高中生物2022年高考生物一轮复习 第11单元 第39讲　酶的研究及应用

大一轮复习讲义酶的研究及应用第39讲【目标要求】1.酶活力测定的一般原理和方法。2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。3.制备和应用固相化酶。考点一酶在果汁生产中的应用考点二探讨加酶洗衣粉的洗涤效果考点三酵母细胞的固定化网络构建要语必背重温高考真题演练课时精练内容索引考点一

酶在果汁生产中的应用1.果胶植物细胞壁知识自主梳理夯实基础强化要点出汁率半乳糖醛酸2.果胶酶果胶酯酶3.酶的活性与影响酶活性的因素(1)酶的活性是指酶

一定化学反应的能力，其高低用一定条件下酶所催化的某一化学反应的

来表示。(2)酶的反应速度是指

、

中反应物的

或产物的

。半乳糖醛酸催化反应速度单位时间内单位体积减少量增加量4.实验设计(1)探究温度和pH对果胶酶活性的影响①实验原则：单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。②实验原理：果胶酶的活性受

、

或酶抑制剂和激活剂的影响，在最适温度或pH时，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。温度pH③实验流程制备果泥↓设置一系列具有梯度的pH或温度↓加入果胶酶反应一段时间↓过滤果汁④分析：该实验的自变量是

或

，因变量是

，检测因变量是通过测定果汁的体积或比较澄清度来实现的。(2)探究果胶酶的最适用量①实验思路：如果随着酶浓度的增加，过滤得到的果汁体积也增加，说明酶的用量

；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤得到的果汁的体积

，说明酶的用量已经足够，这个值就是酶的

。温度pH酶的活性不足不再改变最适用量②实验流程果胶酶苹果泥果汁量教材中的隐性知识源于选修1P44“旁栏思考”：在探究温度或pH对酶活性的影响时，

(填“需要”或“不需要”)设置对照实验。如果需要，如何设置？

。需要不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间相互对照(1)果胶酶常用于果汁生产中，可提高出汁率和澄清度(

)(2)酶活性即为酶促反应速度(

)(3)在探究果胶酶用量实验中，虽然实验的变量发生了变化，但通过设置梯度来确定最适值的思路方法是不变的(

)√

诊断常考语句，澄清易错易混

×√(源于选修1P44“旁栏思考”)在混合苹果泥和果胶酶之前，将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理的目的是___________________________________________________________________________________________________________。

阐述基本原理，突破长句表达

保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了苹果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶的活性问题1.果胶酶与纤维素酶的比较重点剖析归纳点击重点攻克难点名称组成作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等将不溶性的果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸纤维素酶C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶纤维素

纤维二糖葡萄糖2.果胶酶在果汁生产中作用的相关实验分析实验名称(目的)探究温度对果胶酶活性的影响探究pH对果胶酶活性的影响探究果胶酶的最适用量自变量温度pH果胶酶的用量因变量果汁的体积(澄清度)无关变量pH、果泥的用量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和过滤时间等温度、果泥的用量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和过滤时间等温度、pH、果胶的浓度和用量、水浴时间和过滤时间等注意事项①底物和酶在混合时的温度是相同的；②苹果泥和果胶酶用量在各个试管中应相同；③pH应为最适pH①温度应为最适温度；②pH梯度可用NaOH溶液和盐酸调节；③用玻璃棒搅拌使反应充分进行①制备苹果泥后迅速加热，使苹果泥中的果胶酶变性；②温度、pH应为最适且保持不变考向酶在果汁生产中的应用1.下列有关果胶酶及与果胶酶实验探究有关的叙述正确的是A.探究果胶酶的最适用量时，pH、温度不影响实验结果B.果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等C.应将果泥与果胶酶先混合均匀后再放置预设定温度的水浴锅中D.可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来定量表示果胶酶的活性√考向逐一突破预测考向总结方法解析探究果胶酶的最适用量时，pH、温度会影响实验结果，pH、温度要相同且适宜，A错误；果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等，B错误；应将果泥与果胶酶分装在不同试管中放置在预设定温度的水浴锅中，几分钟后再混合均匀，C错误。2.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层。请完成以下有关果胶酶和果汁生产中的问题：(1)在果汁生产中应用果胶酶可以提高________和________。出汁率澄清度(2)某实验小组进行了“探究果胶酶催化果胶水解最适pH”的课题研究。本课题的实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥，试管中分别注入果胶酶溶液、编号、分组”之后，有下面两种操作：第一种：将试管中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、6……10。第二种：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥pH分别调至4、5、6……10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。①请问哪一种操作更科学？________。

