版生物高考新素養(yǎng)總復(fù)習(xí)中圖版講義：第34講 酶的制備及應(yīng)用 Word版含答案

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1、 第34講　酶的制備及應(yīng)用 最新考綱 全國(guó)卷考情 1.酶活力測(cè)定的一般原理和方法 2.酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用 3.制備和應(yīng)用固相化酶 近三年考綱不作要求 考點(diǎn)一　酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 (1)果膠 ①作用：植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一；在果汁加工中，會(huì)影響出汁率并使果汁渾濁。 ②成分：由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物。 ③特點(diǎn)：不溶于水。 (2)果膠酶 ①成分：是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。 ②作用：果膠可溶性半乳糖醛酸 (3)酶的活性及其影響因素 ①酶的活性 ②

2、影響酶活性的因素：溫度、pH和酶的抑制劑等。 (4)探究溫度和pH對(duì)果膠酶活性的影響 ①實(shí)驗(yàn)原則：遵循單一變量原則、對(duì)照原則，嚴(yán)格控制變量，盡量減少無關(guān)變量的影響。 ②實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶的活性受溫度、pH和酶抑制劑的影響，在最適溫度或pH時(shí)，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小成正比。 ③實(shí)驗(yàn)流程 制備果泥 ↓ 設(shè)置一系列具有梯度的pH或溫度 ↓ 加入果膠酶反應(yīng)一段時(shí)間 ↓ 過濾果汁 ④分析：該實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度或pH，因變量是酶的活性，檢測(cè)因變量是通過測(cè)定果汁的體積或比較澄清度來實(shí)現(xiàn)的。 (5)探究果膠酶的最適用量 ①實(shí)驗(yàn)流程 ②實(shí)驗(yàn)結(jié)果分

3、析 如果隨著酶濃度的增加，過濾得到的果汁體積也增加，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，過濾得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。 (1)為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？ 提示　將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的，避免了果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問題。 (2)在探究溫度或pH的影響時(shí)，是否需要設(shè)置對(duì)照？如果需要，是如何設(shè)置的？ 提示　需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間就可以作為對(duì)照，

4、這種對(duì)照稱為相互對(duì)照。 (2015·海南卷，30)[生物——選修1：生物技術(shù)實(shí)踐] 生產(chǎn)果汁時(shí)，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁量?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題： (1)某同學(xué)用三種不同的果膠酶進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn)，各組實(shí)驗(yàn)除酶的來源不同外，其他條件都相同，測(cè)定各組的出汁量，據(jù)此計(jì)算各組果膠酶的活性的平均值并進(jìn)行比較。這一實(shí)驗(yàn)的目的是_____________________________________________ ________________________________________________________________。 (2)現(xiàn)有一種新分離出來的果膠酶，為探究其最適

5、溫度，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取試管16支，分別加入等量的果泥、果膠酶、緩沖液，混勻，平均分為4組，分別置于0 ℃、5 ℃、10 ℃、40 ℃下保溫相同時(shí)間，然后，測(cè)定各試管中的出汁量并計(jì)算各組出汁量平均值。該實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)置的不足之處有　　　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　　　。 (3)某同學(xué)取5組試管(A～E)分別加入等量的同種果泥，在A、B、C、D 4個(gè)實(shí)驗(yàn)組的試管中分別加入等量的緩沖液和不同量的同種果膠酶，然后，補(bǔ)充蒸餾水使4組試管內(nèi)液體體積相同；E組加入蒸餾水使試管中液體體積與實(shí)驗(yàn)組相同。將5組試管置于適宜溫度下保溫一定時(shí)間后，測(cè)定各組的出汁量。通過A～D組實(shí)驗(yàn)可比較不同

6、實(shí)驗(yàn)組出汁量的差異。本實(shí)驗(yàn)中，若要檢測(cè)加入酶的量等于0而其他條件均與實(shí)驗(yàn)組相同時(shí)的出汁量，E組設(shè)計(jì)　　　　(填“能”或“不能”)達(dá)到目的，其原因是___________________________________________________ ______________________________________________________________。 答案　(1)探究不同來源果膠酶的活性　(2)溫度梯度設(shè)置不合理　溫度范圍設(shè)置不合理　(3)不能　E組沒有加入等量的緩沖液，違背了單一變量原則 考點(diǎn)二　酶在洗滌方面的應(yīng)用 加酶洗衣粉在洗滌中的作用 (1)加酶洗

