高三新高考生物人教版一輪學(xué)案選修1第3講酶的研究和應(yīng)用

第3講酶的研究和應(yīng)用說明：2017年版2020年修訂的《課程標(biāo)準(zhǔn)》對本部分內(nèi)容不作要求，各地請根據(jù)自身教學(xué)實(shí)情自主選用。1．果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用2．探討加酶洗衣粉的洗滌效果3．酵母細(xì)胞的固定化[基礎(chǔ)微點(diǎn)練清]1．判斷正誤(1)“探討加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果”可先用熱水溶解洗衣粉，再將水溫調(diào)節(jié)到最適溫度(×)(2)相同pH時加酶洗衣粉洗滌效果好于普通洗衣粉(×)(3)在探究果膠酶用量實(shí)驗(yàn)中，雖然實(shí)驗(yàn)的變量發(fā)生了變化，但通過設(shè)置梯度來確定最適值的思路方法是不變的(√)(4)用含蛋白酶的洗衣粉去除油漬，效果比其他類型加酶洗衣粉好(×)(5)果膠酶常用于果汁生產(chǎn)中，可提高出汁率和澄清度(√)(6)固定化細(xì)胞可以催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng)(×)(7)從酶的固定方式看，吸附法比化學(xué)結(jié)合法對酶活性影響小(√)(8)將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌(√)(9)剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)迅速與活化的酵母菌混合制備混合液(×)(10)利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應(yīng)底物(×)2．下列有關(guān)酶的敘述，錯誤的是()A．果膠酶是一類酶的總稱，探究果膠酶的最適溫度時，需將底物和酶分別在同等溫度下處理后再混合B．低溫和高溫對酶活性的影響是相同的，而過酸、過堿對酶活性的影響是不同的C．探究果膠酶的最適溫度和最適pH實(shí)驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)格控制酶作用時間D．解旋酶作用于堿基對間的氫鍵解析：選B低溫使酶的活性降低，但不會破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu)，高溫會破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu)，使酶失去活性；過酸、過堿都會破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu)而使酶失去活性。3．關(guān)于探討不同種類洗衣粉的洗滌效果的實(shí)驗(yàn)，下列說法錯誤的是()A．水溫應(yīng)保持不變B．除冬季外，通常采用當(dāng)?shù)氐某谻．應(yīng)選擇不同種類的加酶洗衣粉和普通洗衣粉D．只能針對一種污漬進(jìn)行實(shí)驗(yàn)解析：選D探討不同種類洗衣粉的洗滌效果時，可以選擇不同種類的加酶洗衣粉和普通洗衣粉；污漬的選擇應(yīng)該多樣化；可以針對污漬相同，布料不同的情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)過程中溫度應(yīng)保持不變，一般采用當(dāng)?shù)氐某?，冬天溫度太低，?yīng)用水浴的方法使溫度達(dá)到25～35℃。4．在20世紀(jì)50年代，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個生產(chǎn)領(lǐng)域，到了70年代又發(fā)明了固定化酶與固定化細(xì)胞的技術(shù)。(1)在實(shí)際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是____________________________________________________________________________________________________________。與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞固定的是____________。(2)制備固定化酵母細(xì)胞，常用的包埋材料是__________，使用了下圖中方法[]________(填出號碼與名稱)。(3)制作固定化酵母細(xì)胞時，充分混合均勻的酵母細(xì)胞溶液可在飽和________溶液中形成凝膠珠。部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)制得的凝膠珠不是圓形或橢圓形，其主要原因是____________。解析：將酶固定化后，可使酶在催化反應(yīng)之后不隨產(chǎn)物流走，可以反復(fù)利用；將細(xì)胞固定化后，可以將一種細(xì)胞內(nèi)的多種酶同時進(jìn)行固定。海藻酸鈉一般不能參與化學(xué)反應(yīng)，同時，在高溫下容易溶化，溫度降低時又形成多孔性固體顆粒，是包埋酵母菌的好材料。圖①為化學(xué)結(jié)合法，圖②為物理吸附法，圖③為包埋法。凝膠珠是高溫下溶化的海藻酸鈉與酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸鈉濃度過高或制凝膠珠時離液面太近，可能形成片狀或長條形，而不是圓形或橢圓形的凝膠珠。