理由是_____________________________________________________________________________________________________________________。

第二种

第二种操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH环境(或第一种操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应)解析探究果胶酶催化果胶分解最适pH实验的关键是分别将果胶酶溶液和苹果泥调至一定的pH，然后把pH相等的这两种溶液混合，否则，在达到预定pH之前就会发生酶的催化反应导致实验结果不准确。可见第二种操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH环境，因此第二种操作更科学。②如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示__________时，实验的操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，分析图中最可能是实验结果的曲线图是____。

若实验所获得的最适pH＝m，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。果汁体积甲答案如图所示解析本实验自变量是pH的不同，因变量是果汁体积。如果用曲线图的方式记录实验结果，则横坐标表示pH，纵坐标表示果汁体积。在一定pH范围内，酶的活性随着pH的升高而逐渐增强，达到最适pH后，酶的活性随pH继续升高而逐渐减弱，过酸或过碱会使酶永久失活，据此可推知，图甲最可能是实验结果的曲线图。经过图甲曲线的峰值画一条与纵坐标相平行的线，该线与横坐标的交点即为m。考点二

探讨加酶洗衣粉的洗涤效果种类洗涤原理洗涤的物质种类蛋白酶蛋白质

小分子的肽＋_______血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢脂肪酶脂肪

＋______食品的油渍、人体皮脂、口红1.加酶洗衣粉：指含

的洗衣粉。2.酶制剂的种类与洗涤原理酶制剂知识自主梳理夯实基础强化要点氨基酸甘油脂肪酸淀粉酶淀粉

＋______来自面条、巧克力等的污垢纤维素酶使

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棉纺织品的表面浮毛麦芽糖葡萄糖纤维(1)相同pH时加酶洗衣粉效果好于普通洗衣粉(

)(2)用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好(

)(3)棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤(

)(4)人体皮肤细胞有蛋白质，应避免与加酶洗衣粉长时间接触(

)(5)加酶洗衣粉的酶制剂不含肽酶，因为肽本身易溶于水(

)×

诊断常考语句，澄清易错易混

××√√(源于选修1P48“练习2”)某同学打算用丝绸作实验材料，探讨含蛋白酶洗衣粉的洗涤效果，不合适的原因是__________________________________________________________________。使用加酶洗衣粉时宜用温水是因为____________________________________________________________________________。

