_血漬、奶漬等脂肪酶脂肪_食品的油漬、人體皮脂、口紅等淀粉酶淀粉_來(lái)自面條等的污垢 _酶使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松棉紡品的表面浮毛小分子肽或氨基酸甘油+脂肪酸麥芽糖、葡萄糖纖維素4.固定化酶和固定化細(xì)胞：(1)固定化酶：形成：將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種_上，使之成為_(kāi)的制劑。載體不溶于水而又有酶活性特性：與游離酶相比較，_好，與底物和產(chǎn)物容易分離，易于控制，能反復(fù)多次使用；便于_，有利于自動(dòng)化生產(chǎn)。(2)固定化細(xì)胞：是指固定在_內(nèi)的、能夠進(jìn)行生命活動(dòng)并且可以_的活細(xì)胞，又

3、叫做固定化活細(xì)胞或固定化增殖細(xì)胞。穩(wěn)定性運(yùn)輸和貯存一定空間范圍反復(fù)使用(3)固定技術(shù)：概念：利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。類型(連線)：適用對(duì)象：一般來(lái)講，酶更適合采用_和物理吸附法固定化，而細(xì)胞多采用_固定化，這是因?yàn)轶w積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而體積小的酶則易從包埋材料中漏出?；瘜W(xué)結(jié)合包埋法5.制備固定化酵母細(xì)胞：(1)酵母細(xì)胞的活化：活化就是處于_狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。(2)配制物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/L的CaCl2溶液。(3)配制海藻酸鈉溶液：加熱溶化海藻酸鈉時(shí)要注意：_。休眠小火加熱，或者間斷加熱(4)海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合。(5)固

4、定化酵母細(xì)胞：以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的_溶液中，并浸泡_。(6)用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵：將固定好的酵母細(xì)胞用_沖洗23次。發(fā)酵時(shí)的溫度為_(kāi)。CaCl230 min蒸餾水25 【微點(diǎn)警示】(1)酶促反應(yīng)速率與酶活性不同：雖然底物濃度及用量和酶的濃度及用量會(huì)影響酶促反應(yīng)速率，但不會(huì)影響酶的活性。(2)海藻酸鈉溶液的配制是固定化酵母細(xì)胞的關(guān)鍵：若濃度高則將很難形成凝膠珠；若濃度過(guò)低，則形成的凝膠珠中包埋的酵母細(xì)胞過(guò)少，影響實(shí)驗(yàn)效果。(3)溶化海藻酸鈉應(yīng)注意：溶化海藻酸鈉應(yīng)小火或者間斷加熱，避免焦糊；溶化后應(yīng)先冷卻至室溫再與酵母細(xì)胞混合，避免高溫殺死細(xì)胞。(4)無(wú)菌化操作應(yīng)注意：

5、酵母細(xì)胞固定化要在無(wú)菌的條件下進(jìn)行。反復(fù)使用固定化酵母細(xì)胞時(shí)，需要避免微生物的污染?！久肱姓`】1.過(guò)酸、過(guò)堿、低溫和高溫都會(huì)使酶喪失活性。( )分析：過(guò)酸、過(guò)堿和高溫都會(huì)使酶的結(jié)構(gòu)改變，活性喪失，但低溫只是降低酶的活性，沒(méi)有喪失活性。2.直接將酶制劑添加到洗衣粉中制成加酶洗衣粉。( )3.加酶洗衣粉也有保質(zhì)期，時(shí)間長(zhǎng)了，酶活性會(huì)降低或喪失。( )4.加酶洗衣粉中的纖維素酶不能直接去除污垢，但可以增強(qiáng)洗滌效果。( )5.固定化酶常用物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法，因?yàn)槊阜肿虞^??；而固定化細(xì)胞常用包埋法，因?yàn)榧?xì)胞較大，難以被吸附或結(jié)合。( )6.將海藻酸鈉凝膠珠用蒸餾水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌。

6、( )【命題案例研析】【典例】亞洲人體內(nèi)普遍缺乏乳糖酶，造成飲用牛奶后出現(xiàn)腹脹、腹瀉等不良癥狀。某牛奶制品生產(chǎn)廠家致力于開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，生產(chǎn)低乳糖新品，欲篩選出高產(chǎn)乳糖酶的微生物，制備乳糖酶并固定化，具體步驟如下：根據(jù)相關(guān)信息，回答下列問(wèn)題：(1)篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物時(shí)，宜用_作為培養(yǎng)基中的唯一碳源。(2)科研人員用海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定乳糖酶，以研究固定化酶的相關(guān)性質(zhì)和最佳固定條件。研究結(jié)果如下圖所示。酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括_和_等方面，根據(jù)圖示信息，在溫度約為_(kāi) 、海藻酸鈉濃度約為_(kāi)的條件下固定化酶催化效果較好。(3)實(shí)驗(yàn)者還進(jìn)行了海藻酸鈉固定化乳糖酶及化學(xué)結(jié)合法固定化乳

7、糖酶的催化效果的比較研究，發(fā)現(xiàn)用_法固定化酶的效果更好，原因可能是_。(4)工業(yè)生產(chǎn)中，使用固定化酶與使用游離酶相比，優(yōu)點(diǎn)是_ ?！緦彺鸺记伞拷獯鸨绢}需從下面三個(gè)方面分析：(1)酶的專一性：乳糖酶可以催化乳糖分解。(2)讀懂甲、乙兩圖的含義：甲圖表示固定化酶和游離酶的酶活力隨著溫度變化的變化規(guī)律，乙圖表示固定化酶的酶活力隨著海藻酸鈉濃度變化的變化規(guī)律。(3)掌握固定化酶技術(shù)的原理和優(yōu)勢(shì)：教材中有具體的說(shuō)明。【解析】(1)根據(jù)酶的專一性可知，乳糖酶可以催化乳糖分解，所以篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物時(shí)，宜用乳糖作為培養(yǎng)基中的唯一碳源。(2)酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量等方面，

8、由圖示信息可知，在約35 、海藻酸鈉濃度約為3%的條件下固定化酶催化效果較好。(3)酶分子較小，容易從包埋材料中漏出，從而降低酶活力，所以固定化酶一般用化學(xué)結(jié)合法，而不用包埋法。(4)與使用游離酶相比，固定化酶具有可以重復(fù)使用、產(chǎn)物易純化等優(yōu)點(diǎn)。答案：(1)乳糖(2)酶活性酶的數(shù)量35 3%(3)化學(xué)結(jié)合酶分子較小，容易從包埋材料中漏出，從而降低酶活力(4)可以重復(fù)使用；產(chǎn)物易純化【考點(diǎn)題組診斷】角度一酶在食品制造方面的應(yīng)用1.果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層。在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請(qǐng)你幫助完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生

