2024届人教版高考生物一轮复习生物技术在其他方面的应用作业含答案

这是一份2024届人教版高考生物一轮复习生物技术在其他方面的应用作业含答案，共12页。
专题22　生物技术在其他方面的应用
五年高考
考点1　酶的研究与应用
1.(2021全国甲,37,15分)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果(“+”越多表示去渍效果越好),实验结果见表。

加酶洗
衣粉A
加酶洗
衣粉B
加酶洗
衣粉C
无酶洗衣粉
(对照)
血渍
+++
+
+++
+
油渍
+
+++
+++
+
根据实验结果回答下列问题:
(1)加酶洗衣粉A中添加的酶是　　　　;加酶洗衣粉B中添加的酶是　　　　;加酶洗衣粉C中添加的酶是　　　　　　　　　　　　。 
(2)表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)相对于无酶洗衣粉,加酶洗衣粉去渍效果好的原因是　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)关于酶的应用,除上面提到的加酶洗衣粉外,固定化酶也在生产实践中得到应用,如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。固定化酶在生产实践中应用的优点是　　　　　　 　　　　　　　　　(答出1点即可)。 
答案　(1)蛋白酶　脂肪酶　蛋白酶和脂肪酶　(2)加酶洗衣粉A和C　洗衣粉中的蛋白酶可能会分解蚕丝织物中的蛋白质而损伤衣物　(3)酶可以将污渍中的大分子物质分解为小分子物质,使污渍易从衣物上脱落　(4)利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术　固定化酶能够反复利用,从而能降低成本
2.(2020全国Ⅲ,37,15分)水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题:
(1)制作果汁时,可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、　　　　　　　　　　　　(答出2种即可)。纤维素酶可以分解植物　　　　(填“细胞膜”或“细胞壁”)中的纤维素。 
(2)用果胶酶处理果泥时,为了提高出汁率,需要控制反应的温度,原因是　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)现有甲乙丙三种不同来源的果胶酶,某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常,酶活性的高低可用　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　来表示。 
(4)获得的果汁(如苹果汁)可以用来制作果酒或者果醋,制作果酒需要　　　　菌,这一过程中也需要O2,O2的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。制作果醋需要醋酸菌,醋酸菌属于　　　　(填“好氧”或“厌氧”)细菌。 
答案　(1)果胶分解酶、果胶酯酶　细胞壁　(2)温度对果胶酶活性有影响,在最适温度下酶活性最高,出汁率最高　(3)在一定条件下,单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量　(4)酵母　促进有氧呼吸,使酵母菌大量繁殖　好氧
考点2　特殊成分的提取与鉴定
1.(2023全国甲,37,15分)为了研究蛋白质的结构与功能,常需要从生物材料中分离纯化蛋白质。某同学用凝胶色谱法从某种生物材料中分离纯化得到了甲、乙、丙3种蛋白质,并对纯化得到的3种蛋白质进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,结果如图所示(“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极)。已知甲的相对分子质量是乙的2倍,且甲、乙均由一条肽链组成。回答下列问题。

