1、专题3 酶的研究与应用 课标要求命题解读1.研究酶的存在和简单制作方法2.尝试利用酶活力测定的一般原理和方法3.探讨酶在食品制造和洗涤等方面的应用4.尝试制备和应用固相酶活动建议：1.探究利用苹果匀浆制成果汁的最佳条件，检测果胶酶的活性，观察果胶酶对果汁形成的作用；收集果胶酶其他方面利用的资料2.研究并试验将有油渍、汗渍、血渍的衣物洗净的办法；尝试应用脂肪酶、蛋白酶的洗涤效果；用实验找出在什么条件下使用加酶洗衣粉效果最好3.制成固相化乳糖酶并检测牛奶中乳糖的分解；通过此实验了解并探讨固相化酶的应用价值1.高考主要以综合题形式考查影响微生物代谢中酶的活性的影响因素等2.命题趋势：与酶的特性、种类
2、、功能、酶的探究实验等知识相结合，综合命题考情分析考点一果胶酶在果汁生产中的应用 考点梳理 1.果胶酶果胶分解酶霉菌(1)定义：果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、_和果胶酯酶等。(2)来源：植物、_、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。(3)应用：果胶酶能够分解果胶成为可溶性的_，瓦解植物的_及胞间层，使榨取果汁变得更容易且使果汁变得_。半乳糖醛酸细胞壁澄清纤维素果胶出汁率2.影响果汁产量的物质及处理方法(1)影响果汁产量的物质。_和_是组成水果的重要物质，这两种物质的存在使制作果汁时存在两个问题：一是果肉的_低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高、容易发生沉淀
3、。(2)处理方法：_。酶解法种类组成本质作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶蛋白质 催化果胶水解为可溶性半乳糖醛酸纤维素酶_、_、葡萄糖苷酶蛋白质 纤维素纤维二糖葡萄糖苷酶葡萄糖常用的酶及其作用特点如下表：C1 酶CX 酶3.实验原理底物的消耗量产物的生成量(1)酶活力的测定：酶的活力通常以单位时间内_或单位时间内_来表示。(2)果胶酶的活性受温度、pH 和酶抑制剂等的影响；在最适条件下，果胶酶的活性最高；果汁的出汁率、澄清度与果胶酶的活性大小成_。果胶酶的用量建立在最适温度和 pH的基础之上，此时研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持不变。正比(3)果胶在果胶酶的催化下形成半
4、乳糖醛酸。4.探究酶活性最适条件和用量的实验设计(1)探究酶活性最适条件的实验设计。思路方法。探究不同温度(或 pH)对果胶酶活性的影响时，温度(或 pH)作为自变量，有效地控制其他无关变量，通过设置合理的温度(或 pH)梯度来确定最适值。注意事项。在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶达到所要求的温度或 pH 条件，以避免混合后条件的变化，确保实验结果的可信度和可靠性。衡量实验结果的指标。以果汁澄清度与果汁产量的多少确认果胶酶活性的高低。(2)探究果胶酶的用量。原理提示。本实验是一个探究性的定量实验，所测出的最适用量是在本实验的温度、pH 条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和
5、 pH。确定最适用量的方法。如果随酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是酶的最适用量。基础测评 1.下列关于果胶酶作用的叙述，错误的是()A.果胶酶是催化剂，可改变反应速度B.果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层C.在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清D.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸答案：D)2.下列不是果胶酶成分的是(A.纤维素酶B.果胶分解酶C.多聚半乳糖醛酸酶D.果胶酯酶答案：A3.下列关于果胶酶的说法，正确的是()A.果胶酶可以分解细胞壁的主要成分
6、纤维素B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物C.果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称D.果胶酶的化学本质是蛋白质或 RNA答案：C考点二测定酶活力及不同类型的加酶洗衣粉的洗涤效果 考点梳理 1.酶活力的测定(1)通过测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的活力。由于麦芽糖与 3,5-二硝基水杨酸试剂反应生成红棕色的_。在一定范围内，麦芽糖的量和红棕色物质的颜色深浅程度成一定比例关系，利用_法进行比色，可以测出麦芽糖的生成量。(2)通过测定单位时间内淀粉的消耗量来检测淀粉酶的活力。氨基化合物分光光度种类洗涤原理洗涤实例蛋白酶可将蛋白质水解为易溶解或分散于洗涤液中的小分子肽
