（课标Ⅱ卷）2020届高考生物一轮复习 专题25 生物技术在其他方面的应用教师用书（PDF，含解析）

专题２５生物技术在其他方面的应用真题多维细目表真题涉分考点酶的应用特定成分的提取与分离题型难度设题情境试题结构素养要素２０１７课标全国Ⅲ，３７１５物质的萃取非选择中实例分析问题递进技术评价２０１５课标全国Ⅱ，３９１５胡萝卜素的提取非选择中实例分析问题并列技术评价２０１５课标全国Ⅰ，３９１５物质的萃取与蒸馏非选择中基础判断问题递进方案探讨总计五年均分９０题／１４卷３题／１４卷高考重点考查从生物材料中提取某些特定的成分的方法和过程命题规律与趋势０１考查内容１．高考对本专题的考查涉及有效成分的提取、酶的固定化及应用等知识。对植物有效成分提取的考查频率相对较高。２．对植物有效成分的提取与分离的考查多集中在不同提取方法的对比及影响提取效率的因素分析等方面。０２题型难度１．考查题型只有非选择题。２．纵观近几年高考试题，高考对本专题的考查难度不大且基本稳定。０３关联考点１．本专题试题通常为章节知识单独的考查，也偶有专题内不同知识间的简单并列考查。２．试题多以不同成分的提取过程为背景，对不同物质的提取方法进行对比考查。０４命题规律１．结合高考对能力考查的要求可知，植物有效成分的提取仍将是未来高考对本专题内容考查的重点。２．以血红蛋白的提取与分离、酶有关知识为背景的考查出可能是高考的新考向。０５核心素养１．试题通过物质提取与分离过程的对比、酶的应用及固定化分析等形式，体现了对科学探究和科学思维素养的考查。２．考生需具备的素养要素有方案探讨、结果分析等。０６备考建议１．熟记酶的研究与应用、血红蛋白的提取与分离及植物有效成分的提取等相关知识。２．通过必要的题型训练，巩固基础知识、掌握解答本专题试题的方法，并归类、活用、延伸。典例分析解读２　　　　５年高考３年模拟Ｂ版（教师用书）对应学生用书起始页码Ｐ２６８考点１酶的应用　　一、酶在果汁生产中的应用１．果胶（１）作用：植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一；在果汁加工中，会影响出汁率并使果汁浑浊。（２）成分：是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。（３）特点：不溶于水。２．果胶酶（１）成分：分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。（２）作用：果胶果胶酶→可溶性半乳糖醛酸。３．果胶酶的应用（１）水果加工业：水果中的果胶经果胶酶水解后，可提高出汁率，降低果汁的黏度，使浑浊的果汁变得澄清。（２）饲料工业：果胶酶与纤维素酶、半纤维素酶等配合使用，可降解植物细胞壁中的纤维素和果胶，从而提高饲料的营养价值。４．探究温度和ｐＨ对果胶酶活性的影响（１）实验原则：遵循单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。（２）实验原理：果胶酶的活性受温度、ｐＨ和酶抑制剂的影响，在最适温度或ｐＨ时，活性最高。水果的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。（３）实验流程制备果泥均分ｎ组　　等量的果胶酶水溶液均分ｎ组　　　　　　↓　　　　　　　　　　↓设置一系列具有梯度的ｐＨ和温度分别处理果泥和果胶酶↓将相同温度或ｐＨ下的果泥与酶液混合↓保温１０分钟↓过滤果汁（４）分析：该实验的自变量是温度或ｐＨ，因变量是酶的活性，检测因变量是通过测定果汁的体积或比较果汁的澄清度来实现的。二、加酶洗衣粉在洗涤中的作用１．加酶洗衣粉：含酶制剂的洗衣粉。２．酶制剂的种类与洗涤原理种类洗涤原理洗涤的物质种类蛋白酶蛋白质→小分子肽或氨基酸血渍、奶渍等脂肪酶脂肪→甘油和脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、口红等淀粉酶淀粉→麦芽糖、葡萄糖来自面条等淀粉类物质的污垢纤维素酶使纤维的结构变得蓬松棉纺品的表面浮毛　　三、固定化酶和固定化细胞１．概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。２．适用对象一般来讲，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞体积较大，难以被吸附或结合，而体积较小的酶分子则易从包埋材料中漏出。３．固定化酶与固定化细胞的比较固定化酶固定化细胞固定酶的种类一种一系列适用方法化学结合法、物理吸附法包埋法特点优点酶既可与反应物结合，又可与产物分离，固定在载体上的酶可反复利用成本低，操作容易缺点一种酶只能催化一种或一类化学反应不能催化大分子物质的反应可能导致反应效率下降实例固定化葡萄糖异构酶固定化酵母细胞　　４．