考点34 酶的应用、生物技术在其他方面的应用和DNA技术

题组一 酶的应用

1．(2016·江苏，21)为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗，是目前重要的生产手段(工艺流程见下图)。下列叙述中错误的是(多选)( )

A．纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似 B．在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用适当的包埋剂固定化酶 C．在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅 D．纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素 答案 BD

解析 在仿旧和去污中，纤维素酶均作用于衣物，二者作用机理相似，A正确；由于纤维素酶较小，不能用包埋法固定化酶，B错误；改变温度、酸碱度和处理时间会影响酶作用的结果，控制仿旧颜色的深浅，C正确；纤维素酶催化葡萄糖残基之间的糖苷键水解分解纤维素，D错误。

2．(2015·江苏，11)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是( ) A．固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用 B．溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素 C．固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物 D．凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合 答案 B

解析 A项，固定化酶制作的目的是能够顺利从发酵产物中把酶分离出来，能够使酶反复使用；B项，溶解氧交换受阻会影响细胞呼吸，是固定化细胞应用的重要限制因素；C项，固定化细胞常用于生产能分泌到细胞外的产物，如固定化酵母细胞用于生产酒精；D项，将细胞包埋在多孔载体内部而制成固定化细胞，细胞并不与凝胶通过共价键结合。

3．(2012·广东，29)食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：

(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知，________更适宜作为食品添加剂，理由是______________________________________________________________________。蛋白酶

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的活力可用__________________________的量来表示。

(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下：

加酶保护剂0.02～0.10 mol/L调提取液pH5.0～9.0

4 ℃组织匀浆―→上清液―――――――――――――――――――――――――→

加65%乙醇沉淀物(精酶制剂)―→测酶活力(单位：U)

兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02～0.06 mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.0～8.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。

答案 (1)木瓜蛋白酶 在一定范围内木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化 单位时间内、单位体积中底物减少(或产物增加)

(2)课题名称：探究提高酶活力的酶保护剂浓度和提取液pH的最佳组合

提取液的pH 底物的减少量 (或产物的产生量) 酶保护剂浓度(mol·L) 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

解析 (1)题目中已经提供了信息“食品种类多，酸碱度范围广”，所以选择的食品添加剂应该有较广的酸碱度适应范围，由图可知，在一定范围内，木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化，所以可以选作食品添加剂。酶的活力可用单位时间内、单位体积中底物的减少量(或产物的增加量)来表示。(2)由题中信息可知酶保护剂的适宜浓度范围和提取液pH的适宜范围，故实验的自变量是酶保护剂的浓度和提取液的pH，需在适宜范围内确定较小的梯度进行实验。实验结果记录表要包含自变量酶保护剂的浓度和提取液的pH以及因变量底物的减少量(或产物的产生量)。 题组二 植物有效成分的提取

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－16.0 6.5 7.0 7.5 8.0 4．(2015·全国Ⅱ，39)回答与胡萝卜素有关的问题：

(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是__________(填“α-胡萝卜素”“β-胡萝卜素”或“γ-胡萝卜素”)，该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子__________________，缺乏后者会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为________，胡萝卜素是____________(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。

(2)工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，________(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。

(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的____________作为胡萝卜素的萃取剂，分析不选用另外一种的理由____________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案 (1)β-胡萝卜素 维生素A 夜盲症 非挥发性

(2)需要 (3)乙酸乙酯 萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶，而乙醇属于水溶性有机溶剂(其他答案合理也可)

解析 (1)胡萝卜素的化学分子式中包含多个碳碳双键，根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为α、β、γ三类，β-胡萝卜素是其中最主要的组成成分；一分子的β-胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素A；缺乏维生素A会造成夜盲症(暂时性夜盲症可补充维生素A得以痊愈)；胡萝卜素为非挥发性物质。(2)提取胡萝卜素时，新鲜的岩藻具有大量的水分，需要进行干燥，以提高萃取效率。(3)乙酸乙酯属于水不溶性有机溶剂，与水不互溶，能够溶解胡萝卜素；乙醇是水溶性有机溶剂，因萃取中能与水混溶而影响萃取效果，所以不宜选作萃取剂。

5．(2015·全国Ⅰ，39)已知微生物A可以产生油脂，微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题：

(1)显微镜观察时，微生物A菌体中的油脂通常可用______________染色。微生物A产生的油脂不易挥发，可选用________(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。 (2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以________为碳源的固体培养基进行培养。

(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用__________________________直接计数；若要测定其活菌数量，可选用______________________法进行计数。

(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度，某同学测得相同时间内，在35 ℃、40 ℃、45 ℃温度下降解10 g 油脂所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg，则上述三个温度中，________ ℃条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕________ ℃设计后续实验。 答案 (1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) 萃取法 (2)油脂 (3)血细胞计数板 稀释涂布平板 (4)45 40

解析 (1)生物组织中的油脂能被苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染成橘黄色(或红色)。(2)为了筛选出能

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产生脂肪酶的微生物B的单菌落，我们应选用只能让该菌落生长的选择性培养基，因此培养基是只能选用油脂作为唯一碳源的固体培养基。(3)血细胞计数板可用于直接计数培养液中的菌体数，但是不分死活，因此要计数活菌数量要通过稀释涂布平板法来计数。(4)温度影响酶的活性，在三个温度中，45 ℃需酶量最高，说明酶活性最低；在三个温度实验中40 ℃所需酶量最少，低于35 ℃和45 ℃所用酶量，说明酶的最适温度介于35 ℃和45 ℃之间，因此应围绕40 ℃设计不同温度梯度，进行后续实验。 题组三 DNA和蛋白质技术

6．(地方卷重组)判断下列有关DNA技术的叙述：

(1)提取细胞中的DNA需用蒸馏水涨破细胞(2009·江苏，23A改编)( √ )

(2)用菜花替代鸡血作为实验材料进行“DNA的粗提取与鉴定”实验，其实验操作步骤相同(2011·江苏，19D改编)( × )

(3)用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质(2009·江苏，23B)( √ ) (4)利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，将丝状物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色(2011·江苏，19C)( × )

7．(2013·江苏，4)某同学用洋葱进行DNA粗提取和鉴定实验，下列操作错误的是( ) A．加入洗涤剂后用力进行快速、充分的研磨 B．用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的DNA C．加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌 D．加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热 答案 A

解析 本题可用排除法进行解答。破碎植物细胞时，加入洗涤剂后，动作要轻缓、柔和，否则容易产生大量的泡沫，不利于后续步骤的操作，A错误。

8．(2011·广东，5)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是( ) A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂 B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少 C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测

D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢 答案 D

解析 生理盐水为猪体细胞的等渗溶液，所以在洗涤红细胞时，使用生理盐水可维持细胞的正常形态，A项正确；由于哺乳动物的成熟红细胞中缺少细胞核和各种细胞器，所以提纯时杂蛋白相对较少，B项正确；如果凝胶色谱柱装填得很成功，分离操作也正确，能清楚地看到血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随着洗脱液缓慢流出，所以血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测，C项正确；当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢，后洗脱出来，D

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