2021届高考生物人教通用一轮复习方略核心素养测评 三十六 选修1-3酶的应用和生物技术在其他方面的应用 .doc

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1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。核心素养测评 三十六酶的应用和生物技术在其他方面的应用(30分钟100分)1.(17分)(2020泸州模拟)果粒生产在中国尚属起步阶段。果粒除了可直接食用外还可作为配料加入酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果粒的硬度和形状直接影响着最终产品的质量。如酸奶用果粒必须符合以下质量标准:a果粒含量高;b相同的果粒分布和正确的黏稠度。但大部分果粒经高温处理或机械泵出后成型果粒量少,且果粒硬度不够,这势必会影响下一步的生产。果胶酶作为一种新型加工助剂,可将果粒的组织结构损坏程度减到最小,

2、最大限度地提高成型果粒的含量。根据以上内容回答下列问题:(1)果胶酶是指_,包括_等。(2)果胶酶作为一种果粒加工助剂,它能将果胶分解成可溶性的_,由酶的_性可知,组成果粒的另一成分_不会被分解。(3)在果粒制作时按“2 mL酶/kg水果”的量加入酶制剂,加热至4045 ,缓慢搅拌处理1015 min。最后加热到9092 ,再冷却罐装。在此过程中按“2 mL酶/kg水果”的量加入酶的意义在于_;在4045 下搅拌处理的原因是_;最后升温到9092 再冷却罐装的目的是_。(4)果粒产品与果汁产品在成分上的主要区别在于_。(5)下面左图表示温度对果胶酶活性的影响,如果纵坐标表示果粒的生成速率,横坐

3、标表示温度,请在下面右图中画出果粒的生成速率的曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。【解析】(1)果胶酶并不特指某一种酶,而是分解果胶的一类酶的总称。(2)果胶酶水解果胶主要生成半乳糖醛酸,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。据题干信息,果粒生产中一般只加果胶酶,据酶的专一性,组成果粒的另一成分纤维素不会被分解,而果汁生产中不仅加果胶酶,还要加纤维素酶。(3)在果粒制作时,加入酶制剂,加热至4045 ,缓慢搅拌处理1015 min,最后加热到9092 ,再冷却灌装。在此过程中按“2 mL酶/kg水果”的量加入酶的意义在于控制好酶的用量,一方面使反应快速进行,另一方面使果胶酶充分利用,节约成本

4、。此用量的确定思路是:根据影响反应速率的因素,当酶的用量增加到该数值后,再增加酶量,产品中成型果粒的含量不再增加;果胶酶的活性受温度等因素影响,在果粒生产中,应为果胶酶提供最适温度以提高酶的活性,因此在4045 下搅拌处理的原因是果胶酶在4045 下活力最高,搅拌有利于酶与底物充分接触,最后升温到9092 的目的是高温灭菌。(4)制作果汁时加入了纤维素酶,因此果粒产品中有纤维素,而果汁中不含纤维素。(5)纵坐标表示果粒的生成速率,但图像走势不变,根据左图就可画出。答案:(1)分解果胶的一类酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶(2)半乳糖醛酸专一纤维素(3)控制好酶的用量,一方面使果胶酶充分

5、发挥作用,另一方面节约成本,以免造成浪费在4045 下果胶酶活性最高灭菌(4)果粒产品中有纤维素,果汁中不含纤维素(5)如图2.(14分)如图为酵母细胞固定化及其应用的相关图解,请据图回答问题。(1)某实验小组利用海藻酸钠制备固定化酵母细胞,应使用图甲中的方法_(填序号及名称)。而制备固定化酶不宜用此方法,原因是_。部分同学实验制得的凝胶珠如图乙,其原因可能有_、_等。 (2)某实验小组用图丙所示的装置来进行葡萄糖发酵。a是_,b是_。从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是_。 为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用,实验过程一定要在_条件下进行。装置中长导管的作用是_。 【解析