制备固定化酵母细胞及利用固定化酵母细胞发酵酵母细胞的活化１ｇ干酵母＋１０ｍＬ蒸馏水→５０ｍＬ烧杯中，搅拌均匀，放置１ｈ左右，使其活化配制０．０５ｍｏｌ／Ｌ的ＣａＣｌ２溶液↓无水ＣａＣｌ２０．８３ｇ＋１５０ｍＬ蒸馏水→２００ｍＬ烧杯中，充分溶解，待用配制海藻酸钠溶液↓０．７ｇ海藻酸钠＋１０ｍＬ水→５０ｍＬ烧杯中→小火或间断加热，边加热边搅拌，至完全溶化→加蒸馏水定容至１０ｍＬ海藻酸钠溶液与酵母细胞混合↓将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞，充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中固定化酵母细胞↓以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加至配制好的ＣａＣｌ２溶液中，形成凝胶珠，使凝胶珠在ＣａＣｌ２溶液中浸泡约３０ｍｉｎ冲洗↓凝胶珠用蒸馏水冲洗２～３次，除去表面的ＣａＣｌ２溶液发酵↓将１５０ｍＬ质量分数为１０％的葡萄糖溶液转移到２００ｍＬ的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于２５℃下发酵２４ｈ　　海藻酸钠溶液浓度对固定化酵母细胞的质量有何影响？海藻酸钠溶液的浓度过高，将很难形成凝胶珠或形成的凝胶珠形状似蝌蚪；海藻酸钠溶液浓度过低，包埋的酵母细胞数量少，颜色浅。􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋专题２５　生物技术在其他方面的应用３　　　　考点２特定成分的提取与分离　　一、血红蛋白的提取与分离１．样品处理与粗分离２．纯化与纯度鉴定纯化方法：凝胶色谱法结果：相对分子质量大的分子先洗脱出来原理：相对分子质量不同的分子在凝胶柱中的移动速度不同纯度鉴定ＳＤＳ—聚丙烯酰胺凝胶电泳↓　　二、植物特定成分的提取１．玫瑰精油的提取玫瑰精油提取原理利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来→方法常用水蒸气蒸馏法→分类水中蒸馏、水上蒸馏、水气蒸馏→步骤鲜玫瑰花＋清水→水蒸气蒸馏→油水混合物加ＮａＣｌ→分离油层加入无水Ｎａ２ＳＯ４→除水过滤→玫瑰油→２．橘皮精油的提取橘皮精油提取方法压榨法→步骤石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油→原理通过机械加压，提取果皮中的芳香油→３．胡萝卜素的提取胡萝卜素提取方法萃取法→原理胡萝卜素不溶于水，易溶于石油醚等有机溶剂→流程胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素→鉴定纸层析法→　　血红蛋白提取过程中，透析的目的是　　　　　　　　，如何能快速达到理想的透析结果？提示：除去小分子杂质　可以通过增加透析袋外缓冲溶液的量或及时更换缓冲溶液，快速达到理想实验效果。􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋对应学生用书起始页码Ｐ２７０一　加酶洗衣粉洗涤效果的探究（科学探究）探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验设计设计应遵循单一变量原则，需有效地控制其他变量（如水质、水温、布料质地、污渍类型、污染程度、洗涤方法和力度等），具体实验的实验变量如下项目原理自变量因变量加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的比较加酶洗衣粉中含有酶制剂酶的有无温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响低温使酶活性受抑制，高温使酶失活，均使加酶洗衣粉的优势不能充分发挥温度不同种类的加酶洗衣粉洗涤效果的比较酶的催化作用具有专一性加酶洗衣粉的种类洗涤效果（单位时间内污渍去除快慢等）（２０１９东北师大附中模拟，３７）某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下部分说明。成分：含碱性蛋白酶等。用法：洗涤前先将衣物浸泡于含洗衣粉的水中数小时。使用温水效果更佳。注意：①切勿用于洗涤丝质和毛质衣料。②用后需要彻底清洗双手。请回答以下问题。（１）质检局针对该洗衣粉设计了如图所示的实验进行检验，该实验的目的是　。􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋４　　　　５年高考３年模拟Ｂ版（教师用书）（２）某学生为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述实验（１）的实验材料及方法进行了有关实验，并把实验结果用图中的曲线表示。