复习与测试教案2

选修一新增考点习题

一、非选择题

1．请分析回答下列有关生物技术实践的问题：

(1)发酵过程中会产生亚硝酸盐，亚硝酸盐在特定条件下会转变成致癌物___________，所以在发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量，以把握取食泡菜的最佳时机。检测亚硝酸盐含量的方法是______________________，在检测泡菜中亚硝酸盐含量的实验中，必须先制备已知浓度的___________，将显色反应后的样品与其进行比对。

(2)在生产高果糖浆的过程中若直接用固定化葡萄糖异构酶处理麦芽糖，能否得到高果糖浆? ___________，原因是_________________________________。

(3)加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质及羊毛衣料，其主要原因是___________。

(4)刚形成的凝胶珠需在CaCl2溶液中浸泡30min左右，目的是_____。

(5)血红蛋白提取和分离实验中，洗涤好的红细胞在___________和___________的作用下破裂，释放出血红蛋白。

【答案】亚硝胺

比色法

标准显色液

不能

葡萄糖异构酶具有专一性

丝质及羊毛衣料所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏（损伤）衣料

让凝胶珠形成稳定的结构

甲苯

蒸馏水

【解析】

【分析】

常用的灭菌方法：灼烧灭菌法、干热灭菌法和高压蒸汽灭菌法。

测定亚硝酸盐常用比色法。

【详解】

（1）亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红染料，将显色样品与已知浓度的标准显色液进行比色，即可大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。

（2）葡萄糖异构酶可以催化葡萄糖生成果糖，不能催化麦芽糖的水解，因为酶具有专一性。

（3）丝质及羊毛衣料所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏（损伤）衣料，故不能用加酶洗衣粉洗涤丝质及羊毛衣料。

（4）金属用具可以用灼烧灭菌法、干热灭菌法、高压蒸汽灭菌法。

（5）洗涤好的红细胞倒入烧杯中，加蒸馏水到原血液的体积，再加甲苯，经磁力搅拌器充分搅拌，红细胞会破裂，释放出血红蛋白。

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【点睛】

加酶洗衣粉常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶，在适宜的条件下可以发挥明显的洗涤效果，但丝质及羊毛衣料不能用加酶洗衣粉洗涤，避免破坏衣料。

2．泡菜制作简单，易于储存，开胃提神，醒酒去腻，老少适宜，是家喻户晓的一种佐餐菜肴。以下是有关泡菜制作的一些问题，请作答：

（1）制备泡菜的盐水中盐与清水的质量比约为_____________。在泡菜腌制过程中经常向坛口边缘的水槽中补充水分目的是提供___________环境。

（2）泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行_____________的过程，该过程发生在乳酸菌的_____________中。

（3）泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是由于__________的繁殖形成的。用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是________。

（4）发酵过程中会产生亚硝酸盐，亚硝酸盐在特定条件下会转变成致癌物___________，所以在发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量，以把握取食泡菜的最佳时机。检测亚硝酸盐含量的方法是______________________，在检测泡菜中亚硝酸盐含量的实验中，必须先制备已知浓度的___________，将显色反应后的样品与其进行比对。

【答案】1: 4

无氧

无氧呼吸

细胞质基质

产膜酵母

先增加后减少

亚硝胺

比色法

标准显色液

【解析】

【分析】

制作泡菜的实验原理：乳酸菌在无氧条件下，将糖分解为乳酸；为了抑制其它杂菌的繁殖，可以利用多种措施如：加盐、加白酒、加水密封等；制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为4：1，盐水要加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响；泡菜变质原因很多，如泡菜坛子密封不严，或盐的比例过低等。测定亚硝酸盐含量的原理：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测对比，可以大致估算出亚硝酸盐的含量。泡菜开始腌制时，坛内环境有利于硝酸盐还原菌等杂菌繁殖，促进硝酸盐还原为亚硝酸盐，随着腌制时间延长，乳酸菌产生的乳酸抑制了硝酸盐还原菌，亚硝酸盐含量又降低。

【详解】

（1）制备泡菜的盐水中盐与清水的质量比约为1∶4；在泡菜腌制过程中向坛口边缘的水槽中补充水分目的是隔绝空气，提供乳酸菌发酵的无氧环境。

（2）泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行无氧呼吸的过程，该过程发生在试卷第2页，总22页

乳酸菌的细胞质基质中。

（3）泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是由于产膜酵母的繁殖形成的。用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是先增加后减少。

（4）发酵过程中会产生亚硝酸盐，亚硝酸盐在特定条件下会转变成致癌物亚硝胺，所以在发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量，以把握取食泡菜的最佳时机。检测亚硝酸盐含量的方法是比色法，在检测泡菜中亚硝酸盐含量的实验中，必须先制备已知浓度的标准显色液，将显色反应后的样品与其进行比对。

