《2014屆高三生物一輪復(fù)習(xí)精講精練 第42講 酶的應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐 蘇教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2014屆高三生物一輪復(fù)習(xí)精講精練 第42講 酶的應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐 蘇教版（15頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第42講　酶的應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐 [考綱要求]　1.酶的存在與簡單制作方法。2.酶活力測定的一般原理和方法。3.酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用。4.制備和應(yīng)用固定化酶。 考點(diǎn)一　果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用 1．酶的活性及其影響因素 (1)酶活力：酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力也稱為酶活性。酶活性的高低可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率來表示。 (2)影響酶活性的因素：溫度、pH、酶的抑制劑等。 2．果膠酶的組成、作用和制備 (1)組成：多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。 (2)作用：分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層。 (3)果膠酶的制備流程

2、3．探究溫度和pH對酶活性的影響 (1)實(shí)驗(yàn)原理 ①果膠酶活性受溫度和pH的影響，處于最適溫度或pH時(shí)，活性最高。 ②果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶活性大小呈正相關(guān)。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：溫度和pH在很大程度上對酶的空間結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生影響，過高或過低都會影響酶活性。 易錯警示　(1)酶活性不等同于酶促反應(yīng)速率 同等條件下的酶促反應(yīng)速率的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活性與酶促反應(yīng)速率仍然是兩個完全不同的概念，其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)速率，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

3、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)置一系列濃度梯度，且不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間構(gòu)成了相互對照，通過相互對照可確定果膠酶的最適溫度或最適pH。 1．下列有關(guān)果膠酶及與果膠酶實(shí)驗(yàn)探究的敘述正確的是 (　　) A．探究果膠酶的用量時(shí)，pH、溫度不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 B．果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和葡萄糖異構(gòu)酶等 C．探究溫度對果膠酶活性的影響時(shí)，溫度、蘋果泥、果膠酶用量及反應(yīng)時(shí)間等都是變量 D．可以用相同時(shí)間內(nèi)過濾得到的果汁體積來確定果膠酶的用量 答案　D 解析　探究果膠酶的用量時(shí)，pH、溫

4、度會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；葡萄糖異構(gòu)酶不屬于果膠酶的成分；探究溫度對果膠酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，溫度為單一變量，其他因素保持不變。 1．果膠酶與纖維素酶的比較 種類 組成 作用 果膠酶 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對酶活性的影響時(shí)，只需將溫度

5、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對酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。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，這個值就是酶的最

6、適用量。 考點(diǎn)二　探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果 1．梳理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，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，達(dá)到更好的去污效果 棉紡織品的表面浮毛 2. 探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物上污漬的洗滌效果 (1)實(shí)驗(yàn)過程 ①取大燒杯兩只，用量筒量取等量水放入其中。 ②將制好的污染布塊和

7、洗衣粉(一組為污染布塊與普通洗衣粉，一組為污染布塊與加酶洗衣粉)分別放入兩只燒杯中。 ③用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢?。一段時(shí)間后再攪拌，可重復(fù)進(jìn)行。 ④相同的時(shí)間后觀測洗滌效果。 3．探究不同類型加酶洗衣粉的洗滌效果 (1)實(shí)驗(yàn)原理：酶的催化作用具有特異性，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑種類較多，與單一加酶洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效果。 (2)實(shí)驗(yàn)變量 ①自變量：加酶洗衣粉。 ②無關(guān)變量：其他條件相同且適宜(如溫度、pH等)。 (3)實(shí)驗(yàn)步驟 步驟 燒杯編號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 注入自來水 500 mL 500 mL 500 mL 加入物質(zhì)(等量) 奶漬布 奶漬布

8、 奶漬布 控制水溫 37 ℃ 37 ℃ 37 ℃ 加入洗衣粉(等量) 蛋白酶 洗衣粉 復(fù)合酶 洗衣粉 脂肪酶 洗衣粉 用玻棒攪拌 5 min 5 min 5 min 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 顏色淺 已消失 顏色淺 易錯警示　(1)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，因此不會對環(huán)境造成污染。 (2)一般來說，絲綢類的衣物不可以使用加酶洗衣粉洗滌，是因?yàn)榈鞍酌笗獾鞍踪|(zhì)類的絲綢。 (3)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。 (4)人體皮膚細(xì)胞有蛋白質(zhì)，如不