7、或氨基酸血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢脂肪酶 把脂肪水解为较易溶解的_和游离的_食品的油渍、人体皮脂、口红淀粉酶 能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等来自面条、巧克力等的污垢纤维素酶使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果衣服去污2.常用酶制剂的种类及其洗涤原理和实例甘油脂肪酸3.探究不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果根据不同季节的温度设置水温确认适于不同季节使用的洗衣粉，应根据当地一年中的实际气温变化来确定水温，通常情况下，冬季、春季、秋季和夏季可分别选取 5 、15 、25 和 35 的水温，因为这 4 个水温较符合实际情况，对现
8、实也具指导意义。4.探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果(1)实验原理。加酶洗衣粉中含有酶制剂(蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶)。污渍中的蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素在酶制剂的分解下形成小分子物质。温度、pH、表面活性剂会影响酶的活性。酶具有_性。专一步骤烧杯编号注入自来水500 mL500 mL500 mL加入物质(等量)奶渍布奶渍布奶渍布控制水温37 37 37 加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒搅拌5 min5 min5 min(2)实验变量。自变量：加酶洗衣粉的种类。相同且适宜无关变量：其他条件_(如温度、pH 等)。(3)实验步骤。基础测评 1.探究温度对果胶
9、酶的影响、pH 对酶活性的影响、果胶酶)的用量三个实验中，实验变量依次为(A.温度、酶活性、酶用量B.苹果泥用量、pH、果汁量C.反应时间、酶活性、酶用量D.温度、pH、果胶酶用量答案：D2.下列验证某种加酶洗衣粉，需要的最适温度实验正确的是()A.取一系列不同温度、其他条件相同的水；加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度中加酶洗衣粉的效果最好B.在不同温度的水中，加入不等量洗衣粉，看哪种效果好C.将加酶洗衣粉加入 30 水中发现不如加到 45 的水中洗涤效果好，说明 45 为最适温度D.将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入 37 的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的
10、最适温度为 37 答案：A项目直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种数一种或几种一种一系列酶常用载体高岭土、皂土、硅胶、凝胶明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺制作方法化学结合固定化、物理吸附固定化 _固定化是否需要营养物质否否是考点三制备和应用固定化酶 考点梳理 1.直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较包埋法项目直接使用酶固定化酶固定化细胞催化反应单一或多种单一一系列反应底物 各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)小分子物质缺点对环境条件非常敏感，易失活；难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列的酶促反应反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降优点催化效率
11、高、耗能低、低污染既能与反应物接触，又能与产物分离；可以反复利用成本低、操作容易（续表）(1)物理吸附法(吸附法)是将酶吸附在载体表面的一种固定方法。特点是工艺简便且条件温和，应用广泛。实质是利用酶与载体之间的范德华力实现吸附。(2)化学结合法(交联法)是利用酶与载体之间形成的共价键将酶进行固定。操作过程理论依据注意事项成功标记活化酵母细胞新陈代谢旺盛的细胞自由水含量_适宜的水温，容器要足够大出现大量_配制 CaCl2溶液CaCl2 溶于水搅拌充分溶解配制海藻酸钠溶液海藻酸钠难溶于水，固定需要适宜的浓度小火或间断加热，边加热边搅拌；定容没有焦煳并完全溶化混合温度过高会杀死活化的酵母菌；温度过低
12、海藻酸钠溶液会凝固，不能与活化的酵母菌混合冷却至室温，再加入活化的酵母菌，充分搅拌，防止出现气泡没有气泡，液体状2.酵母细胞的固定化多泡沫操作过程理论依据注意事项成功标记混合温度过高会杀死活化的酵母菌；温度过低海藻酸钠溶液会凝固，不能与活化的酵母菌混合冷却至室温，再加入活化的酵母菌，充分搅拌，防止出现气泡没有气泡，液体状固定化酵母细胞海藻酸钠形成的凝胶能够固定酵母细胞以恒定速率将海藻酸钠溶液缓 慢 滴 加 到CaCl2 溶液中，要 在 CaCl2 溶液 中 固 定 30min 左右凝胶珠的颜色较深，一般为乳白色或黄色，形状为圆形或椭圆形。凝胶珠一般沉在 CaCl2 溶液的底部(续表)制备固定化
