2024年高考生物一輪復(fù)習(xí)第十一單元第41講酶的應(yīng)用和蛋白質(zhì)的提取和分離講義含解析選修1

PAGEPAGE23第41講酶的應(yīng)用和蛋白質(zhì)的提取和分別[考綱明細(xì)]1.酶活力測定的一般原理和方法2.酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用3.制備和應(yīng)用固相化酶4.蛋白質(zhì)的提取和分別學(xué)問自主梳理一、酶的應(yīng)用1．果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用(1)果膠①作用：eq\o(□,\s\up3(01))植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一；在果汁加工中，會影響eq\o(□,\s\up3(02))出汁率并使果汁渾濁。②成分：是由eq\o(□,\s\up3(03))半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物。③特點：不溶于水。(2)果膠酶①組成：果膠酶是指分解果膠的一類酶的總稱，包括eq\o(□,\s\up3(04))多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。②作用：果膠酶能夠瓦解eq\o(□,\s\up3(05))植物細(xì)胞的細(xì)胞壁及胞間層，把果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，從而使果汁變得澄清，并提高水果的出汁率。(3)酶的活性及影響酶活性的因素①酶的活性：指酶催化肯定化學(xué)反應(yīng)的實力。②表示方法：酶的活性可以用在肯定條件下，酶所催化的eq\o(□,\s\up3(06))某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示。③酶反應(yīng)速度：酶反應(yīng)速度用單位時間內(nèi)、單位體積中eq\o(□,\s\up3(07))反應(yīng)物的削減量或產(chǎn)物的增加量來表示。④影響酶活性的因素：溫度、pH和eq\o(□,\s\up3(08))酶的抑制劑等條件都會影響酶的活性。(4)影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)和處理方法①影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)：纖維素、果膠。②榨取果汁過程中存在的問題：出汁率低，耗時長，果汁混濁，黏度高，易發(fā)生沉淀。③處理方法：酶解法。2．探究影響果膠酶活性因素試驗的分析(1)試驗原則：單一變量原則、比照性原則。嚴(yán)格限制變量，盡量削減無關(guān)變量的影響。(2)試驗原理：果膠酶活性受溫度、pH或酶抑制劑的影響，在最適溫度或pH時，酶的活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小成正比。(3)試驗流程制備果泥↓設(shè)置一系列eq\o(□,\s\up3(09))具有梯度的pH或溫度↓加入果膠酶反應(yīng)一段時間↓過濾果汁(4)分析：該試驗的自變量是eq\o(□,\s\up3(10))溫度或pH，因變量是eq\o(□,\s\up3(11))酶的活性，檢測因變量是通過eq\o(□,\s\up3(12))測定果汁的體積或比較澄清度來實現(xiàn)的。(5)無關(guān)變量①探究最適溫度時，pH為不變量，最好是最適pH；探究最適pH時，溫度為不變量，最好是最適溫度。②探究果膠酶的最適用量時，最適用量是在溫度、pH等相宜條件下測出來的，假如無關(guān)變量變更，最適用量也會發(fā)生變更。[深化思索]1.(選修1P44旁欄思索)為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？提示將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時的溫度是相同的，避開了果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問題。2．(選修1P44旁欄思索)在探究溫度或pH對酶活性的影響時，是否須要設(shè)置比照？假如須要，又應(yīng)當(dāng)如何設(shè)置？為什么？提示須要設(shè)置比照試驗，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間就可以作為比照，這種比照稱為相互比照。3．(選修1P44旁欄思索)想一想，為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小來推斷果膠酶活性的凹凸？提示果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應(yīng)了果膠酶的催化分解果膠的實力。