- 果胶酶在果汁生产中的作用
- 共11题
请从以下2题中任选一题作答。
【生物－选修1：生物技术实践】（请回答37-39题）
生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。回答下列相关问题：
【生物－选修3：现代生物科技专题】（请回答40-42题）
在体内，人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链，此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原，进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后，产生A、B两条肽链，再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素。目前，利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题：
37.某同学用三种来源的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
38.现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0℃、5℃、10℃、40℃下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
39.某同学取5组试管（A～E）分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计＿＿＿（填“能”或“不能”）达到目的，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
40.人体内合成前胰岛素原的细胞是＿＿＿＿＿，合成胰高血糖素的细胞是＿＿＿＿＿。
41.可根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的＿＿＿＿＿序列，用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体。再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成＿＿＿＿＿的基因工程菌。
42.用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，则用该工程菌进行工业发酵时，应从＿＿＿＿＿中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。
正确答案
探究不同来源果胶酶的活性
解析
根据题意，用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较，可见实验的自变量是果胶酶的来源不同，因变量是果胶酶的活性，所以该实验目的是探究不同来源果胶酶的活性。
考查方向
解题思路
从题意可知，只有果胶酶的来源不同，其余均相同，所以实验是探究不同来源的果胶酶的活性。
易错点
注意果胶酶处理的出汁量如何计算。
正确答案
4组的温度设置不合适 各组的酶促反应受两个不同温度影响
解析
根据实验设计可知，该实验是探究果胶酶的最适温度，所以自变量是温度，因变量是果胶酶的活性，用出汁量进行衡量，出汁量越多则果胶酶活性越高。该实验方案中，温度应该在常温范围内设置系列温度梯度且梯度差值相等，所以4组的温度应分别设置为15℃、20℃、25℃、30℃；另外探究温度对酶活性的影响时，应保证酶促反应只能在设定的温度下进行，同一实验组的反应温度只能是一个，所以实验操作应该是将各组盛有果胶酶的试管与盛有果泥的试管分别在设定温度下处理一定时间后再将两只试管混合，才能保证实验在设定的温度下进行。
考查方向
解题思路
为探究最适温度，通常预实验确定大致范围，然后再设置一定梯度进行相关实验。
易错点
注意应先预实验确定大致温度范围。
正确答案
不能 E组加入蒸馏水而不是缓冲液违背了单一变量原则
解析
根据题意，本实验的自变量是果胶酶的量，因变量是出汁量，对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则，根据实验设置，通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，则E组应加入缓冲液而不是蒸馏水，使试管中液体体积与实验组相同，才符合实验设计应遵循的单一变量原则。
考查方向
解题思路
本实验自变量是果胶酶的用量，其余条件即无关变量相同且适宜，对照原则。
易错点
注意单一变量原则。
正确答案
胰岛B细胞 胰岛A细胞
解析
由题意可知，前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素，人体合成胰岛素的细胞是胰岛B细胞，所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛B细胞；合成胰高血糖素的细胞是胰岛A细胞。
考查方向
解题思路
胰岛A细胞分泌胰高血糖素，胰岛B细胞分泌胰岛素。
易错点
胰岛A、B细胞分泌的激素混淆。
正确答案
DNA 胰岛素原
解析
根据胰岛素原的氨基酸序列，可设计并合成编码胰岛素原的DNA序列（即目的基因）；用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成人胰岛素原的基因工程菌。
考查方向
解题思路
通常根据胰岛素原的氨基酸序列，推测出信使RNA上的碱基组成，再反转录形成DNA分子。
易错点
基因控制蛋白质合成，基因可以复制的，而信使RNA不能。
正确答案
菌体
解析
根据题意，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，所以用该工程菌进行工业发酵时，应从菌体中分离、纯化胰岛素原，经酶处理便可转变为胰岛素。
考查方向
解题思路
胰岛素原存在于菌体内，并没有分泌到培养液中。
易错点
分清胰岛素原处于的位置。
某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是
正确答案
解析
醋酸菌是嗜热菌，果醋发酵所需的最适温度较高，A错误；进行果酒、果醋发酵实验，要先进行隔绝空气果酒发酵，再供氧进行果醋发酵，B错误；人工接种菌种单一，自然发酵菌群丰富，风味及品质更好，C错误；适当加大接种量，让菌体快速形成优势菌群，可以抑制杂菌生长，提高发酵速率，D正确。
知识点
果胶酶是食品工业中的重要酶制剂，可以从植物组织中提取获得，也可以从激光诱变的黑曲霉高产菌株中提取获得。流程如下图。
（1）果汁加工中，加入果胶酶的主要作用是分解________中的果胶，使榨取果汁变得容易；同时使果汁变得澄清，是由于果胶分解成________。