7、衣粉：指含酶制劑的洗衣粉。 (2)酶制劑的種類與洗滌原理 種類 洗滌原理 洗滌的物質(zhì)種類 蛋白酶 蛋白質(zhì)→小分子肽或氨基酸 血漬、奶漬等 脂肪酶 脂肪→甘油和脂肪酸 食品的油漬、人體皮脂、口紅等 淀粉酶 淀粉→麥芽糖、葡萄糖 來自面粉等的污垢 纖維素酶 使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松 棉紡品的表面浮毛 (3)對(duì)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法 ①判斷加酶洗衣粉洗滌效果的方法：可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如已消失、顏色變淺、面積縮小等。 ②加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則是對(duì)照原則和單一變量原則，其變量分析如下表。 實(shí)驗(yàn) 自變量 因變量 無關(guān)

8、變量 探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果 洗衣粉種類(普通和加酶) 洗滌 效果 水的用量，污物的量，實(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地與大小，不同洗衣粉的用量，攪拌、洗滌時(shí)間等 探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果 加酶洗衣粉中酶的種類 探究不同溫度對(duì)加酶洗衣粉洗滌效果的影響 溫度 (1)使用加酶洗衣粉時(shí)宜用開水、溫水還是涼水浸泡？ 提示　酶的催化作用需要適宜的溫度，用溫水浸泡衣物可以縮短衣物的浸泡時(shí)間，加快洗滌。 (2)某同學(xué)打算用絲綢作實(shí)驗(yàn)材料探討含蛋白酶洗衣粉的洗滌效果，合適嗎？為什么？ 提示　不合適。因?yàn)榻z綢的主要成分是蛋白質(zhì)，它會(huì)被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，損壞衣物。

9、(2016·海南高考，30)回答下列問題： (1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性隨pH的變化如圖所示。通常，用清水洗滌衣服上的新鮮血跡時(shí)，不應(yīng)該使用開水，原因是______________________________。 若要去除衣服上的血漬，應(yīng)選擇含有　　　　(填“蛋白酶甲”、“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的堿性洗衣粉，理由是_________________________________ _________________________________________________________________。 (2)某同學(xué)為了洗去衣服上的油漬，洗衣時(shí)在市售的蛋白酶洗衣液

10、中添加脂肪酶，該同學(xué)的做法　　　　(填“合理”或“不合理”)，理由是_________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (3)已知溶液的pH可以影響酶的活性，請(qǐng)推測(cè)pH影響某種蛋白酶活性的原因可能是其影響了酶和底物分子中　　　　(填“羧基和氨基”、“氨基和甲基”、“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基團(tuán)的解離狀態(tài)。 答案　(1)開水使血跡中的蛋白質(zhì)變性而沉淀，難以清洗　蛋白酶丙　堿

11、性條件下只有蛋白酶丙有活性 (2)不合理　蛋白酶會(huì)降解脂肪酶 (3)羧基和氨基 考點(diǎn)三　固定化酶和固定化細(xì)胞 1.固定化酶和固定化細(xì)胞 (1)固定化酶 ①形成：將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。 ②特性：與游離酶相比較，穩(wěn)定性好，與底物和產(chǎn)物容易分離，易于控制，能反復(fù)多次使用；便于運(yùn)輸和貯存，有利于自動(dòng)化生產(chǎn)。 (2)固定化細(xì)胞：是指固定在一定空間范圍內(nèi)的、能夠進(jìn)行生命活動(dòng)并且可以反復(fù)使用的活細(xì)胞，又叫做固定化活細(xì)胞或固定化增殖細(xì)胞。 (3)固定技術(shù) ①概念：利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。 ②方法

12、(連線) ③適用對(duì)象 一般來講，酶更適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化，而細(xì)胞多采用包埋法固定化，這是因?yàn)閭€(gè)大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)小的酶則易從包埋材料中漏出。 2.制備固定化酵母細(xì)胞及用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵 (2016·經(jīng)典高考)為了探索海藻酸鈉固定化對(duì)綠球藻生長(zhǎng)的影響，以及固定化藻對(duì)含Zn2＋污水的凈化作用，科研人員用篩選到的一株綠球藻進(jìn)行試驗(yàn)，流程及結(jié)果如下。請(qǐng)回答下列問題： ―→―→ (1)實(shí)驗(yàn)中的海藻酸鈉作用是　　　　，CaCl2的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)為洗去凝膠球上殘余的CaCl2和其他污染物，并保持綠球藻

