(通用版)2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第3講 酶的研究和應(yīng)用學(xué)案(含解析)(選修1 )

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1、(通用版)2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第3講 酶的研究和應(yīng)用學(xué)案(含解析)(選修1 ) 1.果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用 2.探討加酶洗衣粉的洗滌效果 3.酵母細(xì)胞的固定化 [基礎(chǔ)微點(diǎn)全練] 1.判斷正誤 (1)“探討加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果”可先用熱水溶解洗衣粉,再將水溫調(diào)節(jié)到最適溫度(×) (2)相同pH時(shí)加酶洗衣粉洗滌效果好于普通洗衣粉(×) (3)在探究果膠酶用量實(shí)驗(yàn)中,雖然實(shí)驗(yàn)的變量發(fā)生了變化,但通過設(shè)置梯度來確定最適值的思路方法是不變的(√) (4)用含蛋白酶的洗衣粉去除油漬,效果比其他類型加酶洗衣粉好(×) (5)果膠酶常用于果汁生產(chǎn)中,可

2、提高出汁率和澄清度(√) (6)固定化細(xì)胞可以催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng)(×) (7)從酶的固定方式看,吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響小(√) (8)將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗,目的是洗去CaCl2和雜菌(√) (9)剛?cè)芑暮T逅徕c應(yīng)迅速與活化的酵母菌混合制備混合液(×) (10)利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵,糖類的作用只是作為反應(yīng)底物(×) 2.下列有關(guān)酶的敘述,錯(cuò)誤的是(  ) A.果膠酶是一類酶的總稱,探究果膠酶的最適溫度時(shí),需將底物和酶分別在同等溫度下處理后再混合 B.低溫和高溫對(duì)酶活性的影響是相同的,而過酸、過堿對(duì)酶活性的影響是不同的 C.探究果膠酶的最適溫度和

3、最適pH實(shí)驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)格控制酶作用時(shí)間 D.解旋酶作用于堿基對(duì)間的氫鍵 解析:選B 低溫使酶的活性降低,但不會(huì)破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu),高溫會(huì)破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu),使酶失去活性;過酸、過堿都會(huì)破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu)而使酶失去活性。 3.關(guān)于探討不同種類洗衣粉的洗滌效果的實(shí)驗(yàn),下列說法錯(cuò)誤的是(  ) A.水溫應(yīng)保持不變 B.除冬季外,通常采用當(dāng)?shù)氐某? C.應(yīng)選擇不同種類的加酶洗衣粉和普通洗衣粉 D.只能針對(duì)一種污漬進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 解析:選D 探討不同種類洗衣粉的洗滌效果時(shí),可以選擇不同種類的加酶洗衣粉和普通洗衣粉;污漬的選擇應(yīng)該多樣化;可以針對(duì)污漬相同,布料不同的情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)過程中溫度

4、應(yīng)保持不變,一般采用當(dāng)?shù)氐某?,冬天溫度太低,?yīng)用水浴的方法使溫度達(dá)到25~35 ℃。 4.在20世紀(jì)50年代,酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域,到了70年代又發(fā)明了固定化酶與固定化細(xì)胞的技術(shù)。 (1)在實(shí)際生產(chǎn)中,固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是________________________________ ________________________________________________________________________。 與固定化酶技術(shù)相比,固定化細(xì)胞固定的是____________。 (2)制備固定化酵母細(xì)胞,常用的包埋材料是________,使用了下圖中方

5、法[ ]________(填出號(hào)碼與名稱)。 (3)制作固定化酵母細(xì)胞時(shí),充分混合均勻的酵母細(xì)胞溶液可在飽和________溶液中形成凝膠珠。部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)制得的凝膠珠不是圓形或橢圓形,其主要原因是____________。 解析:將酶固定化后,可使酶在催化反應(yīng)之后不隨產(chǎn)物流走,可以反復(fù)利用;將細(xì)胞固定化后,可以將一種細(xì)胞內(nèi)的多種酶同時(shí)進(jìn)行固定。海藻酸鈉一般不能參與化學(xué)反應(yīng),同時(shí),在高溫下容易溶化,溫度降低時(shí)又形成多孔性固體顆粒,是包埋酵母菌的好材料。圖①為化學(xué)結(jié)合法,圖②為物理吸附法,圖③為包埋法。凝膠珠是高溫下溶化的海藻酸鈉與酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的,若海藻酸鈉濃

6、度過高或制凝膠珠時(shí)離液面太近,可能形成片狀或長條形,而不是圓形或橢圓形的凝膠珠。 答案:(1)酶既容易與反應(yīng)物接觸,又容易與產(chǎn)物分離,固定在載體上的酶能反復(fù)利用 多酶系統(tǒng)(或一系列酶、多種酶) (2)海藻酸鈉?、郯穹ā?3)CaCl2 海藻酸鈉溶液濃度過高(或針筒口離液面過近,高度不夠) 一、酶的活性測(cè)定及酶在食品加工方面的應(yīng)用 [試考題·查欠缺] 1.(2019·泰安月考)果膠酶的作用底物是果膠,纖維素酶能夠分解纖維素,下列有關(guān)敘述正確的是(  ) A.果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一 B.果膠酶可催化果膠分解成可溶性的半乳糖,使得渾濁的果汁變澄清 C.果膠

7、是由半乳糖聚合而成的一種高分子化合物 D.纖維素酶能夠分解纖維素,直接形成葡萄糖 解析:選A 果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一,是由半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物;在果汁加工中,果膠不僅會(huì)影響出汁率,還會(huì)使果汁渾濁,果膠酶能夠?qū)⒐z分解成可溶性的半乳糖醛酸,瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層,提高出汁率,并且使果汁變得澄清;纖維素纖維二糖葡萄糖苷酶,葡萄糖。 2.(2019·鄭州調(diào)研)我國水果生產(chǎn)發(fā)展迅速,由于收獲的季節(jié)性強(qiáng),易造成積壓,腐爛變質(zhì),為了解決上述問題且滿足不同人群的需求,可以加工制作果汁、果酒、果醋等。 在果汁生產(chǎn)中用到果膠酶,某課題研究小組為了探究果膠酶的某些特