阐述基本原理，突破长句表达

丝绸的主要成分是蛋白质，它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，损坏衣物

酶的催化作用需要适宜的温度，用温水浸泡衣物可以缩短衣物的浸泡时间，加快洗涤1.加酶洗衣粉洗涤效果的探究方法(1)判断加酶洗衣粉的洗涤效果可在洗涤后比较污垢残留状况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。(2)加酶洗衣粉的洗涤效果的探究实验设计应遵循对照原则和单一变量原则，如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，以洗衣粉的种类为自变量，其他条件完全一致；同时，普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照。重点剖析归纳点击重点攻克难点(3)变量分析实验自变量因变量无关变量探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果洗衣粉的种类(普通和加酶)洗涤效果水的用量，污物的量，实验用材料的质地与大小，不同洗衣粉的用量，浸泡时间，洗涤时间等探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果加酶洗衣粉中酶的种类探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响温度2.探究不同类型加酶洗衣粉的洗涤效果(1)实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与加单一酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。(2)实验变量①自变量：加酶洗衣粉的种类。②无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。(3)实验步骤步骤烧杯编号ⅠⅡⅢ注入自来水500mL500mL500mL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5min5min5min观察实验现象颜色浅颜色消失颜色浅考向探究加酶洗衣粉的洗涤效果3.(2019·江苏，13)下列关于加酶洗涤剂的叙述，错误的是A.加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶B.用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水C.含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物D.加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的√考向逐一突破预测考向总结方法解析加酶洗衣粉中一般含有碱性蛋白酶、碱性脂肪酶等，A错误；加酶洗涤剂比传统洗涤剂的去污能力更强，所以用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水，B正确；含纤维素酶洗涤剂中的纤维素酶能使棉织物中的纤维变得蓬松，污物容易脱落，C正确；加酶洗衣粉中所添加的酶，通常是科学家通过基因工程生产出的能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶，D正确。4.下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的实验记录，请据表回答问题：脸盆编号洗涤物(等量)洗涤温度洗衣粉(等量)水量洗净所需时间1油污布45℃加酶2L4min2油污布45℃普通2L7min3油污布5℃加酶2L9min4油污布5℃普通2L8min(1)该实验设计体现了_______________原则。对照、单一变量(2)若1号实验组洗净油污布所需时间接近7min，最可能的原因是___________________。温度过高使酶失活解析若1号实验组洗净油污布所需时间接近7min，最可能的原因是温度过高，酶已经变性失活。(3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有_______(填序号)，理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________。①棉织品②毛织品③腈纶织品④蚕丝织品②④

毛织品、蚕丝织品衣料主要成分都是蛋白质，会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣料；而棉织品和腈纶织品的主要成分不含有蛋白质成分解析加酶洗衣粉含有生物催化剂酶，可以催化蛋白质的分解反应，因为毛织品、蚕丝织品的主要成分都是蛋白质，所以毛织品、蚕丝织品不能用加酶洗衣粉洗涤；而棉织品的主要成分是纤维素，腈纶织品的主要成分是合成纤维。(4)请写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施：___________________________________________________________________。

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)解析用温水浸泡(提高酶的活性)、延长浸泡时间(延长酶的催化时间)、增加洗衣粉的用量(增加酶的用量)等都可以提高加酶洗衣粉的洗涤效果。酵母细胞的固定化考点三

1.固定化技术(1)概念：利用

方法将酶或细胞固定在

的技术。细胞中含有一系列酶，在细胞正常生命活动过程中，通过代谢产生所需要的

。物理或化学知识自主梳理夯实基础强化要点一定空间代谢产物名称原理图示

法将酶或细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中

法利用共价键、离子键将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上

物理

法通过物质吸附作用，把酶或细胞固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃或离子交换树脂等载体上

(2)常用的固定化方法包埋化学结合吸附(3)包埋法常用的载体材料：明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。2.固定化酶母细胞的实验流程活化海藻酸钠海藻酸钠小火或间断恒定冲洗蒸馏水(1)固定化酶常采用化学结合法和包埋法(

)(2)固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应(

)(3)从酶的固定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小(

)(4)将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌(

)×

诊断常考语句，澄清易错易混

×√√(源于选修1P49“课题背景”)与固定化酶技术相比，固定化细胞制备的成本更低，操作更容易。固定化细胞的优势是_________________________________________。

阐述基本原理，突破长句表达

易于保持酶的活性，固定的是一系列的酶1.直接使用酶、固定化酶与固定化细胞的比较重点剖析归纳点击重点攻克难点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适用方法

