2021届高考生物一轮复习第11单元生物技术实践第39讲酶的应用和蛋白质的提取和分离教学案新人教版

第39讲酶的应用和蛋白质的提取和分离

［考纲明细］1.酶活力测定的一般原理和方法2.能在食品制造和洗涤等方面的应用

3.制备和应用固相化酶4.蛋白质的提取和分离

考点1酶的应用

©

知识梳理

1.果胶酶在果汁生产中的作用

(1)果胶

①作用：同植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一;在果汁加工中，会影响圆出

it军并使果汁浑浊。

②成分：是由回生乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。

③特点：不溶于水。

(2)果胶酶

①组成：果胶酶是指分解果胶的一类酶的总称，包括阿多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解

酶和果胶酯酶等。

②作用：果胶酶能够瓦解回植物细胞的细胞壁及胞间层,把果胶分解成可溶性的半乳

糖醛酸，从而使果汁变得澄清，并提高水果的出汁率。

1.(选修1Pm资料卡片)植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。由霉菌发酵生产

的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一，被广泛地应用于果汁加工业。

(3)酶的活性及影响酶活性的因素

①酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力。

②表示方法：可以用在一定条件下，酶所催化的国某一化学反应的反应速度来表示。

③酶反应速度：用单位时间内、单位体积中取I反应物的减少量或产物的增加量来表示。

④影响酶活性的因素：温度、pH和画酶的抑制剂等。

2.探究影响果胶酶活性因素实验的分析

(1)实验原则：单一变量原则、对照性原则。严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。

(2)实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，酶的活

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。

(3)实验流程

搅拌器搅拌制苹果泥果胶醐溶液

［均分装入|等量

9⑸支试管9(5)支试管

各取I支，分9组分别放入30T：、35t、40t、45P、50%：、

55t、60t、65七、70T：的恒温水浴中加热(或各取1支.分

5组分别调节苹果泥和果胶酶的pH为5、6、7、8、9,置于同

一恒温水浴中加热)

将果胶酶加入相同温度

(或pH)的革果泥内

恒温保持10min

过滤果汁,用ft筒测盘果汁的量,并记录

(4)分析：该实验的自变量是回温度或pH,因变量是国酶的活性,检测因变量是通过

画测定果汁的体积或比较澄清度来实现的。

(5)无关变量

探究最适温度时，pH为无关变量；探究最适pH时，温度为无关变量。

3.探究果胶酶的最适用量

(1)实验流程

(2)实验结果分析

如果随着酶浓度的增加，过滤到的果汁体积画增加，说明酶的用量画丕足；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画不再改变,说明酶的用量已经

足够，这个值就是酶的画最适用量。

(3)无关变量

探究果胶酶的最适用量时，最适用量是在温度、pH等适宜条件下测出来的，如果无关变

量改变，最适用量也会发生变化。

4.加酶洗衣粉在洗涤中的作用

(1)加酶洗衣粉和酶制剂

加酶洗衣粉是指含有叵］酚制剂的洗衣粉,常用的酶制剂有四类：画蛋白酶、脂肪酶、

既］淀粉酶和纤维素酶。

（2）加酶洗衣粉的去污机理

种类洗涤原理洗涤的物质种类

6］蛋白质堡县瞥国小分子肽+血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污

蛋白酶

垢

氨基酸

脂肪典g加甘油+

脂肪酶食品的油渍、人体皮脂、口红

国脂肪酸

淀粉酶淀粉7茎堡画麦芽糖+两葡萄糖来自面条、巧克力等的污垢

■主纤维素酶组

纤维纤维素——*葡萄糖

棉纺织品的表面浮毛

素酶（终产物）

2.（选修1Pg资料卡片）普通洗衣粉中含有磷。含磷污水的排放可能导致微生物和藻类

的大量繁殖，造成水体的污染。加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗

涤剂朝低磷无磷的方向发展，减少对环境的污染。

5.酵母细胞的固定化

（1）固定化酶的应用实例：高果糖浆的生产

①反应机理：葡萄糖葡萄糖异构.漏果糖。

②固定化酶的反应柱示意图

③生产过程

将两葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上

放入底部有许多小孔的画反应柱内

（酶颗粒不能通过，反应液能通过）

葡萄糖溶液从反应柱画上遍注入

流经反应柱，与葡萄糖异构酶接触

I

果糖从反应柱画下端流出

④固定化葡萄糖异构酶的优点：使生产成本大大降低，同时提高了果糖的产量和质量。

(2)固定化细胞技术

①概念：利用国物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。

②方法

名称原理图示

将酶或微生物细胞均匀地包埋在细微

画包埋法

网格中

画化学利用共价键、离子键将酶分子或细胞相

结合法互连接起来

回物a通过物理吸附作用，把酶或细胞固定在

吸附法载体表面

(3)制备固定化酵母细胞

①酵母细胞的固定化方法

3.（选修1P.5。资料卡片）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。

②实验注意事项

a.酵母细胞的活化：酵母细胞需要的活化时间一般为1h,因此需要提前做好准备。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。