(1)图中甲、乙、丙在进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳时,迁移的方向是　　　　(填“从上向下”或“从下向上”)。 
(2)图中丙在凝胶电泳时出现2个条带,其原因是　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)凝胶色谱法可以根据蛋白质　　　　　　　　　的差异来分离蛋白质。据图判断,甲、乙、丙3种蛋白质中最先从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是　　　　,最后从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是　　　。 
(4)假设甲、乙、丙为3种酶,为了减少保存过程中酶活性的损失,应在　　　　　　　(答出1点即可)条件下保存。 
答案　(1)从上向下　(2)丙蛋白质由两条肽链组成,SDS使丙解聚成单条肽链　(3)相对分子质量的大小　丙　乙　(4)低温
2.(2020全国Ⅱ,37,15分)研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3,并对其进行了研究。回答下列问题:
(1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时,既可检测淀粉的减少,检测应采用的试剂是　　　,也可采用斐林试剂检测　　　　的增加。 
(2)在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度,通常会在凝胶中添加SDS,SDS的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　。 
(3)本实验中,研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统,结果如图所示。某同学据图判断,缓冲系统的组分对酶活性有影响,其判断依据是　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)在制备A3的固定化酶时,一般不宜采用包埋法,原因是　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)碘液　还原糖(或答:葡萄糖)　(2)消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响　使蛋白质发生变性　(3)在pH相同时,不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同　(4)酶分子体积小,容易从包埋材料中漏出
3.(2022河北,23,15分)番茄灰霉病菌严重影响番茄生产,枯草芽孢杆菌可以产生对多种病原菌具有抑制作用的蛋白质。为探究枯草芽孢杆菌能否用于番茄灰霉病的生物防治,研究者设计了相关实验。
回答下列问题:
(1)检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用时,取适量　　　　　　　　菌液涂布于固体培养基上,将无菌滤纸片(直径5 mm)在　　　　　　　　菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心,数秒后取出滤纸片,培养皿倒置培养后测量　　　　　大小以判定抑菌效果。 
(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物,液体培养时应采用　　　　　(填“静置”或“摇床震(振)荡”)培养。培养过程中抽样检测活菌数量时,应采用　　　　　　　　　　(填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”),其原因是　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定枯草芽孢杆菌的抗菌蛋白分子量时,SDS的作用是　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)枯草芽孢杆菌长期保藏时,常以其　　　　　作为保藏对象。 
答案　(1)番茄灰霉病菌　枯草芽孢杆菌　抑菌圈　(2)摇床震(振)荡　稀释涂布平板法　用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个单菌落都来自一个活细胞,而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内　(3)利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、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　消除净电荷对迁移率的影响;使蛋白质发生完全变性　(4)菌液
三年模拟
非选择题
1.(2023四川达州二模,37)蓝莓果实中富含花青素等营养成分,如图是获取蓝莓花青素、蓝莓酒和蓝莓醋的流程。结合所学知识,回答下列问题:

(1)获取蓝莓果汁时加入果胶酶能将果胶分解成可溶性的　　　　　　,使浑浊的果汁变得澄清。 
(2)蓝莓花青素(在中性或碱性溶液中不稳定,在60 ℃以下热稳定性较好)的提取可用萃取法。考虑到色素提取液作为食品添加剂的安全性问题,在以下方案中,你认为最好的是　 　　　(填代号)。 
①清水+甲醇　②盐酸+乙醇　③柠檬酸+丙酮　④柠檬酸+乙醇
将含花青素的粗品经真空干燥(可使水的沸点降至40 ℃)制成成品,采用该方法的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)酿制蓝莓酒时,通常不需要对蓝莓进行严格的消毒处理,因为在　　　　　　的发酵液中,绝大多数微生物因无法适应该环境而受到抑制。在糖源　　　　(填“充足”或“缺少”)时,醋酸菌能将乙醇转变为醋酸。为鉴定果醋是否酿制成功,可取少量果酒发酵液和果醋发酵液,分别加入　　　　　,比较两者颜色的变化。 
答案　(1)半乳糖醛酸　(2)④　避免温度过高导致花青素分解　(3)缺氧、呈酸性　缺少　(酸性)重铬酸钾溶液
2.(2023四川遂宁模拟,37)苹果汁是人们喜欢的饮料,但未经处理的苹果汁在放置过程中会产生褐色物质。某果汁生产企业设计了如图所示的生产流程,所生产的苹果汁无色透明。回答下列问题:

(1)在果汁生产过程中,一般采用高温瞬时灭菌法(95 ℃~100 ℃、15 s),与高压蒸汽灭菌法相比,这种灭菌方法在条件控制方面的区别是　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点)。 
(2)苹果汁生产过程中,在“脱胶”时加入了适量的果胶酶,果胶酶能够提高果汁的出汁率和澄清度,原因是果胶酶能够　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在果汁生产中,除了酶和苹果的用量外,影响果汁产量的因素还有　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点)。 
(3)果胶酶并不只是一种酶,而是分解果胶的一类酶的总称,工业生产中若要分离出不同的果胶酶,可以采用凝胶色谱法,该方法分离蛋白质的基本原理是　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。为了提高果胶酶的重复使用率,降低生产成本,可以将果胶酶进行固定化,一般来说,酶固定化不适合采用的方法是　　　　。 
(4)将完成脱胶、过滤后得到的果汁,输入“吸附树脂柱”中,以一定流速通过树脂柱后,果汁颜色变浅甚至消失,据此推测,树脂的作用是　　　　　　　。果汁中有色物质含量的多少,可以通过比色法进行测定,该方法的基本思路是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)温度较低、时间较短　(2)将果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸,瓦解植物的细胞壁及胞间层　pH、温度、酶催化反应的时间　(3)相对分子质量不同的蛋白质分子在色谱柱中移动速度不同　包埋法　(4)吸附有色物质　将待测果汁的颜色与标准显色液进行比较,找出与标准液最相近的颜色,再通过计算获得果汁中色素的含量
3.(2023四川成都二模,37)多孔陶瓷因具有很高的比表面积(多孔固体物质单位质量所具有的表面积)和较强的吸附性,常作为酶和细胞固定化的载体。多孔陶瓷固定化酵母颗粒的制备过程如图所示。回答下列问题:

(1)将多孔陶瓷颗粒高温处理后,需要进行冷却处理,目的是　　　　　　　　　　　。步骤②是酵母菌的活化,活化是为了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,酵母菌活化的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)经步骤②活化后的酵母细胞,加入陶瓷颗粒后需要缓慢摇动30 min,目的是　　　 　　　　。与很多其他载体相比,同体积的多孔陶瓷往往能固定更多的活化酵母菌,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)与固定化酶技术相比,固定化细胞具有的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点)。若利用多孔陶瓷固定化酵母细胞进行酒精发酵,为了确保产品的产量与质量,发酵过程中应该控制的条件包括　　　　　　　　　　　　　　　　(答出三点)等。 
答案　(1)避免高温杀死酵母菌细胞　让处于休眠状态的酵母菌重新回到正常生活状态　取一定量的酵母菌,加入蒸馏水,搅拌混合均匀成糊状,放置1 h左右使之活化　(2)使其充分吸附酵母　多孔陶瓷具有很高的比表面积和较强的吸附性　(3)固定化细胞免去了细胞破碎、酶的提取和纯化过程;酶在细胞内的稳定性高;固定化细胞可固定一系列酶催化一系列反应(答出两点即可)　适宜的温度、适宜的酸碱度、发酵时间
4.(2022陕西宝鸡三模,37)利用生物技术提取生物有效成分的过程中,因它们的理化性质不同而采用的方法也不同。请利用教材知识回答:
(1)霉菌菌丝体生长迅速,能分泌β-胡萝卜素,要获取大量的β-胡萝卜素,需要对霉菌扩大培养后再收集菌丝进行干燥和　　　　　,然后加入　　　　(选“石油醚”“乙醇”“丙酮”)以提高萃取效率。 
(2)橘皮精油的提取材料是橘皮,但水中蒸馏时橘皮易　　　　,宜采用　　　　法提取橘皮精油。 
(3)薄荷精油与玫瑰精油化学性质相似,从薄荷中提取薄荷精油用水　　　　(“上”“中”或“气”)蒸馏法,分离的油层还有一定的水分,一般可以加入一些　　　　　,放置过夜,再过滤去除产生的固体。 
(4)提取绿叶中的光合色素常用的有机溶剂是　　　　　;提取马铃薯中过氧化氢酶时需要将马铃薯洗净、去皮、切块、　　　　、离心获取上清液,然后保存备用。 
答案　(1)粉碎　石油醚　(2)焦糊　压榨　(3)中　无水Na2SO4　(4)无水乙醇　研磨
5.(2023四川模拟预测三,37)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,在工业生产中具有重要价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如图所示。回答下列问题:

(1)用于培养产乳糖酶的微生物L的培养基在接种前需要通过　　　　　　　法进行灭菌。研究人员通常根据菌落的　　　　　　　　　　　　　　　　特征来初步区分不同种的微生物,统计菌落种类和数量时要每隔24 h观察统计一次,直到　　　　　 　　　　　。 
(2)为了得到产乳糖酶微生物L的单菌落,可用　　　　　　　　　　　　　　法将样本接种于固体培养基表面,经过选择培养、鉴别等步骤获得。对于需要长期保存的菌种,可以采用　　　　　的方法。 
(3)采用凝胶色谱法分离纯化其中的乳糖酶时,比乳糖酶相对分子质量大的蛋白质先被洗脱分离出来,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)工业生产中往往将乳糖酶固定在　　　　　(填“溶于水”或“不溶于水”)的载体上,将其装入反应柱后,需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱,以除去未吸附的乳糖酶。一般来说,酶不适合采用包埋法固定化,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)高压蒸汽灭菌　形状、大小、隆起程度和颜色等　各类菌落数目稳定　(2)稀释涂布平板法或平板划线　甘油管藏　(3)相对分子质量大的蛋白质不容易进入凝胶内部的通道,只能在凝胶外部移动,路程短,移动的速度快　(4)不溶于水　酶体积小,容易从包埋材料中漏出
6.(2022陕西汉中一模,37)鱼腥草又名折耳根,它既是野菜,也是一味中药,其有效成分主要是鱼腥草素。鱼腥草素难溶于水而易溶于乙醇,具有挥发性,与抗生素相比,其抗菌性能和抗病毒性能更加持久。如图是鱼腥草素的提取流程,请回答下列问题:

(1)乙醇属于　　　　(脂溶性/水溶性)有机溶剂,在萃取过程中萃取的效率主要取决于　　　　　　　　　　　　。 
(2)鱼腥草进行干燥时,要注意控制温度和时间,否则可能会导致　　　　　　　。上述流程在“乙醇提取”环节需要将鱼腥草与乙醇进行充分浸泡和振荡,振荡的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。“过滤浓缩”环节中浓缩的目的是　　　　　。 
(3)从鱼腥草素的化学性质来看,还可以用　　　　　　法进行提取,原因是　　 　　　　　　　　　　　　　　。用这种方法提取时,很多因素都会影响产品品质,如果要提高鱼腥草素的品质,可采用的措施是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　。 
答案　(1)水溶性　萃取剂的性质和使用量　(2)鱼腥草素分解　使原料和溶剂充分混合,提高萃取效率　除去乙醇　(3)水蒸气蒸馏　鱼腥草素难溶于水,具有挥发性(或鱼腥草素能随水蒸气一同蒸馏)　适当降低蒸馏温度(控制蒸馏温度不要太高),并延长蒸馏时间
7.(2022四川成都三模,37)辣椒是麻辣火锅底料的主要原料,辣椒素类物质是使辣椒具有辛辣感的主要天然化合物,其含量多少决定火锅底料的辣度。提取辣椒素时可以利用乙醇和石油醚等有机溶剂进行萃取。回答下列问题:
(1)提取辣椒素可利用乙醇和石油醚等有机溶剂进行萃取,原因是　　　　　　 　　　　　　。研究表明,使用石油醚作萃取剂,比用乙醇萃取得到的辣椒素纯度要高得多,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)萃取辣椒素时,除了萃取剂的种类和使用量,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点)等因素会明显影响萃取效率。为了促进辣椒细胞释放辣椒素,研究人员建议可以使用果胶酶处理粉碎后的辣椒,原理是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。 
(3)辣椒素类物质主要有辣椒素(C18H27NO3)和二氢辣椒素(C18H29NO3)两种,根据两种物质的化学式进行推测,分离辣椒素与二氢辣椒素时,　　　　(填“适合”或“不适合”)采用凝胶色谱法,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)科研人员利用“薄层层析法”(如图)将提取样液中的辣椒素类物质(含多种有色物质)进行分离,具体流程是“制备硅胶薄层板→薄层板上点样→层析缸中层析→观察有色斑点分布”。该方法分离辣椒素类物质的主要原理是　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案　(1)辣椒素易溶于有机溶剂　辣椒素与其他物质在石油醚中的溶解度差异较大,而在乙醇中溶解度差异较小　(2)原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间(答出两点即可)　果胶酶能分解果胶,破坏辣椒细胞的细胞壁及胞间层,从而促进辣椒素类物质的释放　(3)不适合　这两种物质的相对分子质量很接近,几乎无差别,在凝胶色谱柱中的移动速度无明显差别,因而利用凝胶色谱法无法将二者分离　(4)辣椒素类物质中不同种类的有色物质在层析液中的溶解度不同,表现出的扩散速率不同而实现分离
8.(2022四川西南汇联考,37)菠萝营养价值丰富,含有果糖、维生素和菠萝蛋白酶等物质,有清热解暑、生津止渴的功效,菠萝既可鲜食,又可加工成罐头、果汁等。在菠萝汁生产时加入果胶酶不仅能提高产量,还能改善果汁的口感。请回答下列有关问题:
(1)果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括果胶分解酶、果胶酯酶、　　　　　　　　等。科研人员从植物中提取到了甲、乙、丙、丁四种果胶酶的混合物,其分子大小和电荷的性质情况如图1所示,若用聚丙烯酰胺凝胶电泳法和凝胶色谱法分离混合物中的四种果胶酶,移动速度最快的分别是　　　　。在凝胶中加入SDS的作用是　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)若采用固定化酶技术,将果胶酶固定在如图2所示的反应柱中,可采用　　　 　　　　　 　　　　法将酶进行固定。使用固定化酶技术生产菠萝汁的优点是　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少答出两点)。 
(3)菠萝蛋白酶是由菠萝汁、皮等部分提取出来的蛋白质。在使用菠萝蛋白酶时,需要注意反应的温度、pH、反应时间等因素,若要探究该酶的最适温度,请写出相关的实验思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)多聚半乳糖醛酸酶　甲、丙　为了消除净电荷对迁移率的影响,使电泳迁移率完全取决于分子的大小;使蛋白质完全变性　(2)物理吸附法和化学结合　固定化酶可以重复利用,可降低生产成本;酶既能与反应物接触,又易与产物分离,可提高产物的品质　(3)设置一系列的温度梯度,其他条件相同且适宜,将蛋白质和菠萝蛋白酶分组,在各温度下分别保温后再混合(底物和酶分开保温,然后再混合),一段时间后,检测各组蛋白质的剩余量或者产物的生成量
9.(2023四川凉山彝族自治州二模,37)生物柴油是提炼自动植物油,可代替石化柴油的再生性燃料。是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径。如图是利用植物油和微生物产生的酶合成生物柴油示意图:

(1)可用萃取法提取植物油,萃取前需要将原料进行粉碎,其目的是　　　　 　　　　　　　　　,萃取效率主要取决于萃取剂的　　　　　　　。研究发现,萃取时用果胶酶处理可提高植物油的提取率,原因是　　　　　　　 　　　　　　　　　。 
(2)为筛选脂肪酶分泌型微生物,一般从　　　　(A.森林腐烂的树木　B.油脂厂排污口　C.酿酒厂的排污口)处获取样品,理由是　　　　　　　　　　。 
(3)筛选目的菌时可用　　　　　　法接种于培养基上。筛选出来的微生物还要进行酶活力等方面的检测,如果酶活力不高,可能通过　　　　　(答出一点即可)等育种技术改造成高酶活性菌株。 
(4)为降低生物柴油生产成本,可利用固定化细胞技术固定产脂肪酶的微生物,该过程应该在严格的　　　　条件下完成。 
答案　(1)使原料与萃取剂充分接触　性质和使用量　果胶酶可破坏细胞壁及胞间层　(2)B　该处环境富含油脂(或产脂肪酶的微生物大多分布在富含油脂的环境中)　(3)平板划线(或稀释涂布平板)　物理诱变(化学诱变、诱变育种、转基因技术等)　(4)无菌