化学结合法、物理吸附法包埋法营养物质不需要不需要需要反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)小分子物质优点催化效率高、耗能低、污染低酶既能与反应物结合，又能与产物分离；还可以被反复利用成本更低、操作更容易缺点①对环境条件敏感，易失活；②酶难回收，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触，尤其是大分子物质，可能导致反应效率下降实例果胶酶固定化葡萄糖异构酶固定化酵母细胞2.制备固定化酵母细胞的注意事项(1)在缺水状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞需要的活化时间较短，一般为0.5～1h，实验时需要提前做好准备。(2)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。(3)加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环。加热时要用小火或间断加热，且边加热边搅拌。(4)海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，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目少，影响实验效果。(5)溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，否则会因温度过高而导致酵母菌死亡。(6)可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠，用作对照。(7)海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，需在CaCl2溶液中浸泡30min左右。(8)细胞的固定化要在严格无菌的条件下进行；反复使用固定化酵母细胞时，酵母菌菌种要纯，用具和材料要严格消毒，注意控制温度，营养全面，还需要避免其他微生物的污染。考向一酶的固定化技术及应用5.(2019·广东佛山二检改编)某研究小组利用包埋法固定α-淀粉酶，并探究不同温度条件(0℃、50℃和100℃)对α-淀粉酶活性的影响。回答下列问题：(1)包埋α-淀粉酶时，海藻酸钠的作用是____________，CaCl2的作用是_________________________。在酶促反应前要用蒸馏水冲洗凝胶珠2～3次，目的是______________________________。考向逐一突破预测考向总结方法包埋α-淀粉酶与海藻酸钠反应形成凝胶珠洗去凝胶珠表面的游离酶和CaCl2(2)用固定化的α-淀粉酶进行以下实验：①称取等质量的固定化酶凝胶珠，分别置于________________________________________；②量取等体积淀粉溶液放入试管中，也分别置于相应水浴中保温5min；③把凝胶珠倒入相应试管中，充分混匀，在相应的温度下反应5min；④取出凝胶珠，以_______酶促反应，并用蒸馏水冲洗凝胶珠2～3次，于4℃冰箱中储存以备下次使用；0℃、50℃、100℃温度水浴中保温5min终止⑤测定α-淀粉酶活性，结果表明50℃时酶活性最高，0℃、100℃时酶活性都很低。在进一步的实验中，为证明0℃、100℃对酶活性的影响是不同的，将__________________________重新置于50℃水浴中保温5min，再分别与____________________________充分混匀，反应5min后测定酶活性。(3)与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是既能与反应物______，又能与产物______，还能被反复利用。原置于0℃、100℃的凝胶珠等体积的50℃预热的淀粉溶液接触分离6.亚洲人体内普遍缺乏乳糖酶，造成饮用牛奶后出现肠胀、腹胀、腹泻等不良症状。某牛奶制品生产厂家致力开发新产品，生产低乳糖新品，欲筛选出高产乳糖酶的微生物，制备乳糖酶并固定化，具体步骤如图1所示：图1根据相关信息，回答下列问题：(1)筛选产乳糖酶的微生物时，宜用______作为培养基中的唯一碳源。(2)科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定乳糖酶，以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。研究结果如图2所示，酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括________和__________等方面，根据图示信息，在_____________________________的条件下固定化酶催化效果较好。乳糖酶活性酶的数量约35℃、海藻酸钠浓度约为3%图1(3)实验者还进行了海藻酸钠固定化乳糖酶及化学结合法固定化乳糖酶的催化效果的比较研究，发现用__________法固定化酶的效果更好，原因可能是__________________________________________________。(4)工业生产中，使用固定化酶和使用游离酶相比，优点是____________________________。化学结合酶分子较小，容易从包埋材料中漏出，从而降低酶活力可以重复使用；产物易纯化图1考向二酵母细胞的固定化及应用7.某同学欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是进行葡萄糖发酵的装置(a是固定化酵母细胞，b是反应柱，c是分布着小孔的筛板)，下列叙述正确的是A.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.利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用仅是作为反应底物C.图1中X溶液为CaCl2溶液，将酵母细胞与海藻酸钠溶液混匀后快速注入