9、產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)課題。實(shí)驗(yàn)用具和材料：磨漿機(jī)、燒杯、試管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、紗布等。蘋果、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水等。課題一驗(yàn)證果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用實(shí)驗(yàn)方法及步驟：(1)將蘋果洗凈去皮，用磨漿機(jī)制成蘋果泥，加入適量蒸餾水備用。(2)取兩個(gè)100 mL潔凈的燒杯，編號(hào)1、2號(hào)，按相應(yīng)程序進(jìn)行操作，請(qǐng)把表中未填寫的內(nèi)容填上。操作順序項(xiàng)目燒杯12在燒杯中加入蘋果泥20 mL20 mL2 mL/注入蒸餾水/在恒溫水浴中保溫，并用玻璃棒不時(shí)攪拌10 min10 min(3)取出兩個(gè)燒杯，同時(shí)進(jìn)行過(guò)濾。觀察(或比較)_，并記錄結(jié)果。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)及結(jié)論：如果是_，則說(shuō)明果膠酶對(duì)果膠的水

10、解具有催化作用。課題二探索果膠酶催化果膠水解的最適pH本課題實(shí)驗(yàn)步驟中，在完成“向燒杯中分別加入蘋果泥、向試管中分別注入果膠酶溶液、編號(hào)、編組”之后，有下面兩種操作：方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至4、5、6、7、8、9、10。方法二：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥的pH分別調(diào)至4、5、6、7、8、9、10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。(1)請(qǐng)問(wèn)哪一種方法更為科學(xué)？_，理由是_。 (2)如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，用橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示_ (填“果汁體積”或“試管體積”)，實(shí)驗(yàn)操作和記錄是比較切實(shí)可行的。根

11、據(jù)你對(duì)酶特性的了解，在如圖中選擇一個(gè)最可能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線：_?！窘馕觥空n題一中，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證果膠酶可以提高出汁率和澄清度，不難找出該實(shí)驗(yàn)的單一變量是“果膠酶溶液和蒸餾水”。實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)與前面的實(shí)驗(yàn)?zāi)康南鄬?duì)應(yīng)，即相同時(shí)間內(nèi)1號(hào)燒杯濾出的果汁體積比2號(hào)燒杯濾出的果汁體積大，澄清度高。課題二中，方法二是將試管中的果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥的pH分別調(diào)至4、5、6、7、8、9、10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。這樣操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開(kāi)始便達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH。對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果如果要用坐標(biāo)圖的形式表示，縱坐標(biāo)表示果汁體積較恰當(dāng)。根據(jù)在一定范圍內(nèi)，隨pH增加，果汁體積增大，當(dāng)pH超過(guò)最適值

12、，隨pH增大酶活性降低，果汁體積減小，可知最可能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線為圖。答案：課題一(2)注入果膠酶溶液2 mL(3)相同時(shí)間內(nèi)濾出的果汁體積和果汁澄清度(4)相同時(shí)間內(nèi)1號(hào)燒杯濾出的果汁體積比2號(hào)燒杯濾出的果汁體積大，澄清度高課題二(1)方法二方法二的操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開(kāi)始便達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH(2)果汁體積2.食品種類多，酸堿度范圍廣。生物興趣小組擬探究在食品生產(chǎn)中應(yīng)用范圍較廣的蛋白酶，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，得知：(1)pH對(duì)不同蛋白酶的活力影響有差異。據(jù)圖可知，更適宜作為食品添加劑，理由是_。蛋白酶的活力可用_的量來(lái)表示。(2)該蛋白酶的提取工藝流程如下： 興趣小組分別對(duì)酶保護(hù)劑濃度、提取

13、液pH進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，酶保護(hù)劑濃度在0.020.06 mol/L，酶活力較高；提取液pH在6.08.0，酶活力較高。他們認(rèn)為，要進(jìn)一步提高粗酶制劑的酶活力，以達(dá)到最佳提取效果。還需對(duì)酶保護(hù)劑濃度和提取液pH進(jìn)行優(yōu)化，并確定以此為探究課題。請(qǐng)擬定該課題名稱，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表?！窘馕觥?1)由圖可知，在一定范圍內(nèi)木瓜蛋白酶的活力不受pH的影響，適宜作為食品添加劑。蛋白酶的活力可用單位時(shí)間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。(2)由題意可知，為了進(jìn)一步確定酶保護(hù)劑的最適濃度和提取液的最適pH，可以在題干提供的范圍內(nèi)縮小濃度梯度差，進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。答案：(1)木瓜蛋白酶在pH 49，木瓜蛋

14、白酶的活力高且穩(wěn)定單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物增加(單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)底物減少)(2)課題：探究酶保護(hù)劑的最佳濃度和提取液的最適pH3.榨制果汁時(shí)用到果膠酶，而果膠酶可在霉菌、酵母菌及細(xì)菌中提取?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問(wèn)題： (1)果膠酶并不特指某一種酶，而是指分解果膠的一類酶的總稱，包括_(至少寫出兩種)。(2)下圖曲線表示的是溫度和果膠酶活性之間的關(guān)系：圖中表示果膠酶催化反應(yīng)最適溫度的是_。圖中A和C兩溫度下，果膠酶催化效率都很低，兩者的區(qū)別是_。(3)榨制果汁前，要將果膠酶與果泥混勻保溫，目的是_ ；過(guò)濾后要用果膠酶處理果汁，目的是_ 。(4)若既考慮縮短反應(yīng)時(shí)間，又考慮節(jié)約成本，則使用果膠酶時(shí)，除了控制好溫度、p

15、H等外界環(huán)境條件，還應(yīng)該掌握好_。 【解析】(1)果膠酶是指分解果膠的一類酶的總稱，包括果膠分解酶、果膠酯酶、多聚半乳糖醛酸酶。(2)最適溫度下即B時(shí)，果膠酶的活性最高；A時(shí)因溫度低，酶活性較弱，C時(shí)因溫度較高，部分酶失活，酶活性較弱。(3)榨制果汁前，將果膠酶與果泥混勻保溫，目的是分解細(xì)胞壁，提高出汁率。過(guò)濾后用果膠酶處理果汁，目的是分解果汁中的果膠，使果汁變澄清。(4)生產(chǎn)果汁時(shí)，為了使果膠酶得到充分利用，節(jié)約成本，要控制好酶的用量。答案：(1)果膠分解酶、果膠酯酶、多聚半乳糖醛酸酶 (2)BA時(shí)溫度低，酶活性較弱，C時(shí)溫度較高，酶逐漸變性失活(3)提高出汁率使果汁變澄清(4)果膠酶的用量

16、角度二酶在洗滌方面的應(yīng)用4.加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，可以水解掉衣物中的蛋白質(zhì)等有機(jī)污漬。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)構(gòu)成堿性蛋白酶的基本單位是，堿性蛋白酶的合成場(chǎng)所是細(xì)胞中的。(2)由上圖可知，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究。50 時(shí)加酶洗衣粉中堿性蛋白酶的最適含量是%。(3)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出兩項(xiàng)提高加酶洗衣粉洗滌效果的措施：_。(4)若要比較添加該蛋白酶的洗衣粉與普通洗衣粉的洗滌效果，應(yīng)注意控制實(shí)驗(yàn)變量，請(qǐng)列舉控制無(wú)關(guān)變量的措施(至少三條)_。(5)在日常生活中使用洗衣粉時(shí)，有人先用沸水溶解洗衣粉再浸泡衣物，該方法能否用于題目中所說(shuō)的加酶洗衣粉？為什么？_。【解析】(1)堿性蛋白酶的本質(zhì)是蛋白