在不同的溫度和pH下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。4．(選修1P44旁欄思索)當(dāng)探究溫度對果膠酶活性的影響時，哪個因素是變量，哪些因素應(yīng)當(dāng)保持不變？提示溫度是變量，應(yīng)限制果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時間和混合物的pH等全部其他條件不變。只有這樣才能保證只有溫度一個變量對果膠酶的活性產(chǎn)生影響。3．加酶洗衣粉在洗滌中的作用(1)加酶洗衣粉和酶制劑加酶洗衣粉是指含有eq\o(□,\s\up3(13))酶制劑的洗衣粉，常用的酶制劑有四類：eq\o(□,\s\up3(14))蛋白酶、脂肪酶、eq\o(□,\s\up3(15))淀粉酶和纖維素酶。(2)加酶洗衣粉的去污機理[深化思索]1.(選修1P46旁欄思索)查閱資料，看看一般洗衣粉中包含哪些化學(xué)成分？提示一般洗衣粉中通常包含有：表面活性劑、水軟化劑、堿劑、漂白劑等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑、香精和色素，以及填充劑等。2．(選修1P48課后習(xí)題)比較一般洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的異同？提示二、蛋白質(zhì)的提取和分別1．蛋白質(zhì)的分別方法(1)凝膠色譜法①概念：是依據(jù)eq\o(□,\s\up3(01))相對分子質(zhì)量的大小分別蛋白質(zhì)的有效方法。②原理(2)電泳法①概念：是指eq\o(□,\s\up3(04))帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。②原理：在肯定的pH下，多肽、核酸等生物大分子的可解離基團會帶上正電或負(fù)電，在電場的作用下，這些帶電分子會向著與其所帶電荷eq\o(□,\s\up3(05))相反的電極移動。③作用過程eq\a\vs4\al\co1(各種,分子)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(帶電性質(zhì)差異,分子本身大小不同,分子本身形態(tài)不同))eq\o(→,\s\up17(產(chǎn)生))eq\x(\a\al(不同的遷,移速度))eq\o(→,\s\up17(實現(xiàn)))eq\x(\a\al(各種分子,的分別))④方法：常用的電泳方法有eq\o(□,\s\up3(06))瓊脂糖凝膠電泳和eq\o(□,\s\up3(07))聚丙烯酰胺凝膠電泳。測定蛋白質(zhì)分子量時通常運用eq\o(□,\s\up3(08))SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳。2．試驗操作程序3．操作提示(1)紅細(xì)胞的洗滌洗滌次數(shù)、離心速度與離心時間非常重要。洗滌次數(shù)過少，無法除去eq\o(□,\s\up3(14))血漿蛋白；離心速度過高和時間過長會使eq\o(□,\s\up3(15))白細(xì)胞等一同沉淀，達(dá)不到分別的效果。(2)色譜柱填料的處理商品凝膠是干燥的顆粒，運用前需干脆放在eq\o(□,\s\up3(16))洗脫液中膨脹。為了加速膨脹，可以將加入洗脫液的濕凝膠用eq\o(□,\s\up3(17))沸水浴加熱，漸漸升溫至接近沸騰，通常只需1～2h。這種方法不但節(jié)約時間，而且可以除去凝膠中可能帶有的eq\o(□,\s\up3(18))微生物，解除膠粒內(nèi)的eq\o(□,\s\up3(19))空氣。(3)凝膠色譜柱的裝填在色譜柱中裝填凝膠的時候要盡量eq\o(□,\s\up3(20))緊密，以降低eq\o(□,\s\up3(21))凝膠顆粒之間的空隙。在裝填凝膠柱時，不得有eq\o(□,\s\up3(22))氣泡存在。氣泡會攪亂eq\o(□,\s\up3(23))洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分別效果。在凝膠色譜操作過程中，不能發(fā)生eq\o(□,\s\up3(24))洗脫液流干，露出eq\o(□,\s\up3(25))凝膠顆粒的現(xiàn)象。一旦發(fā)生這種狀況，凝膠色譜柱須要重新裝填。(4)蛋白質(zhì)的分別在蛋白質(zhì)分別過程中，細(xì)致視察紅色區(qū)帶在洗脫過程中的移動狀況。假如紅色區(qū)帶勻稱一樣地移動，說明色譜柱制作勝利?？键c題型突破考點1酶的應(yīng)用題型一果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用的試驗分析1．(2015·海南高考)生產(chǎn)果汁時，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁量?