13、活性，宜采用　　　　洗滌。圖1中1.0%海藻酸鈉培養(yǎng)24 h后，移去凝膠球，溶液呈綠色，原因是___________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (3)為探索固定化藻對(duì)含Zn2＋污水的凈化作用，應(yīng)選用濃度為　　　　海藻酸鈉制備凝膠球。 (4)圖2中空白凝膠球組Zn2＋濃度下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　。結(jié)合圖1和圖2分析，固定化藻的實(shí)驗(yàn)組24～48 h間Zn2＋濃

14、度下降速度較快的主要原因是__________________________________________________________； 72～96 h間Zn2＋濃度下降速度較慢的原因有_______________________________ ___________________________________________________________________。 解析　(1)海藻酸鈉溶液在CaCl2溶液中形成凝膠球，包埋綠球藻。(2)可采用培養(yǎng)液或生理鹽水洗去凝膠球上殘余的CaCl2和其他污染物，并保持綠球藻活性。溶液呈綠色，說明固定化的綠球藻數(shù)量少，原因是

15、海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大)。(3)根據(jù)圖1可知，濃度為2.0%的海藻酸鈉制備的凝膠球最有利于綠球藻的繁殖。(4)空白凝膠球容易吸附Zn2＋，導(dǎo)致溶液中Zn2＋濃度下降；根據(jù)圖1和圖2分析，固定化藻的實(shí)驗(yàn)組24～48 h間綠球藻數(shù)量增加最快(處于“S”型曲線的K/2值處)，導(dǎo)致Zn2＋濃度下降速度較快，72～96 h間綠球藻數(shù)量基本不再增加。 答案　(1)包埋綠球藻(包埋劑)　與海藻酸鈉反應(yīng)形成形成凝膠球(凝固劑) (2)培養(yǎng)液(生理鹽水)　海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大) (3)2.0%　(4)凝膠球吸附Zn2＋　綠球藻生長(zhǎng)(增殖)速度快　綠球藻生長(zhǎng)(增殖)速度減慢，溶液中Zn

16、2＋濃度較低 (1)直接使用酶的三大缺點(diǎn) ①對(duì)環(huán)境條件非常敏感，容易失活。 ②溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本。 ③反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。 (2)固定化酶與固定化細(xì)胞的比較 固定化酶 固定化細(xì)胞 固定酶的種類 一種 一系列 適用方法 化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法 包埋法 特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 酶既可與反應(yīng)物結(jié)合，又可與產(chǎn)物分離，固定在載體上的酶可反復(fù)利用 成本低，操作容易 缺點(diǎn) 一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng) 可能導(dǎo)致反應(yīng)效率下降 實(shí)例 固定化葡萄糖異構(gòu)酶 固定化酵母細(xì)胞 　　　隨堂·真題&預(yù)測(cè) 1.(經(jīng)典高考)下

17、列關(guān)于酵母細(xì)胞固定化實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　) A.用溫水使海藻酸鈉迅速溶解，待其冷卻到室溫后用于包埋細(xì)胞 B.進(jìn)行包埋時(shí)，用于懸浮細(xì)胞的CaCl2溶液濃度要適宜 C.注射器(或滴管)出口應(yīng)盡量貼近液面以保證凝膠珠成為球狀 D.包埋酵母細(xì)胞的凝膠珠為淡黃色半透明狀，并具有一定的彈性 解析　海藻酸鈉溶解時(shí)要先加水，之后小火間斷加熱并不斷攪拌，完全溶化后用蒸餾水定容，冷卻至室溫后，加入已活化的酵母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，再固定，A錯(cuò)誤；包埋時(shí)氯化鈣溶液的作用是使膠體聚沉，B錯(cuò)誤；滴加溶液時(shí)注射器或滴管不能貼近液面，否則凝膠珠會(huì)呈蝌蚪狀，C錯(cuò)誤；制作成功的凝膠珠為淡黃色半透明狀

