高考生物二轮复习《酶的应用与生物有效成分的提取》教案

这是一份高考生物二轮复习《酶的应用与生物有效成分的提取》教案，共15页。

第2讲　酶的应用与生物有效成分的提取
[考纲要求]　1.酶活力测定的一般原理和方法。2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。3.制备和应用固相化酶。4.蛋白质的提取和分离。5.从生物材料中提取某些特定的成分。





1．探究影响果胶酶催化作用因素的实验设计思路
(1)在一恒定的pH下，设置一系列的温度梯度，探究温度对酶活性的影响。
(2)在一恒定温度下，设置一系列的pH梯度，探究pH对酶活性的影响。
(3)在恒定的温度和pH下，设置不同浓度的果胶酶，探究果胶酶的最佳用量。
2．酶和酵母细胞常用的几种固定方式

(1)是包埋法，是将酶或者细胞包埋在细微的网格里。
(2)是化学结合法，是将酶或者细胞相互结合或者结合到载体上。
(3)是物理吸附法，是将酶或者细胞吸附到载体表面。


3．物质分离的5种方法
(1)分离油水混合物：分液法。
(2)除去固体物和残渣：过滤法。
(3)除去液体中质量较小的固体残留物：离心法。
(4)除去芳香油中的残留水分：加入无水硫酸钠后过滤。
(5)除去萃取液中的有机溶剂：蒸馏法。

1．用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型的加酶洗衣粉好(　　)
2．棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤(　　)
3．CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠(　　)
4．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显(　　)
5．植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，根据提取的芳香油的用途选择提取的方法(　　)
6．用柑橘和柠檬作为材料不适合用水中蒸馏的方法进行提取(　　)
7．萃取是利用了芳香油易溶于有机溶剂的特性进行提取的一种方法(　　)
8．由于胡萝卜素易溶于石油醚等有机溶剂中，所以可以采用萃取的方法进行提取(　　)
9．蒸馏法的实验原理是利用水将芳香油溶解出来，再把水蒸发掉，剩余的就是芳香油(　　)
10．影响萃取效率的因素除了萃取剂的性质和使用量之外，还有原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等(　　)
答案　1.×　2.×　3.√　4.√　5.×　6.√　7.√　8.√　9.×　10.√

1．酶的活性指酶催化一定化学反应的能力，可用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。
2．海藻酸钠的浓度影响固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
3．透析法是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大分子物质不能通过半透膜的性质，达到分离的目的。





考点一　酶的应用

1．果胶酶与纤维素酶的比较
种类
组成
作用
果胶酶
多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等
催化果胶水解为可溶性半乳糖醛酸
纤维素酶
C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶
纤维素纤维二糖葡萄糖

2.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
项目
直接使用酶
固定化酶
固定化细胞
酶的种类
一种或几种
一种
一系列
常用固定方法
/
化学结合法、物理吸附法
包埋法
是否需要营养物质
否
否
是
催化反应
单一或多种
单一
一系列
反应底物
各种物质(大、小分子)
各种物质(大、小分子)
小分子物质
缺点
①对环境条件非常敏感，易失活；②难回收，成本高；③酶混在产物中，影响产品质量
不利于催化一系列的酶促反应
反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，可使反应效率下降
优点
催化效率高、耗能低、污染低
①既能与反应物接触，又能与产物分离；②可以重复利用
成本低、操作容易

3．固定化酵母细胞制备流程中的4个关键点
(1)酵母细胞的活化：加入蒸馏水使酵母细胞从休眠状态重新恢复到正常的生活状态。此过程中酵母细胞体积增大，应选择容积足够大的容器，避免活化液溢出。
(2)配制海藻酸钠溶液：宜采用小火或间断加热的方法以防其焦糊。
(3)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：混合之前，海藻酸钠溶液要冷却至室温，然后加入已活化的酵母细胞并进行充分搅拌，混合均匀后，再转移至注射器中。
(4)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到配制好的CaCl2溶液中，将形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min 左右。