17、質(zhì)，其基本單位為氨基酸，在核糖體上合成。(2)本實(shí)驗(yàn)的自變量有堿性蛋白酶含量和溫度，分析曲線，50 時(shí)堿性蛋白酶的含量為0.6%時(shí)去污力最強(qiáng)。(3)從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知，適當(dāng)提高溫度、適當(dāng)增加洗衣粉的用量都可以提高加酶洗衣粉的洗滌效果。(4)要比較添加蛋白酶的洗衣粉與普通洗衣粉的洗滌效果，實(shí)驗(yàn)的自變量為洗衣粉的種類，無(wú)關(guān)變量應(yīng)保持相同且適宜，如布料的種類、大小，污物的量與種類，洗衣粉的用量，水溫、水質(zhì)、水量，浸泡時(shí)間與洗滌時(shí)間等。(5)堿性蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會(huì)破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，使酶喪失活性。答案：(1)氨基酸核糖體(2)溫度、堿性蛋白酶的含量對(duì)去污力的影響0.6

18、(3)用溫水浸泡、增加洗衣粉的用量等(寫出兩項(xiàng)合理答案即可)(4)兩種洗衣粉的用量相同；被洗滌的布料及污漬狀態(tài)相同；洗滌時(shí)所用水量及溫度(一般為常溫)相同；浸泡和洗滌的時(shí)間相同(答出三條即可)(5)不能。因?yàn)閴A性蛋白酶的成分為蛋白質(zhì)，其遇高溫會(huì)變性失活，失去催化功能5.回答下列有關(guān)酶的應(yīng)用的問(wèn)題：(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性隨pH的變化如圖所示。通常用清水洗滌衣服上的新鮮血漬時(shí)，不應(yīng)該使用開(kāi)水，原因是_。若要去除衣服上的血漬，應(yīng)選擇含有_ (填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的堿性洗衣粉，理由是_。(2)某同學(xué)為了洗去衣服上的油漬，洗衣時(shí)在超市購(gòu)買的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，該同學(xué)

19、的做法_(填“合理”或“不合理”)，理由是_。(3)已知溶液的pH可以影響酶的活性，請(qǐng)推測(cè)pH影響某種蛋白酶活性的原因可能是其影響了酶和底物分子中(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基團(tuán)的解離狀態(tài)。(4)某洗滌企業(yè)為節(jié)省成本，通常采用_技術(shù)實(shí)現(xiàn)酶的反復(fù)利用，常用的方法有_。【解析】(1)用清水洗滌衣服上的新鮮血漬時(shí)，如果使用開(kāi)水，會(huì)使血中的蛋白質(zhì)變性而沉淀，難以清洗。使用堿性洗衣粉去除衣服上的血漬，堿性條件下只有蛋白酶丙有活性，應(yīng)選擇含有蛋白酶丙的堿性洗衣粉。(2)脂肪酶的化學(xué)成分為蛋白質(zhì)，會(huì)被蛋白酶水解。(3)蛋白酶和其作用的蛋白質(zhì)類污漬的氨基和羧基均會(huì)發(fā)生解離

20、，pH會(huì)影響其解離狀態(tài)。答案：(1)開(kāi)水使血中的蛋白質(zhì)變性而沉淀，難以清洗蛋白酶丙堿性條件下只有蛋白酶丙有活性(2)不合理蛋白酶會(huì)降解脂肪酶(3)羧基和氨基(4)固定化酶物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法6.加酶洗衣粉是人們生活中所必需的，但如何使用加酶洗衣粉，尤其是水溫多少才算合適，卻不為人們所熟知。下面我們就對(duì)加酶洗衣粉的最適溫度進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)原理：略。實(shí)驗(yàn)器材：燒杯(500 mL)、溫度計(jì)、天平、加酶洗衣粉、植物油、藍(lán)墨水、牛奶、玻璃棒、秒表、布料和水浴鍋等。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(1)用天平各稱取加酶洗衣粉若干份，每份5 g。(2)制作分別被植物油、藍(lán)墨水(主要成分是膠體)、牛奶處理過(guò)的同一種布料各若干份(污

21、漬大小以加入滴數(shù)為準(zhǔn))。(3)在3個(gè)編號(hào)為甲、乙、丙的燒杯中分別注入200 mL水和一份稱量好的加酶洗衣粉，放入冷水浴鍋(10 )中并攪拌。(4)將3塊分別被植物油、藍(lán)墨水、牛奶處理過(guò)的相同布料分別同時(shí)放入燒杯中，用玻璃棒攪拌，并用秒表記錄除去污漬的時(shí)間。(5)水浴鍋中的水溫依次為10 、20 、30 、40 、50 、60 、70 、80 。在不同水溫下重復(fù)步驟(3)(4)七次，分別記錄除去污漬所需要的時(shí)間。結(jié)果如下表：溫度()1020304050607080甲(植物油)4839302011131720乙(藍(lán)墨水)10586807268625445丙(奶漬)48432812471217請(qǐng)據(jù)此

22、分析回答：(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是_，因變量是_，實(shí)驗(yàn)中最好用全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)行洗滌，原因是_。(2)加酶洗衣粉必須在適宜溫度下，即_左右時(shí)才會(huì)達(dá)到最佳洗滌效果，在此溫度下，對(duì)_的洗滌效果最好。(3)三種污漬中洗滌效果最差的是_，原因是_?！窘馕觥?1)由實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可知，實(shí)驗(yàn)的自變量為水溫和污漬的種類，因此可以得出的結(jié)論包括溫度對(duì)加酶洗衣粉洗滌效果的影響和加酶洗衣粉對(duì)不同污漬洗滌效果的影響兩個(gè)方面。實(shí)驗(yàn)的因變量通過(guò)除去污漬需要的時(shí)間反映出來(lái)，實(shí)驗(yàn)中用全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)行洗滌可以更好地控制水量、洗滌時(shí)間和洗滌力度等無(wú)關(guān)變量。(2)由表可知，溫度為50 時(shí)，用該加酶洗衣粉洗去奶漬僅需 4 min，因此該加酶

23、洗衣粉需在50 左右時(shí)才會(huì)達(dá)到最佳洗滌效果，在此溫度下，對(duì)奶漬的洗滌效果最好。(3)藍(lán)墨水的主要成分是膠體，而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶，且酶具有專一性，不能分解膠體，因此對(duì)藍(lán)墨水的洗滌效果最差。答案：(1)水溫和污漬的種類除去污漬需要的時(shí)間更好地控制水量、洗滌時(shí)間和洗滌力度等無(wú)關(guān)變量(2)50奶漬(3)藍(lán)墨水藍(lán)墨水的主要成分是膠體，而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶，不能分解膠體7.洗衣粉是人們?nèi)粘Ｉ钏匦璧?，有位同學(xué)對(duì)加酶洗衣粉的作用很感興趣，為此做了以下探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：用天平稱取加酶洗衣粉若干份，每份5 g。制作被牛奶(主要含蛋白質(zhì)、脂肪)和藍(lán)墨水主要成分：阿拉伯樹(shù)膠(植