18、，并具有一定的彈性，D正確。 答案　D 2.(2013·海南高考)若要提高衣物上血漬的去除效果，可在洗衣粉中加入　　　　酶，因?yàn)樵撁改軐⒀t蛋白水解成可溶性的　　　　或　　　?。蝗粢岣咭挛锷嫌蜐n的去除效果，洗衣粉中可添加　　　　酶；使用加酶洗衣粉時(shí)，水溫過低或過高時(shí)洗滌效果不好的原因分別是____________________________________ _________________________________________________________________。 答案　堿性蛋白(或蛋白)　氨基酸　小分子肽　脂肪　水溫過低時(shí)酶活性較低，水溫過高會(huì)導(dǎo)致酶變性

19、失活 3.(2020·高考預(yù)測(cè))假設(shè)你已經(jīng)探究了果膠酶的最適溫度(為45 ℃)和最適pH(為4.8)，若還想進(jìn)一步研究果膠酶的最適用量，此時(shí)，實(shí)驗(yàn)的自變量是________________________________________________________________。 合理設(shè)置果膠酶用量的梯度后，可通過蘋果泥出汁的多少來判斷酶的用量是否合適。請(qǐng)根據(jù)所給的材料和用具完成以下探究實(shí)驗(yàn)。 (1)材料用具：制備好的蘋果泥、恒溫水浴裝置、試管、漏斗、濾紙、量筒、試管夾、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH溶液和鹽酸。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟： ①取6支試管

20、，編號(hào)為1～6，分別加入___________________________________， 調(diào)節(jié)pH至4.8。 ②向1～6號(hào)試管中分別加入　　　　　　　　　　　　　　　　，然后放入45 ℃恒溫水浴裝置中______________________________________________。 ③　　　　　　　　　　　　。 (3)以上實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)　　　　(填“有”或“沒有”)不妥，試分析原因。 ___________________________________________________________________ 解析　在探究影響果汁產(chǎn)量的酶的用量時(shí)，除酶的

21、用量是變量外，其他條件都應(yīng)相同且適宜。為了避免因混合導(dǎo)致溫度變化而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)先將盛蘋果泥的試管和盛不同量酶的試管放到相同溫度下恒溫處理，然后將兩者混合。 答案　果膠酶的用量 (2)①等量的蘋果泥?、诓煌w積的pH為4.8的果膠酶溶液　保溫相同時(shí)間　③過濾蘋果泥并記錄果汁體積 (3)有。為了保證蘋果泥與果膠酶混合前后的溫度相同，應(yīng)先將盛有蘋果泥和果膠酶的試管放在同一溫度的水浴裝置中恒溫處理一定時(shí)間后，再將兩者混合。 課后·強(qiáng)化訓(xùn)練 (時(shí)間：35分鐘) 1.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　　　　。

22、 (2)與一般酶制劑相比，固定化酶的突出優(yōu)點(diǎn)是__________________________ ___________________________________________________________________， 固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是__________________________________________。 (3)③的作用是_________________________________________________ ______________________________________________________________。

23、(4)制作固定化葡萄糖異構(gòu)酶所用的方式有　　　　　　　　　　或　　　　　　　　　　。 解析　(2)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。但是與固定化細(xì)胞相比，固定化酶不能催化一系列的化學(xué)反應(yīng)，并且固定化細(xì)胞成本更低，操作更容易。 (3)使用固定化酶技術(shù)往往利用一個(gè)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)液卻可以自由通過。(4)制作固定化葡萄糖異構(gòu)酶的方式有將酶相互連接起來或?qū)⒚肝皆谳d體表面上。 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，能被反復(fù)利用　成本更低，操作更容易

24、 (3)酶顆粒無法通過③，反應(yīng)溶液卻可以自由通過 (4)將酶相互連接起來　將酶吸附在載體表面上 2.某同學(xué)用含有不同種類酶制劑的洗衣粉進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。 組別 布料/cm 污染物 水溫/℃ A(蛋白酶洗衣粉) 6×6 蛋白膜 40 B(脂肪酶洗衣粉) 6×6 蛋白膜 40 C(蛋白酶洗衣粉) 6×6 淀粉膜 40 請(qǐng)回答以下問題： (1)該實(shí)驗(yàn)的目的是探究___________________________________________。 該實(shí)驗(yàn)還應(yīng)控制的無關(guān)變量有____________________________________。 該實(shí)驗(yàn)