9、徹底清洗雙手，就會使手的皮膚受到腐蝕，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。 (5)加酶洗衣粉的酶制劑不含肽酶，因?yàn)殡谋旧硪兹苡谒? 2．加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。請回答下列問題： (1)由下圖推知，該實(shí)驗(yàn)的目的是 。 50 ℃時(shí)加酶洗衣粉中堿性蛋白酶的最適含量約是 %。 (2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗滌效果的實(shí)驗(yàn)記錄，請據(jù)表回答問題。 臉盆 編號 洗滌物 (等量) 洗滌溫度 洗衣粉(等量) 水量 洗凈所

10、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號實(shí)驗(yàn)組洗凈油污布所需時(shí)間接近7 min，最可能的原因是 。 (3)下列衣料不適宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗滌的有

11、 。 ①棉織品　②毛織品?、垭婢]織品?、苄Q絲織品 (4)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請寫出兩項(xiàng)提高加酶洗衣粉洗滌效果的措施： 。 答案　(1)探究溫度、堿性蛋白酶含量對去污力的影響　0.6　(2)①對照、單一變量?、诿甘Щ睢?3)②④　(4)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) 解析　(1)由題圖可知，實(shí)驗(yàn)中存在兩個變量：溫度與堿性蛋白酶含量，即實(shí)驗(yàn)探究的是溫度、堿性蛋白酶含量對去污力

12、的影響。在50 ℃時(shí)，洗衣粉的去污力在堿性蛋白酶含量為0.6%時(shí)達(dá)到最大。(2)由表中數(shù)據(jù)可知，1、3號為實(shí)驗(yàn)組，2、4號為對照組，1、2號與3、4號中只有是否加酶一個變量，因此該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了對照原則和單一變量原則。若1號實(shí)驗(yàn)組洗凈油污布所需時(shí)間接近7 min，最可能的原因是酶已經(jīng)失活。(3)蛋白酶可分解蛋白質(zhì)，故毛織品、蠶絲織品等以蛋白質(zhì)為主要成分的衣料不能用含蛋白酶的加酶洗衣粉洗滌。(4)用溫水浸泡(提高酶的活性)，延長浸泡時(shí)間(增加酶的催化時(shí)間)，增加酶的用量等都可以提高加酶洗衣粉的洗滌效果。 1．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

13、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照原則等。 2．洗滌方式和材料的選擇 (1)采用全自動洗衣機(jī)比較好，并且應(yīng)該盡量使用同一型號小容量的洗衣機(jī)，使其機(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

14、的比較。 3．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。 考點(diǎn)三　固定化酶和固定化細(xì)胞 1．固定化酶技術(shù)和固定化細(xì)胞技術(shù)的概念 (1)固定化酶的概念：是指用物理學(xué)或化學(xué)的方法將酶與固相載體結(jié)合在一起形成的仍具有酶活性的酶復(fù)合物。 (2)固定化細(xì)胞的概念：通過各種方法將細(xì)胞與一定的載體結(jié)合，使細(xì)胞仍保持

15、原有的生物活性的技術(shù)。 2．固定化細(xì)胞技術(shù)常用的方法 包埋法、交聯(lián)法和吸附法。一般來說，酶更適合采用交聯(lián)法和吸附法固定化，細(xì)胞多采用包埋法固定化。 3．酵母細(xì)胞固定化的方法 (1)制備麥芽汁：稱取一定質(zhì)量的干麥芽粉，加水，糖化得到麥芽汁，煮沸冷卻后用紗布過濾，調(diào)pH至6.0，在121 ℃下滅菌15 min，制成無菌麥芽汁。 (2)酵母菌細(xì)胞的活化：稱取1 g干酵母，放入50 mL的小燒杯中，加入蒸餾水10 mL用玻璃棒攪拌，使酵母菌細(xì)胞混合均勻，成糊狀，放置1 h左右，使其活化。 (3)配制海藻酸鈉溶液：海藻酸鈉在水中溶解的速度慢，需要通過加熱，促進(jìn)其溶解。溶解海藻酸鈉，最好采用小