24、物纖維)、鞣酸與硫酸亞鐵處理過(guò)的同一布料若干份(污漬大小以滴管滴數(shù)為準(zhǔn))。取2只500 mL燒杯，依次編號(hào)為A、B，分別加入200 mL 水和一份已稱好的洗衣粉，放入10 水浴鍋中，并且攪拌。取被牛奶和藍(lán)墨水處理過(guò)的布料各一份，分別同時(shí)放入燒杯中，用玻璃棒攪拌并用秒表記錄除去污漬所需時(shí)間。然后，分別以水浴鍋溫度依次為20 、30 、40 、50 、60 、70 、80 ，重復(fù)步驟，記錄除去污漬所需要的時(shí)間，結(jié)果如下表。不同溫度下除去不同污漬所需時(shí)間/min水溫/1020304050607080奶漬48432812641217藍(lán)墨水93868072686781105(1)請(qǐng)以溫度為橫坐標(biāo)，酶反應(yīng)

25、速度為縱坐標(biāo)畫出除去奶漬實(shí)驗(yàn)的大致情況圖：(2)在同一水溫下除去兩種污漬時(shí)間不同的可能原因是_。(3)此加酶洗衣粉不適宜洗滌下列哪些衣料？_。棉織品毛織品腈綸織品蠶絲織品滌綸織品錦綸織品(4)請(qǐng)你為上述探究實(shí)驗(yàn)命題：_。(5)上述探究過(guò)程()隱含了科學(xué)探究的_和_兩個(gè)步驟。(6)上述實(shí)驗(yàn)涉及兩項(xiàng)對(duì)照關(guān)系，一項(xiàng)是針對(duì)_的成分對(duì)照，另一項(xiàng)是針對(duì)_的條件對(duì)照。這里的條件對(duì)照與一般實(shí)驗(yàn)空白對(duì)照的區(qū)別是_?！窘馕觥?1)繪制曲線圖時(shí)，最適溫度在4070 ，兩側(cè)曲線不對(duì)稱。(2)根據(jù)題表數(shù)據(jù)，在相同溫度下，同一種酶除去兩種污漬時(shí)間不同，說(shuō)明同一種酶對(duì)不同污漬的處理效果不同，體現(xiàn)了酶的專一性。(3)毛織品和

26、蠶絲織品含有纖維素和蛋白質(zhì)等，容易被加酶洗衣粉分解。(4)本實(shí)驗(yàn)探究的是不同溫度下洗衣粉對(duì)不同污漬的去污效果。(5)科學(xué)探究的一般過(guò)程包括觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)和對(duì)結(jié)果進(jìn)行交流和評(píng)價(jià)，本題探究過(guò)程()為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，設(shè)計(jì)思路中隱含了要探究的問(wèn)題(即提出的假設(shè))。(6)題表每一列的數(shù)據(jù)反映的是同一種酶對(duì)不同污漬的作用效果，實(shí)驗(yàn)變量為污漬的種類(即底物的種類)；每一行的數(shù)據(jù)反映的是不同溫度下同一種酶對(duì)同一污漬的作用效果，實(shí)驗(yàn)變量為溫度的高低。這里的條件對(duì)照與一般實(shí)驗(yàn)空白對(duì)照的區(qū)別是條件對(duì)照組互為對(duì)照(或互為實(shí)驗(yàn)組)。答案：(1)如圖 (2)加酶洗衣粉含有蛋白酶和脂肪酶，酶具

27、有專一性，且不同酶的活性受溫度影響不同(3)(4)探究不同溫度對(duì)加酶洗衣粉洗滌效果的影響(5)提出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(6)不同底物不同溫度條件對(duì)照組互為對(duì)照(或互為實(shí)驗(yàn)組)角度三制備和應(yīng)用固相化酶8.固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接)，海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對(duì)其最佳固定條件進(jìn)行了探究。如圖顯示的是部分研究結(jié)果(注：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量)。分析回答：(1)酶的固定化技術(shù)的應(yīng)用最主要的目的是_。(2)從對(duì)溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，甲圖

28、所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是_。(3)乙圖曲線表明濃度為_(kāi)的海藻酸鈉包埋效果最好，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低的原因可能是_。(4)固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，由丙圖可知，固定化小麥酯酶一般重復(fù)使用_次后酶活力明顯下降。(5)研究人員固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是同時(shí)用戊二醛作交聯(lián)劑，這是因?yàn)開(kāi)。(6)根據(jù)介紹，科研人員所采用的固定化技術(shù)可用圖示中的_表示?！窘馕觥?1)固定化酶可以解決酶的回收和再利用困難的問(wèn)題。(2)通過(guò)分析甲圖可知，固定化小麥酯酶與游離小麥酯酶相比，固定化小麥酯酶對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍較廣。(3)乙圖曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，

29、此時(shí)的酶活力最高。當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足，因此酶活力較低。(4)由丙圖可知，固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力顯著下降。(5)由于小麥酯酶分子很小，很容易從包埋材料中漏出，因此固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是采用雙重固定法。(6)雙重固定法是指采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接)，海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定小麥酯酶，可見(jiàn)科研人員所采用的固定化技術(shù)是化學(xué)結(jié)合法和包埋法，可用圖中的B、C表示。答案：(1)解決酶的回收和再利用困難的問(wèn)題(2)固定化小麥酯酶比游離小麥酯酶對(duì)溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng)，且應(yīng)用范圍較廣(3)3%海藻酸鈉濃度較低時(shí)包

30、埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足(4)3(5)酶分子過(guò)小，很容易從包埋材料中漏出(6)B、C9.某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行固定化酵母細(xì)胞的制備，并進(jìn)行了游離酵母和固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度的比較，結(jié)果如下表所示。產(chǎn)酒酒精度的比較時(shí)間(d)游離酵母固定化酵母00021.02.542.14.263.25.083.95.4104.36.0124.66.4(1)制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟：酵母細(xì)胞的活化_配制海藻酸鈉溶液_固定化酵母細(xì)胞。(2)影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟：_。(3)海藻酸鈉起_的作用。(4)該小組將制備好的固定化酵母與游離酵母分別放在一定的相同條件下發(fā)酵，定時(shí)記錄發(fā)酵液中酒精度的變化。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的“

31、在一定的相同條件下發(fā)酵”中的條件是_，要求條件相同是為了確保_。由表格可知，固定化酵母和游離酵母發(fā)酵都能產(chǎn)生酒精，但固定化酵母在發(fā)酵前期的延遲期的時(shí)間比游離酵母發(fā)酵前期的延遲期的時(shí)間要_?！窘馕觥?1)制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟：酵母細(xì)胞的活化配制CaCl2溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞。(2)該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是海藻酸鈉溶液的配制。如果濃度過(guò)低，則形成的凝膠珠顏色過(guò)淺，呈白色；若濃度過(guò)高，則形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，一般呈蝌蚪狀。(3)海藻酸鈉起載體作用，用于包埋酵母細(xì)胞。(4)酵母菌酒精發(fā)酵過(guò)程是細(xì)胞內(nèi)酶的催化過(guò)程，需要在適宜的溫度、pH下進(jìn)行。兩組實(shí)驗(yàn)的條件