8、性,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn): (1)實(shí)驗(yàn)方法:如圖中所示的順序進(jìn)行操作。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行了相同時(shí)間的實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖所示: ①圖中自變量是溫度,除此之外還可用________表示。 A.酶的濃度          B.蘋果泥的量 C.水的加入量 D.pH ②圖中的縱坐標(biāo)還可用________來表示。 ③實(shí)驗(yàn)小組改變了實(shí)驗(yàn)條件后重復(fù)做實(shí)驗(yàn),得到曲線乙,蘋果汁的澄清度最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)是同一位置的原因是_____________________________________。 ④步驟b中在果膠酶和蘋果泥混合前,將兩者分裝在不同試管中,恒溫的目的是__________

9、__________________________________________________。 解析:果膠酶的活性受溫度、pH等條件的影響,而與底物的量、酶的濃度和水的加入量沒有關(guān)系,所以每一種酶的最適pH和最適溫度是一定的。在衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)中有兩種,一是果汁的量,另一個(gè)是果汁的澄清度。為使實(shí)驗(yàn)中達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度,必須使酶與底物分別保溫達(dá)到要求后才能混合。 答案:(2)①D ②蘋果汁的體積 ③同一種酶的最適溫度是一定的,不會(huì)因酶的濃度、底物量不同而改變?、鼙WC底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的 [強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺] 1.果膠酶與纖維素酶的比較 種類 組成 作用 果膠酶

10、 多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等 催化水解果膠成為可溶性半乳糖醛酸 纖維素酶 C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶 纖維素纖維二糖 葡萄糖 2.探究影響果汁產(chǎn)量的因素 (1)探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí),可以選用10 ℃作為溫度梯度,設(shè)置的具體溫度為10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等,也可以根據(jù)酶的特點(diǎn),嘗試以5 ℃作為溫度梯度。 (2)探究pH對(duì)酶活性的影響時(shí),只需將溫度梯度改成pH梯度,并在該酶的最適溫度下進(jìn)行。反應(yīng)液中的pH可以用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氫氧化鈉溶液或鹽酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。 (3)探究酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對(duì)酶活性影響的基礎(chǔ)之上

11、的。此時(shí),研究的變量是酶的用量,其他因素都應(yīng)保持相同。實(shí)驗(yàn)時(shí)可以配制不同濃度的酶溶液,也可以只配制一種濃度的酶溶液,然后使用不同的體積。需要注意的是,反應(yīng)液的pH和溫度必須相同,否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。 3.確定果膠酶最適用量的方法 如果隨酶濃度的增加,過濾到的果汁的體積也增加,說明酶的用量不足;當(dāng)酶的濃度增加到某個(gè)值后,再增加酶的用量,過濾到的果汁的體積不再改變,說明酶的用量已經(jīng)足夠,這個(gè)值就是酶的最適用量。 4.有關(guān)酶活性實(shí)驗(yàn)中的幾個(gè)注意點(diǎn) (1)酶活性不等同于酶促反應(yīng)速度 同等條件下的酶促反應(yīng)速度的快慢可以表示酶活性的高低,但酶活性與酶促反應(yīng)速度仍然是兩個(gè)完全不同的概念,其

12、影響因素也不完全相同,如酶的濃度、反應(yīng)物的濃度可以影響反應(yīng)速度,但不能影響酶的活性。 (2)在蘋果泥和果膠酶混合之前,一定要保證底物和酶達(dá)到所要求的溫度或pH條件,以避免混合后條件的變化,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。 (3)探究×××酶的最適條件(溫度、pH)及最適用量時(shí)都需設(shè)置一系列梯度,且不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間構(gòu)成了相互對(duì)照,通過相互對(duì)照可確定果膠酶的最適溫度或最適pH。 [練題點(diǎn)·全過關(guān)] 1.下列與酶的活性有關(guān)的說法中,錯(cuò)誤的是(  ) A.酶的活性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定的,不受外界條件的影響 B.酶的活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力 C.酶的活性受溫度、pH等因素

13、的影響 D.酶活性高低與反應(yīng)物濃度無關(guān) 解析:選A 酶的活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力,其高低可以用在一定條件下所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示。酶的催化作用受外界條件影響,溫度、pH等對(duì)酶的催化作用都有較大影響,反應(yīng)物濃度與酶的活性高低無關(guān)。 2.探究溫度、pH對(duì)果膠酶活性的影響以及探究果膠酶的用量三個(gè)實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)變量依次為(  ) A.溫度、酶活性、酶用量 B.蘋果泥用量、pH、果汁量 C.反應(yīng)時(shí)間、酶活性、酶用量 D.溫度、pH、酶用量 解析:選D 實(shí)驗(yàn)變量又稱為自變量,指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱的因素和條件,如探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響時(shí),需要設(shè)置不同的溫度作為對(duì)照,

14、所以溫度就是實(shí)驗(yàn)變量;同理,研究pH對(duì)果膠酶活性影響的自變量為pH;研究果膠酶的用量的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)變量為酶用量。 3.果粒生產(chǎn)在中國尚屬起步階段。果粒除了可直接食用外還可作為配料加入到酸奶、冰淇淋、果凍等食品中。果粒的硬度和形狀直接影響著最終產(chǎn)品的質(zhì)量。如酸奶用果粒必須符合以下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):a果粒含量高;b相同的果粒分布和正確的黏稠度。但大部分果粒經(jīng)高溫處理或機(jī)械泵出后成型果粒量少,且果粒硬度不夠,這勢(shì)必會(huì)影響下一步的生產(chǎn)。果膠酶作為一種新型加工助劑,可將果粒的組織結(jié)構(gòu)損壞程度減到最小,最大限度地提高成型果粒的含量。根據(jù)以上內(nèi)容回答下列問題: (1)果膠酶是指________________,

15、包括________________________________________等。 (2)果膠酶作為一種果粒加工助劑,它能將果膠分解成可溶性的________________,由酶的________________性可知,組成果粒的另一成分________________不會(huì)被分解。 (3)在果粒制作時(shí)按“2 mL酶/kg水果”的量加入酶制劑,加熱至40~45 ℃,緩慢攪拌處理10~15 min。最后加熱到90~92 ℃,再冷卻罐裝。在此過程中按“2 mL酶/kg水果”的量加入酶的意義在于________________________________________;在40~45

