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1、专题突破练17酶的应用与蛋白质技术、植物有效成分的提取1.酵母菌在生产、生活中应用广泛。请回答下列问题。(1)实验室中可用麦芽汁琼脂培养基培养酵母菌,此培养基的成分包括麦芽汁、蛋白胨、葡萄糖、琼脂和水。培养基中蛋白胨为酵母菌提供的营养成分有(写出两点即可),琼脂的作用是。(2)从某种酵母菌中提取胡萝卜素时常采用萃取法,这主要是根据胡萝卜素的特点。为高效提取胡萝卜素,宜选择(填“易溶于水、沸点为78 的乙醇”“不溶于水、沸点为35 的乙醚”或“不溶于水、沸点为120 的石油醚”)进行萃取。(3)某科技小组通过制备固定化酵母细胞并将其用于生产葡萄酒。固定酵母细胞时宜用包埋法,而不用固定酶所用的物理
2、吸附法,原因是。固定化酵母细胞操作过程中,用CaCl2处理海藻酸钠与酵母细胞的混合液的目的是。用固定化酵母细胞发酵生产葡萄酒时,每隔一段时间要进行放气操作,其主要目的是;发酵液中是否有酒精产生,可以用检测。2.随着生物科学技术的发展,酶已经走出实验室,走进了人们的生产和生活。结合所学知识回答下列问题。(1)在果汁生产中,果胶酶能提高出汁率并使果汁澄清,其原因是。在用果胶酶处理果泥时,为了使果胶酶能够充分地催化反应,可采取的操作是。在探究果胶酶的最适温度、最适pH和最适用量三个实验中,虽然各个实验的变量不同,但的思想方法是不变的。(2)在加酶洗衣粉中的酶制剂中,应用最广泛、效果最明显的是。加酶洗
3、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?。用加酶洗衣粉替代含磷洗衣粉,有利于保护环境,这是因为。(3)如图是固定化酶的反应柱示意图,据图说出反应柱的作用原理:。在用图示反应柱催化反应时,需要控制反应物溶液流速不能过快,其目的是。3.猪、牛、羊或其他哺乳动物的红细胞中含有大量血红蛋白,可以选用这些动物的血液为实验材料来提取和分离血红蛋白。如图表示血红蛋白提取和分离的部分装置或操作方法,请回答下列问题。(1)蛋白质的提取和分离一般分为四步,图甲代表其中的。图乙代表向凝胶色谱柱中加样的操作,正确的操作顺序是(填图中数字
4、序号)。(2)对样品处理时,释放血红蛋白的操作中加入蒸馏水的作用是;然后加入体积甲苯,作用是。(3)凝胶色谱法可以对提取的血红蛋白进行纯化,在对色谱柱填料进行处理时,为了加速凝胶的膨胀,可以将加入洗脱液的湿凝胶用法进行加热,这种方法不但节约时间,而且能除去凝胶中可能带有的微生物,排出胶粒内的。在蛋白质分离过程中,如果红色区带在洗脱过程中,说明色谱柱制作成功。4.亚洲人体内普遍缺乏乳糖酶,造成饮用牛奶后出现肠胀、腹胀、腹泻等不良症状。某牛奶制品生产厂家致力于开发生产低乳糖新品,欲筛选出高产乳糖酶的微生物,制备乳糖酶并固定化,具体步骤如下:产乳糖酶微生物的筛选高产乳糖酶微生物的筛选高产乳糖酶微生物
5、的培养乳糖酶的提取纯化乳糖酶的固定化根据相关信息,回答下列问题。(1)筛选产乳糖酶的微生物时,宜用作为培养基中的唯一碳源。(2)科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定乳糖酶,以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。研究结果如下图所示。酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率,包括和等方面,根据图示信息,在的条件固定化酶催化效果较好。(3)实验者还进行了海藻酸钠固定化乳糖酶及化学结合法固定化乳糖酶的催化效果的比较研究,发现用法固定化酶的效果更好,原因可能是。(4)工业生产中,使用固定化酶和使用游离酶相比,优点是。5.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,如下
6、图所示。玫瑰花+水A过程油水混合物分离油层除水B过程玫瑰精油图中加入的物质甲是,物质乙是 。图中B过程的目的是。A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。下图表示当玫瑰花瓣与清水的质量比为14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。(2)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。(3)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 。6.工业生产上,提取天然-胡萝卜素的方法有三种:一是从植物中提取;二是从大面积养殖的岩藻中获取;三是利用微生物的发酵生产。例如:利用红酵母等微生