25、中　　　　分別構(gòu)成兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。 (2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中可通過觀察　　　　　　　　　　　　來判斷酶的催化效率。 (3)蛋白酶洗衣粉的去污原理是____________________________________。 (4)大力推廣使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，這是因?yàn)開__________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (5)加酶洗衣粉中的酶是用特

26、殊的化學(xué)物質(zhì)層層包裹的，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，請(qǐng)說明這是否應(yīng)用了酶的固定化技術(shù)及其理由是_____________________________________________________________。 答案　(1)酶的作用具有專一性　洗衣粉的用量，污染程度，水質(zhì)，水的pH等　A和B、A和C (2)蛋白膜消失的時(shí)間長(zhǎng)短 (3)在蛋白酶催化作用下蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物溶于水中 (4)酶蛋白進(jìn)入環(huán)境后容易被微生物分解，避免過多的磷進(jìn)入水體，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化 (5)否，加酶洗衣粉中的酶沒有固定在不溶于水的載體上，也不能重復(fù)使用 3.下面三幅圖是研究人員對(duì)

27、黑曲霉A1果膠酶性質(zhì)的研究結(jié)果，據(jù)圖分析溫度、pH和Ca2＋濃度等與酶活力的關(guān)系。 (1)從圖上可以看出，對(duì)酶活力影響最小的是__________________________。 (2)這三個(gè)圖的共同點(diǎn)說明___________________________________________ _______________________________________________________________。 (3)若探究溫度對(duì)黑曲霉A1果膠酶活力的影響，則在該實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的pH及Ca2＋濃度是否需要進(jìn)行調(diào)節(jié)？　　　　分別調(diào)節(jié)到　　　　和　　　　。其原因是__

28、____________________________________________ _________________________________________________________________。 解析　從圖示可以看出，溫度、pH和Ca2＋濃度對(duì)黑曲霉A1果膠酶的活力都有影響，但Ca2＋濃度的影響最小。它們都有一個(gè)最適值，在此條件下，酶的活力最大。若要探究溫度對(duì)黑曲霉A1果膠酶活力的影響，則實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的pH及Ca2＋濃度都應(yīng)調(diào)節(jié)到最適值，遵循單一變量原則，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。 答案　(1)Ca2＋濃度 (2)在最適條件下，酶活力最高 (3)需要　4　1

29、　遵循單一變量原則，無關(guān)變量須相同且適宜 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年代又出現(xiàn)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　　　　，使用了如圖所示的方法[　]　　　　(填出號(hào)碼與名稱)。 (3)制

30、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)制得的凝膠體不是圓形或橢圓形，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為共價(jià)鍵結(jié)合法，圖②為吸附法，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CaC

31、l2溶液中形成的，若海藻酸鈉濃度過高或制凝膠珠時(shí)離液面太近，可能形成片狀或長(zhǎng)條形，而不是圓形的凝膠珠。 答案　(1)酶既能與反應(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?、邸“穹? (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) 5.請(qǐng)參照細(xì)胞固定化技術(shù)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，完成下列問題。 (1)細(xì)胞固定化技術(shù)一般采用包埋法固定化，采用該方法的原因是____________________________________________________________________ __________

32、_______________________________________________________。 (2)包埋法固定化是指________________________________________________ _________________________________________________________________。 (3)包埋法固定化細(xì)胞常用的載體有_____________________________________ _________________________________________________________

33、________ (答出三種即可)。 (4)與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是_______________________。 (5)制備固定化酵母細(xì)胞的四個(gè)主要步驟是： ①____________________________________________________________。 ②____________________________________________________________。 ③____________________________________________________________。 ④_____________

34、_______________________________________________。 答案　(1)細(xì)胞個(gè)大，不易從包埋材料中漏出 (2)將微生物細(xì)胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中 (3)明膠、瓊酯糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等 (4)成本更低，操作更容易 (5)①酵母細(xì)胞的活化?、谂渲坪Ｔ逅徕c溶液　③海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合?、芙湍讣?xì)胞的固定化 6.下圖1表示制備固定化酵母細(xì)胞的某步操作，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，請(qǐng)據(jù)圖分析回答： (1)圖1中，將溶化好的海藻酸鈉溶液　　　　，加入已活化的酵母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)