【点睛】

本题考查泡菜的制作，对于此类试题，需要学生注意的细节较多，如实验的原理、实验步骤、实验现象等，需要学生在平时的学习过程中注意积累。

3．泡菜是我国传统的发酵食品之一，深受群众喜爱，但是泡菜中的亚硝酸盐危害人体健康。某兴趣小组欲制作泡菜并检测泡菜中的亚硝酸盐含量，请回答下列问题：

（1）腌制泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是__________________________________。泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有_____________________________（写出三项）。

（2）泡菜发酵过程中，对亚硝酸盐的测定可用比色法，因为在盐酸酸化的条件下，亚硝酸盐与____________________发生重氮化反应后，与N—1—萘基乙二胺盐酸盐结合形成______________色化合物。

（3）泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜形成的原因是_____________________________。

（4）在腌制过程中，坛中溶液量会增加，原因是________________________ 。

从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是____________________________。

【答案】乳酸菌是厌氧菌，用水密封隔绝空气，为乳酸菌提供无氧环境

腌制时间、温度、食盐用量

对氨基苯磺酸

玫瑰红

产膜酵母繁殖

外界溶液浓度过高使细胞渗透失水

乳酸菌数量增加，杂菌数量减少

【解析】

【分析】

泡菜制作的原理是乳酸菌发酵，制作的流程是原料的休整、洗涤、晾晒、切分等加工过程+泡菜盐水→加入调味料装坛→发酵→成品。

由于在泡菜制作过程中，微生物会将原料中的硝酸盐还原形成亚硝酸盐，因此在发酵初期亚硝酸盐含量会逐渐升高，发酵后期亚硝酸盐又会被某些微生物氧化成硝酸盐，亚硝酸盐含量又会逐渐下降，因此在泡菜制试卷第3页，总22页

作过程中要检测亚硝酸盐的含量，确定合适的取食时间。

【详解】

（1）乳酸菌为严格的厌氧菌，故制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是隔绝空气，形成无氧环境，有利于乳酸菌的发酵。在泡菜的制作过程中，影响亚硝酸盐含量的因素有温度、食盐用量、腌制时间等。

（2）亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐反应呈现玫瑰红色，因此制作不同浓度的亚硝酸盐溶液制成标准显色液，再与泡菜溶液的显色情况进行比较从而确定泡菜中亚硝酸盐的含量。

（3）在泡菜制作过程中，泡菜发酵液的营养丰富，其表面往往含有适量的氧气，适合酵母菌生长繁殖，产膜酵母生长繁殖会在泡菜坛液面的形成一层白膜。

（4）在泡菜腌制的初期，由于周围溶液的浓度大于细胞液的浓度，使细胞内的水分外渗，导致坛中溶液的量增加，由于乳酸菌比杂菌更为耐酸，所以在酸性环境中，乳酸菌能够正常地增殖，而其他杂菌繁殖将受到抑制，所以在此过程中，乳酸菌数量增多，杂菌数量减少。

【点睛】

本题的知识点是泡菜制作的原理、方法和泡菜制作过程中的失败原因的分析，旨在考查学生对泡菜制作过程的理解和熟练识记，并应用相关知识分析、解决问题的能力．

4．随着生物科学的发展，酶已经走出实验室，进入人们的生产和生活，根据下列相关酶的叙述和应用，回答有关问题：

（1）食品种类多，酸碱度范围广，生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白质，查阅相关文献，得知：pH对不同蛋白酶的活力影响有差异，据图一可知，______更适宜作为食品添加剂，理由是______。蛋白酶的活力可用______的量来表示。工业生产木瓜汁时，常常利用果胶酶能将细胞壁中主要成分分解为_________________来破除细胞壁以提高出汁率。

（2）图二是表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图三是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，据图回答：

①图二中X溶液为________，其作用是使________。

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②图三发酵过程中搅拌的目的是_______。

③用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意______加热。溶化好的海藻酸钠溶液应_________后，再与已活化的酵母细胞充分混合。如果海藻酸钠溶液浓度过低，会导致_________，使固定效果大大降低。

【答案】木瓜蛋白酶

由图可以看出，木瓜蛋白酶的活性不随pH的变化而变化

单位时间内底物消耗（产物产生）

β-半乳糖醛酸

CaCl2溶液

海藻酸钠形成凝胶珠

使培养液与酵母菌充分接触

用小火（或间断）

冷却至室温

酵母细胞从颗粒中漏出

【解析】

【分析】

据图分析，图一中三种酶在不同的pH中变化不同，其中胃蛋白酶和胰蛋白酶的活力都先增加后降低，而木瓜蛋白酶的活力没有发生变化。图二是将海藻酸钠与酵母菌混合液注射到氯化钙的过程，因此图中X表示氯化钙溶液；图三表示固定化酵母细胞发酵的过程，搅拌可以使得发酵液与固定化酵母细胞充分接触，提高反应速率。

