2020高考生物二轮复习第1部分命题区域7选修部分第4讲酶和生物有效成分的提取作业解析版

2020高考生物二轮复习第1部分命题区域7选修部分第4讲酶和生物有效成分的提取作业解析版

第四讲　酶和生物有效成分的提取 ‎1．(2019·普宁校级月考)生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。回答下列问题：‎ ‎(1)某同学用三种来源的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是____________________。‎ ‎(2)现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于‎0 ℃‎、‎5 ℃‎、‎10 ℃‎、‎40 ℃‎下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有____________设置不合理和____________设置不合理。此外，该实验____________________设置也不合理。‎ ‎(3)某同学取5组试管(A～E)分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D 4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计________(填“能”或“不能”)达到目的，其原因是________________，即实验设计违背了____________原则。‎ ‎(4)使用果胶酶之所以能提高出汁量是因为果胶酶能瓦解植物的____________________，使榨取果汁更容易。‎ 解析：(1)根据题意，用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶的活性的平均值并进行比较，可见实验的自变量是果胶酶的来源不同，因变量是果胶酶的活性，所以该实验目的是探究不同来源果胶酶的活性。(2)根据实验设计可知，该实验是探究果胶酶的最适温度，所以自变量是温度，因变量是果胶酶的活性，用出汁量进行衡量，出汁量越多则果胶酶活性越高。该实验方案中，温度应该在常温范围内设置系列温度梯度且梯度差值相等，所以4组的温度应分别设置为‎15 ℃‎、‎20 ℃‎、‎25 ℃‎、‎‎30 ℃‎ 8‎ ‎；另外探究温度对酶活性的影响时，应保证酶促反应只能在设定的温度下进行，同一实验组的反应温度只能是一个，所以实验操作应该是将各组盛有果胶酶的试管与盛有果泥的试管分别在设定温度下处理一定时间后再将两支试管中的试剂混合，才能保证实验在设定的温度下进行。(3)根据题意，本实验的自变量是果胶酶的量，因变量是出汁量，对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则，根据实验设置，通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，则E组应加入缓冲液而不是蒸馏水，使试管中液体体积与实验组相同，才符合实验设计应遵循的单一变量原则。(4)果胶酶之所以能提高出汁量是因为果胶酶能瓦解植物的细胞壁和胞间层，使榨取果汁更容易。‎ 答案：(1)比较不同来源果胶酶的活性　(2)温度范围　温度梯度　先混合试剂后保温　(3)不能　未加入缓冲溶液　单一变量　(4)细胞壁和胞间层 ‎2．(2019·徐州期末)如图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，图3为某同学制备的凝胶珠图片。回答下列问题：‎ ‎(1)图1制备凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用____________加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液______________后，加入酵母菌充分搅拌混合均匀。‎ ‎(2)图1中X溶液为____________，其作用是使____________________________。‎ ‎(3)图1中制备的凝胶珠用____________洗涤后再转移到图2装置中。图2发酵过程中搅拌的目的是使____________________。‎ ‎(4)某同学在图1步骤结束后得到图3所示的实验结果，出现此结果的可能原因有海藻酸钠浓度过________(填“高”或“低”)、注射器中的混合液推进速度过________(填“快”或“慢”)或注射器距离CaCl2溶液液面太近。‎ 解析：(1)图1制备凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用小火间断(或小火或间断)加热，目的是防止海藻酸钠焦糊；刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温，才能与活化的酵母细胞混合制备混合液，以免高温使酵母细胞失活。(2)混合液加入CaCl2溶液进行固定化酵母细胞，故图1中X溶液为CaCl2溶液，CaCl2的作用是使酵母菌—海藻酸钠胶液形成凝胶珠。(3)制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤(去除残留的CaCl2)后再转移到图2装置中进行发酵，发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母细胞充分接触，以利于发酵过程的顺利进行。(4)图3中所示的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明海藻酸钠浓度偏高或注射器中的混合液推进速度过快形成的。‎ 答案：(1)小火间断(或小火或间断)　冷却至室温(冷却至‎45 ℃‎)　(2)CaCl2‎ 8‎ 溶液　酵母菌—海藻酸钠胶液形成凝胶珠　(3)蒸馏水(或无菌水)　培养液与酵母菌充分接触　(4)高　快 ‎3．(2019·苏州一模)实验人员从环境中分离获得白腐菌，以白腐菌的菌丝或孢子制得固定化白腐菌凝胶颗粒，各取25个，两种凝胶颗粒分别处理50 mL染料废水，实验结果如图1。