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題：(1)某同學(xué)用三種來源的果膠酶進(jìn)行三組試驗，各組試驗除酶的來源不同外，其他條件都相同，測定各組的出汁量，據(jù)此計算各組果膠酶活性的平均值并進(jìn)行比較。這一試驗的目的是__________________。(2)現(xiàn)有一種新分別出來的果膠酶，為探究其最適溫度，某同學(xué)設(shè)計了如下試驗：取試管16支，分別加入等量的果泥、果膠酶、緩沖液，混勻，平均分為4組，分別置于0℃、5℃、10℃、40℃下保溫相同時間，然后，測定各試管中的出汁量并計算各組出汁量平均值。該試驗溫度設(shè)置的不足之處有________________和________________。(3)某同學(xué)取5組試管(A～E)分別加入等量的同種果泥，在A、B、C、D4個試驗組的試管中分別加入等量的緩沖液和不同量的同種果膠酶，然后，補充蒸餾水使4組試管內(nèi)液體體積相同；E組加入蒸餾水使試管中液體體積與試驗組相同。將5組試管置于相宜溫度下保溫肯定時間后，測定各組的出汁量。通過A～D組試驗可比較不同試驗組出汁量的差異。本試驗中，若要檢測加入酶的量等于0而其他條件均與試驗組相同時的出汁量，E組設(shè)計________(填“能”或“不能”)達(dá)到目的，其緣由是________________________。答案(1)比較不同來源果膠酶的活性(2)溫度范圍設(shè)置不合理溫度梯度設(shè)置不合理(3)不能未加入緩沖液解析(1)利用不同來源的果膠酶處理果泥，檢測各組出汁量，據(jù)此可以比較不同來源的果膠酶的活性大小。(2)探究果膠酶的最適溫度時，一般在20～70℃范圍內(nèi)，每隔5℃進(jìn)行梯度設(shè)計。明顯題中溫度設(shè)置過低，溫度梯度設(shè)置不合理。(3)本試驗的目的是檢測不同量的同種果膠酶下的出汁量的差異，為保證單一變量，A～E組都應(yīng)加入等量緩沖溶液。2．我國水果生產(chǎn)發(fā)展快速，但由于收獲的季節(jié)性強，易造成積壓、腐爛變質(zhì)，為了解決上述問題且滿意不同人群的需求，可以將水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生產(chǎn)中要用到果膠酶，某生物探討小組為了探究溫度對果膠酶活性的影響，進(jìn)行了如圖所示試驗。(1)請將圖中所示的操作進(jìn)行排序：________。(2)比照組與試驗組進(jìn)行了相同時間的試驗，結(jié)果如圖中曲線所示：①圖中自變量是溫度，除此之外還可以是________。A．酶的濃度 B．蘋果泥的量C．水的加入量 D．pH②圖中的縱坐標(biāo)還可用________來表示。③試驗組變更試驗條件后重復(fù)做試驗，得到曲線乙，兩次試驗中蘋果汁的體積的最高點對應(yīng)的橫坐標(biāo)是同一位置的緣由是__________________________________________________________。④步驟c中，將兩者分裝在不同試管中進(jìn)行恒溫處理的目的是____________________________________。(3)如表所示是某試驗小組的具體試驗結(jié)果：溫度/℃1020304050607080蘋果汁的產(chǎn)量/mL813152515121110依據(jù)上述試驗結(jié)果可知，當(dāng)溫度為________時蘋果汁的產(chǎn)量最多，能不能確定該溫度就是果膠酶的最適溫度？假如不能，請設(shè)計出進(jìn)一步探究果膠酶的最適溫度的試驗方案。答案(1)acdb(2)①D②蘋果汁的澄清度③同一種酶的最適溫度是肯定的，不會因酶的濃度、底物量不同而變更④保證底物和酶在混合時的溫度是相同的(3)40℃不能，再設(shè)置多套裝置，以40℃為中心，以更小的溫差(如0.5℃)測量在更小范圍的溫度內(nèi)的果汁的產(chǎn)量，果汁的產(chǎn)量最高的溫度更接近酶的最適溫度。解析(1)試驗依次是打算蘋果泥和配制果膠酶、蘋果泥和果膠酶分別水浴保溫、蘋果泥和果膠酶混合保溫、過濾果汁后用量筒計量。(2)果膠酶的活性受溫度、pH等條件的影響，而與底物的量、酶的濃度和水的加入量沒有關(guān)系；且每一種酶都有一個最適溫度和最適pH，且這兩個值恒定。衡量試驗結(jié)果的指標(biāo)有兩個：一是果汁的量，另一個是果汁的澄清度。為了保證明驗在相應(yīng)溫度下進(jìn)行，必需使酶和底物分別保溫達(dá)到要求后再混合。在相同溫度條件下，pH、酶的濃度和底物濃度也會變更反應(yīng)速率。(3)依據(jù)表格中數(shù)據(jù)可看出，在40℃時產(chǎn)生的果汁量最多。要將溫度確定得更加精確，以40℃為中心，以更小的溫差(如0.5℃)設(shè)置自變量。3．食品種類多，酸堿度范圍廣。某生物愛好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對不同蛋白酶的活力影響有差異。