1、酶的研究和应用一、对点练小题，落实主干知识1用加酶洗衣粉洗涤衣物时，下列说法正确的是()A可用加酶洗衣粉洗涤毛料衣服B一般先用热水泡开，然后调至适宜温度C水温太低，洗衣粉中的酶丧失活性后不能再恢复D使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后应立即冲洗双手解析：选D毛料衣服的主要成分为蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶会损坏衣服；高温会使酶失活，而低温抑制酶的活性，但不会使酶变性；皮肤中的蛋白质也会被加酶洗衣粉中的蛋白酶水解，从而损伤皮肤。2.如图表示某研究小组在探究果胶酶的用量的实验结果。下列有关说法错误的是()A在ab段限制反应速率的主要因素是酶的用量B在bc段限制反应速率的因素可能是温度、pH、反应物
2、浓度等C在ab段增加反应物浓度，可以明显加快反应速率D在该实验给定条件下，果胶酶的最佳用量是b点对应的值解析：选C本题应从酶的浓度和活性、底物的浓度两方面进行分析。由曲线图可以看出，在ab段，随着酶的用量的增大，酶促反应速率加快，说明此阶段限制反应速率的主要因素是酶的用量，此时增加反应物浓度，反应速率不会明显加快。在bc段，随着酶的用量的增大，酶促反应速率不再加快，此时反应物浓度成为限制反应速率的因素之一，增加反应物浓度，反应速率会加快。3下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是()A酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶B透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化C棉织物不能使用添加纤维素
3、酶的洗衣粉进行洗涤D多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层解析：选A酶解法可利用酶的专一性去除微生物的细胞壁，再通过吸水涨破法使细胞内的物质释放出来，然后提取其中的胞内酶；透析和电泳可用于酶的分离和纯化，但酸解会导致酶结构的破坏；棉织物的主要成分是纤维素，用添加了纤维素酶的洗衣粉进行洗涤会使棉织物蓬松，有利于污物的洗涤，纤维素酶还能去除掉棉织物表面的浮毛，平整棉织物表面，使洗涤后的棉织物柔软、蓬松，花纹清晰，色泽更加鲜艳，穿着更加舒适；多酶片中的胃蛋白酶应位于片剂核心层的外层，而片剂的核心层是在小肠中发挥作用的胰蛋白酶等消化酶。4下列有关酵母细胞固定化实验的操作及结果分析的叙述，错误的是( )A干
4、酵母细胞处于休眠状态，需置于蒸馏水中活化B配制海藻酸钠溶液时需要小火或间断加热，以防海藻酸钠焦糊C海藻酸钠溶液的浓度过低时凝胶珠呈白色，固定的细胞数目少D向CaCl2溶液中滴加海藻酸钠与酵母细胞混合液时要快速，防止凝固解析：选D干酵母细胞处于休眠状态，需加入蒸馏水后使其从休眠状态恢复到活跃状态，A正确；配制海藻酸钠溶液时需要小火或间断加热，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊，B正确；若海藻酸钠的浓度过低时凝胶珠呈白色，固定的细胞数目过少，C正确；向CaCl2溶液中滴加海藻酸钠与酵母细胞混合液时要高度适宜，并匀速滴入，D错误。5如图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果进行的研究结果，下列有关叙述错误的是()A
5、本实验的自变量有温度和洗衣粉是否加酶B本实验的因变量可能是污渍残留量C两类洗衣粉的最佳使用温度都为t1D温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活解析：选C该图示为多因子变量曲线，从图示可以看出本实验的自变量有温度和洗衣粉是否加酶，因变量可能是污渍残留量。从图示可以看出加酶洗衣粉的最佳使用温度为t1，温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活。6下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是()A从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小B作为消化酶使用时，蛋白酶制剂常以口服方式给药C尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用D将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaC
6、l2和杂菌解析：选C酶的固定方式有包埋法、化学结合法和物理吸附法，物理吸附的过程是利用吸附剂本身的表面张力，从而对附近的分子产生吸附，吸附剂不会与被吸附物质发生化学反应而使其性质发生改变，所以吸附法对酶活性影响很小；消化酶在人体消化道内发挥作用，蛋白酶制剂一般在最外面加上糖衣后通过口服方式给药；尿糖试纸是一种酶试纸，是将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色化合物固定在纸条上，制成测试尿糖含量的酶试纸，这种酶试纸与尿液相遇时，很快会因为尿液中葡萄糖含量的多少而呈现一定的颜色，再次使用时颜色会有掩盖作用，所以不能反复使用；制备固定化酵母细胞时，将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗的目的是洗去CaCl2和杂菌