7、物进行发酵,经过菌体裂解、离心后进行萃取得到-胡萝卜素。回答以下有关问题。(1)若要得到纯化的红酵母菌株,并能够计数,将菌种接种于固体培养基上常用的一种方法是法,理由是。除在配制培养基时,要考虑营养条件外,还需要满足红酵母生长的(答出两点即可)等条件。(2)科研人员尝试利用紫外线处理红酵母,以培育高产菌株。对处理所得菌株分别进行培养并经裂解、离心后,根据-胡萝卜素易溶于有机溶剂的特点,可以采用的方法得到产物,并对产物通过进行鉴定,鉴定还需要用标准样品进行对比。若经定量分析,筛选得到高产菌株,要对其进行长期保存,可采用的方法保存。(3)碳源的种类对-胡萝卜素的产量有着一定的影响,有关研究结果如下
8、:碳源淀粉麦芽糖蔗糖-胡萝卜素含量/(mgL-1)1.663.514.83据表分析,最佳碳源是。(4)石油醚是理想的用于提取胡萝卜素的试剂,因为它具有能充分溶解胡萝卜素、的特点。(填2点即可)7.胡萝卜因含有多种营养成分而备受青睐。其中-胡萝卜素是一种抗氧化剂,具有解毒作用,是维护人体健康不可缺少的营养素。下图是获取胡萝卜素的两个途径,请据图回答下列问题。(1)图中粉碎了的胡萝卜需进行处理后再进行萃取操作,在浓缩之前,还需进行处理。(2)现有石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯等四种有机溶剂,最好选择用于胡萝卜素的萃取,主要理由是(答两点以上)。(3)胡萝卜素的萃取瓶口需安装装置,以防止。(4)途径2获
9、取的生产胡萝卜素的工程菌在发酵生产时,除供给足量的水、无机盐、氧气外,还需要供给等营养物质。微生物计数有显微镜直接计数法、稀释涂布平板法两种,但二者的计数结果却存在一定的差异,原因是,若发酵液中的生产胡萝卜素的工程菌需进行及时的数量分析,最好采用法进行计数。参考答案专题突破练17酶的应用与蛋白质技术、植物有效成分的提取1.答案 (1)碳源、氮源和维生素(答出两点即可)使培养基呈固体状态(2)易溶于有机溶剂不溶于水、沸点为120 的石油醚(3)与酶相比,酵母细胞体积较大,易于包埋而难以用物理法吸附形成凝胶排出发酵过程中产生的二氧化碳酸性条件下的重铬酸钾2.答案 (1)果胶酶能分解果胶,瓦解植物的
10、细胞壁及胞间层充分搅拌通过设置梯度来确定最适值(2)碱性蛋白酶和碱性脂肪酶未运用加酶洗衣粉中的酶本身无毒、含量少、能被微生物完全降解,对环境无污染(合理即可)(3)反应物溶液从反应柱上端注入,使得反应物溶液通过反应柱,与固定化酶接触,得到的产物从反应柱下端流出(合理即可)使反应物溶液与酶充分接触(充分反应)3.答案 (1)粗分离(2)使红细胞吸水涨破40%溶解细胞膜,加速红细胞的破裂(3)沸水浴空气均匀一致地移动4.答案 (1)乳糖(2)酶活性酶的数量约35 、海藻酸钠浓度为3%(3)化学结合酶分子较小,容易从包埋物中漏出,从而降低酶活力(4)可以重复使用;产物易纯化5.答案 (1)NaCl(
11、或氯化钠)无水Na2SO4除去固体硫酸钠在一定时间内,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(2)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(3)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6.答案 (1)稀释涂布平板在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落(或当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌)pH、温度、氧气、渗透压等(2)有机溶剂萃取(或萃取)纸层析法甘油管藏(3)蔗糖(4)沸点较高、不与水混溶(另外:萃取效率高、毒性小、不易燃等)7.答案 (1)干燥过滤(2)石油醚石油醚具有高沸点、能充分溶解胡萝卜素、不与水混溶、萃取效率高、对人体无毒害、易蒸发除去等优点(3)回流冷凝萃取时有机溶剂挥发(4)氮源、碳源显微镜直接计数法把死亡菌体也计数在其中,使数量较活菌数偏大;稀释涂布平板法计数的菌落可能由两个或多个细胞连在一起形成,使数量较真实值偏小,所以二者计数结果存在一定的差异显微镜直接计数