考向　酶活性的影响因素与酶的应用
1．(2019·吉林市第三次调研)酶是细胞合成的生物催化剂，已经从实验室走进人们的生产、生活。请结合酶在食品、医药方面的应用来回答下列问题：
(1)腐乳又称豆腐乳，是我国流传数千年的特色传统民间美食，其营养丰富、易于消化吸收的原因是________________________________________________________________________
等微生物富含____________________酶，能将豆腐中的蛋白质和脂肪分解为小分子物质。
(2)需要用__________法去除相对分子质量大的杂质蛋白，以纯化酶；利用__________法对酶进行纯度鉴定。
(3)“探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”实验的自变量为____________________。
(4)“多酶片”是经特殊工艺制成的双层药片，可用于治疗消化不良。内层是肠溶衣(不易溶于胃液，可溶于肠液)包裹的胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶，外层是糖衣(可溶于胃液)包裹的胃蛋白酶。为使药物充分发挥作用，使用时建议____________________(填“整片吞服”或“嚼碎服用”)，理由是____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)毛霉　蛋白酶和脂肪　(2) 凝胶色谱　电泳(或琼脂糖凝胶电泳法或聚丙烯酰胺凝胶电泳法或SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳法)　(3)温度(或不同温度、系列温度梯度)　(4)整片吞服　整片吞服使肠溶衣在胃液中不被破坏，确保肠溶衣包裹的酶在肠液中发挥作用(或若嚼碎服用，肠溶衣包裹的酶释放后会在呈酸性的胃液中失活，无法发挥作用)
解析　(1)腐乳的制作主要是利用了毛霉等微生物，因为毛霉能产生蛋白酶和脂肪酶，将豆腐中的蛋白质和脂肪分解为小分子物质。
(2)化学本质是蛋白质的酶，可用凝胶色谱法和电泳法进行分离和纯度鉴定。凝胶色谱法对蛋白质进行纯化利用的是蛋白质相对分子质量的大小，相对分子质量大的蛋白质先洗脱，从而达到分离的目的；而电泳法利用的是待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离，因此可以利用电泳法对蛋白质进行纯度鉴定。
(3)由实验题目“探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”可知，实验的自变量为温度。实验时需要设置一系列温度梯度，比较不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果。
(4)由于“多酶片”中含有多种酶，所以“多酶片”可用于治疗消化不良、积食、食欲不振等病症。由于整片吞服使肠溶衣在胃液中不被破坏，确保肠溶衣包裹的酶在肠液中发挥作用，而嚼碎服用时，肠溶衣包裹的酶释放后会在呈酸性的胃液中失去活性，无法发挥作用，所以为充分发挥“多酶片”的作用，使用时应整片吞服。
2．为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见污渍的去除能力，洗衣粉中常常会添加各种酶类。请回答下列有关问题：
(1)根据衣物上常见的污渍分析，加酶洗衣粉中应添加的酶类有蛋白酶、________________________。蛋白酶能将血渍、奶渍等中含有的大分子蛋白质水解成可溶性的____________________。
(2)下表为加酶洗衣粉包装袋上的产品使用注意事项，根据你所学习的有关知识，解释其中③的原因： ________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
注意事项
①请将本品置于阴凉、干燥处，避热、避湿、避光。
②不慎溅入眼中，立即用水冲洗。
③水温以30～50 ℃为宜，切忌用60 ℃以上的热水。

(3)下面表格中的数据是探究洗衣粉洗涤效果的有关实验及结果，请据表回答问题。
脸盆编号
洗涤物(等量)
洗涤温度
洗衣粉(等量)
水量
洗净所需时间
1
油污布
45 ℃
加酶
2 L
4 min
2
油污布
45 ℃
普通
2 L
7 min
3
油污布
5 ℃
加酶
2 L
9 min
4
油污布
5 ℃
普通
2 L
8 min