b.海藻酸钠溶液的浓度：海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果其浓度过低，

形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，两种情况都会影响实验效果。

c.配制海藻酸钠溶液的注意事项：海藻酸钠溶化时要用酒精灯小火或间断加热，避免海

藻酸钠发生焦糊；将溶化后的海藻酸钠溶液先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温的

海藻酸钠溶液杀死酵母细胞；固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠溶液和酹母细胞的混合液用

注射器以恒定的速度缓慢滴加到CaCk溶液中，而不是注射;以免影响凝胶珠的形成。CaCL

溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。

d.凝胶珠的颜色和形状：如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏

低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓

度偏高，制作失败，需要重新尝试。

旦边角知识扫描

1.（选修1P"旁栏思考）（1）为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装

在不同的试管中恒温处理？

提示将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温

度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。

(2)在探究温度或pH对酶活性的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设

置？为什么？

提示需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，

这种对照称为相互对照。

(3)想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？

提示果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积

大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果

汁的体积就越大。

(4)当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变量，哪些因素应该保持不变？

提示温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所

有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。

2.(选修1P他课后习题)比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同？

提示

普通洗衣粉加酶洗衣粉

表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂分子分散开；水软化剂可以分散污垢；等

相同点

等。

酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易于溶于水，从而与

不同点

纤维分开。

重难探究

1-探究温度、pH对果胶酶活性的影响实验及探究果胶酶的最适用量实验中的变量分析

实验名称

自变量因变量注意事项

(目的)

①底物和酶在混合时的温度是相同

探究温度对果胶酶活的；②温度梯度越小，实验结果越

温度

性的影响果汁量(澄精确；③苹果泥和果胶酶用量在各

清度)个试管中应相同；④pH应为最适pH

探究pH对果胶酶活性①温度应为最适温度；②pH梯度可

pH

的影响用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

探究果胶酶的最适用

果胶酶的用量泥中的果胶酶变性；②温度、pH应

量

为最适且保持不变

2.加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法

(1)判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法：可在洗涤后比较污物残留状况，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方法：实验设计遵循的原则是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。

(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种类(普通和

洗衣粉的洗涤效果加酶)水的用量，污物的量，

探究不同种类加酶洗衣实验用布的质地与大

加酶洗衣粉中酶的种类洗涤效果

粉的洗涤效果小，不同洗衣粉的用量，

探究不同温度对加酶洗搅拌、洗涤时间等

温度

衣粉洗涤效果的影响

3.使用加酶洗衣粉要注意的问题

(1)对于丝绸等主要成分为蛋白质的面料，若使用含有碱性蛋白酶的洗衣粉，衣物会受到

损伤，因此蛋白质类丝织物不能用含蛋白酶的洗衣粉来洗涤。

(2)使用加酶洗衣粉要注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在35〜50C的范围内活性最高,