CaCl2溶液中，会观察到有凝胶珠形成D.图2装置中的长导管主要是排出CO2，防止空气中的杂菌进入反应柱√解析在制备固定化酵母细胞的实验中，将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞，否则高温会导致酵母细胞死亡；利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类除了作为反应底物外，还为酵母菌提供营养和能量；图1中X溶液为CaCl2溶液，将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，会观察到有凝胶珠形成。8.(2019·太原4月一模)某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下：①活化酵母细胞：称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌，使酵母细胞活化。②配制CaCl2溶液：将无水CaCl2溶解在定量蒸馏水中，配制成一定浓度的CaCl2溶液。③配制海藻酸钠溶液：用定量的海藻酸钠直接溶解在定量的蒸馏水中，配制成溶液。④海藻酸钠溶液和酵母细胞混合：将活化的酵母细胞迅速加入刚配制成的海藻酸钠溶液中，充分搅拌混合均匀。⑤固定化酵母细胞：用注射器以恒定的速度缓慢地将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察凝胶珠形成。(1)请你改正其中两处错误的操作：第一处是____________________________________________；第二处是________________________________________________。(2)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右，目的是________________________。(3)如果制作的凝胶球颜色过浅，呈白色，则说明海藻酸钠浓度_____(填“过低”或“过高”)。③溶解海藻酸钠时应小火或间断加热至完全溶化④海藻酸钠溶液需冷却至室温再加入活化的酵母细胞让凝胶珠形成稳定的结构过低(4)研究发现，固定化强度强的酵母颗粒发酵效果好，且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置；将2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别利用2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理，所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28℃下发酵48h后的酒精产量如下表：海藻酸钠(%)X溶液(%)固定化强度(g·30个－1)酒精量(%)229306.72.529506.5329906.52310306.7依照表格分析，随着X溶液浓度的增加，____________增加；凝胶固定化效果最好时的海藻酸钠与X溶液浓度分别是______、_____。2.5311006.43311406.22411706.72.5411706.43411606.3固定化强度2%4%网络构建要语必背网络构建要语必背1.核心概念(1)(选修1P42)酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力。(2)(选修1P46)加酶洗衣粉：含有酶制剂的洗衣粉。(3)(选修1P50)固定化酶或细胞技术：是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。2.教材结论性语句(1)(选修1P44)比较苹果汁的体积判断果胶酶活性的高低时，获得苹果汁越多，说明果胶酶的活性越高；比较果汁的澄清度判断果胶酶活性的高低时，果汁越澄清，说明果胶酶的活性越高。(2)(选修1P50)一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。重温高考真题演练1.(2020·江苏，16)甲、乙两个实验小组分别进行了“酵母细胞固定化技术”的实验，结果如下图所示。出现乙组实验结果的原因可能为A.CaCl2溶液浓度过高B.海藻酸钠溶液浓度过高C.注射器滴加速度过慢D.滴加时注射器出口浸入到CaCl2溶液中√123456解析标准的凝胶珠是圆形的(如甲组)，乙组中的凝胶珠呈蝌蚪状，凝胶珠成形不好，主要有以下几种原因：(1)海藻酸钠与酵母活化液的混合液浓度过高(凝胶珠会呈蝌蚪状)；(2)注射孔与CaCl2溶液液面距离太近(凝胶珠会呈蝌蚪状)；(3)推注射器的力度过大，速度过快(凝胶珠会呈线形)；(4)CaCl2溶液浓度过大(凝胶珠硬度会变大，易开裂)。据此推知，B项正确。1234562.(2018·江苏，21改编)下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是A.洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来B.洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解C.在50℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶会迅速失活D.加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不会影响其中酶的活性√123456解析洗衣粉中的酶往往通过特殊的化学物质将酶层层包裹，因此蛋白酶不会将添加的其他酶迅速分解，B错误；加酶洗衣粉的使用过程中水温以30～50℃为宜，其中的酶具有耐较高温度的特点，C错误；加酶洗衣粉受潮后，酶表面的保护剂会被破坏，酶的活性会受到影响，D错误。1234563.(2020·全国Ⅱ，37)研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3，并对其进行了研究。回答下列问题：(1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是______，也可采用斐林试剂检测________的增加。12345碘液还原糖解析淀粉酶能催化淀粉水解，以淀粉为底物测定某种淀粉酶活性时，可利用淀粉遇碘变蓝的特性，用碘液检测淀粉的减少，也可利用斐林试剂来检测淀粉水解后生成的还原糖的增加。6(2)在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用是__________________________________和______________________。12345消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响使蛋白质完全发生变性6解析可通过聚丙烯酰胺凝胶电泳比较蛋白质的相对分子质量来检测A3的纯度。蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于其所带净电荷的多少以及分子的大小等因素，可以在凝胶中加入SDS，以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响。