①该实验要探究的问题是_________________________________________________________。
②该实验设计体现了_________________________________________________________原则。
③若1号实验组中洗净所需时间接近7 min，请分析最可能的原因是______________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶　氨基酸或小分子的肽　(2)酶的催化作用受温度影响，30～50 ℃是加酶洗衣粉中酶的最适温度范围，60 ℃以上的热水可能会使酶的活性丧失　(3)①温度对洗衣粉的洗涤效果的影响；洗衣粉的种类对洗涤效果的影响　②单一变量原则及对照 ③加酶洗衣粉中的酶变性或失活
解析　(1)从题中的污渍种类判断，加酶洗衣粉中应含蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，此外，纤维素酶的作用是使衣物蓬松、顺滑。蛋白酶能将蛋白质分解为可溶性的氨基酸或小分子的肽。(2)酶需在适宜的温度范围内才能正常发挥作用，60 ℃以上的热水会使酶变性失活。(3)①从表格中的数据可以看出：本实验的自变量有两个，即温度和洗衣粉的种类。所以该实验要探究的问题也有两个：温度对洗衣粉的洗涤效果的影响；洗衣粉的种类对洗涤效果的影响。②1号和2号、3号和4号实验组的自变量为洗衣粉的种类，可以形成对照；1号和3号、2号和4号实验组的自变量为温度，也可以形成对照。该实验设计体现了单一变量原则和对照原则。③若1号实验组中洗净所需时间接近7 min，则该加酶洗衣粉的洗涤效果和普通洗衣粉基本相同，可推测该加酶洗衣粉中的酶可能已经变性或失活。
3．(2019·吉林长春二模)乳糖酶主要用于乳品工业，可使低甜度和低溶解度的乳糖转变为较甜的、溶解度较大的单糖。乳糖酶的制备及固定化流程如下图，请回答下列问题：
―→―→―→
(1)筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用乳糖作为培养基的唯一________________，在此培养基上生长的菌落可以将乳糖水解为______________和半乳糖。
(2)产乳糖酶微生物L的培养过程中需要将培养瓶放置在摇床上不停振荡培养，其目的是__________________、__________________。此培养基中__________________(填“有”或“无”)菌落生长。
(3)在相同条件下，带电荷相同的蛋白质在特定的缓冲液中迁移的速度越快，说明其分子量越小，根据这一原理，纯化后的乳糖酶可用__________________法检测其分子量大小。
(4)乳糖酶宜采用化学结合法进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的__________________确定其应用价值，而酵母细胞固定化宜采用__________________。
答案　(1)碳源　葡萄糖　(2)有利于微生物L与营养物质充分接触　有利于氧气充分溶解在培养基中　无　(3)电泳　(4)(酶)活性　包埋法
解析　(1)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，因此筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用乳糖作为培养基中的唯一碳源。
(2)培养产乳糖酶微生物L时，需要将培养瓶放置在摇床上不停振荡培养，这样有利于微生物L与营养物质充分接触、有利于氧气充分溶解在培养基中；在固体培养基上可以生长出菌落，而在该液体培养基中不能形成菌落。
(3)根据题意分析，在相同条件下，带电荷相同的蛋白质在特定的缓冲液中迁移的速度越快，说明其分子量越小，因此纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。
(4)乳糖酶宜采用化学结合法进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的活性确定其应用价值；酵母细胞体积比较大，不适宜化学结合或物理吸附，所以一般采用包埋法固定。
4．(2019·河南洛阳二模)回答下列问题：
(1)酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的______________来表示。与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是既能与反应物______________，又能与产物______________，还能被反复利用。
(2)探索温度对淀粉酶活性的影响实验，需要进行如下步骤：
①取3支试管，各注入2 mL淀粉溶液并分别编号A、B、C；
②再取3支试管，各注入1 mL淀粉酶溶液并分别编号a、b、c；
③向3支试管中各滴1滴碘液；
④将A、a试管放在60 ℃的热水中，B、b放在沸水中，C、c放在冰水中，各维持温度5 min；
⑤分别将A与a、B与b、C与c混合后，再依次放在60 ℃的热水、沸水和冰水中维持温度5 min；
⑥观察实验现象。
最合理的操作顺序是(　　)
A．①②③④⑤⑥ B．①②④⑤③⑥
C．①④②③⑤⑥ D．①②⑤④③⑥
(3)与酒精发酵过程相关的酶存在于酵母菌细胞的______________中。
(4)果胶的化学本质是________，制取果汁时，用果胶酶将果胶分解成可溶性的____________，得到比较澄清的果汁。用适量且浓度适宜的果胶酶处理时，果汁的出汁率、澄清度与酶的______________高低成正相关。
答案　(1)反应速度　接触　分离　(2)B　(3)细胞质基质　(4)多糖　半乳糖醛酸　活性
解析　(1)酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，可用在一定条件下其所催化某一化学反应的反应速度来表示。与一般酶制剂相比，固定化酶不仅能与反应物充分接触，还能与产物分离，并且可以反复利用。
(2)该实验的自变量是温度；由于酶具有高效性，因此在进行实验时，应先使酶溶液和底物溶液分别达到实验温度后再混合，以免对实验结果产生干扰。将相同温度下的酶溶液和底物溶液混合后，维持各自的实验温度一定时间，以保证酶有足够的时间催化化学反应。最后向试管中滴加碘液，通过观察试管中溶液是否变蓝及蓝色深浅的程度来判断酶的活性。综上分析，最合理的实验顺序是①②④⑤③⑥，应选B。
(3)酒精发酵过程是利用酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌无氧呼吸的场所是细胞质基质，因此与酒精发酵过程相关的酶存在于酵母菌细胞的细胞质基质中。
(4)果胶的化学本质是多糖。制取果汁时，用果胶酶将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，可得到比较澄清的果汁。用适量且浓度适宜的果胶酶处理时，果汁的出汁率、澄清度与酶的活性高低成正相关。
考点二　生物成分的提取和分离