16、火間斷加熱的方法。例如，加熱幾分鐘后，從石棉網(wǎng)上取下燒杯冷卻片刻，并不斷攪拌，再將燒杯放回石棉網(wǎng)繼續(xù)加熱，如此重復(fù)數(shù)次，直至海藻酸鈉完全溶化。如果加熱太快，海藻酸鈉會發(fā)生焦糊。 (4)海藻酸鈉溶液與酵母菌細(xì)胞混合：將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至45 ℃，與預(yù)熱至35 ℃的已活化酵母菌細(xì)胞混合均勻，形成酵母菌—海藻酸鈉膠液，再轉(zhuǎn)移至注射器中。 (5)固定化酵母菌細(xì)胞：以恒定的速度將注射器中的溶液滴入飽和的硼酸—氯化鈣溶液中，并不停地旋轉(zhuǎn)，形成凝膠珠。待凝膠珠在溶液中浸泡30 min后，取出用無菌水洗滌3次備用。 (6)發(fā)酵麥芽汁：將固定化酵母菌細(xì)胞凝膠珠加入300 mL無菌麥芽汁中，置于25

17、 ℃下發(fā)酵7～9 d，待發(fā)酵結(jié)束后品嘗其味道。 易錯警示　固定化實(shí)驗(yàn)中的易錯點(diǎn)總結(jié) (1)海藻酸鈉溶液的濃度對包埋酵母細(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)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。 3．在20世紀(jì)50年代，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個生產(chǎn)領(lǐng)域，到

18、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 ，使用了下圖中方法[　] (填出號碼與

19、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 。 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　③　包埋法　(3)硼酸—氯化鈣　海藻酸鈉溶液濃度過高(或針筒口離液面過近，高度不夠) 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)

20、又形成多孔性固體顆粒，是包埋酵母菌的好材料。圖①為交聯(lián)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硼酸—氯化鈣溶液中形成的，若海藻酸鈉濃度過高或制凝膠珠時(shí)離液面太近，可能形成片狀或長條形，而不是圓形的凝膠珠。 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 交聯(lián)法固定化、吸附法固定化 包埋法固定化 是否需要 營養(yǎng)物質(zhì) 否 否 是 催化反應(yīng) 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 對環(huán)境條件

21、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 1．(2012·江蘇卷，16)下列關(guān)于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果”的敘述，合理的是 (　　) A．先用熱水溶解洗衣粉，再將水溫調(diào)節(jié)到最適溫度 B．實(shí)驗(yàn)的觀察指標(biāo)可以是相同洗滌時(shí)間內(nèi)污漬的殘留程度 C．相同pH時(shí)加酶洗衣粉洗滌效果好于普通洗衣粉 D．衣物質(zhì)地和洗衣粉用量不會影響

22、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 答案　B 解析　由于溫度會影響酶的活性，高溫會導(dǎo)致加酶洗衣粉中的酶變性失活，A項(xiàng)錯誤；本實(shí)驗(yàn)的目的是探究兩種洗衣粉的洗滌效果，所以觀察指標(biāo)可以是相同洗滌時(shí)間內(nèi)污漬的殘留程度或達(dá)到同樣洗滌效果所需時(shí)間的長短，B項(xiàng)正確；在適宜的pH下，加酶洗衣粉的洗滌效果高于普通洗衣粉，但pH過高或過低時(shí)酶都會變性失活，則兩者洗滌效果相似，C項(xiàng)錯誤；酶具有特異性，加有蛋白酶的洗衣粉不能用于洗滌真絲、羊毛等衣料，適當(dāng)增加洗衣粉的用量會使洗滌效果增強(qiáng)，D項(xiàng)錯誤。 2．(2012·江蘇卷，17)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，錯誤的是 (　　) A．從酶的固定方式看，吸附法比交聯(lián)法對酶