SDS能使蛋白质发生完全变性，因为蛋白质变性后能与SDS形成蛋白质—SDS复合物，SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。(3)本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是________________________________________________________。12345在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同6解析在pH为7.5时，Tris－HCl缓冲系统和Na2HPO4－KH2PO4缓冲系统中A3的相对酶活性不同；在pH为9时，Tris－HCl缓冲系统和Gly－NaOH缓冲系统中A3的相对酶活性也不同，可见缓冲系统的组分对酶活性有影响。(4)在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是_____________________________________(答出1点即可)。12345酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出6解析酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出，因此在制备固定化酶时，一般不宜采用包埋法。4.(2020·浙江7月选考)回答与柑橘加工与再利用有关的问题：(1)柑橘果实经挤压获得果汁后，需用果胶酶处理，主要目的是提高果汁的________。为确定果胶酶的处理效果，对分别加入不同浓度果胶酶的果汁样品，可采用3种方法进行实验：①取各处理样品，添加相同体积的____________，沉淀生成量较少的处理效果好。②对不同处理进行离心，用比色计对上清液进行测定，OD值_____的处理效果好。③对不同处理进行______，记录相同体积果汁通过的时间，时间较短的处理效果好。123456澄清度95%的乙醇较小抽滤解析果胶是植物细胞壁的主要成分，果胶酶可以催化果胶分解，使用果胶酶处理果汁可以提高果汁的澄清度。为鉴定果胶酶的处理效果，可以用3种方法来检测，如果添加相同体积的体积分数为95%的乙醇，沉淀生成量少的效果好；如果采用离心法，需要用比色计对上清液进行测定，OD值较小的处理效果好；如果采用抽滤的方法，抽滤相同体积的果汁，时间较短的处理效果好。123456(2)加工后的柑橘残渣含有抑菌作用的香精油及较多的果胶等。为筛选生长不被香精油抑制且能高效利用果胶的细菌，从腐烂残渣中分离得到若干菌株，分别用无菌水配制成__________，再均匀涂布在LB固体培养基上。配制适宜浓度的香精油，浸润大小适宜并已______的圆形滤纸片若干，再贴在上述培养基上。培养一段时间后，测量滤纸片周围抑制菌体生长形成的透明圈的直径大小。从直径______的菌株中取菌接种到含有适量果胶的液体培养基试管中培养，若有果胶酶产生，摇晃试管并观察，与接种前相比，液体培养基的_____下降。123456细菌悬液灭菌较小粘性解析为筛选目标细菌，需要用选择培养基对菌株进行筛选，先用无菌水制成细菌悬液，均匀涂布在LB固体培养基上，然后把若干个浸润过适宜浓度香精油的已灭菌的圆形滤纸片贴在培养基上，通过观察透明圈的大小来判断哪些细菌更符合要求。透明圈直径越小说明香精油对其抑制作用越小，越符合要求，所以选取透明圈直径较小的菌株接种到含有适量果胶的液体培养基中，若观察到液体培养基的粘性下降，则可证明有果胶酶产生。1234565.(2020·全国Ⅲ，37)水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题：(1)制作果汁时，可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、______________________(答出2种即可)。纤维素酶可以分解植物________(填“细胞膜”或“细胞壁”)中的纤维素。果胶分解酶、果胶酯酶细胞壁解析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、果胶分解酶和果胶酯酶等。植物细胞壁的主要成分是纤维素，可被纤维素酶催化分解。123456(2)用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，需要控制反应的温度，原因是___________________________________________________________。温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶活性最高，出汁率最高解析温度等条件会影响酶的活性，果胶酶发挥催化作用需要适宜的温度。温度过低，果胶酶的活性受到抑制；温度过高，会使果胶酶变性失活；在最适温度下，酶活性最高，出汁率最高。123456(3)现有甲、乙、丙三种不同来源的果胶酶，某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常，酶活性的高低可用____________________________________________________________________来表示。在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量解析酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量来表示。123456(4)获得的果汁(如苹果汁)可以用来制作果酒或者果醋，制作果酒需要_____菌，这一过程中也需要O2，O2的作用是_________________________________。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌属于______(填“好氧”或“厌氧”)细菌。酵母促进有氧呼吸，使酵母菌解析制作果酒需要的菌种是酵母菌，它是兼性厌氧菌，酿酒时酵母菌先进行有氧呼吸大量繁殖，然后在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精。制作果醋需要的菌种是醋酸菌，它是好氧细菌。123456大量繁殖好氧6.(2019·浙江4月选考)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。123456腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多涂布分离(或划线分离)植物的细胞壁及胞间层瓦解，使榨取果汁变得更容易95%乙醇(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、酶反应的温度、pH、作用时间等因素外，还需考虑的主要有_____________和_________________。123456提高果胶酶的稳定性固定化的方法固定化所用的介质课时精练1.(2020·株洲市联考)如图表示利用“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。1234567(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_________________________________________________________________________________。不溶于水、多孔性1234567