35、移至注射器中。 (2)圖1中X溶液為　　　　　　　　，其作用是___________________________ ______________________________________________　　　　　。 (3)某同學(xué)在圖1步驟結(jié)束后得到圖3所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，出現(xiàn)此結(jié)果的可能原因有海藻酸鈉濃度過　　　　(“高”或“低”)或注射器中的混合液推進(jìn)速度過　　　　(“快”或“慢”)。 (4)圖1中制備的凝膠珠用　　　　后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中，發(fā)酵過程中攪拌的目的是_________________________________________________________。

36、 解析　(1)剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c要冷卻至室溫，才能與活化的酵母細(xì)胞混合，以免高溫使酵母細(xì)胞失活。(2)混合液加入CaCl2溶液進(jìn)行固定化酵母細(xì)胞，故圖1中X溶液為CaCl2溶液，作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠。(3)圖3中所示的凝膠珠不是圓形或橢圓形，可能原因是海藻酸鈉濃度偏高或注射器中的混合液推進(jìn)速度過快。(4)制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵過程中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母細(xì)胞充分接觸，以利于發(fā)酵過程的順利進(jìn)行。 答案　(1)冷卻至室溫　(2)CaCl2溶液　使海藻酸鈉形成凝膠珠　(3)高　快　(4)蒸餾水洗滌　使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸 7.為探究不同種類加酶洗衣粉

37、的洗滌效果，其同學(xué)按如表所示步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ①給燒杯編號(hào) 1號(hào)燒杯 2號(hào)燒杯 3號(hào)燒杯 ②注入自來水 500 mL 500 mL 500 mL ③加入物質(zhì)(等量且污染程度相同) 奶漬布 奶漬布 奶漬布 ④控制水溫 37 ℃ 80 ℃ 37 ℃ ⑤加入洗衣粉(等量) 蛋白酶洗衣粉 蛋白酶洗衣粉 脂肪酶洗衣粉 ⑥用玻璃棒攪拌 5 min 5 min 5 min ⑦觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 污物消失 污物仍存在 污物仍存在 請(qǐng)分析后回答： (1)本實(shí)驗(yàn)的變量為　　　　　　。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，酶具有　　　　，其活性還受　　　　的影響。 (3)通過

38、以上實(shí)驗(yàn)可知，蛋白質(zhì)類織物　　　　(填“能”或“不能”)用加蛋白酶的洗衣粉洗滌。 答案　(1)酶的種類和溫度　(2)專一性　溫度　(3)不能 8.果膠酶能夠分解植物細(xì)胞之間的果膠，使榨取果汁變得更容易，果膠被分解后，渾濁的果汁會(huì)變得澄清?，F(xiàn)有磨漿機(jī)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水、一定濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液等實(shí)驗(yàn)材料及試劑，下表是某小組利用上述材料進(jìn)行的有關(guān)實(shí)驗(yàn)(“/”表示不加)。請(qǐng)回答下列問題： 編號(hào) 項(xiàng)目 試管 甲 乙 丙 丁 1 在試管中加入蘋果泥 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 ① 2 mL / 2 mL 2 mL 3

39、 加入不同的液體 2 mL蒸餾水 4 mL蒸餾水 2 mL鹽酸 2 mL氫氧化鈉 4 搖勻，恒溫處理 15分鐘 15分鐘 15分鐘 15分鐘 (1)表中①處的內(nèi)容是　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若要驗(yàn)證果膠酶的作用，應(yīng)把　　兩個(gè)試管同時(shí)取出并過濾相同時(shí)間，觀察并比較，預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果是　　　　　　　　　　　　　　。 (3)比較試管甲、丙、丁可知，其實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖恰　　　　　　　　　?。為確保實(shí)驗(yàn)成功，請(qǐng)將表中的編號(hào)正確排序(用數(shù)字和箭頭表示)：　　　　　　。 (4)如果要用此實(shí)驗(yàn)做“探究果膠酶的最適用量”，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路：　　　　　　　　。 解析　根據(jù)表

40、格信息可知，甲、乙試管是探究果膠酶的催化作用；甲、丙、丁三個(gè)試管是探究pH對(duì)酶活性的影響，該實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，應(yīng)先將酶分別放在不同的環(huán)境條件下，然后再加入底物，操作順序不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也會(huì)不同。 答案　(1)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液　(2)甲與乙　甲果汁比乙澄清　(3)探究pH對(duì)果膠酶活性的影響　2→3→1→4　(4)配制不同濃度的果膠酶，恒溫下加入等量蘋果泥，觀察果汁的澄清度，果汁最澄清組對(duì)應(yīng)的酶用量即為酶的最適用量 9.東北農(nóng)業(yè)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)，海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶，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。如圖顯示的是