（2）如果以葡萄为原料榨取果汁，经过高温灭菌、冷却后，再加入果胶酶进行处理，为了保持酶的催化活性和高效率，必要的条件是保持________，同时还必须做到施加的果胶酶________。
（3）产果胶酶的菌株一般可从腐烂的果蔬或果园泥土中分离，利用以________为唯一碳源的培养基筛选。在培养基上进行菌落培养时，样品稀释液的稀释度要足够高，是为了做到培养基上的菌落是________生长，这样有利于进行________。
（4）激光诱变选育果胶酶高产菌株时，应选取黑曲霉的________，制成一定浓度的悬液，进行激光辐射；然后再对悬液中的辐射对象进行________培养，以获得突变菌落。
（5）诱变得到的高产菌株生产的果胶酶，可耐93℃高温。据此，可利用该菌株提取________，用于PCR技术，以进行DNA扩增。
正确答案
（1）细胞壁和胞间层；可溶性的半乳糖醛酸
（2）适宜的温度和PH；适量
（3）果胶；单个；菌落计数
（4）成熟孢子；分离
（5）耐高温的DNA聚合酶
解析
略。
知识点
曲霉产生的纤维素酶和果胶酶被广泛地应用于果汁与果酒加工业，其操作流程如图所示。请回答下列问题：
（1）在分离与纯化曲霉时，需在培养基中加入_________为其生长提供仅有的碳源，并将培养基的pH调至_________（碱性/中性/酸性），按功能分该培养基属于_________。
（2）在微生物培养过程中，常用的接种方法是_________，在接种前后常采用_________法对接种工具进行灭菌。获得菌种后，可采用_________法对菌种进行长期保存。
（3）用电泳法纯化纤维素酶和果胶酶时，酶分子的_________越多、_________越小，其迁移速率越快。
（4）为更好地将纤维素酶和果胶酶用于果汁生产，需先检测_________；为了降低果汁生产成本和实现酶的多次利用，常采用_________法和物理吸附法将酶固定化。
（5）在果酒制作过程中，酵母菌能在_________的发酵液中生长繁殖，而多数其他微生物受到抑制。
正确答案
（1）纤维素；酸性；选择培养基
（2）平板划线法和稀释平板涂布法；灼烧法；低温冻存
（3）电荷数；分子量
（4）酶的活力；共价键结合法
（5）微酸性
解析
略。
知识点
请考生在30,31两题中任选一题作答，若多做按第一题计分。
30．【生物－选修1：生物技术实践】生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题：
（1）某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0℃、5℃、10℃、40℃下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有＿＿＿和＿＿＿＿。
（3）某同学取5组试管（A～E）分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计＿＿＿（填“能”或“不能”）达到目的，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
31．【生物－选修3：现代生物科技专题】在体内，人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链，此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原，进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后，产生A、B两条肽链，再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素。目前，利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题：
（1）人体内合成前胰岛素原的细胞是＿＿＿＿＿，合成胰高血糖素的细胞是＿＿＿＿＿。
（2）可根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的＿＿＿＿＿序列，用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体。再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成＿＿＿＿＿的基因工程菌。
（3）用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，则用该工程菌进行工业发酵时，应从＿＿＿＿＿中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。
正确答案
30.（1）探究不同来源果胶酶的活性
（2）4组的温度设置不合适 各组的酶促反应受两个不同温度影响
（3）不能 E组加入蒸馏水而不是缓冲液违背了单一变量原则
试题解析（1）根据题意，用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较，可见实验的自变量是果胶酶的来源不同，因变量是果胶酶的活性，所以该实验目的是探究不同来源果胶酶的活性。
（2）根据实验设计可知，该实验是探究果胶酶的最适温度，所以自变量是温度，因变量是果胶酶的活性，用出汁量进行衡量，出汁量越多则果胶酶活性越高。该实验方案中，温度应该在常温范围内设置系列温度梯度且梯度差值相等，所以4组的温度应分别设置为15℃、20℃、25℃、30℃；另外探究温度对酶活性的影响时，应保证酶促反应只能在设定的温度下进行，同一实验组的反应温度只能是一个，所以实验操作应该是将各组盛有果胶酶的试管与盛有果泥的试管分别在设定温度下处理一定时间后再将两只试管混合，才能保证实验在设定的温度下进行。
（3）根据题意，
31.（1）胰岛B细胞 胰岛A细胞
（2）DNA序列 胰岛素原
（3）菌体
试题解析：（1）由题意可知，前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素，人体合成胰岛素的细胞是胰岛B细胞，所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛B细胞；合成胰高血糖素的细胞是胰岛A细胞。
（2）根据胰岛素原的氨基酸序列，可设计并合成编码胰岛素原的DNA序列（即目的基因）；用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成人胰岛素原的基因工程菌。
（3）根据题意，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，所以用该工程菌进行工业发酵时，应从菌体中分离、纯化胰岛素原，经酶处理便可转变为胰岛素。
解析
解析已在路上飞奔，马上就到！
知识点
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