1．三种植物成分的提取方法、提取原理及步骤的比较
植物成分
提取方法
提取原理
步骤
玫瑰精油
蒸馏法
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来
①水蒸气蒸馏；
②分离油层(加NaCl)；
③除水过滤(加无水Na2SO4)
橘皮精油
压榨法
通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油
①石灰水浸泡、漂洗；
②压榨、过滤、静置；
③再次过滤
胡萝卜素
萃取法
使提取物溶解在有机溶剂中，蒸发有机溶剂后得到提取物
①粉碎、干燥；
②萃取、过滤；
③浓缩

特别提醒　(1)蒸馏装置中冷凝管内水流方向，应与蒸气流向相反。
(2)压榨前，橘皮要用石灰水充分浸泡，以提高出油率，防止压榨时滑脱等。
(3)胡萝卜素不溶于水，胡萝卜的含水量影响胡萝卜素的萃取效果。
(4)萃取加热时，要选择水浴加热的方式；要加装冷凝回流装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。
2．血红蛋白的提取
(1)红细胞的洗涤
①目的：去除杂蛋白。
②方法：低速短时间离心，然后用胶头吸管吸出上层透明的黄色血浆，将下层暗红色的红细胞液体倒入烧杯，再加入五倍体积的生理盐水稀释，缓慢搅拌10 min，再低速短时间离心，如此重复洗涤三次，直至上清液不再呈现黄色，表明红细胞已洗涤干净。
(2)血红蛋白的释放
加蒸馏水(作用是使红细胞吸水涨破)到原血液的体积，再加40%体积的甲苯(作用是溶解细胞膜)，充分搅拌10 min，红细胞破裂，释放出血红蛋白。
(3)分离血红蛋白溶液
①将搅拌好的混合液转移到离心管内，以2 000 r/min的速率离心10 min后，试管中的溶液分为4层，血红蛋白的水溶液位于第3层。
②将试管中的液体用滤纸过滤，除去脂溶性沉淀层，于分液漏斗中静置片刻后，分离出下层的红色透明液体，即血红蛋白溶液。
3．三种分离蛋白质的方法比较
(1)透析法：利用透析袋只允许小分子自由进出的原理，去除小分子杂质，可实现对血红蛋白的“粗分离”。
(2)凝胶色谱法：相对分子质量较大的蛋白质先流出，相对分子质量较小的蛋白质后流出，依此可对血红蛋白进行分离和纯化。
(3)电泳法：利用待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状不同，使带电分子产生不同的迁移速率，从而实现样品中各种分子的分离。