13、酵母细胞的实验注意事项(1)酵母细胞的活化。酵母细胞需要的活化时间较长，一般需要 0.51 h，需要提前做好准备。此外，酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。(2)海藻酸钠溶液的浓度。海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，因为如果海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，都会影响实验效果。(3)海藻酸钠溶液配制注意事项。对海藻酸钠溶化时要小火或间断加热，避免海藻酸钠发生 焦糊；将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温杀死酵母细胞；固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠与 酵
14、母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2 溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。(4)CaCl2 溶液的作用。CaCl2 溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。3.用固定化酵母细胞发酵失水通透性(1)配制麦芽汁或葡萄糖溶液：注意浓度适宜，过高会造成固定的酵母细胞_，甚至死亡。(2)固定化酵母凝胶珠的处理：固定好的凝胶珠从 CaCl2 溶液取出后要用蒸馏水冲洗 23 次。洗去 CaCl2 溶液的目的是防止凝胶珠硬度过大，影响_。(3)发酵：开始时凝胶珠沉在发酵液的底部，一段时间后慢慢上浮且有气泡产生，发酵液有酒味。基础测评 1.关于固定化酶，下列说法不正确的是()A.固定化酶和固
15、定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B.固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法C.由于细胞个大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法固定D.反应物是大分子物质应采用固定化酶答案：C2.在制备固定化酵母细胞的实验中，CaCl2 溶液的作用是用于()A.调节溶液 pHB.进行离子交换C.胶体聚沉D.为酵母菌提供 Ca2答案：C3.下列有关固定化酵母细胞制备步骤不恰当的是()A.应使干酵母与水混合并搅拌，以利于酵母菌活化B.配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热方法C.向刚溶化好的海藻酸钠溶液加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀D.混有酵母的海藻酸钠液移至注射器并滴加到 CaCl
16、2 溶液中形成凝胶珠答案：C考向1探究果胶酶活性的影响及其适用量典例1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，还因为_。(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_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量
17、、酶反应的温度、pH、作用时间等环境因素外，还需考虑的主要有 _ 和_。解析(1)腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多，因此通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物。(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涂布分离(或划线分离)。(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水果组织软 化疏松及细胞受损。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%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，其主要优点有提高果胶酶的稳定性和可连续处理等。在建立和优
18、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、作用时间等环境因素外，还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95%乙醇(4)提高果胶酶的稳定性固定化的方法固定化所用的介质考向预测1.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生产中使用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。实验用具和材料：磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、质量分数为 2%的果胶酶溶液
19、、蒸馏水等。课题一：验证果胶酶在果汁生产中的作用。操作顺序项目烧杯12向烧杯中加入苹果泥20 mL20 mL_2 mL/注入蒸馏水/_在恒温水浴中保温，并用玻璃棒不断搅拌10 min10 min实验方法及步骤：(1)将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。(2)取两个 100 mL 洁净的烧杯，编号为 1、2，按相应程序进行操作，请把表中未填写的内容填上。(3)取出两个烧杯，同时进行过滤。观察(或比较)_并记录结果。预测实验结果及结论：_，说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用。课题二：探索果胶酶催化果胶水解适宜的 pH。(4)本课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥，试管中