32、相同，能夠確保無(wú)關(guān)變量相同，遵循單一變量原則。從表中數(shù)據(jù)可以看出，在12 d的發(fā)酵時(shí)間里，固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒精的酒精度從0度到6.4度，游離酵母發(fā)酵產(chǎn)酒精的酒精度從0度到4.6度。而且固定化酵母在第4 d即達(dá)到4.2度，表明其延遲期短。答案：(1)配制CaCl2溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合(2)配制海藻酸鈉溶液(3)包埋酵母細(xì)胞(或載體)(4)適宜的溫度、pH等單一變量短考點(diǎn)二蛋白質(zhì)的提取和分離 【核心知識(shí)突破】1.血紅蛋白的提取與分離實(shí)驗(yàn)流程：2.凝膠色譜操作：(1)凝膠色譜柱的制作。準(zhǔn)備材料加工_安裝_。橡皮塞玻璃管(2)凝膠色譜柱的裝填。材料：本實(shí)驗(yàn)使用的是_。方法：凝膠用_充分溶脹后

33、，配成凝膠懸浮液，一次性緩慢倒入色譜柱內(nèi)。交聯(lián)葡聚糖凝膠蒸餾水注意事項(xiàng)。a.商品凝膠使用前需直接_；b.裝填時(shí)可_，使凝膠裝填均勻；c.不能有氣泡存在，防止其_，降低分離效果；d.不能發(fā)生_的現(xiàn)象。放在洗脫液中膨脹輕輕敲動(dòng)色譜柱攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序洗脫液流干，露出凝膠顆粒檢驗(yàn)：如果紅色區(qū)帶_地移動(dòng)，說(shuō)明色譜柱制作成功。均勻一致(3)樣品的加入與洗脫?！疚Ⅻc(diǎn)警示】(1)在制作凝膠色譜柱時(shí)，若凝膠色譜柱的高度不足，則達(dá)不到分離效果。(2)若凝膠色譜柱裝填得不夠緊密、均勻，則會(huì)在色譜柱內(nèi)形成無(wú)效的空隙，使本該進(jìn)入凝膠內(nèi)部的樣品分子從這些空隙中通過(guò)，攪亂洗脫液的流動(dòng)次序，影響分離的效果。(3)

34、氣泡對(duì)蛋白質(zhì)分離產(chǎn)生的影響是攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果。(4)加樣操作注意事項(xiàng)：不要觸及并破壞凝膠面；貼壁加樣；使吸管管口沿管壁環(huán)繞移動(dòng)?！久肱姓`】1.凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)時(shí)利用了蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量大小和形狀的不同。( )分析：凝膠色譜法只利用了蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量大小的不同，形狀的不同不影響蛋白質(zhì)的遷移速度。2.電泳時(shí)帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)。( )分析：帶電分子與其所帶電荷相反的電極相互吸引導(dǎo)致移動(dòng)。3.豬成熟紅細(xì)胞中缺少細(xì)胞器和細(xì)胞核，提純時(shí)雜蛋白較少。( )分析：哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器，提純時(shí)雜蛋白較少。4.用于透析的薄膜具有選擇透

35、過(guò)性。( )分析：透析袋一般是用硝酸纖維素制成的，是一種半透膜，不具有選擇性。5.可通過(guò)凝膠色譜法將相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜質(zhì)蛋白除去。( )分析：相對(duì)分子質(zhì)量較大的雜蛋白先流出，從而與相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)分離。6.若紅色區(qū)帶不均勻地移動(dòng)，說(shuō)明色譜柱制作成功。( )分析：若紅色區(qū)帶不均勻地移動(dòng)，說(shuō)明色譜柱制作不合格?！久}案例研析】【典例】血紅蛋白是人和其他脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞的主要組成成分，負(fù)責(zé)血液中O2或CO2的運(yùn)輸。請(qǐng)根據(jù)血紅蛋白的提取和分離流程圖回答問(wèn)題。 (1)將實(shí)驗(yàn)流程補(bǔ)充完整：A為_(kāi)，B為_(kāi) 。凝膠色譜法是根據(jù)_而分離蛋白質(zhì)的有效方法。(2)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除_ ，洗滌次數(shù)過(guò)少，無(wú)

36、法除去_ ；離心速度過(guò)高和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使_一同沉淀，達(dá)不到分離的效果。洗滌干凈的標(biāo)志是_ 。釋放血紅蛋白的過(guò)程中起作用的是_ 。(3)在洗脫過(guò)程中加入物質(zhì)的量濃度為20 mmol/L的磷酸緩沖液(pH為7.0)的目的是_。如果紅色區(qū)帶_，說(shuō)明色譜柱制作成功。【審答技巧】解答此題主要從以下三個(gè)方面分析：(1)血紅蛋白提取和分離的流程：紅細(xì)胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、分離血紅蛋白溶液、透析、凝膠色譜柱的制作、凝膠色譜柱的裝填、樣品的加入和洗脫。(2)洗滌紅細(xì)胞的目的：去除雜蛋白。(3)凝膠色譜柱制作成功的標(biāo)志：紅色區(qū)帶均勻一致地移動(dòng)?！窘馕觥?1)樣品處理過(guò)程為：紅細(xì)胞的洗滌血紅蛋白的釋放分離血紅蛋白

37、溶液透析，所以A表示血紅蛋白的釋放，B表示樣品的加入和洗脫。凝膠色譜法的原理是相對(duì)分子質(zhì)量大的分子通過(guò)多孔凝膠顆粒的間隙，路程短，流動(dòng)快；相對(duì)分子質(zhì)量小的分子穿過(guò)多孔凝膠顆粒內(nèi)部，路程長(zhǎng)，流動(dòng)慢。(2)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除血漿蛋白，洗滌次數(shù)過(guò)少，無(wú)法除去血漿蛋白，離心時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和速度過(guò)高，會(huì)使白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞一同沉淀，達(dá)不到分離的效果。離心后的上清液中沒(méi)有黃色，說(shuō)明洗滌干凈；釋放血紅蛋白時(shí)，需要在紅細(xì)胞懸液中加入蒸餾水和甲苯。(3)磷酸緩沖液(pH為7.0)能夠準(zhǔn)確模擬生物體內(nèi)的生理環(huán)境，保持體外的pH和體內(nèi)的一致。如果凝膠色譜柱裝填得很成功，分離操作也正確，能清楚地看到血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻

38、、狹窄、平整地隨著洗脫液緩慢流出；如果紅色區(qū)帶歪曲、散亂、變寬，說(shuō)明分離的效果不好，這與凝膠色譜柱的裝填有關(guān)。答案：(1)血紅蛋白的釋放樣品的加入和洗脫相對(duì)分子質(zhì)量的大小(2)雜蛋白(血漿蛋白)血漿蛋白白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞離心后的上清液中沒(méi)有黃色蒸餾水和甲苯(3)準(zhǔn)確模擬生物體內(nèi)的生理環(huán)境，保持體外的pH和體內(nèi)一致均勻一致地移動(dòng)【考點(diǎn)題組診斷】角度一血紅蛋白提取和分離的流程1.如圖表示血紅蛋白提取和分離的部分實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)血紅蛋白是人和其他脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞的主要組成成分，其在紅細(xì)胞中的作用體現(xiàn)了蛋白質(zhì)具有_功能。我們通常選用豬、牛、羊等動(dòng)物的血液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前取新鮮的血液時(shí)，要切