23、活性影響小 B．作為消化酶使用時(shí)，蛋白酶制劑以口服方式給藥 C．尿糖試紙含有固定化的葡萄糖酶和過氧化氫酶，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 答案　C 解析　酶的固定方式有包埋法、交聯(lián)法和吸附法，物理吸附的過程是利用吸附劑本身的表面張力，從而對附近的分子產(chǎn)生吸附，吸附劑不會與被吸附物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使其發(fā)生性質(zhì)改變，所以吸附法對酶活性影響很小，A項(xiàng)正確；消化酶在人體消化道內(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，B項(xiàng)正確；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，制成測試尿糖含量的酶試紙

24、，這種酶試紙與尿液相遇時(shí)，很快會因?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)顏色會有掩蓋作用，所以不能反復(fù)使用，C項(xiàng)錯誤；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，D項(xiàng)正確。 3．(2012·廣東理綜，29)食品種類多，酸堿度范圍廣。生物興趣小組擬探究在食品生產(chǎn)中應(yīng)用范圍較廣的蛋白酶，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，得知： (1)pH對不同蛋白酶的活力影響有差異。據(jù)圖可知， 更適宜作為食品添加劑，理由是

25、 。 蛋白酶的活力可用 的量來表示。 (2)該蛋白酶的提取工藝流程如下： 興趣小組分別對酶保護(hù)劑濃度、提取液pH進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，酶保護(hù)劑濃度在0.02～0.06 mol/L范圍內(nèi)，酶活力較高；提取液pH在6.0～8.0范圍內(nèi)，酶活力較高。他們認(rèn)為，要進(jìn)一步提高粗酶制劑的酶活力，以達(dá)到最佳提取效果，還需對酶保護(hù)劑濃度和提取液pH進(jìn)行優(yōu)化，并確定以此為探究課題。請擬

26、定該課題名稱，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表。 答案　(1)木瓜蛋白酶　木瓜蛋白酶的活力不隨pH的變化而變化　單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中底物減少(或產(chǎn)物增加)　(2)課題名稱：探究酶保護(hù)劑的濃度和提取液的pH的最佳組合 解析　(1)題目中已經(jīng)提供了信息“食品種類多，酸堿度范圍廣”，所以選擇的食品添加劑應(yīng)該有較廣的酸堿度適應(yīng)范圍，由圖可知，木瓜蛋白酶的活力不隨pH的變化而變化，所以可以選作食品添加劑。酶的活力可用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中底物的減少量(或產(chǎn)物的增加量)來表示。(2)由題中信息可知酶保護(hù)劑的適宜濃度范圍和提取液pH的適宜范圍，故實(shí)驗(yàn)的自變量是酶保護(hù)劑的濃度和提取液的pH，需在適宜范圍內(nèi)確

27、定較小的梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表要包含自變量酶保護(hù)劑的濃度和提取液的pH以及因變量底物的減少量(或產(chǎn)物的產(chǎn)生量)。 4．(2008·江蘇卷，34A)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，下表為實(shí)驗(yàn)記錄。請回答下列問題。 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

28、88 52 51 83 36 34 77 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)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、乙兩組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有 。 (3)如果甲、乙和丙3組均在水溫為80 ℃時(shí)洗滌同一種污漬，請比較這3組洗滌效果之間

29、的差異并說明理由： 。 (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。請說明這是否運(yùn)用了酶的固定化

30、技術(shù)及其理由： 。 答案　(1)加酶和適當(dāng)提高溫度　蛋白酶　蛋白酶和脂肪酶 (2)特異性 (3)沒有差異，因?yàn)楦邷厥姑甘Щ? (4)未運(yùn)用酶的固定化技術(shù)，因?yàn)槊肝垂潭ㄔ诓蝗苡谒妮d體上，也不能重復(fù)利用 解析　加酶洗衣粉中添加了多種酶制劑，如堿性蛋白酶制劑和堿性脂肪酶制劑等。這些酶制劑不僅可以有效地清除衣物上的污漬，而且對人體沒有毒害作用，并且這些酶制劑及其分解產(chǎn)物能夠被微生物分解，不會污染環(huán)境。既然是酶制劑，就具備酶的特性，需要適宜