據(jù)圖可知，__________更相宜作為食品添加劑，理由是__________________。蛋白酶的活力可用__________________________來表示。(2)該蛋白酶的提取工藝流程如下：愛好小組分別對酶愛護劑濃度、提取液pH進(jìn)行了探究試驗。結(jié)果顯示，酶愛護劑濃度在0.02～0.06mol/L范圍內(nèi)，酶活力較高；提取液pH在6.0～8.0范圍內(nèi)，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，還需對酶愛護劑濃度和提取液pH進(jìn)行優(yōu)化，并確定以此為探究課題進(jìn)行探究。請分析回答：①本試驗的課題是_____________________________________________________________________________________________。②本試驗的自變量為___________________________________________________________________________________________，因變量為____________________________________________。答案(1)木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶的活力基本不受pH的影響單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量(2)①探究酶愛護劑的最適濃度和提取液的最適pH②酶愛護劑的濃度和提取液的pH單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量解析(1)結(jié)合圖形和文字可知，在題目中已經(jīng)供應(yīng)了信息“食品種類多，酸堿度范圍廣”，所以選擇的食品添加劑應(yīng)當(dāng)有較廣的酸堿適應(yīng)范圍，從圖中可以看出木瓜蛋白酶的適應(yīng)范圍最廣，所以可以選作食品添加劑。酶的活力一般用單位時間內(nèi)底物消耗量或者產(chǎn)物的生成量來表示。(2)試驗設(shè)計時應(yīng)當(dāng)明確試驗?zāi)康?，這里的試驗?zāi)康氖翘骄棵笎圩o劑的最適濃度和提取液的最適pH，所以我們可以將酶愛護劑的濃度和提取液的pH作為自變量，因變量為單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量。題后歸納1.探究影響果膠酶活性的因素(溫度或pH)的試驗(1)試驗原則：單一變量原則、比照原則。要嚴(yán)格限制變量，盡量削減無關(guān)變量的影響。(2)試驗原理：果膠酶的活性受溫度、pH和酶抑制劑的影響，在最適溫度或pH時，其活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性呈正相關(guān)。(3)試驗流程2．探究果膠酶的最適用量(1)試驗流程(2)試驗結(jié)果分析假如隨著酶濃度的增加，過濾到的果汁體積也增加，說明酶的用量不足；當(dāng)酶的濃度增加到某個值后，再增加酶的用量，過濾到的果汁的體積不再變更，說明酶的用量已經(jīng)足夠，這個值就是酶的最適用量。3.三個試驗的變量分析題型二探究加酶洗衣粉的洗滌效果的試驗分析4．(2024·江蘇高考)(多選)下列關(guān)于加酶洗衣粉的敘述，錯誤的是()A．洗衣粉中添加的酶通常是由微生物發(fā)酵生產(chǎn)而來B．洗衣粉中的蛋白酶通常會將添加的其他酶快速分解C．在50℃熱水中用加酶洗衣粉洗衣時，其中的酶會快速失活D．加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不會影響其中酶的活性答案BCD解析加酶洗衣粉中加入的酶多是微生物發(fā)酵產(chǎn)生的，其本質(zhì)與生物體內(nèi)的酶無明顯差異，A正確；洗衣粉中的蛋白酶通常不會將添加的其他酶快速分解，這是因為加酶洗衣粉中的酶經(jīng)過了特別的化學(xué)物質(zhì)的包袱，使之與其他成分隔離，這些酶在遇水后，包袱層分解，酶才能發(fā)揮作用，B錯誤；加酶洗衣粉的pH值一般不大于10，在水溫45～60℃時，能充分發(fā)揮洗滌作用，因此在50℃熱水中用加酶洗衣粉洗衣時，其中的酶不會失活，C錯誤；加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，會導(dǎo)致其中酶的活性降低，D錯誤。5．(2024·江蘇高考)為了探究一種新型堿性纖維素酶的去污效能，探討性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了相關(guān)試驗，結(jié)果如圖。由圖中試驗結(jié)果能干脆得出的結(jié)論是()A．堿性纖維素酶對污布類型2的去污力最強B．不同類型洗衣粉影響堿性纖維素酶的去污力C．堿性纖維素酶對污布類型2、3的去污力不同D．