在低温或60℃以上时就会失效。

(3)衣服的洗涤，不仅要考虑洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。

(4)人体皮肤细胞有蛋白质，使用加酶洗衣粉后如不彻底清洗双手，就会使手的皮肤受到

腐蚀，而使人患过敏性皮炎、湿疹等。

(5)酶制剂中的蛋白酶、淀粉酶等并非是单一酶，而是复合酶，如蛋白酶制剂实际包括蛋

白酶和某些肽酶，可将蛋白质水解成小分子肽和氨基酸。

(6)酶作为一种生物催化剂，有一定的使用寿命，不能长时间使用。

题组训练

题组一果胶酶在果汁生产中的应用的实验分析

1.(2015•海南高考)生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。回答下列相

关问题：

(D某同学用三种来源的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都

相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较。这一实验的目的

是。

(2)现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管

16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0°C、5°C、

10℃、40℃下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该

实验温度设置的不足之处有和o

(3)某同学取5组试管(A〜E)分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D4个实验组的试

管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸储水使4组试管内液体体

积相同；E组加入蒸谯水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一

定时间后，测定各组的出汁量。通过A〜D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，

若要检测加入醐的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计(填

“能”或“不能”)达到目的，其原因是一―。

答案(1)比较不同来源果胶酶的活性

(2)温度范围设置不合理温度梯度设置不合理

(3)不能未加入缓冲液

解析(1)利用不同来源的果胶酶处理果泥，检测各组出汁量，据此可以比较不同来源的

果胶酶的活性大小。

(2)探究果胶酶的最适温度时，一般在20〜70℃范围内，每隔5℃进行梯度设计。显然

题中温度范围设置过低，温度梯度设置不合理。

(3)本实验的目的是检测不同量的同种果胶酶下的出汁量的差异，为保证单一变量，A〜E

组都应加入等量缓冲溶液。

2.我国水果生产发展迅速，但由于收获的季节性强，易造成积压、腐烂变质，为了解决

上述问题且满足不同人群的需求，可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生产

中要用到果胶酶，某生物研究小组为了探究温度对果胶酶活性的影响，进行了如图所示实验。

(1)请将图中所示的操作进行排序：。

(2)对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图中曲线所示:

苹•

果

汁

的

体

积J

O

1020304050607080温度/七

①图中自变量是温度，除此之外还可以是________.

A.酶的浓度B.苹果泥的量

C.水的加入量D.pH

②图中的纵坐标还可用来表示。

③实验组改变实验条件后重复做实验，得到曲线乙，两次实验中苹果汁的体积的最高点

对应的横坐标是同一位置的原因是

④步骤c中，将两者分装在不同试管中进行恒温处理的目的是

(3)如表所示是某实验小组的详细实验结果:

温度/℃1020304050607080

苹果汁的

813152515121110

产量/mL

根据上述实验结果可知，当温度为时苹果汁的产量最多，能不能确定该温度就

是果胶酶的最适温度？如果不能，请设计出进一步探究果胶酶的最适温度的实验方案。

答案(l)acdb

(2)①D②苹果汁的澄清度③同一种酶的最适温度是一定的，不会因底物量不同而改

变④保证底物和酶在混合时的温度是相同的

(3)40℃不能，再设置多套装置，在30℃到50℃范围内，以更小的温差测量在更小

范围的温度内的果汁的产量，果汁的产量最高的温度更接近酶的最适温度。

解析(1)实验顺序是准备苹果泥和配制果胶酶、苹果泥和果胶酶分别水浴保温、苹果泥

和果胶酶混合保温、过滤果汁后用量筒计量。

(2)①温度和pH可以影响酶的活性，从而改变苹果汁的体积，最适温度和最适pH时，酶

的活性最大，苹果汁体积最大；酶的浓度只影响反应速率，随酶或果汁量的增加，果汁的体

积会先增加后稳定，不符合题图变化规律；②衡量实验结果的指标有两个：一是果汁的量，

另一个是果汁的澄清度。③图中乙曲线改变的实验条件应为减少底物量，而甲、乙两曲线实

验中苹果汁的体积的最高点对应的横坐标相同，说明酶的最适温度不会因为底物量的不同而

改变。④为了保证实验在相应温度下进行，必须使酶和底物分别保温达到要求后再混合。在

相同温度条件下，pH、酶的浓度和底物浓度也会改变反应速率。

(3)根据表格中数据可看出，在40。。时产生的果汁量最多。要将温度确定得更加精确，

在30℃到50℃范围内，以更小的温差设置自变量。

3.食品种类多，酸碱度范围广。某生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋

白酶，查阅相关文献，得知：

(DpII对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知，更适宜作为食品

添加剂，理由是。蛋白酶的活力可用来表

ZjKo

(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下：

4℃加酶保护剂加65%调提取液pH沉淀物测酶活

,(0.02~0.10mol/L)乙醇(5.0〜9.0),“,

组织一清-----------------------------------------X粗酶一力(单

液

匀浆制剂)位：U)

兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在

0.02~0.06mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.0〜8.0范围内，酶活力较高。他们

认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取

液pH进行优化，并确定以此为探究课题进行探究。请分析回答：

①本实验的课题是_______________________________________________

②本实验的自变量为_________________________________________

因变量为•

答案(1)木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶的活力基本不受pH的影响单位时间内底物的消耗