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，然后冷却至室温解析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。1234567(2)果胶酶在果汁生产中具有重要的作用，把果胶酶和酵母菌固定在一起生产红葡萄酒的重要意义在于________________________________________________________________。解析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。1234567

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______________________________________。果胶酶分子太小，容易从包埋材料中漏出解析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。1234567(4)在初级发酵时温度一般控制在__________，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_____________________________________________________。18～25℃解析酵母菌繁殖和发酵的适宜温度是18～25℃，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，所以发酵过程中要及时监控、调节温度和pH。1234567防止温度和pH的变化影响果胶酶的活性甚至使果胶酶失活2.(2020·河南名校联盟)某同学用含有不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如下实验。1234567组别布料污染物水温A(蛋白酶洗衣粉)6×6cm2蛋白膜40℃B(脂肪酶洗衣粉)6×6cm2蛋白膜40℃C(蛋白酶洗衣粉)6×6cm2淀粉膜40℃请回答以下问题：(1)该实验的目的是探究____________________。该实验还应控制的无关变量有________________________________________。该实验中_____________分别构成两组对照实验。(2)该同学在实验过程中可通过观察_____________________来判断酶的催化效率。(3)蛋白酶洗衣粉的去污原理是_______________________________________________________________________________。酶的作用具有专一性1234567洗衣粉的用量、污染程度、水质、水的pH等A和B，A和C蛋白膜消失的时间长短蛋白酶能催化污物中蛋白质的水解，在蛋白酶催化作用下，蛋白质的水解产物溶于水中3.(2019·安徽合肥二模)某研究性学习小组为探究市售一种含碱性蛋白酶的洗衣粉使用的最适温度，设计了相关实验，实验装置及实验结果如图所示。1234567请回答下列问题：(1)与普通洗衣粉相比，该洗衣粉可以很好地清除衣物的血渍和奶渍，主要是因为______________________________________。包装袋上注明“切勿用于丝质及羊毛衣料”，你认为原因是_______________________________________________________。碱性蛋白酶能水解血渍和奶渍中的蛋白质丝质及羊毛衣料的主要成分是蛋白质，会被碱性蛋白酶破坏(2)由图可知，在0℃和75℃时，酶的催化效率基本都为零。但当温度回到最适温度时，能恢复催化能力的温度是0℃，原因是_____________________________________________________________。(3)在实验过程中可通过直接测定________________________(填指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。为缩短反应的时间，你认为可以采用的方法是_____________________________________________________________________。0℃时酶活性很1234567低，但酶结构没有被破坏，75℃时酶结构遭到破坏蛋白质块存在时间的长短提高酶的浓度(或将蛋白块切得更小些，以增加蛋白酶和蛋白质的接触面积)(4)生产碱性蛋白酶成本较高，目前可以采用__________技术多次重复使用酶以降低成本。该技术常使用的方法是化学结合法和____________。固定化酶1234567物理吸附法4.(2020·河北衡水调研)为确定木瓜醋固定化发酵的最佳工艺。科研人员以番木瓜为原料，选用优良的醋酸菌，采用海藻酸钠进行固定化醋酸菌发酵工艺，制备高产的木瓜醋，其简化工艺流程如下，请回答下列问题：1234567解析根据木瓜醋制作流程可知，制作木瓜醋需要先制备果汁，由于去掉细胞壁能够提高出汁率，而细胞壁可用果胶酶水解，果胶酶不是一种具体的酶而是一类酶的统称，它包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶。(1)为提高木瓜出汁率，常采用在木瓜浆中添加______酶，该酶包括半乳糖醛酸酶、_____________________。果胶1234567果胶分解酶和果胶酯酶(2)木瓜醋发酵过程中可以用木瓜酒做底物的原理是____________________________________________________________________。在酒精发酵旺盛时，醋酸菌不能将果汁中的糖发酵成醋酸，理由是______________________________________________________________________。1234567