16、℃溫度下攪拌處理的原因是_____________________________________________________________; 最后升溫到90~92 ℃再冷卻罐裝的目的是___________________________________。 (4)果粒產(chǎn)品與果汁產(chǎn)品在成分上的主要區(qū)別在于____________________。 (5)下面圖1表示溫度對(duì)果膠酶活性的影響,如果縱坐標(biāo)表示果粒的生成速率,橫坐標(biāo)表示溫度,請(qǐng)?jiān)谙旅鎴D2中畫出果粒生成速率的曲線圖(所繪制的曲線大體符合事實(shí)即可)。 解析:果粒由果肉加工而成,應(yīng)含有果膠和纖維素。在果膠酶參與加工果粒的過

17、程中,果膠被分解為半乳糖醛酸,而纖維素不會(huì)被分解??刂泼噶康囊饬x在于:一方面使酶充分發(fā)揮作用,另一方面避免酶的浪費(fèi)以節(jié)約生產(chǎn)成本。 答案:(1)分解果膠的一類酶 多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶 (2)半乳糖醛酸 專一 纖維素 (3)控制好酶的用量,一方面使果膠酶充分發(fā)揮作用,另一方面節(jié)約成本,以免造成浪費(fèi) 在40~45 ℃溫度下果膠酶活性最高 滅菌 (4)果粒產(chǎn)品中有纖維素,果汁中不含纖維素 (5)如圖 二、酶在洗滌方面的應(yīng)用 [試考題·查欠缺] 1.下列關(guān)于探討加酶洗衣粉的洗滌效果的說法錯(cuò)誤的是(  ) A.加酶洗衣粉中的酶能夠耐酸、耐堿、忍受表面活性劑和較高溫度 B.加

18、酶洗衣粉能夠有效去除油漬、汗?jié)n和血漬 C.衣服的洗滌只考慮洗滌效果就可以 D.科學(xué)研究中,研究變量的思路是一致的,只是在不同的問題情景下,具體做法不同 解析:選C 在洗滌衣物時(shí),不僅要考慮洗滌效果,還要考慮衣物的承受能力、洗滌成本等因素。 2.為了進(jìn)一步增強(qiáng)洗衣粉對(duì)血漬、奶漬、油污、土豆泥等衣物上常見污垢的去除能力,洗衣粉中常常會(huì)添加各種酶類。請(qǐng)回答有關(guān)問題: (1)根據(jù)衣物上常見的污垢,加酶洗衣粉中添加的酶類有堿性蛋白酶、________________________________________________________________________。 (2)堿性蛋

19、白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的________。 (3)下表為加酶洗衣粉的包裝袋上的產(chǎn)品說明,根據(jù)你所學(xué)習(xí)的有關(guān)知識(shí),解釋注意事項(xiàng)③的原因:___________________________________________________________________。 注意事項(xiàng) ①請(qǐng)將本品置于陰涼、干燥處,避熱、避濕、避光。 ②不慎濺入眼中,立即用水沖洗。 ③水溫以30~50 ℃為宜,切忌用70 ℃以上的熱水。 (4)下面是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗滌效果的有關(guān)探究實(shí)驗(yàn),請(qǐng)據(jù)表回答: 臉盆 編號(hào) 洗滌物 (等量) 洗滌 溫度

20、 洗衣粉 (等量) 水量 洗凈所 需時(shí)間 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該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了____________________原則。 ②若1號(hào)實(shí)驗(yàn)組,洗凈所需時(shí)間接近7 min,請(qǐng)分析最可能的原因:________________________________________________________________________ ______________

21、__________________________________________________________。 解析:污垢中的血漬、奶漬、油污、土豆泥的主要成分分別是蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉和纖維素,因此要在洗衣粉中添加相應(yīng)的水解酶。蛋白酶能將蛋白質(zhì)水解為易溶于水的多肽和氨基酸,使衣物清潔。洗衣粉中添加的酶是蛋白質(zhì),在高溫時(shí)會(huì)變性失活,而且酶的催化活性受溫度影響,在30~50 ℃時(shí)具有較高的催化活性。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的1、2兩組和3、4兩組只是在洗衣粉種類上不同,而1、3兩組和2、4兩組則只有溫度不同,這體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則和單一變量原則。若1號(hào)實(shí)驗(yàn)組和2號(hào)實(shí)驗(yàn)組的洗凈時(shí)間接近,說明

22、1號(hào)中的酶沒有起到預(yù)期的作用,可能是酶失活。 答案:(1)(堿性)脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶 (2)多肽(氨基酸) (3)酶的催化受溫度的影響,30~50 ℃是洗衣粉中的酶的適宜溫度范圍,溫度過高會(huì)使酶變性失活 (4)①單一變量、對(duì)照?、谙匆路壑械拿缸冃曰蚴?答案合理即可) [強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺] 1.加酶洗衣粉的去污機(jī)理 種類 洗滌原理 洗滌的物質(zhì)種類 蛋白酶 蛋白質(zhì)小分子的肽+氨基酸 血漬、奶漬及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢 脂肪酶 脂肪甘油+脂肪酸 食品的油漬、人體皮脂、口紅 淀粉酶 淀粉麥芽糖+葡萄糖 來自面條、巧克力等的污垢 纖維 素酶 使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松

23、,從而使?jié)B入到纖維深處的塵土和污垢能夠與洗衣粉充分接觸 棉紡織品的表面浮毛 2.變量的分析和控制 影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素有水溫、水量、水質(zhì)、洗衣粉的用量和種類,衣物的材料、大小及浸泡時(shí)間和洗滌時(shí)間等。 在探究用加酶洗衣粉洗滌的最佳溫度條件實(shí)驗(yàn)中,水溫是要研究的對(duì)象,實(shí)驗(yàn)自變量是水溫;在探究加酶洗衣粉與普通洗衣粉洗滌效果的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)自變量為洗衣粉的種類;在探究不同種類的加酶洗衣粉洗滌效果的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)自變量為加酶洗衣粉的種類。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)遵循單一變量原則和對(duì)照原則等。 3.洗滌方式和材料的選擇 (1)采用全自動(dòng)洗衣機(jī)比較好,并且應(yīng)該盡量使用同一型號(hào)小容量的洗衣機(jī),使其