量或产物的生成量

(2)①探究的保护剂的最适浓度和提取液的最适pH

②酶保护剂的浓度和提取液的pH单位时间内底物的消耗量或产物的生成量

解析（1）结合图形和文字可知，在题目中已经提供了信息“食品种类多，酸碱度范围

广”，所以选择的食品添加剂应该有较广的酸碱适应范围，从图中可以看出木瓜蛋白酶的适

应范围最广，所以可以选作食品添加剂。酶的活力一般用单位时间内底物消耗量或者产物的

生成量来表示。

（2）实验设计时应该明确实验目的，这里的实验目的是探究酶保护剂的最适浓度和提取液

的最适pH,所以我们可以将酶保护剂的浓度和提取液的pH作为自变量，因变量为单位时间内

底物的消耗量或产物的生成量。

题组二探究加酶洗衣粉的洗涤效果的实验分析

4.（2019•江苏高考）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

答案A

解析加酶洗衣粉中含有的是碱性脂肪酶，A错误；加酶洗涤剂中的酶具有高效性，故

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；加酶洗衣粉中的蛋白酶是通过基因工程生产的，能够耐酸、

耐碱、耐受表面活性剂和较高温度，D正确。

5.（2017•江苏高考）为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行

了相关实验，结果如图。由图中实验结果能直接得出的结论是（）

A.碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强

B.不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力

C.碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同

I）.加大的用量可以显著提高洗衣粉的去污力

答案C

解析由于污布1、2所用的酶量和洗衣粉类型不同，污布2、4所用洗衣粉类型不同、

酶量相同，污布2、3所用酶量和洗衣粉类型相同，只能说明碱性纤维素酶对污布类型2的去

污效果比对污布类型3强，但不能确定对污布类型2的去污力最强，A错误，C正确；本实验

中没有对同一类型的污布用不同的洗衣粉处理，因此不能确定不同类型洗衣粉对碱性纤维素

酶去污力的影响，B错误；本实验中没有对同一污布用相同类型洗衣粉在不同酶用量情况下进

行处理，不能确定加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力，D错误。

6.为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、

乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污

渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。

水

温1020304050

/℃

组

甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙

别

清，

除

1111.

渍

67668852518336347711126891167

时

间

/mi

n

清

除

油

渍

93789587639182468575277769868

时

问

/mi

n

⑴提高洗衣粉去污能力的方法有。甲组在洗衣粉中加入了

。乙组在洗衣粉中加入了.

(2)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有。

(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之

间的差异并说明理由。«

(4)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。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由

答案(1)加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶

(2)专一性

(3)没有差异，因为高温使酶失活

(4)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

解析由表格数据知甲、乙组洗涤效果优于丙组，且在10〜50℃范围内随温度的增加，

清除污渍时间逐渐缩短，说明提高洗衣粉去污能力的方法有加酶和适当提高温度。血渍中主

要含蛋白质，油渍中只含有脂肪，根据表格分析，对比同一温度下的三组实验可知，甲加了

一种酶，乙加了两种酶。甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶具有专一性。水温为80℃时，酶

失活，因而三组实验效果没有差别。固定化酶是利用物理或化学的方法将酶固定在某种不溶

于水的载体上，可以重复利用。

题组三固定化酶和固定化细胞的比较

7.(2015•江苏高考)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是()

A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用

B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素

C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物

D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合

答案B

解析前发挥催化作用时不需要消耗氧气，溶解氧交换受阻不是固定化醐应用的限制因

素，B错误。

8.下列有关固定化酶技术和固定化细胞技术的叙述，不正确的是()

A.固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法

B.因为酶分子比较大，所以固定化酶技术更适合采用包埋法

C.与固定化酶技术相比，固定化细胞制备的成本低，操作更容易

D.反应物如果是大分子物质，应采用固定化酶技术

答案B

解析固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法，A正确；

一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，这

是因为细胞体积大，而酶分子很小，体积大的难以被吸附或结合，而体积小的酶容易从包埋

材料中漏出，B错误；固定化细胞的优点是成本低，操作更容易，能固定一系列的酶，C正确;

大分子难以通过细胞膜，应采用固定化酶技术，D正确。

9.（2016•江苏高考）为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含

Zr?+污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验，流程及结果如下。请回答下

歹IJ问题：

制备固定化绿|清洗||培养液|取适量凝胶球

球藻凝胶球|2〜3次中培养|'