7、，防止凝胶珠硬度过大和杂菌的污染。二、系统练大题，强化科学思维7回答与果胶和果胶酶有关的问题：(1)通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，还有_。(2)为了获得高产果胶酶微生物的单菌落，通常对分离或诱变后的微生物悬液进行_。(3)在某种果汁生产中，用果胶酶处理显著增加了产量，其主要原因是果胶酶水解果胶使_。果汁生产中的残渣果皮等用于果胶生产，通常将其提取液浓缩后再加入95%的乙醇使之形成絮状物，然后通过离心、真空干燥等步骤获得果胶制品。(4)常用固定化果胶酶处理含果胶的污水，其主要优点有_和可连续处理等。在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用
8、量、酶反应的温度、pH、作用时间等因素外，还需考虑的主要有_和_。解析：(1)通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，还有腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多。(2)对微生物悬液进行涂布分离(或划线分离)可获得单菌落。(3)果胶能将植物细胞黏合在一起，果胶酶水解果胶可以使水果组织软化疏松及细胞受损。果胶不溶于乙醇，所以将其提取液浓缩后再加入95%乙醇使之形成絮状物，然后通过离心、真空干燥等步骤获得果胶制品。(4)固定化酶工艺具有可提高酶的稳定性以及可连续处理等优点。在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等因素外，还
9、需考虑的主要有固定化的方法和固定化所用的介质。答案：(1)腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多(2)涂布分离(或划线分离)(3)水果组织软化疏松及细胞受损(4)提高果胶酶的稳定性固定化的方法固定化所用的介质8某同学进行苹果汁制作实验，工艺如图所示。请回答下列问题：(1)图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是_。黑曲霉提取液中含有的_可水解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过_方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去_。(2)实验中，操作流程A和B的先后次序为_。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是_。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量
10、的_混合，如果出现_现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调节阀2调_(填“快”或“慢”)。(3)实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被_使用。解析：(1)KMnO4有杀菌消毒的作用，可将苹果表面的杂菌杀死。果汁中因含有果胶等而使苹果汁浑浊，用果胶酶处理可使果胶水解，使果汁澄清。固定化酶技术是将酶固定在固定化柱的载体上，固定化柱内填充的石英砂可以起到很好的吸附作用，酶被固定后用蒸馏水冲洗是为了除去未被固定的酶等。(2)具体操作时，先提取果胶酶，打开阀1，让含有果胶酶的提取液流入固定化柱，将果胶酶固定在固定化柱中，
11、再将阀2打开，使苹果汁流入固定化柱，固定的果胶酶能将果汁中的果胶分解，而果胶酶不流失。果胶不溶于乙醇，故可用乙醇鉴定果汁中的果胶，如有浑浊现象，说明果汁中仍有果胶存在，若要使果胶彻底水解应控制流速调节阀2，调慢果汁流速。(3)酶被固定化后，便于与反应物和产物分离，可重复使用，提高了酶的利用率。答案：(1)消毒果胶酶吸附未被固定的酶等(2)AB阀1乙醇浑浊(沉淀)慢(3)重复9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。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。请回答下列问题：(1)由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温
12、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，这种方法制成的酶叫_。解析：由A图看出该加酶洗衣粉在45 时催化效率最高。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。胶片上的蛋白膜存在时间的长短反映了酶的催化效率。将酶固定在
