版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第36講 酶的應(yīng)用及生物有效成分的提取跟蹤檢測（含解析）（選修1）試題

第36講酶的應(yīng)用及生物有效成分的提取‖A級·基礎(chǔ)練‖一、選擇題1．在果汁生產(chǎn)中使用果膠酶的作用是()A．提高水果的出汁率并使果汁變得澄清B．使大分子物質(zhì)分解為小分子有機物便于人體吸收C．解決人體不能利用纖維素的問題D．進一步提高水果的營養(yǎng)價值解析：選A果膠酶能分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層，使榨取果汁變得容易，而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，使渾濁的果汁變得澄清。2．(2019屆南京調(diào)研)下列關(guān)于生物技術(shù)應(yīng)用的敘述，正確的是()A．從酶的固定方式看，物理吸附法比化學(xué)結(jié)合法對酶活性影響小B．作為消化酶使用時，蛋白酶制劑只能以注射的方式給藥C．加酶洗衣粉中酶制劑可以被重復(fù)利用，提高了酶的利用率D．將海藻酸鈉凝膠珠用自來水沖洗，可洗去多余的CaCl2和雜菌解析：選A酶的固定方法通常有化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，前者可能引起酶分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而改變酶的活性，后者則不會；消化酶發(fā)揮作用的場所是消化道，因此蛋白酶制劑應(yīng)該口服；加酶洗衣粉中酶制劑不能被重復(fù)利用，會隨污水一起排掉；將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌。3．凝膠色譜法在裝填色譜柱時，不得有氣泡存在的原因是()A．氣泡能與蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)B．氣泡阻礙蛋白質(zhì)的運動C．氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分離效果D．氣泡會在裝填凝膠的時候使凝膠不緊密解析：選C裝填凝膠色譜柱時，色譜柱內(nèi)不能有氣泡存在，因為氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，使得到的紅色帶區(qū)歪曲、散亂，降低分離效果。4．在植物有效成分的提取過程中，常用萃取法、蒸餾法和壓榨法，下列關(guān)于這三種方法敘述錯誤的是()A．蒸餾法的實驗原理是利用水將芳香油溶解下來，再把水蒸發(fā)掉，剩余的就是芳香油B．壓榨法的實驗原理是通過機械加壓，壓榨出果皮中的芳香油，適用于柑橘、檸檬等C．萃取法的實驗原理是使芳香油溶解在有機溶劑中，蒸發(fā)掉溶劑后就可獲得芳香油D．蒸餾法適用于提取玫瑰精油、薄荷油等揮發(fā)性強的芳香油解析：選A蒸餾法是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后可以分層，將芳香油分離出來；壓榨法是通過機械加壓，將原料中的芳香油擠壓出來；萃取法是將粉碎、干燥的植物原料用有機溶劑浸泡，使芳香油溶解在有機溶劑中，之后再通過蒸餾裝置蒸發(fā)出有機溶劑，剩下的就是要提取的物質(zhì)；蒸餾法適用于提取玫瑰精油、薄荷油等揮發(fā)性強的芳香油。二、非選擇題5．假設(shè)你已經(jīng)探究了果膠酶的最適溫度(為45℃)和最適pH(為4.8)，若還想進一步研究果膠酶的最適用量，此時，實驗的自變量是____________。合理設(shè)置果膠酶用量的梯度后，可通過蘋果泥出汁的多少來判斷酶的用量是否合適。請根據(jù)所給的材料和用具完成以下探究實驗。(1)材料用具：制備好的蘋果泥、恒溫水浴裝置、試管、漏斗、濾紙、量筒、試管夾、質(zhì)量分數(shù)為2%的果膠酶溶液、質(zhì)量分數(shù)為0.1%的NaOH溶液和鹽酸。