考向一　植物有效成分的提取
5．(2017·全国Ⅲ，37)绿色植物甲含有物质W，该物质为无色针状晶体，易溶于极性有机溶剂，难溶于水，且受热、受潮易分解。其提取流程为：植物甲→粉碎→加溶剂→振荡→收集提取液→活性炭处理→过滤去除活性炭→蒸馏(含回收溶剂)→重结晶→成品。回答下列问题：
(1)在提取物质W时，最好应选用的一种原料是________(填“高温烘干”“晾干”或“新鲜”)的植物甲，不宜选用其他两种的原因是__________________________________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)提取物质W时，振荡的作用是___________________________________________________。
(3)活性炭具有很强的吸附能力，在提取过程中，用活性炭处理提取液的目的是_______________________________________________________________________________。
(4)现有丙酮(沸点56 ℃)、乙醇(沸点约78 ℃)两种溶剂，在提取物质W时，应选用丙酮作为提取剂，理由是___________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(5)该实验操作过程中应注意的事项是_______________________________________________
_________________________________________________________________(答出两点即可)。
答案　(1)晾干　高温烘干过程中，植物甲中的物质W易被破坏；新鲜的植物甲含水量高，用于提取的极性有机溶剂会被水稀释，进而降低对物质W的提取效果 (2)使原料和溶剂充分混匀　(3)去除提取液中的色素 (4)丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少 (5)在温度较低的情况下操作；防火
解析　(1)因高温烘干过程中，植物甲中的物质W易被破坏；新鲜的植物甲含水量高，用于提取的极性有机溶剂会被水稀释，进而降低对物质W的提取效果。所以在提取物质W时，最好应选用的原料是晾干的植物甲，而不选用高温烘干或新鲜的植物甲。
(2)提取物质W时，振荡的作用是使原料和溶剂充分混匀。
(3)活性炭具有很强的吸附能力，在提取过程中，用活性炭处理提取液的目的是去除提取液中的色素。
(4)丙酮(沸点56 ℃)、乙醇(沸点约78 ℃)两种溶剂，由于丙酮沸点相对较低，而温度过高会导致物质W分解，所以在提取物质W时，应选用丙酮作提取剂。
(5)该实验操作过程中应注意的事项包括在温度较低的情况下操作，防火，控制处理的时间等。
6．(2019·河南开封模拟)如图甲～丙是植物有效成分的提取装置图。请据图回答下列有关问题：