【详解】

（1）据图一分析可知，木瓜蛋白酶的活性不随pH的变化而变化，说明木瓜蛋白酶更适宜作为食品添加剂；蛋白酶的活力可用单位时间内底物消耗的量来表示；工业生产木瓜汁时，常常利用果胶酶将细胞壁中主要成分分解为β-半乳糖醛酸，进而破除细胞壁以提高出汁率。

（2）①根据以上分析已知，图二中X溶液为CaCl2溶液，其可以使海藻酸钠形成凝胶珠。

②图三发酵过程中，搅拌的目的是使培养液与酵母菌充分接触。

③用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用小火（或间断）加热，以防止焦糊；为了防止温度过高杀死酵母菌，溶化好的海藻酸钠溶液应冷却至室温后，再与已活化的酵母细胞充分混合；如果海藻酸钠溶液浓度过低，会导致酵母细胞从颗粒中漏出，使固定效果大大降低。

【点睛】

解答本题的关键是掌握影响酶活性的因素和固定化酵母细胞的实验的相关知识点，能够判断图一中三种酶的活力随着pH的增加而发生的变化，并能够判断图二中X溶液的种类和作用以及图三中搅拌的功能。

5．根据所学知识填空

（1）果胶是植物_____________和____________的主要组成成分之一。

（2）在果汁加工中，果胶的存在易导致_______________________

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________________酶、__________酶和___________（3）果胶酶是一类酶的总称，包括：酶。在植物细胞工程中果胶酶的作用是与纤维素酶一起除去植物细胞的细胞壁

。

（4）影响酶活性的因素有：________、________、__________和_________等。

（5）加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是__________________和_____________。

（6）加酶洗衣粉可以降低_________________和________________的用量，使洗涤剂朝_____________的方向发展，减少对环境的污染。

【答案】细胞壁

胞间层

果汁出汁率低，果汁浑浊

多聚半乳糖醛酸

果胶分解

果胶酯

温度

PH

激活剂

抑制剂

碱性蛋白酶

碱性脂肪酶

表面活性剂

三聚磷酸钠

低磷无磷

【解析】

【分析】

果胶酶在果汁生产中的作用的实验原理：果胶是植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。

【详解】

（1）果胶是植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。

（2）在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。

（3）果胶酶并不特指某一种酶，而是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。在植物细胞工程中果胶酶与纤维素酶一起除去植物细胞的细胞壁。

（4）影响酶活性的因素有：温度、pH、激活剂和抑制剂等。

（5）加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹容易从衣物上脱落。同样的道理，脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。

（6）加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷无磷的方向发展，减少对环境的污染。

【点睛】

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理解“果胶酶在果汁生产中的作用”和“探讨加酶洗衣粉的洗涤效果”两个实验中使用的酶和其作用，及影响酶活性的因素是解答本题的关键。

6．加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，可以水解掉衣物中的蛋白质等有机污渍。请回答下列问题：

（1）洗衣粉中的酶制剂里含有的酶主要是_______________________________（列举两类），构成这些酶的基本单位是____________。

（2）由上图可知，该实验的目的是探究__________________________________________。

50℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是_______%。

（3）下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的有关记录。

盆编号

１

２

３

４

①该实验设计体现了实验设计的_____________________原则。

②若实验组1号洗净所需时间接近7分钟，最可能的原因是_______________。

（4）下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有____________。

①棉织品

②毛织品

③腈纶织品

④蚕丝织品

（5）根据以上实验结果，写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施_________________________________________________________。

【答案】碱性蛋白酶和碱性脂肪酶氨基酸温度、碱性蛋白酶的含量对去污力的影响0.6对照、单一变量酶失活②④用温水洗涤、适当增加洗衣粉的用量等

【解析】

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洗涤物(等量)

油污布

油污布

油污布

油污布

洗涤温度

45 ℃

45 ℃

5 ℃

5 ℃

洗衣粉(等量)

加酶

普通

加酶

普通

水量

2 L

2 L

2 L

2 L

洗净所需时间

4 min

7 min

9 min

8 min

【分析】

酶的特性主要有四点：1、酶具有高效率的催化能力；

2、酶具有专一性；（每一种酶只能催化一种或一类化学反应）；3、酶在生物体内参与每一次反应后，它本身的性质和数量都不会发生改变（与催化剂相似）；4、酶的作用条件较温和，高温可使酶失活。据此解答。

【详解】

（1）加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂主要有碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。其中碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹从衣物上脱落。脂肪酶将大分子的脂肪水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。这些酶的化学本质是蛋白质，其基本组成单位是氨基酸。

（2）由图推知，该实验的目的是探究温度、碱性蛋白酶含量对加酶洗衣粉去污力的影响。50℃时，当该碱性蛋白酶含量达到0.6%及以上时，该加酶洗衣粉去污力变化不大，即其最适含量是0.6%。

（3）①根据表格内容可知，该实验设计主要体现了实验设计的对照、单一变量原则。

②若1号实验组洗净油污布所需时间接近7min，与普通洗衣粉的洗涤时间相同，则最可能的原因是酶已经失活。

（4）②毛织品、④蚕丝织品主要成分是蛋白质，能被蛋白酶催化分解，故不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤。故选：②④。