进一步研究不同数量的凝胶颗粒处理50 mL染料废水结果如图2。据图分析回答：‎ ‎(1)从野外采集白腐菌前，先向待采集土壤喷洒适量的染料废水的目的是________________。某同学在进行白腐菌分离纯化实验时，划线某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成第一条划线无菌落可能的操作失误是__________________。将收集到的菌丝或者孢子加入到适量的海藻酸钠溶液中混匀，抽取5 mL混合液，滴加到CaCl2溶液中，该过程中CaCl2溶液的作用是____________________。‎ ‎(2)现要处理‎100 L皮革生产过程中产生的染料废水。从实验结果分析，应选用______________凝胶颗粒，添加________个凝胶颗粒后，保持________天以上，以达到最好的净化效果。‎ ‎(3)与向染料废水中直接接种白腐菌相比，在工业生产中使用固定化白腐菌凝胶颗粒的优点主要是____________。‎ 解析：(1)从野外采集白腐菌前，先向待采集土壤喷洒适量的染料废水的目的是使分解染料的白腐菌富集。纯化菌株时，通常使用接种环进行划线。划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有接种环灼烧后未冷却、划线未从第一区域末端开始。CaCl2‎ 8‎ 溶液的作用是与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)。(2)根据图1和图2显示可以发现：应选用固定化白腐菌孢子(或孢子)凝胶颗粒，脱色率较高。由图1可知：净化时间需要保持10天以上。根据图2显示：固定化白腐菌孢子的凝胶颗粒处理50 mL染料废水时，固定化白腐菌孢子的凝胶颗粒达到30个时，已达到饱和。故处理‎100 L废水，需要添加 ＝60 000个凝胶颗粒。(3)使用固定化白腐菌凝胶颗粒的优点主要是可以反复利用。‎ 答案：(1)使分解染料的白腐菌富集　接种环灼烧后未冷却(或划线未从第一区域末端开始)　与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)　(2)固定化白腐菌孢子(或孢子)　60 000　10　(3)可以反复利用 ‎4．(2019·青海校级期中)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，设计的“血红蛋白提取、分离流程图”如图1：‎ 试回答下列有关问题：‎ ‎(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＝7.0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____________________。‎ ‎(3)电泳利用了待分离样品中各种分子的____________________________等的差异，而产生不同的迁移速度，实现各种分子的分离。‎ ‎(4)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2所示。由如图2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__________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ 解析：‎ 8‎ ‎(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＝7.0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原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破)。(2)血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去小分子杂质。(3)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，实现各种分子的分离。(4)由如图2可知携带者有2种血红蛋白，因为携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，可以控制合成2种不同的蛋白质。‎ 答案：(1)生理盐水　渗透原理(当外界溶液浓度低于动物细胞内液浓度时，细胞吸水涨破)　(2)除去小分子杂质　(3)带电性质以及分子大小、形状　(4)2　携带者具有(控制血红蛋白的)一对等位基因，可以控制合成2种不同的蛋白质 ‎5．(2019·金牛区校级期中)围绕提取玫瑰精油的实验流程，回答以下问题：‎ ‎(1)图中A过程是____________。这一过程中重要的实验仪器是____________、____________。‎ ‎(2)流程中①②要加入的试剂分别是____________、________________。③操作是________，目的是____________________。‎ ‎(3)为确保玫瑰精油的提取，应选择鲜玫瑰花与清水的比值是________。采用____________分离油层。‎ ‎(4)玫瑰精油的提取可以用有机溶剂萃取吗？为什么？‎ ‎__________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ ‎(5)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度________的地方，目的是________。‎ ‎(6)从薄荷叶中提取薄荷油时________(填“能”或“不能”)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是____________________。‎ 解析：(1)玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，图中A过程是水蒸气蒸馏。