(2)實驗步驟：①取6支試管，編號為1～6，分別加入________________________，調(diào)節(jié)pH至4.8。然后放入45℃的恒溫水浴鍋中保溫。②向1～6號試管中分別加入______________________________________________，繼續(xù)在45℃恒溫水浴裝置中____________。③____________________________________________________________。解析：(1)研究果膠酶的最適用量，實驗的自變量應(yīng)是果膠酶的用量?？砂烟O果泥出汁的多少作為實驗的因變量(檢測指標)。(2)溫度、pH、蘋果泥用量等為無關(guān)變量，各組實驗中應(yīng)保持適宜且相同。應(yīng)先把酶和反應(yīng)物分別控制在適宜環(huán)境下，再混合相同條件下酶和反應(yīng)物。應(yīng)在1～6號試管中先分別加入等量的蘋果泥，并控制適宜的溫度和pH。然后向1～6號試管中分別加入45℃的不同體積的pH為4.8的果膠酶溶液，繼續(xù)在45℃恒溫水浴裝置中保溫一段時間，使果膠酶發(fā)揮作用。一段時間后可過濾蘋果泥并記錄果汁體積，果汁體積最大時果膠酶的最小用量即為果膠酶的最適用量。答案：果膠酶的用量(2)①等量的蘋果泥②45℃的不同體積的pH為4.8的果膠酶溶液保溫一段時間③過濾蘋果泥并記錄果汁體積6．苦橙源于地中海國家，法文稱為“酸橙樹”?？喑任兜离m苦，但渾身是寶。苦橙的果皮、花朵、枝葉以及未成熟的果實均可用來提取芳香油，高品質(zhì)的橙花油在芳香工業(yè)中廣泛使用。請回答下列問題：(1)植物芳香油組成成分比較復(fù)雜，主要包括____________________。(2)橙花油的提取可采用水蒸氣蒸餾法，采用該方法提取的芳香油首先必須具備很強的____________，有效成分還要不易被________。(3)苦橙皮精油的提取采用的方法通常為________，該法和水蒸氣蒸餾法在制備精油過程中都用到的試劑是________________，橙皮精油制取過程中使用該物質(zhì)的目的是____________________________________________________________。(4)苦橙枝葉及未成熟的果實中的精油均可用萃取法提取。溫度________，時間________，萃取效果較好。(5)蒸餾和萃取都用到了蒸餾裝置，蒸餾的產(chǎn)物隨水蒸氣蒸餾形成______________收集在容器中，而萃取產(chǎn)物利用蒸餾裝置是要將________蒸發(fā)出去。解析：(1)植物芳香油的成分比較復(fù)雜，主要成分是萜類及其衍生物。(2)水蒸氣蒸餾法的原理是利用水蒸氣將揮發(fā)性較強的植物芳香油攜帶出來。因此用該方法提取的芳香油必須有很強的揮發(fā)性，而且不易水解。(3)由于橙皮精油的有效成分在水蒸氣蒸餾時會發(fā)生部分水解，因此采用壓榨法。該方法與水蒸氣蒸餾法在制備精油時都用到Na2SO4，在壓榨法中該試劑的作用是使橙皮精油易于與水分離。(4)萃取法提取精油時，一般來說，溫度高，時間長，需要提取的物質(zhì)就能夠充分溶解，萃取效果就好。(5)蒸餾過程中，蒸餾的產(chǎn)物隨水蒸氣蒸餾出形成油水混合物，而萃取法中使用蒸餾裝置是為了除去有機溶劑。答案：(1)萜類及其衍生物(2)揮發(fā)性水解(3)壓榨法Na2SO4使橙皮精油易于與水分離(4)高長(5)油水混合物有機溶劑7．血紅蛋白是人和其他脊椎動物紅細胞的主要組成成分，負責血液中O2或CO2的運輸。請根據(jù)血紅蛋白的提取和分離流程圖回答問題：(1)將實驗流程補充完整：A為________________，B為____________________。凝膠色譜法是根據(jù)________________________而達到蛋白質(zhì)分離的有效方法。(2)洗滌紅細胞的目的是去除__________，洗滌次數(shù)過少，無法除去____________；離心速度過高和時間過長會使____________________一同沉淀，達不到分離的效果。