（5）根据实验结果可知，用温水浸泡提高酶的活性，延长浸泡时间增加酶的催化时间，增加酶的用量可提高酶的催化效率，这些措施均可提高加酶洗衣粉的洗涤效果。

【点睛】

本题考查探究实验、酶的相关知识，意在考查考生分析题图获取有效信息的能力；能理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力。

7．某化工厂生产的一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明：

成分：含碱性蛋白酶等。

用法：洗涤前先将衣物浸于洗衣粉溶液内一段时间，使用温水效果更佳。

注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。

某研究性学习小组为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，设计了如下装置进行实验，并将结果用下列曲线图A、B表示。

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请回答以下问题：

（1）由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为___________________。

（2）在0℃和75℃时，酶的催化效率基本都为零，但当温度再度回到45℃时，后者酶的催化能力已不能恢复，这是因为_________________。

（3）在实验过程中可通过直接测定___________________（指标）来表示该洗衣粉中酶的催化效率。

（4）目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的。某洗涤公司为降低生产成本研制出了一种能多次重复使用加酶洗衣粉的设备，他们将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，经过简单处理，这些酶还可以多次重复利用，利用这种方法制成的酶叫___________________。

【答案】

45℃

高温条件下酶的结构已遭破坏（或酶的活性已丧失）

胶片上蛋白膜存在时间的长短

固定化酶

【解析】（1）A图显示：该加酶洗衣粉在0～45℃范围内，45℃时催化效率最高；B图显示：该加酶洗衣粉在45～75℃范围内，45℃时加酶洗衣粉催化效率最高。可见，使用该加酶洗衣粉的最适温度是45℃。

（2）高温条件下酶的结构会发生不可逆的破坏，即使再回到最适温度，酶的活性也不能恢复。

（3）胶片上蛋白膜在蛋白酶的催化下水解，其存在时间的长短反映了酶的催化效率，因此在实验过程中可通过直接测定胶片上蛋白膜存在时间的长短来表示该洗衣粉中酶的催化效率。

（4）将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，酶可被多次重复利用，利用这种方法制成的酶叫固定化酶。

8．东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。如图显示的是部分研究结果(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量)，请分析回答下列问题：

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（1）海藻酸钠是常用的包埋剂，在溶解海藻酸钠时最好采用_________加热；刚形成的凝胶珠需在CaCl2溶液中浸泡30min左右，目的是_____。

（2）下列所示的酶固定化技术中属于包埋法的是____________（填序号）。

（3）从对温度变化的适应性和应用范围的角度分析，图甲所示结果可以得出的结论是_______________。

（4）图乙曲线所示的实验目的是探究________。

【答案】小火或间断

让凝胶珠形成稳定的结构

③④

固定化酶对温度变化的适应性更强且应用范围更广

海藻酸钠溶液浓度对酶活力的影响

【解析】

【分析】

据图分析，图甲显示了在实验温度范围内，不同的温度条件下固定化酶的活力都大于游离酶，说明固定化酶比游离酶对温度变化适应性更强且应用范围较广。图乙曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低原因是海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足。

【详解】

（1）在溶解海藻酸钠时最好采用小火或间断加热，以防止焦糊；为了让凝胶珠形成稳定的结构，需要将刚形成的凝胶珠需在 CaCl2溶液中浸泡 30min 左右。

（2）据图分析，图中①为物理吸附法；②为化学结合法；③④是将酶包埋于网格或胶囊中，都属于包埋法。

（3）根据以上分析已知，从对温度变化的适应性和应用范围的角度分析，甲图说明固定化酶对温度变化的适应性更强且应用范围更广。

（4）图乙曲线的横坐标为海藻酸钠的浓度，因变量是酶活力，因此该实验的目的是探究海藻酸钠溶液浓度对酶活力的影响。

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【点睛】

解答本题的关键是掌握固定化酶的相关知识点，能够根据甲图分析固定化酶和游离酶受温度影响的变化情况并得出相应的结论，还要能够根据图乙判断酶活力最高时对应的海藻酸钠浓度。

9．根据材料回答下列有关问题：

Ⅰ.某大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠来包埋小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果

(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶的活性和酶的数量)。

⑴从如图可以看出：固定化小麦酯酶比游离的小麦酯酶对温度变化的适应性更_____。

⑵从如图可以看出：海藻酸钠浓度为3%时的小麦酯酶活力最强。当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因是_____________________________。

Ⅱ.制备固定化酵母细胞的过程如下：

⑴活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复___________________状态。

⑵影响此实验成败的关键步骤是配制海藻酸钠溶液，此步的操作应采用_______,以防止发生焦糊现象。

⑶海藻酸钠溶液必须冷却至室温后才能和酵母混合，原因是___________________。

⑷刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是________________。

⑸如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，则说明海藻酸钠浓度_________(过低/过高)。