(1)橘皮精油的提取一般用甲装置，而不用乙装置，理由是_______________________________
_______________________________________________________________________________。
对所获压榨液进行一系列处理的目的是_____________________________________________。
(2)利用乙装置提取玫瑰精油，冷凝管内水流方向与蒸气的流向应__________________，再将锥形瓶内乳浊液中的玫瑰精油和大部分水分离开，需要用____________(填仪器名称)。
(3)因胡萝卜素具有________________的特点，可用丙装置来萃取。用石油醚作为萃取剂的理由是____________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
所获萃取液的浓缩______________(填“能”或“不能”)直接使用乙装置进行。用纸层析法对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定时，用_________分别点样，若出现_________________(填层析结果)，则说明胡萝卜素提取成功。
答案　(1)橘皮精油用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，用水中蒸馏法又会产生原料焦糊的问题　把橘皮精油与水、糊状杂质等分离开　(2)相反　分液漏斗　(3)易溶于有机溶剂　石油醚是水不溶性有机溶剂，能够充分溶解胡萝卜素且沸点高　能　 标准样品和提取样品　提取样品的层析带中有和标准样品对应的层析带
解析　甲为压榨装置，一般用蒸馏法提取时会产生焦糊问题及有效成分水解的原料可采用压榨法提取。乙为蒸馏装置，适用于有效成分容易随水蒸气一同蒸馏出的成分的提取。丙为萃取装置，胡萝卜素的提取一般采用萃取的方法。
(1)由于橘皮精油用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，用水中蒸馏法又会产生原料焦糊问题，所以橘皮精油的提取一般用甲装置即压榨法提取。对所获压榨液还需要进行过滤、静置、再次过滤等一系列处理，目的是把橘皮精油与水、糊状杂质等分离开。
(2)为了对蒸馏出的精油起到冷凝的作用，冷凝管内水流方向与蒸气的流向应相反，使蒸馏出的精油形成液态，便于收集。锥形瓶内乳浊液中的玫瑰精油和大部分水可用分液漏斗进行分离。
(3)因胡萝卜素具有易溶于有机溶剂的特点，可用丙装置来萃取。萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，而石油醚是水不溶性有机溶剂，能够充分溶解胡萝卜素且沸点高，故用石油醚作为萃取剂提取胡萝卜素。所获萃取液的浓缩能直接使用乙装置进行，通过该装置可将有机溶剂蒸发掉，余者为胡萝卜素。用纸层析法对提取的胡萝卜素粗品进行鉴定时，用标准样品和提取样品分别点样，若提取样品的层析带中出现了和标准样品对应的层析带，则说明胡萝卜素提取成功。
7．(2019·吉林“五地六校”联考)茶饮料主打“健康牌”，极少添加人工合成的色素、香精等添加剂，更多利用从植物中提取的天然成分。请回答下列问题：
(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______________，后者缺乏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)茶饮料所用的胡萝卜素，通常采用__________法从胡萝卜中提取；提取后常用__________法对提取物中的胡萝卜素进行鉴定。
(3)茶饮料所用的植物芳香油的提取流程如下：
茉莉花＋水→过程A→油水混合物→油层分离与粗提取→加无水硫酸钠→过滤→茉莉油
过程A表示________________，向粗提精油中加入无水硫酸钠的目的是__________________。
答案　(1)β­胡萝卜素　维生素A　夜盲症　非挥发性 (2)萃取　纸层析　(3)水蒸气蒸馏　去除水分
解析　(1)α­胡萝卜素、β­胡萝卜素、γ­胡萝卜素三类胡萝卜素中，β­胡萝卜素是最主要的成分，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维生素A，可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的夜盲症等。胡萝卜素是非挥发性物质。
(2)提取胡萝卜素常用萃取法，鉴定胡萝卜素常用纸层析法。
(3)茉莉花＋水用水蒸气蒸馏法提取后，可形成油水混合物，其中过程A表示水蒸气蒸馏，向粗提精油中加入无水硫酸钠可以除去其中多余的水分。
考向二　蛋白质的提取和分离
8．(2019·湖南怀化二模)近日，神经学家发现一种免疫蛋白——p2微球蛋白，这种蛋白除了具有免疫作用外，在患有阿兹海默症以及其他认知障碍疾病的病人体内浓度也较高。
(1)从血液中提取和分离p2微球蛋白，可以在进行了样品处理和粗分离的基础上，用凝胶色谱法进行进一步的纯化。进入色谱柱的相对分子质量不同的蛋白质按分子量不同先后洗脱下来，其中分子量大的蛋白质________(填“先”或“后”)洗脱出来。
(2)若用电泳法分离纯化p2微球蛋白，其原理是利用了分离样品中各种分子________的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现分离。
答案　(1)先　(2)带电性质
解析　(1)凝胶色谱法是依据相对分子质量的大小分离蛋白质。相对分子质量较大的蛋白质在凝胶颗粒外部移动，路程短、移动速度较快，先洗脱出来；相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶颗粒内部的通道，路程较长，移动速度较慢，后洗脱出来。
(2)电泳法是利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，由此将各种分子分离。
9．(2018·湖南长沙校级月考)如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题：