洗滌干凈的標志是__________________________。釋放血紅蛋白的過程中起作用的是________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在洗脫過程中加入物質(zhì)的量濃度為20mmol/L的磷酸緩沖液(pH為7.0)的目的是________________________________________________________________________________________________________________________。如果紅色區(qū)帶____________________，說明色譜柱制作成功。解析：(1)血紅蛋白的提取和分離過程為：紅細胞的洗滌→血紅蛋白的釋放→分離血紅蛋白溶液→透析→純化，所以A為血紅蛋白的釋放，B為樣品的加入和洗脫。凝膠色譜法的原理是分子量大的分子通過多孔凝膠顆粒的間隙，路程短，流動快；分子量小的分子穿過多孔凝膠顆粒內(nèi)部，路程長，流動慢。(2)洗滌紅細胞的目的是去除雜質(zhì)蛋白，釋放血紅蛋白的過程是讓紅細胞吸水漲破。如果分層不明顯，可能是洗滌次數(shù)少，未能除去血漿蛋白的原因。此外，離心速度過高和時間過長，會使白細胞和淋巴細胞一同沉淀，也得不到純凈的紅細胞，影響后續(xù)血紅蛋白的提取純度。重復(fù)洗滌三次，直至上清液中沒有黃色，表明紅細胞已洗滌干凈。由于甲苯是表面活性劑的一種，可將細胞膜溶解，從而使細胞破裂。(3)磷酸緩沖液(pH為7.0)能夠準確模擬生物體內(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、分離操作也正確的話，能清楚地看到血紅蛋白的紅色區(qū)帶均勻、狹窄、平整，隨著洗脫液緩慢流出；如果紅色區(qū)帶歪曲、散亂、變寬，說明分離的效果不好，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分子質(zhì)量的大小(2)雜蛋白(血漿蛋白)血漿蛋白白細胞和淋巴細胞離心后的上清液中沒有黃色蒸餾水和甲苯(3)準確模擬生物體內(nèi)的生理環(huán)境，保持體外的pH和體內(nèi)的一致均勻一致的移動‖B級·提升練‖一、選擇題1．(2019屆無錫調(diào)研)科研人員比較了單獨固定的云微藻和與芽孢桿菌混合固定的云微藻的增殖變化，結(jié)果如圖。下列有關(guān)敘述正確的是()A．實驗中固定云微藻和芽孢桿菌的常用方法是包埋法B．混合固定時云微藻增殖快，與芽孢桿菌線粒體產(chǎn)生CO2有關(guān)C．實驗時間內(nèi)混合固定后云微藻增長較快，可呈“J”型增長D．第八天，混合固定的每個顆粒中含藻細胞數(shù)約為8×107個解析：選A云微藻、芽孢桿菌為單細胞生物，故固定化云微藻、芽孢桿菌常用的方法為包埋法；混合固定時云微藻增殖快，與芽孢桿菌產(chǎn)生CO2有關(guān)，但是芽孢桿菌屬于原核生物，沒有線粒體；有限環(huán)境中，云微藻種群數(shù)量呈“S”型增長；第八天，混合固定的每個顆粒中含藻細胞數(shù)約為8×107÷10＝8×106個。2．下面是利用蘋果塊固定乳酸菌進行的有關(guān)實驗流程圖，相關(guān)敘述錯誤的是()A．將蘋果切成小塊可以增大相對表面積，有利于固定化乳酸菌與外界進行物質(zhì)交換B．步驟③中用無菌水清洗的目的是洗去蘋果塊表面乳酸菌，使步驟④的結(jié)果更準確C．步驟④中設(shè)置的對照實驗應(yīng)是用等質(zhì)量的蘋果小塊在相同條件下進行實驗D．與傳統(tǒng)使用海藻酸鈉固定細胞相比，用蘋果固定乳酸菌可以保證發(fā)酵食品的安全性解析：選C將蘋果切成小塊可以增大相對表面積，有利于固定化乳酸菌與外界進行物質(zhì)交換；步驟③中用無菌水清洗的目的是洗去蘋果塊表面乳酸菌，使步驟④的結(jié)果更準確；步驟④中設(shè)置的對照實驗應(yīng)是用等量的乳酸菌在相同條件下進行實驗；與傳統(tǒng)使用海藻酸鈉固定細胞相比，用蘋果固定乳酸菌可以保證發(fā)酵食品的安全性。