24、機(jī)械攪拌作用相同。 (2)洗滌材料的選擇也有一些講究。選用布料作為實(shí)驗(yàn)材料比較可行。在設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí),可以控制布料的大小、顏色及污物的量,使其相同;同時(shí),也便于洗滌效果的比較。 4.水量、水質(zhì)和洗衣粉用量的問題 (1)水量和布料的大小是成正比的。做實(shí)驗(yàn)用的布料不宜過大,水量不宜過多,但應(yīng)該讓布料充分浸泡在水中。 (2)其他相關(guān)問題簡述如下:實(shí)驗(yàn)中可以用滴管控制污物的量,待污物干燥后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn);布料應(yīng)放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時(shí)間;采用玻棒攪拌的方式模擬洗衣過程;模擬攪拌的時(shí)間、次數(shù)和力量應(yīng)基本相同。 5.使用加酶洗衣粉時(shí)的注意事項(xiàng) (1)堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解,因此,蛋白質(zhì)類纖維

25、(羊毛、蠶絲等)織物就不能用加酶洗衣粉來洗滌,以免使纖維受到破壞。 (2)使用加酶洗衣粉時(shí),必須注意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在35 ℃~50 ℃時(shí)活性最強(qiáng),在低溫下或70 ℃以上就會(huì)失效。 (3)酶為生物催化劑,具有一定的壽命,時(shí)間長了,酶的活性就會(huì)降低或喪失,因此加酶洗衣粉也不宜長期存放。 (4)加酶洗衣粉不宜與三聚磷酸鹽共存,否則酶的活性將會(huì)喪失。 (5)添加了堿性蛋白酶的洗衣粉可以分解人體皮膚表面蛋白質(zhì),而使人患過敏性皮炎、濕疹等,因此,應(yīng)避免與這類洗衣粉長時(shí)間地接觸。 (6)與普通洗衣粉相比,加酶洗衣粉洗滌效果更好,又由于不含磷元素,酶制劑進(jìn)入無機(jī)環(huán)境中后可以被微生物分解,

26、因此不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。 [練題點(diǎn)·全過關(guān)] 1.下列關(guān)于加酶洗衣粉的敘述,錯(cuò)誤的是(  ) A.加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉 B.目前常用的酶制劑有四類:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶 C.酶是未經(jīng)任何處理直接添加到洗衣粉中去的 D.堿性蛋白酶能將血漬、奶漬中含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽 解析:選C 由于溫度、pH、洗衣粉中的表面活性劑等都會(huì)影響酶的活性,因此加酶洗衣粉中的酶都經(jīng)過了特殊處理,如用特殊的化學(xué)物質(zhì)將酶層層包裹起來,與洗衣粉的其他成分隔離開來。 2.在驗(yàn)證某種加酶洗衣粉需要的最適溫度的實(shí)驗(yàn)中,下列敘述正確的是(  ) A.取一系列不同

27、溫度、其他條件相同的水,加入相同的污物及等量加酶洗衣粉,看哪一個(gè)溫度加酶洗衣粉的效果最好 B.在不同溫度的水中,加入不等量洗衣粉,看哪種效果好 C.將加酶洗衣粉加入30 ℃水中發(fā)現(xiàn)不如加入45 ℃的水中洗滌效果好,說明45 ℃為最適溫度 D.將加酶洗衣粉與普通洗衣粉分別加入37 ℃的水中洗滌同樣的污物,發(fā)現(xiàn)加酶洗衣粉效果好,說明加酶洗衣粉的最適溫度為37 ℃ 解析:選A 本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)變量是溫度,其他條件應(yīng)相同,酶的催化作用有一最適溫度,但最適溫度需經(jīng)過精確的實(shí)驗(yàn)才能確定,如將加酶洗衣粉加入30 ℃水中的洗滌效果不如45 ℃水中的好,只能說明45 ℃時(shí)酶的活性比30 ℃時(shí)高,但不能肯定4

28、5 ℃就是最適溫度,如要探究加酶洗衣粉的最適溫度,應(yīng)設(shè)置一系列不同溫度,然后比較各組的洗滌效果,其中洗滌效果最好的為最適溫度。 3.為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果,將一種無酶洗衣粉分成3等份,進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn)。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶,丙組不加酶,在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬,其他實(shí)驗(yàn)條件均相同,如表為記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請(qǐng)回答下列問題: 水溫(℃) 10 20 30 40 50 組別 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 清除血漬時(shí)間(min) 67 66 88 52 51 83 36 34 7

29、7 11 12 68 9 11 67 清除油漬時(shí)間(min) 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析,提高洗衣粉去污能力的方法有__________________。甲組在洗衣粉中加入了________。乙組在洗衣粉中加入了____________。 (2)甲、乙組洗滌效果的差異,說明酶的作用具有________。 (3)如果甲、乙、丙3組均在水溫為80 ℃時(shí)洗滌同一種污漬,請(qǐng)比較這3組洗滌效果之間的差異并說明理由:_____________________________

30、___________。 (4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學(xué)物質(zhì)包裹的,遇水后包裹層很快溶解,釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用,這________(填“能”或“不能”)說明運(yùn)用了酶的固定化技術(shù),理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)通過分析表格中的數(shù)據(jù)可以得出:在10~50 ℃范圍內(nèi),隨著溫度的升高,洗衣粉的去污能力增強(qiáng)

31、;加入酶的甲、乙組的去污能力比未加酶的丙組的去污能力強(qiáng)。血漬的主要成分是血紅蛋白,油漬的主要成分是脂肪,通過比較甲、乙兩組清除血漬和油漬的能力,可知甲組加入了蛋白酶,乙組加入了蛋白酶和脂肪酶。(2)甲、乙兩組去污能力的差異也正好說明酶具有專一性。(3)酶在高溫的情況下會(huì)變性失活,因此甲、乙、丙三組在水溫為80 ℃時(shí),去污效果相同。(4)由“酶的固定化技術(shù)需要把酶固定在不溶于水的載體上,且固定化酶可重復(fù)利用”可知,加酶洗衣粉中的酶沒有運(yùn)用酶的固定化技術(shù)。 答案:(1)加酶和適當(dāng)提高溫度 蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶 (2)專一性 (3)沒有差異,因?yàn)楦邷貢?huì)使酶失活  (4)不能 酶未固定在不溶于