(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有__________功能。
(2)图甲所示装置中A是__________，B是__________。
(3)观察图乙，往色谱柱中加样的正确操作顺序是____________(用序号表示)。在进行④操作前，应该等样品______________，且要____________(填“打开”或“关闭”)下端出口。
(4)图丙所示装置中C是____________，其作用是______________________________________
___________________。用图丙所示装置分离血红蛋白时，待_____________________________时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集，图中试管序号表示收集的先后顺序，则理论上试管⑤中的蛋白质相对分子质量比试管②中的__________。
答案　(1)运输　(2)磷酸缓冲液　血红蛋白溶液 (3)②③④①　完全进入凝胶层　关闭　
(4)磷酸缓冲液　洗脱血红蛋白　红色的蛋白质接近色谱柱底端　小
解析　(1)红细胞中含有血红蛋白，血红蛋白可以运输氧气，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有运输功能。(2)图甲所示装置为透析装置，A是磷酸缓冲液，B是血红蛋白溶液。
(3)往色谱柱中加样的正确操作顺序是②③④①。在进行④操作前，应该等样品完全进入凝胶层，且要关闭下端出口。(4)图丙所示装置中C是磷酸缓冲液，其作用是洗脱血红蛋白。用图丙所示装置分离血红蛋白时，待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。用凝胶色谱法分离血红蛋白时，相对分子质量小的移动速度慢，洗脱出来的时间晚，因此试管⑤中的蛋白质相对分子质量比试管②中的小。