31、的溫度和pH，具有特異性；溫度過高時(shí)，酶變性失活，三者幾乎沒有差別。固定化后的酶在保持原有催化活性的同時(shí)，又可以同一般催化劑一樣能回收和反復(fù)使用，可在生產(chǎn)工藝上實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動化，更適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的需要。 1．如圖表示某研究小組在探究果膠酶的用量時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列有關(guān)說法不正確的是 (　　) 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)速率的因素是溫度、pH、反應(yīng)物濃度等 C．在ac段增加反應(yīng)物濃度，可以明顯加快反應(yīng)速率 D．在該實(shí)驗(yàn)給定條件下，果膠酶的最佳用量是b點(diǎn)對應(yīng)的值 答案　C 解析　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)

32、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)速率會加快。 2．在用果膠酶處理果泥時(shí)，為了使果膠酶能夠充分地催化反應(yīng)，應(yīng)采取的措施是 (　　) A．加大果泥用量 B．加大果膠酶用量 C．進(jìn)一步提高溫度 D．用玻璃棒不時(shí)地?cái)嚢璺磻?yīng)混合物 答案　D 解析　用果膠酶處理果泥時(shí)，用玻璃棒不時(shí)地?cái)嚢璺磻?yīng)混合物，能使果膠酶與果膠充分接觸，使果膠酶能夠充分地催化反應(yīng)。 3．酶制劑、固定化酶、固定化細(xì)胞已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域

33、，下列有關(guān)敘述錯誤的是 (　　) A．90 ℃高溫會使Taq DNA聚合酶失去催化活性 B．制備固定化酶的方法主要有包埋法、交聯(lián)法和吸附法等 C．對酶進(jìn)行固定時(shí)可能會造成酶的損傷而影響其活性 D．固定化細(xì)胞可以催化一系列酶促反應(yīng) 答案　A 解析　Taq DNA聚合酶是從一種水生耐熱菌株中分離提取的，具有耐高溫的特性，在95 ℃仍具有酶活性。 4．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

34、是否合適。請根據(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，編號為1～6，分別加入 ，調(diào)節(jié)pH至4.8。 ②向1～6號試管中分別加入 ，然后放入45 ℃恒溫水浴裝置中 。 ③

35、 。 (3)以上實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)是否有不妥之處？如果有，試分析原因。 。 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

36、的果膠酶溶液　保溫相同時(shí)間?、圻^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)先將盛蘋果泥和果膠酶的試管放在同一溫度的水浴裝置中恒溫，再將兩者混合 解析　在探究影響果汁產(chǎn)量的酶的用量時(shí)，除酶的用量是變量外，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，然后將兩者混合。 5．洗衣粉是人們?nèi)粘Ｉ钏匦璧?，有同學(xué)對加酶洗衣粉的作用很感興趣，為此做了以下探究實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)過程：①用天平稱取加酶洗衣粉若干份，每份5克。 ②制作被牛奶(主要含蛋白質(zhì)和脂肪)和藍(lán)墨水[主要成分：阿拉伯樹膠(植

37、物纖維)、鞣酸與硫酸亞鐵]處理過的同一布料若干份(污漬大小以滴管滴數(shù)為準(zhǔn))。 ③取2個500 mL燒杯，依次編號為A、B，兩燒杯中均加入200 mL水和一份已稱好的洗衣粉，放入10 ℃水浴鍋中并攪拌。 ④取2塊被牛奶和藍(lán)墨水處理過的布料各一份，分別同時(shí)放入燒杯中，用玻璃棒攪拌，并記錄除去污漬所需時(shí)間。 然后，分別在20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃的水浴鍋中，重復(fù)步驟③④，記錄除去污漬所需時(shí)間，結(jié)果如表所示。 (1)請以溫度為橫坐標(biāo)，酶促反應(yīng)速率為縱坐標(biāo)畫出除去奶漬實(shí)驗(yàn)的大致情況圖。 (2)解釋在同一水溫下除去兩種污漬時(shí)間不同的可能原因：