32、水的載體上,也不能重復(fù)利用 三、酶的固定化  [試考題·查欠缺] 1.(2019·鄭州調(diào)研)下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述,正確的是(  ) A.可用包埋法制備固定化酵母細(xì)胞 B.反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)固定化酶的活性沒有影響 C.葡萄糖異構(gòu)酶固定前后專一性不同 D.固定化細(xì)胞可以催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng) 解析:選A 可用包埋法制備固定化酵母細(xì)胞;有些反應(yīng)產(chǎn)物可與相應(yīng)酶結(jié)合,進(jìn)而影響固定化酶的活性;葡萄糖異構(gòu)酶固定前后專一性不變;固定化細(xì)胞固定的是一系列酶,催化一系列反應(yīng),但不能催化各種反應(yīng)底物。 2.(2019·南昌聯(lián)考)下面是制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)回答: 酵母細(xì)

33、胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞 (1)在________狀態(tài)下,微生物處于休眠狀態(tài)。活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)________狀態(tài)?;罨皯?yīng)選擇足夠大的容器,因?yàn)榻湍讣?xì)胞活化時(shí)____________________。 (2)固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法,而固定化酶常用________________和________________。 (3)影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是_______________________________________________。 (4)海藻酸鈉溶化過程的注意事項(xiàng)是_________

34、___________________。 (5)如果海藻酸鈉濃度過低,形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目________。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,說明____________________________________________。 解析:在缺水狀態(tài)下,微生物處于休眠狀態(tài)?;罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。由于酵母菌活化時(shí)體積會(huì)變大,活化前應(yīng)選擇足夠大的容器。固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間的技術(shù)。其中固定化細(xì)胞常采用包埋法,而固定化酶常用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法,原因是細(xì)胞體積大,而酶分子體積小,個(gè)體大的細(xì)胞難以被吸附

35、或結(jié)合,而個(gè)體小的酶容易從包埋材料中漏出。海藻酸鈉溶化時(shí)應(yīng)用小火或間斷加熱,期間還要不斷攪拌,防止焦糊。如海藻酸鈉濃度過低,則包埋的酵母細(xì)胞較少;若濃度過高,凝膠可能呈面條狀,不易形成圓形或橢圓形。 答案:(1)缺水 正常生活 體積會(huì)增大 (2)化學(xué)結(jié)合法 物理吸附法 (3)配制海藻酸鈉溶液 (4)小火或間斷加熱,不斷攪拌 (5)較少 海藻酸鈉的濃度偏高,制作失敗 [強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺] 1.直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較 直接使用酶 固定化酶 固定化細(xì)胞 制作方法 — 化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法 包埋法 是否需要 營養(yǎng)物質(zhì) 否 否 是 催化反應(yīng)

36、單一或多種 單一 一系列(或多種) 反應(yīng)底物 各種物質(zhì)(大分子、小分子) 各種物質(zhì)(大分子、小分子) 小分子物質(zhì) 缺點(diǎn) ①對(duì)環(huán)境條件非常敏感,易失活;②難回收,成本高,影響產(chǎn)品質(zhì)量 不利于催化一系列酶促反應(yīng) 反應(yīng)物不易與酶接近,尤其是大分子物質(zhì),反應(yīng)效率下降 優(yōu)點(diǎn) 催化效率高、耗能低、低污染 ①既能與反應(yīng)物接觸,又能與產(chǎn)物分離; ②可以重復(fù)利用 成本低、操作容易 2.酵母細(xì)胞的固定化方法 3.固定化實(shí)驗(yàn)中的易錯(cuò)總結(jié) (1)海藻酸鈉溶液的濃度對(duì)包埋酵母細(xì)胞數(shù)量的影響 ①海藻酸鈉溶液濃度過高,將很難形成凝膠珠。 ②濃度過低,形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)

37、胞的數(shù)量少。 (2)海藻酸鈉溶液配制注意事項(xiàng) ①海藻酸鈉溶化時(shí)要用小火或間斷加熱,避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊。 ②將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫,再與酵母細(xì)胞混合,避免高溫殺死酵母細(xì)胞。 ③固定化酵母細(xì)胞時(shí),應(yīng)將海藻酸鈉酵母細(xì)胞的混合液用注射器緩慢滴加到CaCl2溶液中,而不是注射,以免影響凝膠珠的形成。 [練題點(diǎn)·全過關(guān)] 1.圖1表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作,圖2是利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵的示意圖,下列敘述錯(cuò)誤的是(  ) A.剛?cè)芑暮T逅徕c應(yīng)迅速與活化的酵母菌混合制備混合液 B.圖1中X溶液為CaCl2溶液,其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠 C.圖2發(fā)酵過程中攪拌

38、的目的是為了使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸 D.圖1中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中 解析:選A 溶化的海藻酸鈉應(yīng)冷卻至室溫后再與活化的酵母菌混合,以免溫度過高殺死酵母菌;海藻酸鈉與酵母菌混合液應(yīng)滴入CaCl2溶液中,以制備凝膠珠;凝膠珠用蒸餾水沖洗2~3次后,再轉(zhuǎn)移到發(fā)酵裝置中;攪拌可使酵母菌與培養(yǎng)液充分接觸,有利于發(fā)酵的順利進(jìn)行。 2.根據(jù)材料回答下列有關(guān)問題: Ⅰ.某大學(xué)科研人員利用雙重固定法,即采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接),海藻酸鈉來包埋小麥酯酶,研究固定化酶的性質(zhì),并對(duì)其最佳固定條件進(jìn)行了探究。下圖顯示的是部分研究結(jié)果。(注:酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率

39、,包括酶的活性和酶的數(shù)量) (1)從圖1可以看出:固定化小麥酯酶比游離的小麥酯酶對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更________。 (2)從圖2可以看出:海藻酸鈉濃度為________時(shí)的小麥酯酶活力最強(qiáng)。當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí),酶活力較低的原因是:_____________________。 Ⅱ:某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)制備固定化酵母細(xì)胞的過程如下: ①活化酵母細(xì)胞:稱取定量干酵母與定量蒸餾水混合并攪拌,使酵母細(xì)胞活化; ②配制CaCl2溶液:將無水CaCl2溶解在定量蒸餾水中,配制成一定濃度的CaCl2溶液; ③配制海藻酸鈉溶液:將定量的海藻酸鈉直接溶解在定量的蒸餾水/無菌水中,配制成溶液;