1．请回答下列有关酶应用的问题：
　
(1)制作果汁时，榨取的果汁常常较浑浊，黏度高，容易发生沉淀，因此人们利用果胶酶来解决上述问题，果胶酶的作用_______________________________________________________，
使榨取果汁变得更容易，也使浑浊的果汁变得澄清。果汁中的酶很难回收，不能被再次利用，生产成本较高；同时，反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。而利用__________技术可以做到酶的反复使用。酶是由细胞产生的，于是，人们设想把合成酶的细胞直接固定用于生产，该技术的优点是____________________________________________________________。
(2)如图一表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图中的X溶液为______________，其作用是______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
在制备海藻酸钠与酵母细胞的混合液时，应将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，才能加入已活化的酵母细胞，目的是防止____________________________________________________。
(3)为了探究某加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果的关系，某同学通过实验获得如图二所示的结果。由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是______%，本实验的自变量是_____________________________________________________________________________。
答案　(1)分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层　固定化酶　成本低，操作简单　(2)CaCl2溶液　使海藻酸钠形成凝胶珠　高温杀死酵母细胞　(3)0.6　碱性蛋白酶的含量
解析　(1)果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得容易，也使浑浊的果汁变得澄清。利用固定化酶技术可以使酶得到反复利用。固定化细胞技术的优点是成本低、操作简单，可催化一系列反应。(2)X溶液为CaCl2溶液，作用是使海藻酸钠形成凝胶珠。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后再加入已活化的酵母细胞，目的是防止高温杀死酵母细胞。(3)由题图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是0.6%，本实验的自变量是碱性蛋白酶的含量。
2．(2019·安徽宣城二调)蓝莓是一种营养价值非常高的水果，富含花青素。花青素是一种热敏性活性物质，不易挥发，易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂中，在pH小于3.0时比较稳定。研究表明花青素具有抗炎症、延缓衰老等作用，因此人们将蓝莓加工，制成了蓝莓汁、蓝莓酒、蓝莓醋等系列产品。请回答下列问题：
(1)从蓝莓中提取花青素不采用水蒸气蒸馏法的原因是_________________________________
_______________________________________________________________________________。
提取的花青素常作为食品添加剂，从安全角度考虑，以下方案最佳的是__________________。
①盐酸＋甲醇　②柠檬酸＋乙醇　③柠檬酸＋丙酮
(2)超临界流体萃取技术是目前先进的一种物理萃取技术。萃取剂在常压和室温下为气体，在温度、压力高于临界值时为流体。利用超临界CO2为溶剂，可将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。与传统有机溶剂萃取法相比，超临界流体萃取法有哪些优点？__________________
__________________________________________________________________(答出2点即可)。
(3)制作蓝莓汁时，为提高出汁率和澄清度，可向果汁中加入__________。酿造蓝莓酒时，若要实现酵母菌的反复利用，可进行__________________。为保证果酒发酵正常进行，需要严格控制的发酵条件有____________________________(答出2种即可)。
(4)蓝莓酒如果暴露在空气中，酒味会逐渐消失而散发出酸味，特别是炎热的夏天更是如此，其原因是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)花青素不易挥发，不能随水蒸气蒸馏出来，且高温会破坏花青素　②　(2)提取率高、无有害溶剂的残留、操作条件温和、对有效成分的破坏少、不燃烧、不污染环境等(答出2点即可)　(3)果胶酶　酵母细胞的固定化　温度和无氧　(4)醋酸菌是好氧菌，在较高温度下更有利于其生长繁殖，同时有氧条件抑制了酵母菌的无氧发酵
解析　(1)根据题意，花青素不能随水蒸气蒸馏出来，且会被高温破坏，故从蓝莓中提取花青素不采用水蒸气蒸馏法。甲醇和丙酮有毒性，故从安全角度考虑，最佳方案是②。
(2)根据题意，利用超临界CO2为溶剂，可将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。与传统有机溶剂萃取法相比，超临界流体萃取法的优点有：提取率高、无有害溶剂的残留、操作条件温和、对有效成分的破坏少、不燃烧、不污染环境等。
(3)制作蓝莓汁时，可向榨取的蓝莓汁中加入果胶酶，以破坏细胞壁和胞间层，提高出汁率和澄清度。酿造蓝莓酒时，若要实现酵母菌的反复利用，可进行酵母细胞的固定化。为保证酒精发酵正常进行，需要严格控制的发酵条件有温度和无氧。
(4)蓝莓酒如果暴露在空气中，酒味会逐渐消失而散发出酸味，特别是炎热的夏天更是如此，其原因是有氧条件抑制了酵母菌的无氧发酵，而醋酸菌是好氧菌，在较高温度下更有利于其生长繁殖。
3．红细胞中含有大量血红蛋白，红细胞的功能主要是由血红蛋白完成的，血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。根据材料回答下列问题：
(1)实验前取新鲜血液，要在采血器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。加入柠檬酸钠的目的是________________________________________________。
(2)同学甲利用琼脂糖凝胶电泳技术将得到的蛋白质进行分离，在电泳过程中，影响蛋白质迁移速率的因素包括蛋白质分子的________、________以及分子的形状等。
(3)图1、图2分别是同学甲、乙利用同一种样品分离得到的结果，则图2中与图1中蛋白质P对应的是________(填字母)。

答案　(1)防止血液凝固　(2)大小　带电性质　(3)c
解析　(1)加入柠檬酸钠的目的是防止血液凝固。(2)琼脂糖凝胶电泳时，影响蛋白质迁移速率的因素有蛋白质分子大小、带电性质及分子的形状等。(3)SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳装置是垂直的装置，此种电泳方法中电泳迁移率完全取决于蛋白质相对分子质量的大小，与电荷无关，加样在“－”极，通电后，样品蛋白质向“＋”极移动，相对分子质量较小的移动距离大，因此分析图1的电泳结果可知，P比N、M移向“＋”极的距离大，说明P的相对分子质量比较小，因此洗脱出来所用的时间比较长，对应图2中的c。