加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力答案C解析由于污布1、2所用的酶量和洗衣粉類型不同，污布2、4所用洗衣粉類型不同、酶量相同，污布2、3所用酶量和洗衣粉類型相同，只能說明堿性纖維素酶對污布類型2的去污效果比對污布類型3強，但不能確定對污布類型2的去污力最強，A錯誤，C正確；本試驗中沒有對同一類型的污布用不同的洗衣粉處理，因此不能確定不同類型洗衣粉對堿性纖維素酶去污力的影響，B錯誤；本試驗中沒有對同一污布用相同類型洗衣粉在不同酶用量狀況下進(jìn)行處理，不能確定加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力，D錯誤。6．為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份，進(jìn)行3組試驗。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他試驗條件均相同，下表為試驗記錄。請回答下列問題。(1)提高洗衣粉去污實力的方法有________________。甲組在洗衣粉中加入了________________。乙組在洗衣粉中加入了________________。(2)甲、乙組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有________。

(3)假如甲、乙和丙3組均在水溫為80℃時洗滌同一種污漬，請比較這3組洗滌效果之間的差異并說明理由___________________。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特別的化學(xué)物質(zhì)包袱的，遇水后包袱層很快溶解，釋放出來的酶快速發(fā)揮催化作用。請說明這是否運用了酶的固定化技術(shù)及其理由_________________。答案(1)加酶和適當(dāng)提高溫度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)專一性(3)沒有差異，因為高溫使酶失活(4)未運用酶的固定化技術(shù)，因為酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復(fù)利用解析本題考查加酶洗衣粉的洗滌效果，著重考查酶的特性。解題時，應(yīng)利用對比方法細(xì)致分析表格中的數(shù)據(jù)。血漬中主要含蛋白質(zhì)，油漬中只含有脂肪，為加速污漬水解，須要加酶或適當(dāng)提高溫度。對比同一溫度下的三組試驗可知，甲加了一種酶，乙加了兩種酶。甲、乙組洗滌效果的差異，說明酶具有專一性。水溫為80℃時，酶失活，因而三組試驗效果沒有差別。固定化酶是利用物理或化學(xué)的方法將酶固定在某種不溶于水的載體上，可以重復(fù)利用。題后歸納1.加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法(1)推斷加酶洗衣粉洗滌效果的方法：可在洗滌后比較污物殘留狀況，如已消逝、顏色變淺、面積縮小等。(2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法：試驗設(shè)計遵循的原則是比照原則和單一變量原則，如在探究一般洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有何不同時，以洗衣粉的種類為自變量，其他條件完全一樣；同時，一般洗衣粉處理污物與加酶洗衣粉處理污物形成比照。(3)變量分析2.運用加酶洗衣粉要留意的問題(1)對于絲綢等主要成分為蛋白質(zhì)的面料，若運用含有堿性蛋白酶的洗衣粉，衣物會受到損傷，因此蛋白質(zhì)類絲織物不能用含蛋白酶的洗衣粉來洗滌。(2)運用加酶洗衣粉要留意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在35～50℃的范圍內(nèi)活性最高，在低溫或60℃以上時就會失效。(3)衣服的洗滌，不僅要考慮洗滌效果，還要考慮衣物的承受實力、洗滌成本等因素。(4)人體皮膚細(xì)胞有蛋白質(zhì)，運用加酶洗衣粉后如不徹底清洗雙手，就會使手的皮膚受到腐蝕，而使人患過敏性皮炎、濕疹等。(5)酶制劑中的蛋白酶、淀粉酶等并非是單一酶，而是復(fù)合酶，如蛋白酶制劑實際包括蛋白酶和某些肽酶，可將蛋白質(zhì)水解成小分子肽和氨基酸。(6)酶作為一種生物催化劑，有肯定的壽命，不能放置太久。題型三固定化酶和固定化細(xì)胞的比較7．(2015·江蘇高考)下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，錯誤的是()A．固定化酶的主要目的是實現(xiàn)酶的重復(fù)利用B．溶解氧交換受阻是固定化酶應(yīng)用的重要限制因素C．固定化細(xì)胞用于生產(chǎn)能分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物D．