41、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，包括酶活性和酶的數(shù)量)，請(qǐng)分析回答下列問題： (1)下列所示的酶固定化技術(shù)中屬于包埋法的是　　　　。 (2)從對(duì)溫度變化的適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，圖甲所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是　　　　對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍更廣。 (3)圖乙曲線表明濃度為　　　　的海藻酸鈉溶液包埋效果最好，當(dāng)海藻酸鈉溶液濃度較低時(shí)，酶活力低的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是用戊二醛作交聯(lián)劑，這是因?yàn)椤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? 解析　(1)包埋法即將酶包埋于網(wǎng)格或膠囊中

42、，如圖③④所示，圖中①為吸附法，②為化學(xué)結(jié)合法。(2)通過分析圖甲可知，固定化酶與游離酶相比，在溫度變化時(shí)酶活力變化幅度較小，且酶活力更高，即對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍更廣。(3)圖乙曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉溶液包埋效果最好，此時(shí)酶活力最高，當(dāng)海藻酸鈉溶液濃度較低時(shí)包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足，因此酶活力較低。(4)小麥酯酶分子很小，很容易從包埋材料中漏出，因此固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是用戊二醛作交聯(lián)劑使用交聯(lián)法固定。 答案　(1)③④　(2)固定化酶　(3)3%　海藻酸鈉溶液濃度較低時(shí)包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足 (4)酶分子很小，容易從包埋材料中

43、漏出 10.乳糖酶能夠催化乳糖水解為葡萄糖和半乳糖，具有重要應(yīng)用價(jià)值。乳糖酶的制備及固定化步驟如下： →→→ (1)篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物L(fēng)時(shí)，宜用　　　　作為培養(yǎng)基中的唯一碳源。培養(yǎng)基中瓊脂的作用是　　　　　　　　。從功能上講，這種培養(yǎng)基屬于　　　　　。 (2)培養(yǎng)微生物L(fēng)前，宜采用　　　　方法對(duì)接種環(huán)進(jìn)行滅菌。 (3)純化后的乳糖酶可用電泳法檢測(cè)其分子量大小。在相同條件下，帶電荷相同的蛋白質(zhì)電泳速度越快，說明其分子量越　　　　。 (4)乳糖酶宜采用化學(xué)結(jié)合法(共價(jià)鍵結(jié)合法)進(jìn)行固定化，可通過檢測(cè)固定化乳糖酶的　　　　確定其應(yīng)用價(jià)值。除化學(xué)結(jié)合法外，酶的固定化方法還包括　　　　、　

44、　　　、離子吸附法及交聯(lián)法等。 解析　(1)產(chǎn)乳糖酶的微生物L(fēng)自身可以合成乳糖酶，能催化乳糖水解為葡萄糖和半乳糖，供自身利用；不能合成乳糖酶的微生物則無法利用乳糖。據(jù)此，可利用乳糖作為唯一碳源的培養(yǎng)基來篩選產(chǎn)生乳糖酶的微生物。這樣的培養(yǎng)基從功能上看屬于選擇培養(yǎng)基。培養(yǎng)基中添加瓊脂的作用是作為凝固劑，制作固體培養(yǎng)基。(2)接種時(shí)要嚴(yán)格做到無菌操作，其中接種環(huán)應(yīng)采用酒精燈灼燒滅菌。(3)電泳時(shí)，相同條件下，帶電荷相同的蛋白質(zhì)受到的靜電引力相同，分子量越小的蛋白質(zhì)，移動(dòng)速度越快。(4)酶的作用是催化生化反應(yīng)，固定化酶要體現(xiàn)其具體的應(yīng)用價(jià)值，必須要具有較高的酶活性。酶的固定化方法有化學(xué)結(jié)合法、包埋法、物理吸附法、離子吸附法及交聯(lián)法等。 答案　(1)乳糖　凝固劑　選擇培養(yǎng)基　(2)灼燒　(3)小　(4)活性　包埋法　物理吸附法