39、記在采血容器中預(yù)先加入檸檬酸鈉，取血回來(lái)，馬上進(jìn)行離心，收集血紅蛋白溶液。加入檸檬酸鈉的目的是_。(2)甲裝置中，B是血紅蛋白溶液，則A是_；乙裝置中，C溶液的作用是_。(3)甲裝置用于_，目的是_。用乙裝置分離蛋白質(zhì)的方法叫_，是根據(jù)_分離蛋白質(zhì)的有效方法。在操作中加樣(如圖)的正確順序是_。(4)最后經(jīng)SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行_。 【解析】(1)血紅蛋白能攜帶氧氣，體現(xiàn)了蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸功能。實(shí)驗(yàn)前取新鮮的血液時(shí)，要切記在采血容器中預(yù)先加入檸檬酸鈉，檸檬酸鈉具有防止血液凝固的作用。(2)甲裝置中，B是血紅蛋白溶液，則A是磷酸緩沖液；乙裝置中，C溶液的作用是洗脫血紅蛋白。(3)甲裝置用于

40、透析(粗分離)，目的是去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)。用乙裝置分離蛋白質(zhì)的方法叫凝膠色譜法，是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。(4)經(jīng)SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定。答案：(1)運(yùn)輸防止血液凝固(2)磷酸緩沖液洗脫血紅蛋白(3)透析(粗分離)去除樣品中相對(duì)分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)凝膠色譜法相對(duì)分子質(zhì)量的大小、(4)純度鑒定角度二凝膠色譜的操作2.凝膠色譜技術(shù)不但應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，而且已經(jīng)大規(guī)模地用于工業(yè)生產(chǎn)。下圖甲為凝膠色譜柱分離蛋白質(zhì)的示意圖，圖乙為幾種被分離蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量大小與洗脫液的洗脫體積的關(guān)系，請(qǐng)據(jù)圖分析回答：(1)圖甲a、b均為蛋白質(zhì)分子，其中先從層析柱中洗脫

41、出來(lái)的是_，原因是_。(2)自己制作凝膠色譜柱時(shí)，在色譜柱底部d位置相當(dāng)于多孔板的結(jié)構(gòu)可由_替代。(3)裝填凝膠色譜柱時(shí)，色譜柱內(nèi)不能有氣泡存在，原因是_。(4)若圖乙被分離的蛋白質(zhì)混合液中含有肌紅蛋白(相對(duì)分子質(zhì)量為16 900)、血清蛋白(相對(duì)分子質(zhì)量為68 500)、牛乳球蛋白(相對(duì)分子質(zhì)量為35 000)、牛胰島素(相對(duì)分子質(zhì)量為5 700)，則圖乙中A、B、C、D代表的物質(zhì)依次是?！窘馕觥?1)由于不同蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量不同，相對(duì)分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)不能進(jìn)入凝膠內(nèi)部通道，只能在凝膠外部移動(dòng)，路程短，速度快，易洗脫；相對(duì)分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)則進(jìn)入凝膠內(nèi)部通道，路程長(zhǎng)，速度慢。(2)凝

42、膠色譜柱的制作：底部橡皮塞的凹穴上覆蓋尼龍網(wǎng)和100目的尼龍紗，相當(dāng)于多孔板。(3)凝膠色譜柱的裝填：裝填時(shí)盡量緊密，不能有氣泡存在，因?yàn)闅馀輹?huì)攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果。(4)據(jù)圖可知，四種蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大，因此圖乙中A、B、C、D代表的物質(zhì)依次是牛胰島素、肌紅蛋白、牛乳球蛋白、血清蛋白。答案：(1)aa相對(duì)分子質(zhì)量較大，無(wú)法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動(dòng)，路程較短，移動(dòng)速度較快(2)尼龍網(wǎng)和100目的尼龍紗(3)氣泡會(huì)攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果(4)牛胰島素、肌紅蛋白、牛乳球蛋白、血清蛋白3.如圖1表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作，圖2是

43、利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵的示意圖，圖3為某同學(xué)制備的凝膠珠圖片?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)圖1制備凝膠珠的過(guò)程中，加熱溶化海藻酸鈉時(shí)需注意用_加熱，然后將溶化好的海藻酸鈉溶液_后，加入酵母菌充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉?2)圖1中X溶液為_(kāi)，其作用是使_。(3)圖1中制備的凝膠珠用_洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中。圖2發(fā)酵過(guò)程中攪拌的目的是使_。(4)某同學(xué)在圖1步驟結(jié)束后得到圖3所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，出現(xiàn)此結(jié)果的可能原因有海藻酸鈉溶液濃度過(guò)_ (填“高”或“低”)、注射器中的混合液推進(jìn)速度過(guò)_ (填“快”或“慢”)或注射器距離CaCl2溶液液面太近?！窘馕觥?1)在用海藻酸鈉包埋酵母菌形成凝膠珠的過(guò)程中，加熱時(shí)海

44、藻酸鈉容易焦糊，因此要用小火，或間斷加熱，并不斷攪拌；為了防止高溫殺死酵母細(xì)胞，應(yīng)將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，再加入酵母菌充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉?2)圖1中的X溶液是CaCl2溶液，作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠。(3)制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌(去除殘留的CaCl2)后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵過(guò)程中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母細(xì)胞充分接觸，以利于發(fā)酵過(guò)程的順利進(jìn)行。(4)圖3中所示的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說(shuō)明海藻酸鈉溶液濃度偏高或注射器中的混合液推進(jìn)速度過(guò)快。答案：(1)小火或間斷冷卻至室溫(2)CaCl2溶液酵母菌-海藻酸鈉溶液形成凝膠珠(3)蒸餾水(或無(wú)菌水)培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸(

45、4)高快答案速填：1酶的抑制劑2活化3酶母細(xì)胞4分離血紅蛋白溶液5樣品的加入和洗脫 第4課生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用考點(diǎn)一DNA的粗提取與鑒定 【核心知識(shí)突破】1.基本原理：(1)DNA的粗提取。原理：利用DNA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在_方面的差異，提取DNA，去除其他成分。理化性質(zhì)DNA與蛋白質(zhì)在物理、化學(xué)性質(zhì)方面的差異：比較項(xiàng)目DNA蛋白質(zhì)溶解性2 mol/LNaCl溶液中 溶解析出0.14 mol/LNaCl溶液中_酒精溶液中_溶解析出溶解析出比較項(xiàng)目DNA蛋白質(zhì)耐受性蛋白酶無(wú)影響_高溫_以上變性不能忍受_的高溫水解806080(2)DNA的鑒定：DNA+_ _色。二苯胺藍(lán)2.主要步驟及