40、④海藻酸鈉溶液和酵母細(xì)胞混合:將活化的酵母細(xì)胞迅速加入到剛配制成的海藻酸鈉溶液中,充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍? ⑤固定化酵母細(xì)胞:用注射器以恒定的速度緩慢地將海藻酸鈉和酵母細(xì)胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中,觀察凝膠珠形成。 (1)請(qǐng)你改正其中兩處錯(cuò)誤的操作: 第一處_________________________________________; 第二處___________________________________________。 (2)剛形成的凝膠珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右,目的是_________________。 (3)如果制作的凝膠珠顏色過淺,呈白

41、色,則說明海藻酸鈉濃度________(填“過低”或“過高”)。 解析:圖2曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好,當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)酶活力較低,原因是海藻酸鈉濃度較低時(shí)包埋不緊密,酶分子容易漏出,導(dǎo)致酶數(shù)量不足。 答案:Ⅰ.(1)強(qiáng) (2)3% 酶的數(shù)量不足 Ⅱ.(1)③海藻酸鈉溶解應(yīng)適當(dāng)加熱至完全溶化 ④海藻酸鈉溶液冷卻至常溫再加入酵母細(xì)胞 (2)讓凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu) (3)過低 1.用加酶洗衣粉洗滌衣物時(shí),下列說法正確的是(  ) A.可用加酶洗

42、衣粉洗滌毛料衣服 B.一般先用熱水泡開,然后調(diào)至適宜溫度 C.水溫太低,洗衣粉中的酶喪失活性后不能再恢復(fù) D.使用添加了堿性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后應(yīng)立即沖洗雙手 解析:選D 毛料衣服的主要成分為蛋白質(zhì),加酶洗衣粉中的蛋白酶會(huì)損壞衣服;高溫會(huì)使酶失活,而低溫抑制酶的活性,但不會(huì)使酶變性;皮膚中的蛋白質(zhì)也會(huì)被加酶洗衣粉中的蛋白酶水解,從而損傷皮膚。 2.如圖表示某研究小組在探究果膠酶的用量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(  ) A.在ab段限制反應(yīng)速率的主要因素是酶的用量 B.在bc段限制反應(yīng)速率的因素可能是溫度、pH、反應(yīng)物濃度等 C.在ab段增加反應(yīng)物濃度,可以明顯加快反應(yīng)速

43、率 D.在該實(shí)驗(yàn)給定條件下,果膠酶的最佳用量是b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值 解析:選C 本題應(yīng)從酶的濃度和活性、底物的濃度兩方面進(jìn)行分析。由曲線圖可以看出,在ab段,隨著酶的用量的增大,酶促反應(yīng)速率加快,說明此階段限制反應(yīng)速率的主要因素是酶的用量,此時(shí)增加反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率不會(huì)明顯加快。在bc段,隨著酶的用量的增大,酶促反應(yīng)速率不再加快,此時(shí)反應(yīng)物濃度成為限制反應(yīng)速率的因素之一,增加反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率會(huì)加快。 3.下列有關(guān)酶的制備和應(yīng)用的敘述,正確的是(  ) A.酶解法和吸水漲破法常用于制備微生物的胞內(nèi)酶 B.透析、電泳和酸解等方法常用于酶的分離與純化 C.棉織物不能使用添加纖維素酶的洗衣粉

44、進(jìn)行洗滌 D.多酶片中的胃蛋白酶位于片劑的核心層 解析:選A 酶解法可利用酶的專一性去除微生物的細(xì)胞壁,再通過吸水漲破法使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)釋放出來,然后提取其中的胞內(nèi)酶;透析和電泳可用于酶的分離和純化,但酸解會(huì)導(dǎo)致酶結(jié)構(gòu)的破壞;棉織物的主要成分是纖維素,用添加了纖維素酶的洗衣粉進(jìn)行洗滌會(huì)使棉織物蓬松,有利于污物的洗滌,纖維素酶還能去除掉棉織物表面的浮毛,平整棉織物表面,使洗滌后的棉織物柔軟、蓬松,花紋清晰,色澤更加鮮艷,穿著更加舒適;多酶片中的胃蛋白酶應(yīng)位于片劑核心層的外層,而片劑的核心層是在小腸中發(fā)揮作用的胰蛋白酶等消化酶。 4.如圖是圍繞加酶洗衣粉洗滌效果進(jìn)行的研究結(jié)果,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤

45、的是(  ) A.本實(shí)驗(yàn)的自變量有溫度和洗衣粉是否加酶 B.本實(shí)驗(yàn)的因變量可能是污漬殘留量 C.兩類洗衣粉的最佳使用溫度都為t1 D.溫度超過t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活 解析:選C 該圖示為多因子變量曲線,從圖示可以看出本實(shí)驗(yàn)的自變量有溫度和洗衣粉是否加酶,因變量可能是污漬殘留量。從圖示可以看出加酶洗衣粉的最佳使用溫度為t1,溫度超過t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活。 5.下列關(guān)于酶和固定化酵母細(xì)胞的研究與應(yīng)用的敘述,錯(cuò)誤的是(  ) A.從酶的固定方式看,吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響小 B.作為消化酶使用時(shí),蛋白酶制劑常以口服方式給藥 C.尿糖試紙含有固定化的葡萄糖

46、酶和過氧化氫酶,可以反復(fù)使用 D.將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗,目的是洗去CaCl2和雜菌 解析:選C 酶的固定方式有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法,物理吸附的過程是利用吸附劑本身的表面張力,從而對(duì)附近的分子產(chǎn)生吸附,吸附劑不會(huì)與被吸附物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使其性質(zhì)發(fā)生改變,所以吸附法對(duì)酶活性影響很?。幌冈谌梭w消化道內(nèi)發(fā)揮作用,蛋白酶制劑一般在最外面加上糖衣后通過口服方式給藥;尿糖試紙是一種酶試紙,是將葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶和某種無色化合物固定在紙條上,制成測(cè)試尿糖含量的酶試紙,這種酶試紙與尿液相遇時(shí),很快會(huì)因?yàn)槟蛞褐衅咸烟呛康亩嗌俣尸F(xiàn)一定的顏色,再次使用時(shí)顏色會(huì)有掩蓋作用,所以不能