水蒸气蒸馏过程中重要的实验仪器是蒸馏烧瓶和冷凝管。(2)过程①是通过加氯化钠增加盐的浓度、静置的过程；②是加入无水硫酸钠，除去芳香油中的水分，提高产品纯度的过程；③是静置约12 h，过滤掉固体硫酸钠，得到较纯净玫瑰油的过程。(3)为确保玫瑰精油的提取，应选择鲜玫瑰花与清水的比值是1∶4。分离油层时采用的器材是分液漏斗。(4)玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，若玫瑰精油提取时用的材料是干玫瑰花，其玫瑰精油的提取也可以用有机溶剂萃取的方法。(5)玫瑰精油具有挥发性，为减少挥发，密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度较低的地方。(6)薄荷油的化学性质与玫瑰油的相似，从薄荷叶中提取薄荷油时能采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法。‎ 答案：‎ 8‎ ‎(1)水蒸气蒸馏　蒸馏烧瓶　冷凝管　(2)氯化钠　无水硫酸钠　过滤　除去固体硫酸钠　(3)1∶4　分液漏斗　(4)可以；玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂　(5)较低　减少挥发　(6)能　二者化学性质相似 ‎6．下图是用水蒸气蒸馏法从薄荷叶中提取薄荷油的装置图，请据图补充完成下面的实验并回答有关问题：‎ Ⅰ.实验步骤：‎ ‎(1)安装好如图所示的装置，特别要注意将冷凝器夹好。‎ ‎(2)将薄荷叶尽量剪碎，取适量的薄荷叶放入________瓶内。‎ ‎(3)向________瓶内加水，至容积的________左右，为防止出现水碱，可加入数滴稀硫酸，此时应向瓶中放入几粒________________以防止暴沸。‎ ‎(4)向冷凝器中通入________。‎ ‎(5)安装好连接管，将连接管的出口放在接收瓶中。接收瓶口上盖上一小块铝箔或牛皮纸。‎ ‎(6)将蒸气发生器加热，至瓶中的水沸腾，然后调节火的大小，以维持水稳定的沸腾程度。‎ ‎(7)当接收瓶内漂在水上的油状物(即精油)不再增多时即可停止实验。‎ Ⅱ.回答有关问题：‎ ‎(1)A蒸馏瓶通入B蒸馏瓶中的连接管为什么插入蒸馏瓶底部？__________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ ‎(2)冷凝器的作用是____________________________________。‎ ‎(3)接收瓶口上盖一小块铝箔或牛皮纸，其目的是______________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ 解析：本装置是用水蒸气蒸馏法提取薄荷油，其原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来。蒸馏时，将原料放入B瓶，在原料底部通入水蒸气，即可带出原料里面的芳香油，A瓶中水量应约占容积的2/3，为防止暴沸，可加入沸石(或碎玻璃、碎瓷片)，冷凝器中应通入自来水，以降低油水混合气体的温度，便于分层。由于薄荷油具有挥发性，因此在接收瓶口应盖上小块铝箔或牛皮纸。‎ 答案：Ⅰ.(2)B　(3)A　2/3　沸石(或碎玻璃、碎瓷片)　(4)自来水　Ⅱ.(1)让水蒸气由下而上进行蒸馏　(2)使混合气体冷却分层　(3)减少薄荷油的散失，薄荷油具有挥发性 8‎ ‎7．某个实验小组对微生物的培养和五种香辛料萃取提取的精油(编号为A、B、C、D、E)抑菌能力进行了研究。首先制备了直径为‎8.5 mm的圆滤纸片若干，灭菌后分别放入各组精油中浸泡2 h。然后取各种待测菌悬液各0.15 mL 分别在相应的固体培养基上均匀涂布，制成含菌平板。再取浸泡过精油的滤纸片贴在含菌平板上，每个培养皿贴浸过同一种精油的滤纸3片。放培养箱中培养一定时间，测定抑菌圈直径，结果取三次重复实验的平均值，其数据如下表所示：‎ ‎(1)不同的微生物培养的温度和时间往往不同，在培养箱中培养时细菌培养温度____________(填“高于”“低于”或“等于”)霉菌培养温度，培养时间____________(填“长于”或“短于”)霉菌培养时间。在特定条件下，不同微生物在固体培养基上的菌落的____________等特征可以区分不同的微生物。‎ ‎(2)在腐乳的制作过程中为了____________，在____________(步骤)需要添加香辛料，可见从香辛料中提取有效成分作为食品天然防腐剂具有广阔的前景。‎ ‎(3)本实验中采用了____________操作接种。结果可见不同精油对不同种类的微生物杀伤作用不同，C和E对细菌的杀伤作用____________(填“大于”或“小于”)对真菌的杀伤作用。‎ ‎(4)有同学认为缺少关于五种精油是否抗病毒的实验结果，提出在营养琼脂培养基上接种常见的病毒进行实验。你认为可以吗？为什么？______________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ 解析：(1)不同种类的微生物，一般需要不同的培养温度和培养时间，如细菌一般在30～37 ℃的温度下培养1～2 d，放线菌一般在25～28 ℃的温度下培养5～7 d，霉菌一般在25～28 ℃的温度下培养3～4 d，因此在培养箱中培养时细菌培养温度高于霉菌培养温度，培养时间短于霉菌培养时间。不同微生物菌落的形状、大小、隆起程度、颜色等特征不同，可以作为区分不同的微生物的标准。(2)在腐乳的制作过程中，加入香辛料的目的是调制风味、防腐杀菌。(3)本实验对菌种进行了计数，因此接种方法是稀释涂布平板法；根据报告数据分析可知，精油C、E对真菌是杀伤力高于细菌。(4)由于病毒没有细胞结构，营寄生生活，必须寄生于活细胞中，在该培养基上不能独立生存，因此不能在营养琼脂培养基上接种常见的病毒进行实验。‎ 答案：‎ 8‎ ‎(1)高于　短于　形状、大小、隆起程度、颜色(任意填2个均可)　(2)调制风味、防腐杀菌　加卤汤装瓶(配制卤汤)　(3)稀释涂布平板　小于　(4)不可以，病毒为寄生生物，在该培养基上不能生长 8‎