20、分别注入果胶酶溶液，编号，编组”之后有下面两种操作：方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的 pH 分别调至 4、5、610。方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的 pH 分别调至 4、5、610，再把 pH 相同的果胶酶溶液和苹果泥相混合。哪一种方法更科学？_，请说明理由：_。(5)实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使_，以减少实验误差。答案：(2)注入果胶酶溶液2 mL(3)相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度相同时间内 1 号烧杯滤出的果汁体积比 2 号烧杯滤出的果汁体积大，澄清度高(4)方法二方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的
21、pH(或方法一的操作会在达到预设 pH 之前就发生了酶的催化作用)(5)果胶酶与底物(果胶)充分接触2.(2019 年山东济宁模拟)假设你已经探究了果胶酶的最适温度(45 )和最适 pH(4.8)，若还想进一步研究果胶酶的最适用量，此时，实验的自变量是_。合理设置果胶酶用量的梯度后，可通过苹果泥出汁的多少来判断酶的用量是否合适。请根据所给的材料和用具完成以下探究实验。(1)材料用具：制备好的苹果泥、恒温水浴装置、试管、漏斗、滤纸、量筒、试管夹、质量分数为 2%的果胶酶溶液、质量分数为 0.1%的 NaOH 溶液和盐酸。(2)实验步骤：取 6 支试管，编号为 16，分别加入_，调节 pH 至 4
22、.8。然后放入 45 的恒温水浴锅中保温。向 16 号试管中分别加入_，继续在45 恒温水浴装置中_。_。解析：(1)研究果胶酶的最适用量，实验的自变量应是果胶酶的用量。可把苹果泥出汁的多少作为实验的因变量(检测指标)。(2)温度、pH、苹果泥用量等为无关变量，各组实验中应 保持适宜且相同。应先把酶和反应物分别控制在适宜环境下，再混合相同条件下的酶和反应物。应在16 号试管中先分别加 入等量的苹果泥，并控制适宜的温度和pH。然后向16 号试 管中分别加入45 的不同体积的pH 为4.8 的果胶酶溶液；继 续在45 恒温水浴装置中保温一段时间，使果胶酶发挥作用。一段时间后可过滤苹果泥并记录果汁体
23、积，果汁体积最大时果胶酶的最小用量即为果胶酶的最适用量。答案：果胶酶的用量(2)等量的苹果泥45 的不保温一段时间过滤苹果同体积的 pH 为 4.8 的果胶酶溶液泥并记录果汁体积考向2酶活力的测定典例2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：成分：含碱性蛋白酶等。用法：洗涤前先将衣物浸于洗衣粉溶液内一段时间，使用 温水效果更佳。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。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，设计了如图 1 的装置进行实验，并将结果用图 2 的曲线图表示。图 1图 2请回答以下各题：(1)由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为_。(2)在 0 和 75 时，酶
24、的催化效率基本都为零。但当温度从 75 降到 45 时，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_。(5)加酶洗衣粉中的淀粉酶可以从霉菌中提取。用固体培养基分离、纯化霉菌的方法有_、_。解析(1)由图 1 及图 2 可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜 温度为45 。(2)当温度从 75 降到45 时，酶的催化能力已不能恢
25、复，这是因为高温条件下酶的结构已遭到破坏。(3)在实验过程中可通过直接测定胶片上的蛋白膜存在时间的长短(指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。(4)将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，这些酶经过简单处理，还可以多次重复利用，这种酶是固定化酶。(5)用固体培养基分离、纯化霉菌的常用方法有平板划线法、稀释涂布平板法。答案(1)45(2)高温条件下酶的结构已遭破坏(3)胶片上的蛋白膜存在时间的长短(其他合理答案亦可)(4)固定化酶(5)平板划线法稀释涂布平板法考向预测3.(不定项)下列有关“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述，错误的是()A.先用沸水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温