13、不溶于水的尼龙载体上，使酶多次重复利用，这种方法制成的酶叫固定化酶。答案：(1)45 (2)高温条件下酶的结构已遭破坏(或酶的活性已丧失)(3)胶片上的蛋白膜存在时间的长短(或其他合理答案)(4)固定化酶10.如图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：(1)请在横线上填出各标号的名称。_，_，_。(2)与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是_；固定化细胞的优点是_。(3)的作用是_。(4)制作固定化葡萄糖异构酶所用的方式有_或_。(5)据图说出反应柱的作用原理：_。解析：与一般的酶制剂相比，固定化酶不仅能与反应物充分接触，还能与产物分离，并且可以反复利用；与固定化酶相比，固定化细胞能催化一系列
14、的化学反应，并且固定化细胞成本更低，操作更容易；使用固定化酶技术往往利用一个反应柱，反应柱下端有一个分布着小孔的筛板，酶颗粒无法通过筛板，而反应溶液却可以自由出入。答案：(1)反应柱固定化酶分布着小孔的筛板(2)既能与反应物接触，又能与产物分离，还能被反复利用成本更低，操作更容易，且能催化一系列的反应(3)使酶颗粒无法通过，反应溶液却可以自由出入(4)化学结合法物理吸附法(5)反应液从反应柱的上端注入，使反应物溶液流过反应柱，与固定化酶接触，得到的产物从反应柱下端流出11加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题：(1)由下图推知，该实验的目的是_。50 时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含
15、量约是_%。(2)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有_。棉织品毛织品腈纶织品蚕丝织品(3)根据以上实验结果，请写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施：_。答案：(1)探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响0.6(2)(3)用温水浸泡；延长浸泡时间；增加洗衣粉的用量等(写出两项合理答案即可)12根据下面的实验原理、实验过程，回答相关问题。实验原理：麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中。啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵的糖转化成乙醇。实验过程：取斜面培养基上的新鲜啤酒酵母，接种于10 mL麦芽汁液体培养基中，25 培养2430 h。取1.6 g海藻酸钠放入无菌小
16、烧杯中，加无菌水少许调成糊状，再加入无菌水至40 mL，在98 kPa条件下灭菌15 min。冷却至45 左右后，与预热至35 左右的10 mL酵母培养液混合搅拌均匀，立即倒入带喷嘴的无菌小塑料瓶中(或装有5号针头的注射器外套中)，以恒定的速度滴入盛有葡萄糖、氯化钙混合液的容器中，浸泡30 min 制成凝胶珠。倒去葡萄糖、氯化钙混合液，用无菌水洗涤凝胶珠三次后，将凝胶珠放入500 mL三角瓶中，加入300 mL无菌麦芽汁液体培养基，置于25 下封口发酵5 d左右，倒出发酵后的麦芽汁即为生啤酒。(1)凝胶珠是由什么组成的？它有什么作用？_。(2)如果进行多批次的生产，本实验中的啤酒酵母与普通发酵
17、中的酶或菌种在使用上有何区别？_。(3)制作成功的凝胶珠需用_冲洗，其颜色为_。将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后，发现有_产生，同时有_味散发。答案：(1)凝胶珠是由啤酒酵母和固定酵母菌的海藻酸钠组成的。啤酒酵母能产生酶将渗入凝胶珠的麦芽汁中的糖发酵，进而转化成乙醇(2)将生啤酒倒出后，将凝胶珠再投放入新鲜的麦芽汁中，可以在较长时间内反复连续使用，而普通发酵中的酶或菌种不能反复使用(3)蒸馏水浅黄色气泡酒13如图1为人工种子生产过程示意图，图2为图1中过程的相关操作，据图分析回答下面的问题：(1)图1中，过程分别称为_。(2)图2中，包埋形成人工种子过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用_加热，
18、然后将溶化好的海藻酸钠溶液_后，加入胚状体充分搅拌混合均匀。(3)刚生产的人工种子需要在CaCl2溶液中浸泡一段时间，其目的是使人工种子_。(4)若用图2的方法“制备固定化酵母细胞”，海藻酸钠溶液的浓度对实验结果影响较大，若浓度过高，则_，通常评价该实验结果主要是观察凝胶珠的_。(5)制备固定化酶则不宜用此方法，原因是_。解析：(1)叶组织块经脱分化形成愈伤组织，再分化后形成胚状体。(2)包埋人工种子过程中，加热溶解海藻酸钠时需用小火或间断加热，以防止焦糊，冷却至室温后再加入胚状体充分混匀。(3)将刚生产的人工种子浸泡在CaCl2溶液中一段时间，使人工种子形成稳定的结构。(4)制备固定化酵母细胞时海藻酸钠溶液的浓度过高不易形成凝胶珠，通常通过观察凝胶珠的颜色和形状来评价实验结果，浅黄色，球形或椭圆形的凝胶珠为最佳。(5)由于酶分子小，容易从包埋材料中漏出，所以不易用包埋法。答案：(1)脱分化、再分化(2)小火(或间断)冷却(至室温)(3)形成稳定的结构 (4)不易形成凝胶珠颜色和形状(5)酶分子很小，容易从包埋材料中漏出