3．某同學(xué)設(shè)計的提取玫瑰精油的實驗流程如圖所示，據(jù)圖分析錯誤的是()eq\x(原料＋水)→eq\x(水蒸氣蒸餾)→eq\x(油水混合物)→eq\x(分離油層)→eq\x(除水)→eq\x(玫瑰油)A．在第二步中使用水上蒸餾更簡便易行B．在操作時可向蒸餾燒瓶中加入幾片碎瓷片防止暴沸C．提取精油時，向混合物中加入NaCl更利于油水分層D．加入無水Na2SO4，再用過濾法可除去分離的油層中的水分解析：選A由于玫瑰精油難溶于水，易溶于有機溶劑，因此在第二步中使用水中蒸餾更簡便易行；在操作時可向蒸餾燒瓶中加入幾片碎瓷片，目的是防止暴沸；提取精油時，為了促進油水分層，要向油水混合物中加入NaCl；分離的油層還含有一定的水分，需加入無水Na2SO4，再用過濾法將其除去。4．如圖是提取橘皮精油的實驗流程圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是()eq\x(①石灰水浸泡)→eq\x(②漂洗)→eq\x(③壓榨)→eq\x(④過濾)→eq\x(⑤靜置)→eq\x(⑥再次過濾)→eq\x(橘皮油)A．石灰水浸泡能破壞細胞、水解果膠，有利于提高出油率B．壓榨液中需分別加入相當于橘皮質(zhì)量5%的小蘇打和0.25%的硫酸鈉C．過程④的目的是除去壓榨液中的固體物和殘渣D．過程⑥的目的是用濾紙除去少量水分和蠟質(zhì)等雜質(zhì)解析：選B壓榨前，柑橘皮應(yīng)該干燥去水，并用石灰水浸泡，石灰水浸泡能破壞細胞、水解果膠，有利于提高出油率；為了使橘皮油與水容易分離，需分別加入相當于橘皮質(zhì)量0.25%的碳酸氫鈉(俗稱小蘇打)和5%的硫酸鈉，并調(diào)節(jié)pH至7～8；過程④(過濾)的目的是除去壓榨液中的固體物和殘渣；過程⑥(再次過濾)時，使用的是濾紙，以濾掉少量水分和蠟質(zhì)等雜質(zhì)。二、非選擇題5．(2019屆平谷區(qū)期末)為研究果膠酶溶液對常溫下貯藏葡萄品質(zhì)的影響，科研人員以某品種的葡萄為實驗材料，進行了相關(guān)實驗，分析并回答下列問題：(1)細胞壁的主要成分是纖維素和果膠。果膠酶能________________葡萄果皮中果膠的分解，破壞果皮細胞的完整性，導(dǎo)致葡萄的各項指標出現(xiàn)一系列變化。但果膠酶對纖維素不起作用，說明酶具有________性。(2)研究人員用1g/L和2g/L的果膠酶溶液分別噴灑到兩組葡萄上，對照組用等量蒸餾水噴灑。將處理好的葡萄晾干，在室溫下保存。定期測定葡萄果皮中果膠酶的活性和花色苷的濃度，結(jié)果分別見圖甲和圖乙。①正常情況下，葡萄果皮細胞中含有果膠酶。據(jù)圖甲可知，實驗組果膠酶的活性____________________________________________________________。但隨著儲藏時間延長，各組果膠酶的活性________，推測可能與儲藏環(huán)境中________改變有關(guān)。②花色苷迅速積累，可導(dǎo)致葡萄果實由綠色變?yōu)榧t色。因此，花色苷含量是評判葡萄成熟和果實品質(zhì)的重要指標。據(jù)圖乙可知，噴灑外源果膠酶濃度為________g/L時，促進葡萄成熟和品質(zhì)提高效果較顯著，且在儲藏時間為________天范圍內(nèi)時葡萄品質(zhì)最好。解析：(1)細胞壁的主要成分是纖維素和果膠。一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，果膠酶能促進葡萄果皮中果膠的分解，破壞果皮細胞的完整性，導(dǎo)致葡萄的各項指標出現(xiàn)一系列變化。但果膠酶對纖維素不起作用，說明酶具有專一性。(2)①正常情況下，葡萄果皮細胞中含有果膠酶。據(jù)圖甲可知，果膠酶的活性：對照組＜1g/L果膠酶溶液處理組＜2g/L果膠酶溶液處理組，即實驗組果膠酶的活性高于對照組且隨濃度增加而增強。