⑹此固定酵母细胞的方法是________法,固定化酵母细胞的优点是_______________。

⑺制备固定化酶则不宜用此方法，原因是________________________。

【答案】强

酶的数量不足

正常生活

小火间断加热的方法

高温导致酵母菌细胞死亡

使凝胶珠形成稳定的结构

过低

包埋法

可以重复使用

酶分子很小，容易从包埋的材料中漏出

【解析】

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【分析】

由题意和图示呈现的信息可知，该题考查学生对固定化酶、固定化酵母细胞等相关知识的识记和理解能力，以及获取信息、分析问题的能力。

【详解】

Ⅰ(1)

由图1可知，当温度变化时，游离酶的酶活力比固定化酶变化明显，说明固定化小麦酯酶比游离的小麦酯酶对温度变化的适应性更强。

(2)

图2曲线表明：海藻酸钠浓度为3%时的小麦酯酶活力最强。当海藻酸钠浓度较低时，包埋不紧密，酶分子容易漏出，导致包埋的酶的数量不足，因此酶活力较低。

Ⅱ(1)

活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。

(2)

在配制海藻酸钠溶液时，应采用小火间断加热的方式溶化海藻酸钠，以防止发生焦糊现象。

(3)

在海藻酸钠溶液和酵母细胞混合时，不能将活化的酵母细胞迅速加入到刚配制成的海藻酸钠溶液中，这样会因高温导致酵母细胞死亡，而应将完全溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入酵母细胞。

(4)

刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右的目的是：使凝胶珠形成稳定的结构。

(5)

制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，说明海藻酸钠浓度过低. (6)

图示过程固定酵母细胞的方法为包埋法。固定化酵母细胞的优点是：可以重复使用。

(7) 由于酶分子很小，容易从包埋的材料中漏出，所以不宜采用包埋法制备固定化酶。

【点睛】

理清固定化酶与固定化细胞的含义及其方法与优点、用包埋法制备固定化酵母细胞的实验流程及注意事项等相关知识。在此基础上，从题意和制备固定化酵母细胞流程图中提取有效信息，明确图1和图2的横、纵坐标的含义，对比分析图1和图2中曲线的变化趋势及导致图1中的2条曲线出现变化的原因，进而对相关问题进行解答。

10．回答下列与固定化酶和固定化细胞有关的问题：

（1）利用固定化酶技术生产高果糖浆时，需要使用_______酶，它能持续稳定地将葡萄糖转化为果糖。

（2）固定化细胞时，通常采用__________（填“包埋法”或“化学结合法”或“物理吸附法"）；与固定化酶相比固定化细胞的优势在于_______________（答两点即可）。

（3）制备固定化酵母细胞时，需要将休眠状态的干酵母加入________，用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混合均匀，成糊状，放置一定的时间，使其________，此时酵母菌的细胞体积会变大。

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（4）固定化酵母细胞使用海藻酸钠作载体时，溶化后的海藻酸钠溶液需要经__________，才可加入酵母细胞混合均匀。在制作凝胶珠时应缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的__________溶液中，并观察液滴在溶液中形成凝胶珠的情形。如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母菌细胞数目会偏____________。

【答案】葡萄糖异构酶

包埋法

酶在细胞内的稳定性高，完整细胞固定化后酶的活性损失少；固定化细胞制备的成本比固定化酶低

蒸馏水

活化

冷却至室温

CaCL2

少

【解析】

【分析】

固定化酶和固定化细胞是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。细胞个大，多采用包埋法固定化；酶分子很小，更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化。

【详解】

（1）高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖。

（2）因为细胞个大，酶分子较小，个大的细胞难以被吸附或结合，个小的酶容易从包埋材料中漏出，所以固定细胞常用包埋法，而固定酶则常用化学结合法或物理吸附法。与固定化酶相比固定化细胞的优势在于：免去了破碎细胞提取酶的手续；酶在细胞内的稳定性高，完整细胞固定化后酶的活性损失少；固定化细胞制备的成本比固定化酶低。

（3）制备固定化酵母细胞时，需要将休眠状态的干酵母加入蒸馏水中，用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混合均匀，成糊状，放置一定的时间，使其活化，即由休眠状态重新恢复正常的生活状态。

（4）加热溶解海藻酸钠时需注意用小火间断加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后，才能和酵母混合均匀，以免使酵母菌失去活性。在制作凝胶珠时应缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl溶液中，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠。如果海藻酸钠溶液浓度过低，则制得的凝胶珠颜色偏浅，固定的酵母菌数目偏少。

【点睛】

本题考查细胞固定化技术的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。

11．下面是某同学所做的生啤酒酿造实验,请根据其实验过程,回答相关的问题:

实验原理:

利用固定化啤酒酵母分解麦芽汁,生成啤酒。

试卷第13页，总22页

实验步骤:

第一步:啤酒酵母细胞活化。取1 g干酵母,放入50 mL的小烧杯中,加蒸馏水10 mL,用玻璃棒搅拌均匀,放置一小时,使其活化。

第二步:配制海藻酸钠溶液。取0.7 g海藻酸钠,放入另一只50 mL的小烧杯中,加蒸馏水10 mL,用酒精灯加热,并搅拌,直至溶化,用蒸馏水定容至10 mL,加热时,注意火候。

第三步:海藻酸钠与啤酒酵母细胞混合。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入活化的酵母细胞,充分搅拌均匀。

第四步:用注射器以恒定的速度将上述混合液滴加到0.05 mol/L的CaCl2溶液中,制成凝胶珠。

第五步:倒去CaCl2溶液,加无菌水洗涤三次后,将凝胶珠放入500 mL三角瓶中,加入300 mL麦芽汁溶液,置于25 ℃下封口,发酵五天后,倒出发酵后的麦芽汁即为啤酒。

（1）啤酒酵母细胞活化的作用是_______________;第二步中注意火候指的是___________;第三步中为什么要等海藻酸钠溶液冷却至室温,再加入活化的酵母细胞?____________________。

（2）凝胶珠的组成是海藻酸钠与______;海藻酸钠的主要作用是_______________。

（3）上述固定化细胞的方法称为______,正常情况下,形成的凝胶珠颜色为____色。

（4）要想反复使用固定化啤酒酵母细胞,实验过程要在严格的____条件下进行。

【答案】让休眠状态的啤酒酵母恢复到生活状态

用小火或间断加热,反复几次

防止高温杀死啤酒酵母

啤酒酵母细胞

固定啤酒酵母细胞

包埋法

浅黄

无菌

【解析】

【分析】

固定化细胞的相关知识点，制作过程中的注意事项：（1）酵母细胞的活化．（2）配置氯化钙溶液：要用蒸馏水配置．（3）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊．（4）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡．（5）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入．

【详解】

（1）活化啤酒酵母细胞的作用是让休眠状态的啤酒酵母恢复到生活状态；第二步中注意火候指的是用小火或间断加热法处理,反复几次，以防止海藻酸钠溶液焦糊；第三步中为防止高温杀死啤酒酵母，要等海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入活化的酵母细胞。

（2）凝胶珠的组成是海藻酸钠与啤酒酵母细胞。海藻酸钠的主要作用是固定啤酒酵母细胞。

试卷第14页，总22页

（3）上述固定化细胞的方法称为包埋法，形成的凝胶珠颜色为浅黄色。

（4）要想反复使用固定化啤酒酵母细胞，实验过程要在严格的无菌条件下进行。

【点睛】

本题考查酵母细胞固定化的相关知识，本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识，要求考生识记固定技术，掌握固定化细胞的具体步骤及其中的细节，能结合所学的知识准确答题．

12．成都七中的生物兴趣小组在寒假以“蛋白质的提取和分离”和“泡菜中亚硝酸盐含量的测定”为课题进行了研究性学习。分析并回答以下问题：

(1)样品处理中红细胞的洗涤要用____反复冲洗、离心。影响红细胞洗涤效果的因素包括___________。

(2)血红蛋白粗分离阶段,透析的目的是_______,若要尽快达到理想的透析效果,可以________(写出一种方法)。

(3)蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的迁移率主要取决于__________因素。

(4)装填凝胶色谱柱时,要注意色谱柱内不能有气泡存在,一旦发现气泡必须重装。这是因为__________。

(5)亚硝酸盐的定量测定可以用______法,在制备样品处理液过程中加入氢氧化铝乳液的作用是___________。

【答案】生理盐水

洗涤次数、离心时间和离心速度

除去小分子杂质分

增加缓冲液的量或及时更换缓冲液

净电荷的多少和分子的大小

气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果

比色

除去滤液中的色素，使滤液变得无色透明

【解析】

【分析】

蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。在样品处理时，红细胞的洗涤要用生理盐水反复冲洗、离心，洗涤的目的是去除杂蛋白，以利于后续步骤的分离纯化。血红蛋白粗分离的目的是通过透析法去除血红蛋白溶液中相对分子质量较小的杂质；若要尽快达到理想的透析效果，可以采用的方法是加大缓冲液的量或及时更换缓冲液。电泳利用了待分离样品中各种分子的带电性质以及分子大小、形状等的差异，在电泳过程中会产生不同的迁移速度，从而实现各种分子的分离。凝胶色谱法分离蛋白质的原理：凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质的有效方法，相对分子质量小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程长，移动的速度慢，相对分子质量大的蛋白质不容易进入凝胶内部的通道，路程短，移动的速度快，因此相对分子质试卷第15页，总22页

量不同的蛋白质得以分离，在装填凝胶色谱柱时，凝胶装填在色谱柱内要均匀，不能有气泡存在，因为气泡会影响蛋白质洗脱的次序。测定亚硝酸盐含量的实验中，亚硝酸盐的定量测定可以用光电比色法，制备样品处理液时加入氢氧化铝的目的是使滤液色素脱色。