6、】(1)分析图甲可知,是化学结合法,是物理吸附法,是包埋法;利用海藻酸钠制备固定化酵母细胞,应使用包埋法;制备固定化酶则不宜用此方法,原因是酶分子很小,容易从包埋材料中漏出。图乙的凝胶珠制备不成功,其原因可能有海藻酸钠浓度过高、注射器中的溶液推进速度过快等。(2)图丙是固定化酶的反应柱,a是固定化细胞、b是反应柱、c是分布着小孔的筛板。图丙中从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡。为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用,实验过程一定要在无菌条件下进行。装置中的长导管起的作用是释放CO2,防止空气中的杂菌进入反应柱。答案:(1)包埋法

7、酶分子很小,容易从包埋材料中漏出海藻酸钠浓度过高注射器中的溶液推进速度过快(或针筒口离CaCl2液面距离过近,高度不够)(2)固定化酵母细胞反应柱葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡无菌释放CO2,防止空气中的杂菌进入反应柱3.(15分)图1表示制备固定化酵母细胞的某步操作,图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图,请据图分析回答问题:(1)图1中,将溶化好的海藻酸钠溶液_,加入已活化的酵母细胞,进行充分搅拌,使其混合均匀,再转移至注射器中。(2)图1中X溶液为_,其作用是_。(3)图1中制备的凝胶珠用_后再转移到图2装置中,发酵过程中搅拌的目的是_。【解析】(1)刚溶化的海藻

8、酸钠要冷却至室温,才能与活化的酵母细胞混合,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,作用是使海藻酸钠形成凝胶珠。(3)制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图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。答案:(1)冷却至室温(2)CaCl2溶液使海藻酸钠形成凝胶珠(3)蒸馏水洗涤使培养液与酵母菌充分接触【方法规律】检测凝胶珠是否制作合格的方法(1)机械法:用镊子夹取一个凝胶珠放在实验桌上,用手挤压,如果凝胶珠不容易破裂,没有液体流出,就表明凝胶珠制作成功;也可以在实验桌上用力摔打凝胶

9、珠,如果凝胶珠很容易弹起,也表明制备的凝胶珠是成功的。(2)目测法:合格的凝胶珠应是淡黄色、圆形或椭圆形的。如果颜色过浅呈白色,说明海藻酸钠溶液的浓度过低,固定的酵母细胞数目较少;如果形成的凝胶珠形状不规则,则说明海藻酸钠的浓度偏高。4.(17分)(2020长沙模拟)端午节家家都会挂艾草。艾草中含有特殊的艾草精油,艾草精油是从艾草的叶子、茎中提取的挥发性芳香物质。回答下列问题:(1)传统的提取方法水蒸气蒸馏法艾叶研细+水水蒸气蒸馏油水混合物分离油层除水艾草精油向油水混合物中加入_,可使油水分层更明显。除水后要进行_的实验步骤,以除去_。水蒸气蒸馏时间不能过短,原因是_。(2)新技术新工艺超临界

10、CO2萃取法超临界CO2萃取法是利用超临界CO2对某些特殊天然产物具有特殊溶解作用,通过超临界状态下的CO2流体对有机物溶解度的特殊影响进行的,具有产量高、成本低等特点。其过程如下:艾草粉碎,干燥通入超临界CO2,萃取精油粗产品无水乙醇真空抽滤艾草精油一般的萃取剂应具有_沸点,以充分溶解提取物。萃取过程中通常采用水浴加热,这是因为_。一般的溶剂萃取法不可避免地会引起组成成分的改变,而超临界CO2萃取技术可克服上述不足,同时,用超临界CO2替代有机溶剂,还有一个突出的优点,就是能避免_。【解析】(1)向油水混合物中加入NaCl,以增加盐的浓度,使油和水出现明显的分层。除水后要进行过滤,以除去固体

11、Na2SO4,得到艾草精油。水蒸气蒸馏时,艾草精油是和水蒸气一起蒸馏出来的;在提取过程中,如果蒸馏时间过短,则油还未被蒸馏出来,会导致产品的品质比较差,因此水蒸气蒸馏时间不能过短。(2)萃取法是将粉碎、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡,使芳香油溶解在有机溶剂中的方法。为了充分溶解提取物,一般的萃取剂应具有较高的沸点。因萃取剂为有机溶剂,有机溶剂是易燃物,直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸,所以萃取过程中通常采用水浴加热。用超临界CO2替代有机溶剂所具有的一个突出的优点是:能避免有机溶剂残留污染。答案:(1)NaCl过滤固体Na2SO4过短则油还未被蒸馏出来(2)较高有机溶剂是易燃物,直接使用明火加