但隨著儲藏時間延長，各組果膠酶的活性均下降，溫度影響酶的活性，推測可能與儲藏環(huán)境中溫度改變有關(guān)。②由題意知，花色苷含量是評判葡萄成熟和果實品質(zhì)的重要指標。據(jù)圖乙可知，花色苷含量較高的是噴灑1g/L外源果膠酶的實驗組；在該曲線中，花色苷含量較高的時間范圍是4～8天之間。故噴灑外源果膠酶濃度為2g/L時，促進葡萄成熟和品質(zhì)提高效果較顯著，且在儲藏時間為4～8天范圍內(nèi)時葡萄品質(zhì)最好。答案：(1)催化(促進)專一(2)①高于對照組且隨濃度增加而增強下降溫度②14～86．桉葉油的化學(xué)性質(zhì)與玫瑰精油相似，其中含有的黃酮、熊果醇、精油等多種成分具有抑菌作用。某生物興趣小組提取了桉葉油，并對桉葉油的抑菌活性進行了研究，回答下列問題：(1)提取桉葉油時應(yīng)選擇________(填“新鮮”或“烘干”)的桉樹葉，原因是________________________________________________________________________________________________________________________。(2)可采用水蒸氣蒸餾法提取桉葉油，原因是桉葉油具有________________________________的特點；此法不適用于胡蘿卜素的提取，原因是________________________________。從蒸餾出的油水混合物中分離的油層還會含有一定的水分，需要添加____________除水。(3)該小組采用抑菌圈法檢測桉葉油的抑菌活性。抑菌圈法是利用待測藥物在瓊脂平板中擴散使其周圍的細菌生長受到抑制而形成透明圈(即抑菌圈)，再根據(jù)抑菌圈大小判定待測藥物抑菌效價的一種方法。下表是該小組檢測對照組和實驗組對供試菌的抑菌作用(抑菌圈的大小/mm)得到的實驗結(jié)果：無菌水(對照組)桉葉油(實驗組)枯草芽孢桿菌09.00金黃色葡萄球菌07.67大腸桿菌09.67白色念珠菌09.33對照組應(yīng)________(填“接種”或“不接種”)細菌。由表中數(shù)據(jù)可知，桉葉油對________的抑菌效果最強。解析：(1)因新鮮桉樹葉中桉葉油含量高，而且桉葉油易揮發(fā)，故提取桉葉油時應(yīng)選擇新鮮的桉樹葉。(2)桉葉油化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易揮發(fā)、難溶于水，故可采用水蒸氣蒸餾法提取桉葉油；由于胡蘿卜素化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定、不易揮發(fā)、不溶于水，不能隨水蒸氣蒸餾出，易溶于某些有機溶劑，因此應(yīng)使用有機溶劑萃取。從蒸餾出的油水混合物中分離的油層還會含有一定的水分，需要添加無水Na2SO4除水。(3)據(jù)題意可知，該對照實驗是檢測桉葉油的抑菌活性，自變量是是否有桉葉油，故對照組也應(yīng)接種細菌。由表中數(shù)據(jù)可知，接種大腸桿菌的抑菌圈最大(為9.67mm)，故桉葉油對大腸桿菌的抑菌效果最強。答案：(1)新鮮桉葉油易揮發(fā)，新鮮桉樹葉中桉葉油含量高(2)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易揮發(fā)、難溶于水胡蘿卜素不易揮發(fā)，不能隨水蒸氣蒸餾出無水Na2SO4(3)接種大腸桿菌7．(2019屆濟南一模)漆樹種子中的油脂(不溶于水，易溶于脂溶性溶劑)可開發(fā)為食用油或轉(zhuǎn)化為生物柴油。目前常用溶劑法萃取漆樹種子油脂，其過程為：漆樹種子→粉碎→加溶劑→水浴加熱→溶劑不斷回流提取→蒸發(fā)溶劑→收集油脂。回答下列問題：(1)漆樹種子中的油脂通?？捎胈___________進行染色。(2)對漆樹種子油脂進行萃取時，為不影響油脂品質(zhì)和提取效果，應(yīng)使用____________(填“自然晾干”“高溫烘干”或“新鮮”)的漆樹種子。粉碎漆樹種子的目的是_______________________________