課時作業(yè)21 酶的應(yīng)用11963年諾和諾德公司向洗滌劑中加入堿性蛋白酶，推出了第一款加酶洗衣粉。堿性蛋白酶一般利用枯草芽孢桿菌生產(chǎn)。圖甲、乙為某科研小組對堿性蛋白酶相關(guān)性質(zhì)進行測試的結(jié)果。圖丙、丁為兩種常見的平板劃線法：連續(xù)劃線法和四區(qū)劃線法，前者適用于純化菌種較少的樣品，后者適用于純化菌種較多的樣品。請回答下列問題：(1)由圖甲、乙可知，堿性蛋白酶發(fā)揮作用的適宜條件為_。(2)圖丁中依次進行四區(qū)劃線，四區(qū)的面積要求為CDEF，F(xiàn)區(qū)面積最大的原因是_。每次劃線后都要_接種環(huán)，注意F區(qū)劃線不要與_(填字母)區(qū)相連。(3)某興趣小組欲從土壤中分離枯草芽孢桿菌，宜選擇圖_所示的方法劃線培養(yǎng)，分離得到的純化單菌落屬于_(填“種群”或“群落”)。(4)堿性蛋白酶是枯草芽孢桿菌生長后期向細胞外分泌的一種酶，與該酶合成有關(guān)的細胞器是_。若欲應(yīng)用固定化技術(shù)提高該酶的利用率，減少產(chǎn)物中的雜質(zhì)，則應(yīng)采用_方法。答案(1)pH為10.2左右和43 左右的溫度(2)使該區(qū)出現(xiàn)大量的單菌落以供挑選純種用(或便于菌種分散)灼燒C(C、D)(3)丁種群(4)核糖體化學結(jié)合(或物理吸附)2工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細胞壁以提高水果的出汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響，某同學設(shè)計了如下實驗：將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10 水浴中恒溫處理10 min(如圖甲)。將步驟處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10 水浴中恒溫處理10 min(如圖乙)。將步驟處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量(如圖丙)。在不同溫度條件下重復以上實驗步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下表：溫度/1020304050607080果汁量/mL813152515121110根據(jù)上述實驗，請分析回答下列問題：(1)果膠酶能破除細胞壁，是因為果膠酶可以促進細胞壁中_的水解。(2)實驗結(jié)果表明，當溫度為_左右時，果汁量最多，此時果膠酶的活性_。當溫度再升高時，果汁量降低，說明_。(3)實驗步驟的目的是_。答案(1)果膠(2)40 最高酶活性降低(3)避免果汁和果膠酶混合時影響混合物溫度，從而影響果膠酶活性解析(1)植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之一是果膠，而果膠酶則是水解果膠的一類酶的總稱。(2)通過表中數(shù)據(jù)可知：在40 時，產(chǎn)生的果汁量最多，說明在題中所給的溫度范圍內(nèi)，40 時酶活性最高。當溫度再升高時，出汁量降低，說明酶的催化活性降低。(3)因為酶具有高效性，故操作時須使底物與酶的溫度都達到預定值后再混合，避免它們事先發(fā)生反應(yīng)，引起結(jié)果的不準確。3生產(chǎn)果汁時，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁率?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題：(1)某同學用三種不同的果膠酶進行三組實驗，各組實驗除酶的來源不同外，其他條件都相同，測定各組的出汁量，據(jù)此計算各組果膠酶的活性的平均值并進行比較。這一實驗的目的是_。(2)現(xiàn)有一種新分離出來的果膠酶，為探究其最適溫度，某同學設(shè)計了如下實驗：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 下保溫相同時間，然后，測定各試管中的出汁量并計算各組出汁量平均值。該實驗溫度設(shè)置的不足之處有_和_。(3)某同學取5組試管(AE)分別加入等量的同種果泥，在A、B、C、D 4個實驗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驗組相同。將5組試管置于適宜溫度下保溫一定時間后，測定各組的出汁量。通過AD組實驗可比較不同實驗組出汁量的差異。本實驗中，若要檢測加入酶的量等于0而其他條件均與實驗組相同時的出汁量，E組設(shè)計_(填“能”或“不能”)達到目的，其原因是_。答案(1)探究不同來源果膠酶的活性(2)4組的溫度設(shè)置不合適各組的酶促反應(yīng)受兩個不同溫度影響(每一設(shè)定溫度的兩只試管應(yīng)先達到預定溫度，然后再混合)(其他答案合理也可)(3)不能E組加入蒸餾水而不是緩沖液違背了單一變量原則解析(1)根據(jù)題意，用三種不同的果膠酶進行三組實驗，各組實驗除酶的來源不同外，其他條件都相同，測定各組的出汁量，據(jù)此計算各組果膠酶的活性的平均值并進行比較，可見實驗的自變量是果膠酶的來源不同，因變量是果膠酶的活性，所以該實驗目的是探究不同來源果膠酶的活性。