46、注意事項(xiàng)：【微點(diǎn)警示】DNA的粗提取與鑒定的“兩個(gè)”提醒(1)提取DNA不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟的紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核，提取不到DNA。(2)進(jìn)行DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了防止DNA分子斷裂，應(yīng)該加入洗滌劑和食鹽后進(jìn)行輕緩、充分地?cái)嚢韬脱心??！久肱姓`】1.DNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸餾水。( )分析：DNA 在2 mol/L NaCl溶液和蒸餾水中，溶解度都較大，在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小。2.關(guān)于高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理，提取DNA是利用不同化合物在溶劑中溶解度的差異。( )分析：DNA在0.14 mol/L的NaCl溶

47、液中溶解度最低，使DNA析出；DNA不溶于酒精，而細(xì)胞中某些蛋白質(zhì)溶于酒精，從而得到含雜質(zhì)較少的DNA。3.洗滌劑能溶解細(xì)胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度。( )分析：洗滌劑可以溶解細(xì)胞的細(xì)胞膜，去除脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，但不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度。4.將絲狀物溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺試劑即呈藍(lán)色。( )分析：用二苯胺試劑鑒定DNA，需在沸水浴條件下進(jìn)行?！久}案例研析】【典例】(2019鄭州模擬)如圖表示以雞血為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行DNA的粗提取與鑒定的操作程序，請(qǐng)分析回答問(wèn)題。(1)步驟一中，向雞血細(xì)胞液中加入_并攪拌，可使雞血細(xì)胞破裂。(2)步驟二：過(guò)濾后收

48、集含有DNA的_。(3)步驟三、四的操作原理是_，步驟四通過(guò)向溶液中加入_調(diào)節(jié)NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為_(kāi)mol/L時(shí)，DNA將會(huì)析出，過(guò)濾去除溶液中的雜質(zhì)。(4)步驟七：向步驟六過(guò)濾后的_中，加入等體積的冷卻的_，靜置23 min，溶液中會(huì)出現(xiàn)_色絲狀物，這就是粗提取的DNA。(5)步驟八：DNA遇_試劑，沸水浴5 min，冷卻后，溶液呈_色?！緦彺鸺记伞?1)審題關(guān)鍵：理解DNA粗提取的基本思路：除去其中的雜質(zhì)，其原理是根據(jù)溶解性、對(duì)酶的耐受性和溫度對(duì)DNA和蛋白質(zhì)的影響等。注意題干中關(guān)鍵信息前后聯(lián)系：通過(guò)向溶液中加入蒸餾水調(diào)節(jié)NaCl溶液物質(zhì)的量濃度；NaCl溶液中物質(zhì)的量濃度達(dá)到0.1

49、4 mol/L，DNA的溶解度最低。(2)滿分答題：記住教材濃度數(shù)據(jù)：設(shè)問(wèn)(3)第三空是物質(zhì)的量濃度為“0.14 mol/L”，設(shè)問(wèn)(4)第二空是體積分?jǐn)?shù)為“95%”的酒精。搞清不同物質(zhì)顏色：設(shè)問(wèn)(4)第三空是“白”色絲狀物，設(shè)問(wèn)(5)第二空是溶液呈“藍(lán)”色?！窘馕觥?1)步驟一加入蒸餾水的目的是使紅細(xì)胞漲破，釋放出核物質(zhì)。(2)步驟二收集含有核物質(zhì)的濾液。(3)由于DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同。所以通過(guò)控制NaCl溶液的濃度可以分別溶解DNA和析出DNA，并且對(duì)DNA進(jìn)行提純；步驟四加入蒸餾水的目的是逐漸稀釋NaCl溶液，使其物質(zhì)的量濃度達(dá)到0.14 mol/L，這時(shí)DNA在

50、NaCl溶液中溶解度最低，可以析出DNA。(4)DNA不溶于酒精，某些蛋白質(zhì)可以溶于酒精，這樣可以進(jìn)一步提純DNA。(5)鑒定DNA的方法是用二苯胺試劑，在沸水中加熱條件下，如果變藍(lán)色，證明是DNA。答案：(1)蒸餾水(2)濾液(3)DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，通過(guò)控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)蒸餾水0.14(4)濾液體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精白(5)二苯胺藍(lán)【方法規(guī)律】去除濾液中雜質(zhì)的三種方案項(xiàng)目原理方法方案一DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同在濾液中加入NaCl，使NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為2 mol/L，過(guò)濾除去不溶的雜質(zhì)；再調(diào)節(jié)NaCl溶液物質(zhì)的量濃度為0.14 m

51、ol/L，析出DNA，過(guò)濾除去溶液中的雜質(zhì)，再用物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的NaCl溶液溶解DNA項(xiàng)目原理方法方案二DNA對(duì)酶的耐受性直接在濾液中加入嫩肉粉，反應(yīng)1015 min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能夠分解蛋白質(zhì)方案三DNA對(duì)高溫的耐受性將濾液放在6075 的恒溫水浴箱中保溫1015 min，注意嚴(yán)格控制溫度范圍，使蛋白質(zhì)沉淀而DNA分子還未變性，可將DNA與蛋白質(zhì)分離【考點(diǎn)題組診斷】角度一DNA的粗提取1.(2018南昌模擬)如圖為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作。分析回答：世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)(1)圖中實(shí)驗(yàn)材料A可以是_等，研磨前加入的B應(yīng)該是_。(2)通過(guò)上述所示步驟得到濾液C后，再

52、向?yàn)V液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是_，再過(guò)濾得到濾液D，向?yàn)V液D中加入蒸餾水的目的是_。(3)在“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中，將含有一定雜質(zhì)的DNA絲狀物分別放入體積為2 mL的4種溶液中，經(jīng)攪拌后過(guò)濾，獲得如表所示的4種濾液，含DNA最少的是濾液_。1B液中攪拌、研磨后過(guò)濾濾液E22 mol/L的NaCl溶液攪拌后過(guò)濾濾液F30.14 mol/L的NaCl溶液中攪拌后過(guò)濾濾液G4冷卻的95%的酒精溶液中攪拌后過(guò)濾濾液H【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是：(1)明確DNA與蛋白質(zhì)在NaCl溶液中的溶解性差異：DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同(0.14 mo

53、l/L時(shí)，DNA溶解度最低)。(2)理解DNA和蛋白質(zhì)在酒精溶液中的溶解性差異：DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精溶液?！窘馕觥?1)用洋蔥、菜花等破碎細(xì)胞時(shí)，加入一定量的洗滌劑和食鹽，洗滌劑可以溶解細(xì)胞膜，有利于DNA的釋放，食鹽的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。(2)在含有DNA的濾液中，加入2 mol/L的NaCl溶液，可以使DNA溶解而雜質(zhì)析出；在濾液D中加入蒸餾水，當(dāng)NaCl溶液濃度為0.14 mol/L時(shí)，DNA溶解度最小而析出，除去可溶性雜質(zhì)。(3)在濾液E中，只是除去了部分雜質(zhì)，則含DNA較多；在濾液F中，除去了較多的蛋白質(zhì)等，則含DNA最多；在濾液