凝膠與被包埋細(xì)胞之間不是通過共價鍵結(jié)合答案B解析酶發(fā)揮催化作用時不須要消耗氧氣，溶解氧交換受阻不是固定化酶應(yīng)用的限制因素，B錯誤。8．下列有關(guān)固定化酶技術(shù)和固定化細(xì)胞技術(shù)的敘述，不正確的是()A．固定化酶和固定化細(xì)胞的方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法B．因為酶分子比較大，所以固定化酶技術(shù)更適合采納包埋法C．與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞制備的成本低，操作更簡潔D．反應(yīng)物假如是大分子物質(zhì)，應(yīng)采納固定化酶技術(shù)答案B解析固定化酶和固定化細(xì)胞的方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，A正確；一般來說，酶更適合采納化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化，而細(xì)胞多采納包埋法固定化，這是因為細(xì)胞體積大，而酶分子很小，體積大的難以被吸附或結(jié)合，而體積小的酶簡潔從包埋材料中漏出，B錯誤；固定化細(xì)胞的優(yōu)點是成本低，操作更簡潔，能固定一系列的酶，C正確；大分子難以通過細(xì)胞膜，應(yīng)采納固定化酶技術(shù)，D正確。9．(2024·江蘇高考)為了探究海藻酸鈉固定化對綠球藻生長的影響，以及固定化藻對含Zn2＋污水的凈化作用，科研人員用篩選到的一株綠球藻進(jìn)行試驗，流程及結(jié)果如下。請回答下列問題：eq\x(\a\al(制備固定化綠,球藻凝膠球))→eq\x(\a\al(清洗,2～3次))→eq\x(\a\al(培育液,中培育))eq\o(→,\s\up17(取適量凝膠球))eq\x(\a\al(檸檬酸鈉溶液溶解,凝膠球，測定藻數(shù)量))(1)試驗中的海藻酸鈉作用是________，CaCl2的作用是__________________________________。(2)為洗去凝膠球上殘余的CaCl2和其他污染物，并保持綠球藻活性，宜采納________洗滌。圖1中1.0%海藻酸鈉組培育24h后，移去凝膠球，溶液呈綠色，緣由是____________________。(3)為探究固定化藻對含Zn2＋污水的凈化作用，應(yīng)選用濃度為________海藻酸鈉制備凝膠球。(4)圖2中空白凝膠球組Zn2＋濃度下降的緣由是____________。結(jié)合圖1和圖2分析，固定化藻的試驗組24～48h間Zn2＋濃度下降速度較快的主要緣由是________________；72～96h間Zn2＋濃度下降速度較慢的緣由有____________________________________________。答案(1)包埋綠球藻(包埋劑)與海藻酸鈉反應(yīng)形成凝膠球(凝固劑)(2)培育液(生理鹽水)海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大)(3)2.0%(4)凝膠吸附Zn2＋綠球藻生長(繁殖)速度快綠球藻生長(增殖)速度減慢，溶液中Zn2＋濃度較低解析(1)海藻酸鈉在固定化綠球藻的過程中作為包埋劑。CaCl2可與海藻酸鈉反應(yīng)，促使海藻酸鈉形成凝膠球。(2)利用培育液或生理鹽水等洗滌凝膠球不至于造成綠球藻過量吸水或失水，從而保持正常的活性狀態(tài)。1.0%海藻酸鈉組移去凝膠球，溶液呈綠色，說明綠球藻逸出了凝膠球，緣由是制備凝膠球時，運用的海藻酸鈉濃度過低，導(dǎo)致凝膠球孔徑過大。(3)圖1顯示，在不同濃度的海藻酸鈉的作用下，當(dāng)海藻酸鈉濃度為2.0%時，固定化的綠球藻數(shù)量最多，故探究固定化藻對含Zn2＋污水的凈化作用，應(yīng)選用濃度為2.0%的海藻酸鈉制備凝膠球。(4)空白凝膠球中無綠球藻，故該組Zn2＋濃度下降是空白凝膠的吸附作用所致。圖1顯示，固定化藻的試驗組24～48h間綠球藻數(shù)量增加快，而72～96h間綠球藻數(shù)量基本不變，這是導(dǎo)致兩個時間段Zn2＋濃度下降速度不同的緣由。題后歸納干脆運用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較考點2蛋白質(zhì)的提取和分別題型蛋白質(zhì)的提取和分別1．已知某樣品中存在甲、乙、丙、丁、戊五種蛋白質(zhì)分子，其分子大小、電荷的性質(zhì)和數(shù)量狀況如圖所示，下列有關(guān)蛋白質(zhì)分別的敘述正確的是()A．若將樣品以2000r/min的速度離心10min，分子戊存在于沉淀中，則分子甲也存在于沉淀中B．若用凝膠色譜柱分別樣品中的蛋白質(zhì)，則分子甲移動速度最快C．將樣品裝入透析袋中透析12h，若分子乙保留在袋內(nèi)，則分子丙也保留在袋內(nèi)D．