47、反復(fù)使用;制備固定化酵母細(xì)胞時(shí),將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗的目的是洗去CaCl2和雜菌,防止凝膠珠硬度過大和雜菌的污染。 6.下面是有關(guān)普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果是否相同的探究實(shí)驗(yàn),請(qǐng)據(jù)表完成問題。 臉盆 編號(hào) 加入物質(zhì) (等量) 溫度 洗衣粉 (等量) 水量 褪色 時(shí)間 1 油污布 37 ℃ 加酶 2 L 5 min 2 油污布 37 ℃ 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 該實(shí)驗(yàn)證明: (1)能說明加酶洗衣粉洗滌效果好的組合

48、方式是_________________________________。 (2)能說明酶活性受溫度影響的組合方式是________________________。 解析:(1)只有通過比較,才能說明效果是否相同,所以需有加酶洗衣粉與普通洗衣粉之間的對(duì)照,同時(shí)褪色時(shí)間不能有其他變量干擾,這樣的組合只能為1與2或3與4,結(jié)合設(shè)問(1)是證明加酶洗衣粉效果好,所以只能為1與2的組合。(2)是證明溫度不同對(duì)酶活性的影響,所以應(yīng)為1與3的組合。 答案:(1)1與2 (2)1與3 7.某同學(xué)進(jìn)行蘋果汁制作實(shí)驗(yàn),工藝如圖所示。請(qǐng)回答下列問題: (1)圖中用KMnO4溶液浸泡蘋果的目的是__

49、______。黑曲霉提取液中含有的________可水解果膠,從而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通過________方式將酶固定化,酶被固定后用蒸餾水洗滌固定化柱是為了除去__________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)中,操作流程A和B的先后次序?yàn)開_______。在蘋果汁澄清過程中,應(yīng)關(guān)閉的流速調(diào)節(jié)閥是______。要測(cè)定從固定化柱流出的蘋果汁中是否還有果膠,可取一定量的果汁與等量的________混合,如果出現(xiàn)______現(xiàn)象,說明果膠還沒有被完全水解。為使果膠完全水解,應(yīng)將流速調(diào)節(jié)閥2調(diào)________(填“快”或“慢”)。 (3)實(shí)驗(yàn)后,將洗滌過的固定化柱在

50、低溫環(huán)境中保存若干天,該固定化柱仍可用于蘋果汁制作實(shí)驗(yàn),說明固定化酶可被________使用。 解析:(1)KMnO4有殺菌消毒的作用,可將蘋果表面的雜菌殺死。果汁中因含有果膠等而使蘋果汁渾濁,用果膠酶處理可使果膠水解,使果汁澄清。固定化酶技術(shù)是將酶固定在固定化柱的載體上,固定化柱內(nèi)填充的石英砂可以起到很好的吸附作用,酶被固定后用蒸餾水沖洗是為了除去未被固定的酶等。(2)具體操作時(shí),先提取果膠酶,打開閥1,讓含有果膠酶的提取液流入固定化柱,將果膠酶固定在固定化柱中,再將閥2打開,使蘋果汁流入固定化柱,固定的果膠酶能將果汁中的果膠分解,而果膠酶不流失。果膠不溶于乙醇,故可用乙醇鑒定果汁中的果膠

51、,如有渾濁現(xiàn)象,說明果汁中仍有果膠存在,若要使果膠徹底水解應(yīng)控制流速調(diào)節(jié)閥2,調(diào)慢果汁流速。(3)酶被固定化后,便于與反應(yīng)物和產(chǎn)物分離,可重復(fù)使用,提高了酶的利用率。 答案:(1)消毒 果膠酶 吸附 未被固定的酶等 (2)AB 閥1 乙醇 渾濁(沉淀) 慢 (3)重復(fù) 8.某化工廠生產(chǎn)的一種加酶洗衣粉,其包裝袋上印有如下說明。 某研究性學(xué)習(xí)小組為探究該洗衣粉中酶催化作用的最適溫度,設(shè)計(jì)了如下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并將結(jié)果用下列曲線圖A、B表示。   請(qǐng)回答下列問題: (1)由圖可知,使用該加酶洗衣粉的最適宜溫度為________。 (2)在0℃和75 ℃時(shí),酶的催化效率基本都為零。但

52、當(dāng)溫度再度回到45 ℃時(shí),后者酶的催化能力已不能恢復(fù),這是因?yàn)開_____________________________。 (3)在實(shí)驗(yàn)過程中可通過直接測(cè)定________________________________(指標(biāo))來表示該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,某洗滌公司為降低生產(chǎn)成本研制了一種能多次重復(fù)使用加酶洗衣粉的設(shè)備,他們將酶固定在不溶于水的尼龍載體上,洗滌完衣物后,經(jīng)過簡單處理,這些酶還可以多次重復(fù)利用,這種方法制成的酶叫________。 解析:由A圖看出該加酶洗衣粉在45 ℃時(shí)催化效率最高。高溫條件下酶的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生不可逆的破壞,即使再

53、回到最適溫度,酶的活性也不能恢復(fù)。膠片上的蛋白膜存在時(shí)間的長短反映了酶的催化效率。將酶固定在不溶于水的尼龍載體上,使酶多次重復(fù)利用,這種方法制成的酶叫固定化酶。 答案:(1)45 ℃ (2)高溫條件下酶的結(jié)構(gòu)已遭破壞(或酶的活性已喪失) (3)膠片上的蛋白膜存在時(shí)間的長短(或其他合理答案) (4)固定化酶 9.如圖為固定化酶的反應(yīng)柱示意圖,請(qǐng)據(jù)圖回答: (1)請(qǐng)?jiān)跈M線上填出各標(biāo)號(hào)的名稱。 ①________________,②______________,③______________。 (2)與一般酶制劑相比,固定化酶的突出優(yōu)點(diǎn)是______________________;固定化

54、細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________。 (3)③的作用是___________________________________________________。 (4)制作固定化葡萄糖異構(gòu)酶所用的方式有____________或______________。 (5)據(jù)圖說出反應(yīng)柱的作用原理。______________________________________________。 解析:與一般的酶制劑相比,固定化酶不僅能與反應(yīng)物充分接觸,還能與產(chǎn)物分離,并且可以反復(fù)利用;與固定化酶相比,固定化細(xì)胞能催化一系列的