①该实验中，温度、ｐＨ分别属于　　　　变量、　　　变量。②由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度约为　　　　。③在０℃和７５℃时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到４５℃，后者的催化作用已不能恢复，这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。④该学生在实验过程中可通过直接测定　　　　　　　　　　　　　　　　作为指标来表示酶的催化效率。（３）该加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质和毛质衣物，其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（４）为什么用后需要彻底清洗双手？　。思路导引　根据酶的特性分析温度对酶活性影响→分析作答→加酶洗衣粉洗涤的衣物种类→依据题意准确确定自变量解析　（１）质检局针对该加酶洗衣粉的“酶”进行质量检测，需设计以是否有酶为自变量（除酶外的洗衣粉成分等条件完全相同）的对照实验，故需以高温处理后的该加酶洗衣粉与该加酶洗衣粉进行洗涤对照实验。实验目的为检验该洗衣粉是否含有蛋白酶或检验该洗衣粉中的蛋白酶是否有活性。（２）在探究洗衣粉中酶催化作用的最适温度时，应在ｐＨ、洗衣粉的量、胶片上涂的蛋白膜的量等无关变量相同且适宜的情况下，通过设置合理的温度梯度这一自变量来确定酶催化作用的最适温度。在最适温度和ｐＨ条件下，酶的活性最高。温度或ｐＨ偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。高温、过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。本探究实验中，可以用胶片上的蛋白膜消失所需时间的长短这一直观的量来表示酶的催化效率。（３）丝质和毛质衣物所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣物，故加酶洗衣粉不能用于丝质和毛质衣物等的洗涤，我们的皮肤细胞中含有蛋白质，用后需要彻底清洗双手，否则，会使手的皮肤受到损伤。答案　（１）检验该洗衣粉是否含有蛋白酶（或检验该洗衣粉中的蛋白酶是否有活性）（２）①自　无关　②４５℃　③７５℃时酶的空间结构已遭到破坏，使酶永久失活　④胶片上的蛋白膜消失所需时间的长短（３）丝质和毛质衣物所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣物（４）因为皮肤细胞中有蛋白质，若不彻底洗手，就会使手的皮肤受到损伤１－１　（２０１９辽宁六校协作体联考，３７）为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成３等份，进行３组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入１种或２种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的２种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。水温／℃１０２０３０４０５０组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍时间／ｍｉｎ６７６６８８５２５１８３３６３４７７１１１２６８９１１６７清除油渍时间／ｍｉｎ９３７８９５８７６３９１８２４６８５７５２７７７６９８６８　　（１）提高洗衣粉去污能力的方法有　　　　　　　　　　　　　　　。甲组往洗衣粉中加入了　　　　。乙组在洗衣粉中加入了　　　　　　。（２）甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有　　　　　　　。（３）如果甲、乙和丙３组均在水温为８０℃时洗涤同一种污渍，请比较这３组洗涤效果之间的差异并说明理由　　　　　　　。（４）加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。　　。１－１答案　（１）加酶和适当提高温度　蛋白酶　蛋白酶和脂肪酶　（２）专一性　（３）几乎没有差异，因为高温会使酶失活　（４）未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用解析　（１）提高酶浓度或提高酶活性均可提高加酶洗衣粉的洗涤效果。据表格信息知，甲组洗衣粉清除血渍效果最好，即甲组洗衣粉中加入的应是蛋