【详解】

（1）样品处理中红细胞的洗涤要用生理盐水反复冲洗、离心。影响红细胞洗涤效果的因素包括洗涤次数、离心时间和离心速度。

（2）血红蛋白粗分离阶段，透析的目的是除去小分子杂质分，若要尽快达到理想的透析效果，可以增加缓冲液的量或及时更换缓冲液。

（3）蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的迁移率主要取决于净电荷的多少和分子的大小因素。

（4）由于气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果，因此色谱柱内不能有气泡存在，一旦发现气泡必须重装。

（5）亚硝酸盐的定量测定可以用比色法，在制备样品处理液过程中加入氢氧化铝乳液的作用是除去滤液中的色素，使滤液变得无色透明。

【点睛】

本题考查蛋白质的提取和分离、亚硝酸盐的测定，对于此类试题，需要学生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的试剂及试剂作用、实验方法等，需要学生在平时的学习过程中注意积累。

13．请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答下列问题：

（1）将实验流程按先后顺序补充完整：_______________、_______________。

（2）凝胶色谱法的基本原理是根据_______________________分离蛋白质。

（3）洗涤红细胞的目的是去除______________,洗涤干净的标志是_____________________。为防止血液凝固，在采血容器中通常要预先加入____________（抗凝剂）。

（4）下图是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品加入过程的示意图,正确的加样顺序是________。

试卷第16页，总22页

（5）在装填色谱柱时不能有气泡存在，因为_________________________________________，降低分离效果。如果______________________________，说明色谱柱制作成功。

【答案】血红蛋白的释放

凝胶色谱柱的装填

相对分子质量的大小

杂蛋白

离心后的上清液不再呈现黄色

柠檬酸钠

④①②③

气泡（或血浆蛋白）会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序

红色区带均匀一致地移动

【解析】

【分析】

本题以图文结合为情境，考查学生对血红蛋白的提取和分离的相关知识的识记和理解能力，以及识图分析能力。

【详解】

(1)

血红蛋白的提取和分离流程为：红细胞的洗涤→血红蛋白的释放→分离血红蛋白溶液→透析→凝胶色谱柱的制作→凝胶色谱柱的装填→样品的加入和洗脱。可见，A表示血红蛋白的释放，B表示凝胶色谱柱的装填。

(2)

凝胶色谱法的基本原理是：根据相对分子质量的大小分离蛋白质。

(3)

洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，以利于后续步骤的分离纯化。洗涤干净的标志是离心后的上清液不再呈现黄色。为防止血液凝固，在采血容器中要预先加入抗凝血剂柠檬酸钠，其比例是每100 mL血液加入3.0 g柠檬酸钠。

(4)

加样顺序是调整缓冲液面、滴加透析样品、样品渗入凝胶床、再调整缓冲液面，即④①②③。

(5)

由于气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果，所以在装填凝胶色谱柱时，不得有气泡产生。在蛋白质分离过程中，如果红色区带均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。

【点睛】

理清血红蛋白的提取和分离的实验原理、样品处理和凝胶色谱操作的流程及其注意事项等相关知识。在此基础上，以图示中的“箭头指向和文字信息”为切入点，从中把握所蕴含的生物学信息，进而对相关题情境进行分析解答。

14．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。请结合酶在食试卷第17页，总22页

品、医药方面的应用来回答问题：

（1）腐乳又称豆腐乳，是中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，将豆腐中的蛋白质和脂肪分解为小分子物质。

（2）酶提取和分离原理：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。

“探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”实验的自变量为____________________。

（3）（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】毛霉

蛋白酶和脂肪酶

凝胶色谱

电泳（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）

温度（或不同温度、系列温度梯度）

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溶液中发挥作用（或若嚼碎服用，肠溶衣包裹的酶释放后会在酸性的胃液中失活，无法发挥作用）

【解析】

【分析】

1、腐乳的生产是利用毛霉产生的蛋白酶和脂肪酶将豆腐中的蛋白质和脂肪分解成小分子物质。洗衣粉中加入酶制剂可提高洗涤效果，多酶片中含多种消化酶可以帮助消化。

2、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。

3、酶的活性受温度、PH等因素的影响。

【详解】

（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的原理：是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质的，相对分子质量大的蛋白质先洗脱，从而达到分离的目的；而电泳法的原理：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、性状不同，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）有实验题目“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。实验时需要设置不同温度，比较不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果。

试卷第18页，总22页

（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。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溶液中发挥作用，而嚼碎服用时，肠溶衣包裹的酶释放会后在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。

【点睛】

凝胶色谱法和电泳法都是分离蛋白质的重要方法，只是凝胶色谱法和电泳法的原理不同，凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质的，而电泳法是根据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、性状不同，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。

15．红细胞含有大量的血红蛋白，红细胞的机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，请回答下列有关问题：