26、度B.实验的观察指标可以是相同污渍洗净所用时间的长短C.与普通的洗衣粉相比，用加酶洗衣粉可以减少磷对环境的污染D.衣服材质和洗衣粉的用量不会影响实验结果答案：AD4.为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见污渍的去除能力，洗衣粉中常常会添加各种酶类。请回答有关问题：(1)根据衣物上常见的污渍分析，加酶洗衣粉中应添加的酶类有蛋白酶、_。蛋白酶能将血渍、奶渍等中含有的大分子蛋白质水解成可溶性的_。(2)加酶洗衣粉的包装袋上的产品说明中标明“水温以3050 为宜，切忌用 60 以上的热水。”根据你所学习的有关知识，解释其原因：_。脸盆编号洗涤物(等量)洗涤温度/洗衣粉(等量)水量/
27、L洗净所需时间/min1油污布45加酶242油污布45普通273油污布5加酶294油污布5普通28(3)下列表格中的数据是探究洗衣粉洗涤效果的有关实验的结果，请据表回答问题：该实验要探究的问题是_。该实验设计体现了_原则。若 1 号实验组中洗净所需时间接近 7 min，请分析最可能的原因是_。答案：(1)脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶多肽(或氨基酸)(2)酶的催化作用受温度影响，30 50 是加酶洗衣粉中的酶的最适温度范围，60 以上的热水可能会使酶的活性丧失(3)温度对洗衣粉的洗涤效果的影响，洗衣粉的种类对洗单一变量原则及对照加酶洗衣粉中的酶涤效果的影响变性或失效5.(2019 年山东济南调研)请
28、回答下列与酶和植物有效成分的提取有关的问题：(1)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请判断这是否运用了酶的固定化技术，并说明理由_。(2)下图是表示检测某种碱性蛋白酶去污力的实验结果曲线，该实验的目的是_。50 时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量约是_%。解析：(1)酶的固定化是将酶固定在不溶于水的载体上，固定后的酶可以重复利用，加酶洗衣粉中的酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用，所以没有运用固定化酶技术。(2)由坐标曲线可知，该实验自变量是碱性蛋白酶的含量和温 度，因变量是去污力，所以该实验的目的是探究 40 、50 两种温度
29、条件下碱性蛋白酶含量对加酶洗衣粉去污力的影响。由图可知，50 时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量约是 0.6%，低于该值，去污力小，高于该值，浪费酶。答案：(1)否(或未运用酶的固定化技术)；因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用(2)探究 40 、50 两种温度条件下碱性蛋白酶含量对加酶洗衣粉去污力的影响0.6考向3固定化酶的应用典例3(2019年江西九江一中模拟)下图表示利用“果胶酶酵母菌联合固定凝胶珠”生产红葡萄酒的部分过程，请回答下列问题。(1)海藻酸钠能作为固定载体的特点是_，在联合固定果胶酶和酵母菌之前，对海藻酸钠所做的操作是_。(2)果胶酶在果汁生产中具有重要的作用，把果
30、胶酶和酵母菌固定在一起生产红葡萄酒的重要意义在于_。(3)果胶酶通常先与戊二醛交联，然后与活化的酵母菌一起用海藻酸钠包埋固定，这是因为_。(4)在初级发酵时一般温度控制在_，在发酵过程中，尤其要随时监控和调整发酵罐中的温度和 pH，使其在适宜的范围内波动，其主要目的是_。解析(1)海藻酸钠是一种天然多糖，它与淀粉、纤维素等不同，其特点是不溶于水、多孔，可在固定化技术中作为包埋材料；制备一定浓度的海藻酸钠溶液时，要注意用小火或间断加热的方法使其溶化，冷却至室温再与细胞或酶混合。(2)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，利用果胶酶能破坏细胞壁，提高果汁的产量和澄清度，从而提高红葡萄酒的产量和品质。
31、(3)固定化酶时不适宜直接用包埋法，因为酶分子小，容易从包埋材料里漏出来，所以需先与戊二醛交联，然后与活化的酵母菌一起用海藻酸钠包埋固定。(4)酵母菌繁殖和发酵的适宜温度 是 1825 ，发酵过程中由于呼吸作用释放热量，代谢产物 积累会使 pH 降低，而温度和 pH 的变化可影响果胶酶的活性，所以发酵过程要及时监控、调节温度和pH。答案(1)不溶于水、多孔性配制一定浓度的海藻酸钠溶液，用小火或间断加热的方法溶化海藻酸钠，然后冷却至室温(2)果胶酶能提高果汁的产量和澄清度，从而提高红葡萄酒的产量和品质(3)果胶酶分子太小，容易从包埋材料中漏出防止温度和 pH 的变化影响果胶酶的活性甚(4)182
32、5 至使果胶酶失活考向预测6.下列有关酵母细胞固定化实验操作目的及结果分析，错误的是()A.干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.若海藻酸钠的浓度偏低时凝胶珠呈白色，固定的细胞数目过少D.凝胶珠在 CaCl2 溶液中浸泡时间的长短，不影响发酵效果答案：D7.(不定项)图 1 表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图 2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。下列叙述正确的是()图 1图 2A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液B.图 1 中 X 溶液为 CaCl2 溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠C.图 2 发酵