54、G中，因DNA析出，則含DNA較少；在濾液H中，因DNA不溶于體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液，則含DNA最少。答案：(1)洋蔥(菜花)洗滌劑和食鹽(2)使DNA溶解使DNA(溶解度下降而沉淀)析出，除去可溶性雜質(zhì)(3)H角度二DNA的鑒定 2.(2019武漢模擬)“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中，A、B、C、D、E五個(gè)小組除表中所列處理方法不同外，其他操作步驟均相同且正確，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻不同。分析回答：組別實(shí)驗(yàn)材料提取核物質(zhì)時(shí)加入的溶液去除雜質(zhì)時(shí)加入的溶液DNA鑒定時(shí)加入的試劑A雞血蒸餾水體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精(25 )二苯胺B菜花蒸餾水體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精(冷卻)雙縮脲組別實(shí)驗(yàn)材料提取核物質(zhì)時(shí)加

55、入的溶液去除雜質(zhì)時(shí)加入的溶液DNA鑒定時(shí)加入的試劑C人血漿蒸餾水體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精(冷卻)二苯胺D人血細(xì)胞2 mol/L的氯化鈉0.14 mol/L的氯化鈉雙縮脲組別實(shí)驗(yàn)材料提取核物質(zhì)時(shí)加入的溶液去除雜質(zhì)時(shí)加入的溶液DNA鑒定時(shí)加入的試劑E雞血蒸餾水體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精(冷卻)二苯胺(1)實(shí)驗(yàn)材料選擇錯(cuò)誤的組別是_，其原因是_。(2)實(shí)驗(yàn)步驟(不包括實(shí)驗(yàn)材料)均正確，但得不到DNA的組別是_。(3)沸水浴中試管顏色變藍(lán)的組別是_；藍(lán)色較淡的是_，其原因是_。(4)B組實(shí)驗(yàn)不成功的最主要原因是_?！窘馕觥?1)人的血漿中沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，人成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核，在這些材料中不能得到DNA或得

56、到的DNA很少。(2)血細(xì)胞中有少量的白細(xì)胞，其中有DNA，所以只有C組人血漿中沒(méi)有DNA。(3)冷卻的酒精溶液中DNA的溶解度最低，而A組中為25 的酒精溶液。(4)菜花細(xì)胞外有細(xì)胞壁起保護(hù)作用，在蒸餾水中不會(huì)破裂，所以不能得到DNA。答案：(1)C、D人的血漿中沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，人成熟的紅細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)胞核，選用這些材料得不到DNA或得到的DNA很少(2)C(3)A、EA冷卻的酒精溶液中DNA的溶解度最低，而該組使用的是25 的酒精溶液(4)菜花細(xì)胞在蒸餾水中不能被破壞，得不到DNA(應(yīng)采用研磨的方法)考點(diǎn)二植物有效成分的提取 【核心知識(shí)突破】1.植物芳香油的提取：(1)植物芳香油的來(lái)源和性質(zhì)。

57、天然香料的來(lái)源：_。特點(diǎn)：具有很強(qiáng)的_性。動(dòng)物和植物揮發(fā)成分：主要包括_及其衍生物。玫瑰精油的性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)_，_溶于水，易溶于_。橘皮精油：主要成分是_，_，具有誘人的橘香味。萜類化合物穩(wěn)定難有機(jī)溶劑檸檬烯無(wú)色透明(2)植物芳香油的提取方法：提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法萃取法適用范圍_強(qiáng)，_性強(qiáng)含量大，易榨取在不同的溶劑中_差異較大揮發(fā)性熱穩(wěn)定溶解度提取方法水蒸氣蒸餾法壓榨法萃取法優(yōu)點(diǎn)可以提取含量較少的芳香油保證提取物的性質(zhì)不變保證提取物的性質(zhì)不變應(yīng)用實(shí)例玫瑰精油等橘皮精油等茉莉精油等(3)玫瑰精油的提取。(4)橘皮精油的提取。2.胡蘿卜素的提取與鑒定：(1)胡蘿卜素的性質(zhì)。物理性質(zhì)：胡蘿卜素

58、是_結(jié)晶?；瘜W(xué)性質(zhì)：比較穩(wěn)定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于_等有機(jī)溶劑。橘黃色石油醚(2)胡蘿卜素的提取。(3)胡蘿卜素的鑒定。方法：_法。原理：不同色素在層析液中的_不同，隨層析液在濾紙上的_不同，通過(guò)比較提取樣品和_層析的結(jié)果，可以判斷提取樣品的純度。紙層析溶解度擴(kuò)散速度標(biāo)準(zhǔn)樣品實(shí)驗(yàn)步驟：結(jié)果分析(如圖)： a為_(kāi)，b為其他色素。 -胡蘿卜素3.【教材易漏知識(shí)】選修1 P78“萃取劑的選擇討論題”：(1)乙醇和丙酮能夠用于胡蘿卜素的萃取嗎？為什么？提示：胡蘿卜素可溶于乙醇和丙酮，但它們是水溶性有機(jī)溶劑，因萃取中能與水混溶而影響萃取效果，所以不用它們作萃取劑。(2)在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、

59、苯和四氯化碳這幾種有機(jī)溶劑中，哪種最適宜用來(lái)提取胡蘿卜素？提示：在這五種有機(jī)溶劑中，石油醚的沸點(diǎn)最高，在加熱萃取時(shí)不易揮發(fā)，所以石油醚最適宜用作萃取劑。【微點(diǎn)警示】植物有效成分提取的“五點(diǎn)”提醒(1)水蒸氣蒸餾過(guò)程中可用明火加熱，萃取過(guò)程應(yīng)該避免明火加熱，采取水浴加熱，這是因?yàn)橛袡C(jī)溶劑都是易燃物，直接用明火加熱容易引起燃燒、爆炸。(2)在用水蒸氣蒸餾法制取玫瑰精油的過(guò)程中油水混合物中要加入氯化鈉的目的是增大鹽的密度，有利于玫瑰精油與水的分層。加入無(wú)水Na2SO4的目的是吸收精油中殘留的水分。(3)蒸餾時(shí)若溫度太高，時(shí)間太短，產(chǎn)品品質(zhì)較差，若提高產(chǎn)品品質(zhì)，可適當(dāng)延長(zhǎng)蒸餾時(shí)間。(4)橘皮壓榨前，可

60、在石灰水中浸泡10 h以上，既防止壓榨時(shí)滑脫，提高出油率，又不會(huì)在過(guò)濾時(shí)堵塞篩眼。(5)萃取時(shí)一般來(lái)說(shuō)原料顆粒小，萃取溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，需提取的物質(zhì)就能夠充分溶解，萃取效果就好?！久肱姓`】1.胡蘿卜含有的胡蘿卜素中，最主要的是-胡蘿卜素。( )分析：胡蘿卜含有的胡蘿卜素中，最主要的是-胡蘿卜素。2.某微生物產(chǎn)生的油脂不易揮發(fā)，可選用水蒸氣蒸餾法從菌體中提取。( )分析：油脂不易揮發(fā)，則應(yīng)采用萃取法提取。3.蒸餾法的實(shí)驗(yàn)原理是利用水將芳香油溶解，再把水蒸發(fā)掉，剩余的就是芳香油。( )分析：蒸餾法是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的芳香油攜帶出來(lái)，再用分液漏斗使油水分離。4.為了充分蒸餾玫瑰油，應(yīng)該在較低溫