若用SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳分別樣品中的蛋白質(zhì)分子，則分子甲和分子戊形成的電泳帶相距最遠(yuǎn)答案C解析由題圖知分子量的大小依次為丙>丁>乙>戊>甲，分子甲的分子量小于分子戊，故分子戊存在于沉淀中，分子甲不肯定存在于沉淀中，A錯誤；甲的分子量最小，其在凝膠色譜柱中移動時會進(jìn)入凝膠內(nèi)部通道，移動速度最慢，B錯誤；透析利用半透膜的半透性可除去分子量較小的雜質(zhì)，分子乙的分子量小于分子丙，若分子乙保留在透析袋內(nèi)，則分子丙也肯定保留在袋內(nèi)，C正確；SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳時，其電泳遷移率完全取決于分子的大小，分子量相差越大，形成的電泳帶相距越遠(yuǎn)，則分子甲與分子丙形成的電泳帶相距最遠(yuǎn)，D錯誤。2．凝膠色譜技術(shù)是一種快速而又簡潔的分別技術(shù)，對高分子物質(zhì)有很好的分別效果，目前已經(jīng)被多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，不但應(yīng)用于科學(xué)試驗探討，而且已經(jīng)大規(guī)模地用于工業(yè)生產(chǎn)。據(jù)圖回答問題：(1)a、b均為蛋白質(zhì)分子，其中先從層析柱中洗脫出來的是____________，緣由是______________________________________________________________________________________________。(2)自己制作凝膠色譜柱時，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，色譜柱內(nèi)不能有氣泡存在，緣由是____________________________________________________。(4)洗脫用的液體應(yīng)盡量與浸泡凝膠所用的液體________(填“相同”或“不同”)，洗脫時，對洗脫液的流速要求是____________。(5)若選用SephadexG－75，則“G”表示____________________，75表示______________________。答案(1)a'a相對分子質(zhì)量較大，無法進(jìn)入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠間隙移動，路程較短，移動速度較快(2)尼龍網(wǎng)和尼龍紗(3)氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分別效果(4)相同'保持穩(wěn)定(5)凝膠的交聯(lián)程度，膨脹程度及分別范圍'凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時吸水7.5g解析(1)用凝膠色譜技術(shù)分別各種不同蛋白質(zhì)時，大分子物質(zhì)由于直徑較大，只能分布于顆粒之間，所以向下移動的速度較快。小分子物質(zhì)除了可在凝膠顆粒間隙中擴散外，還可以進(jìn)入凝膠顆粒的微孔，在向下移動的過程中，從一個凝膠顆粒內(nèi)擴散到顆粒間隙后再進(jìn)入另一凝膠顆粒內(nèi)，如此不斷地進(jìn)入和擴散，小分子物質(zhì)的下移速度落后于大分子物質(zhì)，所以大分子物質(zhì)先洗脫出來。(2)自己制作凝膠色譜柱時，在色譜柱底部d位置相當(dāng)于多孔板的結(jié)構(gòu)可由尼龍網(wǎng)和尼龍紗替代。(3)在色譜柱中裝填凝膠的時候要盡量緊密，以降低凝膠顆粒之間的空隙。一是在裝填凝膠柱時，不得有氣泡存在，因為氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分別效果。二是凝膠色譜操作過程中，不能發(fā)生洗脫液流干、露出凝膠顆粒的現(xiàn)象。一旦發(fā)生上述兩種狀況，凝膠色譜柱須要重新裝填。(4)洗脫液應(yīng)與浸泡凝膠所用液體相同，且洗脫液流速要穩(wěn)定，以免干擾洗脫結(jié)果。3．紅細(xì)胞含有大量血紅蛋白，紅細(xì)胞的機能主要是由血紅蛋白完成的，血紅蛋白的主要功能是攜帶O2和CO2，我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動物的血液進(jìn)行試驗，來提取和分別血紅蛋白。請回答下列有關(guān)問題：(1)血紅蛋白的提取和分別一般可分為四步：________、粗分別、________和________。(2)試驗前取簇新的血液，要切記在采血容器中預(yù)先加入檸檬酸鈉，取血回來，立刻進(jìn)行離心，收集血紅蛋白溶液。①加入檸檬酸鈉的目的是____________。②以上所述的過程即是樣品處理，它包括紅細(xì)胞的洗滌、________、分別血紅蛋白溶液。(3)收集的血紅蛋白溶液要進(jìn)行粗分別，其方法是__________。