55、化學(xué)反應(yīng),并且固定化細(xì)胞成本更低,操作更容易;使用固定化酶技術(shù)往往利用一個(gè)反應(yīng)柱,反應(yīng)柱下端有一個(gè)分布著小孔的篩板,酶顆粒無法通過篩板,而反應(yīng)溶液卻可以自由出入。 答案:(1)反應(yīng)柱 固定化酶 分布著小孔的篩板 (2)既能與反應(yīng)物接觸,又能與產(chǎn)物分離,還能被反復(fù)利用 成本更低,操作更容易,且能催化一系列的反應(yīng) (3)使酶顆粒無法通過,反應(yīng)溶液卻可以自由出入 (4)化學(xué)結(jié)合法 物理吸附法 (5)反應(yīng)液從反應(yīng)柱的上端注入,使反應(yīng)物溶液流過反應(yīng)柱,與固定化酶接觸,得到的產(chǎn)物從反應(yīng)柱下端流出 10.加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。請(qǐng)回答下列問題: (1)由下圖推知,該實(shí)驗(yàn)的目的是_______

56、__________________________。50 ℃時(shí)加酶洗衣粉中堿性蛋白酶的最適含量約是________%。 (2)下列衣料不適宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗滌的有____________。 ①棉織品?、诿椘贰、垭婢]織品?、苄Q絲織品 (3)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,請(qǐng)寫出兩項(xiàng)提高加酶洗衣粉洗滌效果的措施:________________________________________________________________________ __________________________________________________________________

57、______。 答案:(1)探究溫度、堿性蛋白酶含量對(duì)去污力的影響 0.6 (2)②④ (3)用溫水浸泡;延長浸泡時(shí)間;增加洗衣粉的用量等(寫出兩項(xiàng)合理答案即可) 11.根據(jù)下面的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過程,回答相關(guān)問題。 實(shí)驗(yàn)原理:麥芽汁可以滲入到由海藻酸鈉和啤酒酵母制成的凝膠珠中。啤酒酵母可以利用自身細(xì)胞內(nèi)的一系列酶將可發(fā)酵的糖轉(zhuǎn)化成乙醇。 實(shí)驗(yàn)過程:①取斜面培養(yǎng)基上的新鮮啤酒酵母,接種于10 mL麥芽汁液體培養(yǎng)基中,25 ℃培養(yǎng)24~30 h。 ②取1.6 g海藻酸鈉放入無菌小燒杯中,加無菌水少許調(diào)成糊狀,再加入無菌水至40 mL,在98 kPa條件下滅菌15 min。冷卻至45 ℃左

58、右后,與預(yù)熱至35 ℃左右的10 mL酵母培養(yǎng)液混合攪拌均勻,立即倒入帶噴嘴的無菌小塑料瓶中(或裝有5號(hào)針頭的注射器外套中),以恒定的速度滴入盛有葡萄糖、氯化鈣混合液的容器中,浸泡30 min制成凝膠珠。 ③倒去葡萄糖、氯化鈣混合液,用無菌水洗滌凝膠珠三次后,將凝膠珠放入500 mL三角瓶中,加入300 mL無菌麥芽汁液體培養(yǎng)基,置于25 ℃下封口發(fā)酵5 d左右,倒出發(fā)酵后的麥芽汁即為生啤酒。 (1)凝膠珠是由什么組成的?它有什么作用? ________________________________________________________________________ __

59、______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)如果進(jìn)行多批次的生產(chǎn),本實(shí)驗(yàn)中的啤酒酵母與普通發(fā)酵中的酶或菌種在使用上有何區(qū)別? ________________________________________________________________________ __________________________________

60、______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)制作成功的凝膠珠需用____________沖洗,其顏色為____________。將凝膠珠加入用于發(fā)酵的葡萄糖溶液后,發(fā)現(xiàn)有________產(chǎn)生,同時(shí)有________味散發(fā)。 答案:(1)凝膠珠是由啤酒酵母和固定酵母菌的海藻酸鈉組成的。啤酒酵母能產(chǎn)生酶將滲入凝膠珠的麥芽汁中的糖發(fā)酵,進(jìn)而轉(zhuǎn)化成乙醇 (2)將生啤酒倒出后,將凝膠珠再投放入新鮮的麥芽汁中,可以

61、在較長時(shí)間內(nèi)反復(fù)連續(xù)使用,而普通發(fā)酵中的酶或菌種不能反復(fù)使用 (3)蒸餾水 淺黃色 氣泡 酒 12.如圖1為人工種子生產(chǎn)過程示意圖,圖2為圖1中③過程的相關(guān)操作,據(jù)圖分析回答下面的問題: (1)圖1中,①②過程分別稱為______________。 (2)圖2中,包埋形成人工種子過程中,加熱溶解海藻酸鈉時(shí)需注意用____________加熱,然后將溶化好的海藻酸鈉溶液________后,加入胚狀體充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉? (3)剛生產(chǎn)的人工種子需要在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間,其目的是使人工種子__________________。 (4)若用圖2的方法“制備固定化酵母細(xì)胞”,海藻酸

62、鈉溶液的濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大,若濃度過高,則________________,通常評(píng)價(jià)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果主要是觀察凝膠珠的____________。 (5)制備固定化酶則不宜用此方法,原因是______________________________。 解析:(1)葉組織塊經(jīng)脫分化形成愈傷組織,再分化后形成胚狀體。(2)包埋人工種子過程中,加熱溶解海藻酸鈉時(shí)需用小火或間斷加熱,以防止焦糊,冷卻至室溫后再加入胚狀體充分混勻。(3)將剛生產(chǎn)的人工種子浸泡在CaCl2溶液中一段時(shí)間,使人工種子形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。(4)制備固定化酵母細(xì)胞時(shí)海藻酸鈉溶液的濃度過高不易形成凝膠珠,通常通過觀察凝膠珠的顏色和形狀來評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,淺黃色,球形或橢圓形的凝膠珠為最佳。(5)由于酶分子小,容易從包埋材料中漏出,所以不易用包埋法。 答案:(1)脫分化、再分化 (2)小火(或間斷) 冷卻(至室溫) (3)形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu) (4)不易形成凝膠珠 顏色和形狀 (5)酶分子很小,容易從包埋材料中漏出

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