（1）血红蛋白提取和分离的过程可分为四步：________、________、________和________。

（2）实验前取新鲜的血液，要切记在采血容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。

①加入柠檬酸钠的目的是________________。

②以上所述的过程即是样品处理，它包括________、________收集血红蛋白溶液。

（3）洗涤红细胞的目的是________________________。

（4）你如何知道红细胞已洗涤干净？_______________________________________。

（5）分离红细胞时的离心速度及离心时间分别是_______________________________________。

（6）若离心速度过高和时间过长结果会怎样？_______________________________________。

（7）将收集的血红蛋白溶液放在透析袋中进行透析，即样品的粗分离。

①透析的目的是______________________。

②透析的原理是______________________。

（8）然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化，最后经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。样品纯化的目的是_______________________________________。

样品处理

粗分离

纯化

纯度鉴定

防止血液凝固

红细胞的洗涤

血红【答案】蛋白的释放

去除血浆蛋白

离心后的上清液没有黄色

低速500 r/min短时间如2 min

离心速度过高和时间过长会使白细胞等一同沉淀，得不到纯净的红细胞，影响后试卷第19页，总22页

续血红蛋白的提取纯度

去除分子量较小的杂质

透析袋能使小分子自由进出，而大分子则保留在袋内

通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂质蛋白除去

【解析】主要考查蛋白质分离与鉴定的基本原理及实验流程。

（1）分离、提取血红蛋白的实验流程大致是样品处理→粗分离→纯化→纯度鉴定四个步骤。（2）①柠檬酸钠是一种抗凝剂，加入柠檬酸钠可以防止血液凝固。②样品处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、收集血红蛋白溶液。

（3）洗涤红细胞的目的是去除血浆蛋白，以利于后续步骤的分离纯化。

（4）离心后的上清液没有黄色，表明红细胞已洗涤干净。

（5）分离红细胞应采用低速短时间离心，如500 r/min离心2 min。

（6）若离心速度过高和时间过长，会使白细胞等一同沉淀，得不到纯净的红细胞，影响后续血红蛋白的提取纯度。

（7）①透析的目的是：去除分子量较小的杂质。②透析的原理是：透析袋一般是用硝酸纤维素制成的，透析袋能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内。

（8）凝胶色谱法是一种根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。相对分子质量大的蛋白质只能从凝胶间隙通过，路程短，移动速度快，先到达色谱柱的下端；相对分子质量小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢。可见，通过凝胶色谱法去除相对分子质量较大的杂质蛋白。

16．如图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置。请据图回答下列问题：

（1）血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分,它在红细胞中的作用体现了蛋白质的______功能。

（2）甲装置用于____,目的是__________________。用乙装置分离蛋白质的方法叫____,是根据__________分离蛋白质的有效方法。

（3）甲装置中,B是血红蛋白溶液,则A是____；乙装置中,C溶液的作用是__________________。

（4）用乙装置分离血红蛋白时,待_____________时,用试管收集流出液,每5mL收集一管,连续收集。

【答案】

运输

透析（粗分离）

去除样品中相对分子质量较小的杂质

凝胶色谱法

试卷第20页，总22页

相对分子质量的大小

磷酸缓冲溶液

洗脱血红蛋白

红色的蛋白质接近色谱柱的底端

【解析】（1）血红蛋白具有运输O2的作用,体现了蛋白质的运输功能。

（2）甲是透析装置，用于透析，其目的是去除样品中相对分子质量较少的杂质,使大分子蛋白质保留在袋中。乙是利用凝胶色谱法分离蛋白质的装置，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。

（3）甲所示的透析装置中，透析袋内的B是血红蛋白溶液，则透析袋外的A是磷酸缓冲溶液。乙装置中的C为缓冲溶液，其作用是洗脱血红蛋白。

（4）由于血红蛋白带有红色，当红色的蛋白质接近色谱柱的底端时，用试管收集血红蛋白，每5mL收集一管,连续收集。

17．下图是用除去DNA的滤液进行血红蛋白的提取和分离实验装置，下列叙述不正确是(

)

A．首先用图甲装置对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较小的杂质

B．图乙装置的试管中收集到的液体中最先出现的是相对分子质量较小的蛋白质

C．用图乙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，每管收集5mL，连续收集

D．图丙装置中电泳法分离提纯血红蛋白的原理是血红蛋白带有一定量的电荷，在电场的作用下向一极移动

【答案】B 【解析】

试题分析：图甲装置为透析法，通过对滤液进行处理，其目的是去除相对分子质量较小的杂质，A正确；图乙装置为凝胶色谱法，试管中收集到的液体中最先出现的是相对分子质量较大的蛋白质，B错误；用图乙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，每管收集5mL，连续收集，C正确；丙装置中电泳法分离提纯血红蛋白的原理是血红蛋白带有一定量的电荷，在电场的作用下向一极移动，D正确。

考点：本题考查了血红蛋白的提取与分离实验，对于血红蛋白的分离和提纯试卷第21页，总22页

过程及蛋白质的功能的综合理解、记忆并把握知识点间的内在联系是解题的关键。

试卷第22页，总22页