(4)然后通過________法將樣品純化，樣品純化的目的是____________________。最終經(jīng)____________________進(jìn)行純度鑒定。(5)電泳利用了待分別樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子的________、形態(tài)的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速率，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分別。答案(1)樣品處理純化純度鑒定(2)①防止血液凝固②血紅蛋白的釋放(3)透析(4)凝膠色譜去除大分子雜質(zhì)蛋白SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳(5)大小解析(1)血紅蛋白提取和分別一般分為四步：樣品處理、粗分別、純化和純度鑒定。(2)①實行血液時要在采血容器中預(yù)先加入檸檬酸鈉，以防止血液凝固。②樣品處理包括紅細(xì)胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、分別血紅蛋白溶液。(3)將收集的血紅蛋白溶液在透析袋中透析進(jìn)行樣品的粗分別。(4)通過凝膠色譜法將樣品純化，純化的目的是去除大分子雜質(zhì)蛋白，最終經(jīng)SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行純度鑒定。(5)電泳利用了待分別樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子的大小、形態(tài)的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速率，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分別。學(xué)問拓展比較瓊脂糖凝膠電泳和SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳(1)從載體上看，利用瓊脂糖凝膠作為載體的是瓊脂糖凝膠電泳，利用SDS－聚丙烯酰胺凝膠作為載體的是SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳。(2)從依據(jù)上看，利用了分子帶電性質(zhì)差異和分子大小的是瓊脂糖凝膠電泳，僅利用了分子大小的是SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳。(3)從優(yōu)點上看，瓊脂糖凝膠電泳操作簡潔，電泳速度快，樣品不需處理，電泳圖譜清楚，辨別率高，重復(fù)性好；SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳消退了凈電荷對遷移率的影響，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。方向真題體驗1．(2024·江蘇高考)下列關(guān)于酵母細(xì)胞固定化試驗的敘述，正確的是()A．用溫水使海藻酸鈉快速溶解，待其冷卻到室溫后用于包埋細(xì)胞B．進(jìn)行包埋時，用于懸浮細(xì)胞的CaCl2溶液濃度要相宜C．注射器(或滴管)出口應(yīng)盡量貼近液面以保證凝膠珠成為球狀D．包埋酵母細(xì)胞的凝膠珠為淡黃色半透亮狀，并具有肯定的彈性答案D解析在酵母細(xì)胞固定化試驗中，應(yīng)當(dāng)用小火、間斷加熱的方式使海藻酸鈉緩慢溶解，A錯誤；將混合液用注射器緩慢滴加到CaCl2溶液進(jìn)行固定化酵母細(xì)胞，CaCl2的作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠，B錯誤；注射器(或滴管)出口應(yīng)與液面保持適當(dāng)?shù)木嚯x，以保證凝膠珠成為球狀，C錯誤；包埋酵母細(xì)胞的凝膠珠為淡黃色半透亮狀，并具有肯定的彈性，D正確。2．(2024·江蘇高考)固定化單寧酶應(yīng)用于茶飲料加工，可消退其中的苦澀味。下列有關(guān)敘述正確的是()A．在單寧酶純化時可采納透析法去除雜蛋白B．化學(xué)結(jié)合法比吸附法對單寧酶活性影響更小C．溫度、pH和重金屬離子都可能影響固定化單寧酶活性D．酶的高效性確定固定化單寧酶不會降解茶飲料中的有益成分答案C解析透析法可除去相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)，酶與雜蛋白都屬于生物大分子，用透析法無法分別，正確的分別方法是凝膠色譜法，A錯誤；與吸附法相比，化學(xué)結(jié)合法對酶的活性影響更大，B錯誤；溫度、pH和重金屬離子等因素都會對酶活性產(chǎn)生影響，C正確；酶的專一性確定固定化單寧酶不會降解茶飲料中的有益成分，D錯誤。3．(2024·江蘇高考)(多選)為了使牛仔褲呈現(xiàn)“穿