醋酸菌在氧气充足的条件下，能够将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸

酒精发酵是在无氧条件下进行的，而醋酸菌为好氧菌，在无氧条件下无法生存解析果醋的制作原理是醋酸菌在氧气充足，且糖源不足的情况下将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转为醋酸或者在糖源充足的条件下，直接将葡萄糖转化为醋酸。酒精发酵是在无氧条件下，而果醋发酵需在氧气充足条件下进行，因此在酒精发酵旺盛时，醋酸菌不能将果汁中的糖发酵成醋酸。1234567(3)本实验最常采用的固定化细胞的方法是_______，该过程中海藻酸钠的作用是____________。包埋法1234567固定醋酸菌(4)发酵条件工艺组合如表所示：1234567实验组发酵温度(℃)接种量(%)初始酒精度(%)最终酸度(g·100mL－1)1311374.02232.5157.54.123341784.614311584.48532.5177.53.796341374.35731177.54.11832.51374.769341583.57由表可知，当发酵的具体条件为___________________________________________________时产酸量最大，由此可确定木瓜醋固定化发酵的最佳工艺。发酵温度为32.5℃、接种量为13%、解析酸度越高，说明果醋浓度越高，根据表格可知，在发酵温度为32.5℃、接种量为13%、初始酒精度为7%的条件下，酸度最高即果醋发酵效果工艺最佳。1234567初始酒精度为7%5.(2019·河北唐山一中二模)图1表示制备固定化酵母细胞的某步操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。请据图分析回答下列问题：1234567(1)图1中，将溶化好的海藻酸钠溶液____________，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。冷却至室温解析在将海藻酸钠溶液和酵母细胞混合时，应将完全溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞，否则会因温度过高而导致酵母细胞死亡。1234567(2)图1中制备的凝胶珠用___________________后再转移到图2装置中。蒸馏水洗涤2～3次1234567(3)下面制备固定化酵母细胞的步骤，正确的是______。(填字母)①配制CaCl2溶液②配制海藻酸钠溶液③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合④酵母细胞的活化⑤固定化酵母细胞A.①②③④⑤

B.④①③②⑤C.④⑤②①③

D.④①②③⑤D解析制备固定化酵母细胞的正确步骤是酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海