(2)根據(jù)實驗設(shè)計可知，該實驗是探究果膠酶的最適溫度，所以自變量是溫度，因變量是果膠酶的活性，用出汁量進行衡量，出汁量越多則果膠酶活性越高。該實驗方案中，溫度應(yīng)該在常溫范圍內(nèi)設(shè)置系列溫度梯度且梯度差值相等，所以4組的溫度應(yīng)分別設(shè)置為15 、20 、25 、30 ；另外探究溫度對酶活性的影響時，應(yīng)保證酶促反應(yīng)只能在設(shè)定的溫度下進行，同一實驗組的反應(yīng)溫度只能是一個，所以實驗操作應(yīng)該是將各組盛有果膠酶的試管與盛有果泥的試管分別在設(shè)定溫度下處理一定時間后再將兩只試管混合，才能保證實驗在設(shè)定的溫度下進行。(3)根據(jù)題意，本實驗的自變量是果膠酶的量，因變量是出汁量，對照實驗的設(shè)計應(yīng)遵循單一變量原則和對照原則，根據(jù)實驗設(shè)置，通過AD組實驗可比較不同實驗組出汁量的差異。若要檢測加入酶的量等于0而其他條件均與實驗組相同時的出汁量，則E組應(yīng)加入緩沖液而不是蒸餾水，使試管中液體體積與實驗組相同，才符合實驗設(shè)計應(yīng)遵循的單一變量原則。4(2015廣西潯州高中第三次月考)為了探究啤酒酵母固定化的最佳條件，科研人員研究了氯化鈣濃度對固定化酵母發(fā)酵性能的影響，結(jié)果如圖。請回答：(1)與利用游離酵母生產(chǎn)啤酒相比，利用固定化酵母的優(yōu)點有_。(2)本實驗結(jié)果表明，隨氯化鈣濃度的增大，凝膠珠機械強度增大，完整率_。(3)結(jié)合發(fā)酵性能分析，制備凝膠珠適宜的氯化鈣濃度為_。當氯化鈣濃度過高時，發(fā)酵液中的糖度升高，酒精度下降，發(fā)酵受到影響，原因是_。(4)用海藻酸鈉作為載體包埋酵母細胞，溶解海藻酸鈉時最好采用_的方法，以防發(fā)生焦糊。溶化好的海藻酸鈉溶液應(yīng)_后，再與已活化的酵母細胞充分混合。若海藻酸鈉濃度過低，會導致_，固定效果大大降低。答案(1)可多次使用、便于產(chǎn)物分離、提高產(chǎn)品質(zhì)量等(2)增加(3)2.0 mol/L凝膠珠機械強度過大，通透性降低，影響糖進入顆粒內(nèi)部(4)小火或間斷加熱冷卻至室溫酵母細胞從顆粒中漏出解析(1)略。(2)由曲線知，隨著氯化鈣濃度的增大，凝膠珠的完整率增加。(3)當氯化鈣濃度為2.0 mol/L時，酒精度最高；當氯化鈣濃度過高時會使凝膠珠機械強度過大，影響凝膠珠的通透性從而影響糖進入顆粒內(nèi)部。(4)為防止發(fā)生焦糊，溶解海藻酸鈉時最好采用小火或間斷加熱的方法；為保護活化的酵母細胞的活性，溶化好的海藻酸鈉溶液必須冷卻到室溫后再與酵母細胞混合。5(2014四川成都七中高三10月階段性考試)根據(jù)現(xiàn)代生物技術(shù)的相關(guān)知識，回答下列問題：(1)榨取果汁的過程中，發(fā)現(xiàn)榨取的果汁非常渾濁，解決的方法是用果膠酶處理，該物質(zhì)包括_等(寫三種)；用葡萄制作的果酒酒味純正，放置一段時間后，發(fā)現(xiàn)果酒帶有明顯的酸味，原因是密封不嚴，醋酸菌進行有氧呼吸，將果酒轉(zhuǎn)變成果醋，用反應(yīng)式表示為_；果酒發(fā)酵結(jié)束后，為方便后續(xù)使用，可將菌液轉(zhuǎn)移到甘油中，與之充分混勻后，放在_的冷凍箱中保存，此方法叫做_。(2)對分離的能分解尿素的細菌進行鑒定，在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入_，培養(yǎng)后如果pH升高，指示劑將變紅，因為細菌合成的_將尿素分解成氨，使培養(yǎng)基堿性增強。(3)已知某樣品中存在甲、乙、丙、丁、戊五種蛋白質(zhì)分子，其分子大小、所帶電荷的性質(zhì)和數(shù)量情況如圖所示。將樣品裝入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋內(nèi)，則分子_也保留在袋內(nèi)。若用凝膠色譜柱分離樣品中的蛋白質(zhì)，則分子_移動速度最快。若將樣品以2 000 r/min的速度離心10 min，分子戊存在于沉淀中，則分子_可能不存在于沉淀中。答案(1)多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶C2H5OHO2CH3COOHH2O20甘油管藏(2)酚紅脲酶(3)丙和丁丙甲解析(1)榨取果汁的過程中，發(fā)現(xiàn)榨取的果汁非常渾濁，解決的方法是用果膠酶處理，果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶。果酒發(fā)酵結(jié)束后，為方便后續(xù)使用，可將菌液轉(zhuǎn)移到甘油中，與之充分混勻后，放在20 的冷凍箱中保存，此方法叫做甘油管藏。(2)對分離的能分解尿素的細菌進行鑒定，在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅，培養(yǎng)后如果pH升高，指示劑將變紅，因為細菌合成的脲酶將尿素分解成氨，使培養(yǎng)基堿性增強。(3)因為透析使用的半透膜保留大分子物質(zhì)，透過小分子，題中如果乙保留，則比它分子量大的丙和丁應(yīng)當也保留，若用凝膠色譜柱分離樣品中的蛋白質(zhì)，分子量大的移動快，所以分子丙移動速度最快，若將樣品以2 000 r/min的速度離心10 min，分子戊存在于沉淀中，則分子甲可能不存在于沉淀中。