33、过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触D.图 1 中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图 2 装置中解析：溶化的海藻酸钠应冷却至室温后再与活化的酵母菌混合，A 错误；海藻酸钠与酵母菌混合液应滴入CaCl2 溶液中，以制备凝胶珠，B 正确；搅拌可使酵母菌与培养液充分接触，有利于发酵的顺利进行，C 正确；凝胶珠用蒸馏水冲洗23 次后，再转移到发酵装置中，D 正确。答案：BCD时间/d游离酵母固定化酵母00021.02.542.14.263.25.083.95.4104.36.0124.66.48.某实验小组进行固定化酵母细胞的制备，并进行了游离酵母和固定化酵母发酵产酒酒精度的比较，结果如下
34、表所示。请回答下列问题：产酒酒精度的比较(1)制备固定化酵母细胞的实验步骤是：酵母细胞的活化_配制海藻酸钠溶液_固定化酵母细胞。(2)影响实验成败的关键步骤是_。(3)海藻酸钠起_的作用。(4)该小组将制备好的固定化酵母与游离酵母分别放在一定的相同条件下发酵，定时记录发酵液中酒精度的变化。实验过程中的“在一定的相同条件下发酵”的条件是_，要求条件相同是为了确保_。由表格可知，固定化酵母和游离酵母发酵都能产生酒精，但固定化酵母在发酵前期的延迟期的时间比游离酵母发酵前期的延迟期的时间要_。解析：(1)制备固定化酵母细胞的实验步骤：酵母细胞的活化配制 CaCl2 溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵
35、母细胞混合固定化酵母细胞。(2)影响实验成败的关键步骤是配制海藻酸钠溶液。(3)实验中钙离子的作用是使胶体聚沉，海藻酸钠起包埋酵母细胞(或载体)的作用。(4)由于酶活性受温 度和 pH 等的影响，因此实验过程中的“在一定条件下发酵”的条件是适宜的温度、pH 等，其他条件相同是为了确保单一变量。由表格可知，固定化酵母和游离酵母发酵都能产生酒精，但固定化酵母在发酵前期的延迟期的时间比游离酵母的要短，并且固定化酵母发酵产生酒精的速度比游离酵母要快。海藻酸钠溶液与酵母细胞混合答案：(1)配制 CaCl2 溶液(2)配制海藻酸钠溶液(3)包埋酵母细胞(或载体)(4)适宜的温度、pH 等单一变量短9.在
36、20 世纪 50 年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了 20 世纪 70 年代，人们又发明了固定化酶和固定化细胞技术。请回答下列有关固定化酶和固定化细胞方面的问题：(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是_；与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是_。(2)制备固定化酵母细胞常用的包埋材料是_，使用了如图所示的方法_(填图号及名称)。ABC(3)酶活性一般用酶催化某一化学反应的速率来表示。在酶活性测定过程中，酶促反应速率用单位时间内或单位体积中_来表示。(4)使用纤维素酶和化学方法都能分解纤维素，请指出使用酶处理的优点：_。(5)为什么一般不能用含有蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤丝绸及羊毛衣物？
37、_。解析：(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是酶既容易与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复利用；与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是多酶系统(或一系列酶或多种酶)。(2)制备固定化酵母细胞，由于细胞体积大，难以被吸附或结合，多采用包埋法，即图C 所示方法，常用的载体是海藻酸钠。(3)在酶活性测定过程中，酶促反应速率用单位时间内或单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。(4)与利用化学方法分解纤维素相比，使用纤维素酶分解纤维素具有处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低等优点。(5)洗衣粉中的蛋白酶会将丝绸及羊毛衣物中的蛋白质成分水解，损坏衣物，所以一般不能用含有蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤丝绸及羊毛衣物。答案：(1)酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，且能反复利用多酶系统(或一系列酶或多种酶)(2)海藻酸钠C包埋法(3)反应物的减少量或产物的增加量(4)处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低(5)洗衣粉中的蛋白酶会将丝绸及羊毛衣物中的蛋白质成分水解，损坏衣物