38、 。 (3)請你為上述探究實(shí)驗(yàn)命名： 。 (4)上述實(shí)驗(yàn)涉及兩項(xiàng)對照關(guān)系，一項(xiàng)是針對 的成分對照，另一項(xiàng)是針對 的條件對照。這里的條件對照與一般實(shí)驗(yàn)空白對照的區(qū)別是 。 答案　(1)如圖所示　(2)加酶洗衣粉含蛋白酶和脂肪酶，而酶有特異性且不同酶的活性受溫度的影響不同　(3)不同溫度條件下洗衣粉對不同污漬去污率的影響　(4)不同底物　不同溫度　條件對照組互為對照(或互為實(shí)驗(yàn)組) 解析　(1)

39、用描點(diǎn)法就可以繪出曲線的大致走勢。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在相同溫度下，同一種酶除去兩種污漬所用的時(shí)間不同，說明同一種酶對不同污漬的處理效果不同，體現(xiàn)了酶的特異性；處理不同污漬的酶的最適溫度不同，所以在同一溫度下，兩種酶的活性不同。(4)由表可知，每一列的數(shù)據(jù)反映的是同一種酶對不同污漬的作用效果，實(shí)驗(yàn)變量為污漬的種類(即底物的種類)；每一行的數(shù)據(jù)反映的是不同溫度下同一種酶對同一污漬的作用效果，實(shí)驗(yàn)變量為溫度的高低。 6．下面是制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟，請回答： 活化酵母細(xì)胞→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

40、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)如果海藻酸鈉溶液濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目 ，影響實(shí)驗(yàn)效果。 (3)觀察形成凝膠珠的顏色和形狀，如果顏色過淺，說明 ；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明

41、 。 (4)固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法，原因是 。 答案　(1)缺水　正常的生活　體積會增大　(2)少　(3)海藻酸鈉溶液濃度偏低　海藻酸鈉溶液濃度偏高，制作失敗　(4)細(xì)胞個大，不易從包埋材料中漏出 解析　(1)酵母菌在干燥時(shí)，處于休眠狀態(tài)，需加水活化，否則制成的固定化酵母細(xì)胞在發(fā)酵時(shí)酶活性較低且酵母菌增殖緩慢。(2)如果海藻酸鈉溶液的濃度過低，則形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實(shí)驗(yàn)效果。(3)如果制 作的凝膠珠顏色過淺或呈白色，說明海藻酸鈉溶液的濃度偏低；如果形成的凝膠珠

42、不是圓形或橢圓形，說明海藻酸鈉溶液的濃度偏高，制作失敗，需要再嘗試。(4)由于細(xì)胞個大，不易從包埋材料中漏出，故細(xì)胞的固定化一般采用包埋法。 8．固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)。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)，并對其最佳固定條件進(jìn)行了探究。如圖所示是部分研究結(jié)果(注：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量)，分析回答： (1)從對溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，甲圖所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是

43、 。 (2)乙圖曲線表明濃度為 的海藻酸鈉包埋效果最好，當(dāng)海藻酸鈉溶液濃度較低時(shí)，酶活力低的原因是

44、 。 (3)固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，由丙圖可知，固定化酶一般可重復(fù)使用 次，之后酶活力明顯下降。 (4)固定小麥酯酶采用雙重固定法，這是因?yàn)? 。 答案　(1)固定化酶比游離酶對溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍較廣　(2)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　(3)3　(4)該酶分子很小，容易從包埋材料中漏出 解析　通過分析甲圖可知，固定化酶與游離酶相比，固定化酶對溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍較廣。乙圖曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉溶液包埋效果最好，此時(shí)的酶活力最高，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。小麥酯酶分子很小，很容易從包埋材料中漏出，因此固定小麥酯酶時(shí)不用海藻酸鈉直接包埋，而是采用雙重固定法。 15