12、热容易引起燃烧、爆炸溶剂残留污染5.(17分)胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病;还是常用的食品色素;还具有使癌变细胞恢复为正常细胞的作用。如图是提取胡萝卜素的实验流程示意图,请回答下列相关问题。胡萝卜粉碎干燥A过滤B胡萝卜素(1)除了可以从植物中提取天然胡萝卜素外,还可以从养殖的岩藻中获得或者利用_生产。(2)新鲜的胡萝卜含有大量的水分,在胡萝卜素的提取过程中,要对新鲜的胡萝卜进行_处理,但要注意控制_和时间,这是因为_。(3)图中A过程表示_,此过程用到的有机溶剂应该具有很高的_,能够充分_胡萝卜素,并且不与水混溶。(4)图中B过程表示_,浓缩之前进行过滤的目的是_。【解析】

13、(1)天然胡萝卜素除取自植物外,还可以从养殖的岩藻中获得或利用微生物发酵生产。(2)进行有机溶剂萃取时宜对原料进行干燥处理。(3)图中A为萃取,该过程所用到的有机溶剂应具有很高的沸点,能充分溶解胡萝卜素,且不与水混溶。(4)图中B为浓缩,在浓缩前宜进行过滤以除去萃取液中的不溶物。答案:(1)微生物的发酵(2)干燥温度温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解(3)萃取沸点溶解(4)浓缩除去萃取液中的不溶物【知识总结】影响胡萝卜素萃取的因素及解决措施影响因素解决措施萃取剂的性质用水不溶性有机溶剂原料的颗粒大小、紧密程度粉碎材料的含水量干燥萃取温度摸索最佳萃取温度,严格控制温度萃取时间适当延长萃取时

14、间(20分)(素养提升科学探究)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响,以及固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验,流程及结果如下。请回答下列问题:(1)实验中的海藻酸钠的作用是_,CaCl2的作用是_。(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物,并保持绿球藻活性,宜采用_洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h后,移去凝胶球,溶液呈绿色,原因是_。(3)为探索固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,应选用浓度为_海藻酸钠制备凝胶球。(4)图2中空白凝胶球组Zn2+浓度下降的原因是_。结合图1和图2分析,固定化藻的实验组2448 h间Zn2+浓度下降速度

15、较快的主要原因是_;7296 h间Zn2+浓度下降速度较慢的原因有_。【解析】本题主要考查了固定化技术和固定化藻对含Zn2+污水的净化作用。(1)实验中的海藻酸钠是包埋剂,作用是包埋绿球藻,而CaCl2是凝固剂,作用是与海藻酸钠反应形成凝胶球。(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物,并保持绿球藻活性,宜采用培养液(或生理盐水)来洗涤,因为培养液(或生理盐水)的浓度与绿球藻的细胞液浓度相接近。图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h后,移去凝胶球, 由于海藻酸钠浓度过低,使形成的凝胶球孔径过大,固定下来的绿球藻数量少,结果使溶液呈绿色。(3)分析图1可知,当海藻酸钠浓度为2.0%的时候,绿

16、球藻数量比其他浓度时要多,所以要探索固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,宜选用浓度为2.0%的海藻酸钠制备凝胶球。(4)分析图2可知,随着培养时间延长,空白凝胶球组Zn2+浓度下降,Zn2+浓度下降的原因是凝胶吸附Zn2+;图1中海藻酸钠浓度为2.0%时,2448 h间绿球藻生长(增殖)速度快,使固定化藻的实验组在2448 h间Zn2+浓度下降速度较快;当海藻酸钠浓度为2.0%时,7296 h间绿球藻生长(增殖)速度减慢,再加上培养液中Zn2+浓度较低,导致7296 h间Zn2+浓度下降速度较慢。答案:(1)包埋绿球藻(包埋剂)与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)(2)培养液(生理盐水)海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)(3)2.0%(4)凝胶吸附Zn2+绿球藻生长(增殖)速度快绿球藻生长(增殖)速度减慢,溶液中Zn2+浓度较低关闭Word文档返回原板块