柠檬酸钠溶液溶解

凝胶球，测定藻数量

图1

①二

=

世

为

U

X

图2

⑴实验中的海藻酸钠作用是CaCl2的作用是

（2）为洗去凝胶球上残余的CaCk和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用________洗

涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24h后，移去凝胶球，溶液呈绿色，原因是

（3）为探索固定化藻对含Zn”污水的净化作用，应选用浓度为海藻酸钠制备凝胶

球。

（4）图2中空白凝胶球组Zr?+浓度下降的原因是o结合图1和图2分析，固

定化藻的实验组24〜48h间Zn?+浓度下降速度较快的主要原因是；72〜96

h间Zn"浓度下降速度较慢的原因有。

答案（1）包埋绿球藻（包埋剂）与海藻酸钠反应形成凝胶球（凝固剂）

（2）培养液（生理盐水）海藻酸钠浓度过低（凝胶球孔径过大）

（3）2.0%

（4）凝胶吸附Zn"绿球藻生长（繁殖）速度快绿球藻生长（增殖）速度减慢，溶液中Zn?

+浓度较低

解析（2）利用培养液或生理盐水等洗涤凝胶球不至于造成绿球藻过量吸水或失水，从而

保持正常的活性状态。1.0%海藻酸钠组移去凝胶球，溶液呈绿色，说明绿球藻逸出了凝胶球,

原因是制备凝胶球时，使用的海藻酸钠浓度过低，导致凝胶球孔径过大。

（3）图1显示，在不同浓度的海藻酸钠的作用下，当海藻酸钠浓度为2.0%时，固定化的

绿球藻数量最多，故探索固定化藻对含Zr?+污水的净化作用，应选用浓度为2.0%的海藻酸钠

制备凝胶球。

（4）空白凝胶球中无绿球藻，故该组Zn"浓度下降是空白凝胶的吸附作用所致。图1显示,

固定化藻的实验组24〜48h间绿球藻数量增加快，而72〜96h间绿球藻数量基本不变，这

是导致两个时间段Zn2,浓度下降速度不同的原因。

[—1题后归纳1

直接使用酶、固定化醐和固定化细胞的比较

直接使用酶固定化酶固定化细胞

酶的种数一种或几种酶一种酶一系列酶

明胶、琼脂糖、海藻

常用高岭土、皂土、硅胶、

无酸钠、醋酸纤维素、

载体凝胶

聚丙烯酰胺

化学结合法固定化、

固定方法——包埋法固定化

物理吸附法固定化

是否需要

否否是

营养物质

催化反应单一或多种单一一系列（或多种）

各种物质（大分子、小各种物质（大分子、小

反应底物小分子物质

分子）分子）

①对环境条件非常敏

感，易失活；反应物不易与酶接

不利于催化一系列酶

缺点②难回收，成本高；近，尤其是大分子物

促反应

③酶会混在产物中，质，反应效率下降

可能影响产品质量

优点催化效率高、耗能低、①既能与反应物接成本低、操作容易、

低污染触，又能与产物分离；易与产物分离、可重

②可以重复利用复利用

考点2蛋白质的提取和分离

@

知识梳理

1.蛋白质的分离方法

(1)凝胶色谱法

①概念：是根据画相对分子质量的大小分离蛋臼质的有效方法。

②原理

，形态：画微小的多孔球体

a•凝胶j组成：大多数由两多糖类化合物构成

、结构：内部有许多贯穿的通道

b.分离的方法

项目

蛋白质^进入凝胶内部的难易程度路程移动速度

相对分子质量较小容易较长较慢

相对分子质量较大无法进入较短较快

(2)电泳法

①概念：是指画带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。

②原理：在一定的pll下，多肽、核酸等生物大分子的可解离基团会带上正电或负电，在

电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷画相反的电极移动。

③作用过程

'带电性质差异*

各种＜分子本身大小不同性不同的迁实现各种分子

分子移速度1的分离

、分子本身形状不同.

④方法：常用的电泳方法有画琼脂糖凝胶电泳和回聚丙烯酰胺凝胶电泳。测定蛋白质

分子量时通常使用画SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳。

2.实验操作程序(以分离血红蛋白为例)

EB红细胞

的洗涤

样

品

处

理

同

网透

法:

一方

粗分离

杂质

小分子

：去除

1日的

纯化

定

纯度鉴

作提示

3.操

洗涤

细胞的

(1)红

白;离

浆蛋

网血

除去

无法

少，

数过

涤次

。洗

重要

十分

时间

离心

度与

心速

、离

次数

洗涤

果。