答案：(1)酶既容易與反應(yīng)物接觸，又容易與產(chǎn)物分離，固定在載體上的酶能反復(fù)利用多酶系統(tǒng)(或一系列酶、多種酶)(2)海藻酸鈉③包埋法(3)CaCl2海藻酸鈉溶液濃度過高(或針筒口離液面過近，高度不夠)一、酶的活性測定及酶在食品加工方面的應(yīng)用[試考題·查欠缺]1．(2020·全國卷Ⅲ)水果可以用來加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列問題：(1)制作果汁時，可以使用果膠酶、纖維素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、__________________________(答出2種即可)。纖維素酶可以分解植物__________(填“細(xì)胞膜”或“細(xì)胞壁”)中的纖維素。(2)用果膠酶處理果泥時，為了提高出汁率，需要控制反應(yīng)的溫度，原因是____________________________________________________________________________________________________。(3)現(xiàn)有甲乙丙三種不同來源的果膠酶，某同學(xué)擬在果泥用量、溫度、pH等所有條件都相同的前提下比較這三種酶的活性。通常，酶活性的高低可用________________________________________________________________________________________________________________________________________________來表示。(4)獲得的果汁(如蘋果汁)可以用來制作果酒或者果醋，制作果酒需要________菌，這一過程中也需要O2，O2的作用是__________________________________。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌屬于________(填“好氧”或“厭氧”)細(xì)菌。解析：(1)果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。纖維素是植物細(xì)胞壁的主要組成成分之一，纖維素酶可以將其分解。(2)用果膠酶處理果泥時，為了提高出汁率，需要控制反應(yīng)的溫度，這是因?yàn)闇囟葘z酶活性有影響，在最適溫度下酶活性最高，出汁率最高。(3)酶活性的高低可以用在一定條件下，單位時間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的消耗量或者產(chǎn)物的增加量來表示。(4)利用獲得的果汁制作果酒時需要用酵母菌，果酒發(fā)酵前期需要O2，O2可促進(jìn)酵母菌的有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌是一種好氧細(xì)菌，其對O2的含量特別敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時，即使只是短時間中斷通入O2，也會引起醋酸菌死亡。答案：(1)果膠分解酶、果膠酯酶細(xì)胞壁(2)溫度對果膠酶活性有影響，在最適溫度下酶活性最高，出汁率最高(3)在一定條件下，單位時間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的消耗量或者產(chǎn)物的增加量(4)酵母促進(jìn)有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖好氧2．(2021·廣州調(diào)研)我國水果生產(chǎn)發(fā)展迅速，由于收獲的季節(jié)性強(qiáng)，易造成積壓，腐爛變質(zhì)，為了解決上述問題且滿足不同人群的需求，可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生產(chǎn)中用到果膠酶，某課題研究小組為了探究果膠酶的某些特性，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：(1)實(shí)驗(yàn)方法：如圖中所示的順序進(jìn)行操作。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：對照組與實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行了相同時間的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示：①圖中自變量是溫度，除此之外還可用________表示。A．酶的濃度B．蘋果泥的量C．水的加入量 D．pH②圖中的縱坐標(biāo)還可用________來表示。③實(shí)驗(yàn)小組改變了實(shí)驗(yàn)條件后重復(fù)做實(shí)驗(yàn)，得到曲線乙，蘋果汁的澄清度最高點(diǎn)對應(yīng)的橫坐標(biāo)是同一位置的原因是_________________________________________________。④步驟b中在果膠酶和蘋果泥混合前，將兩者分裝在不同試管中，恒溫的目的是____________________________________________________________。解析：果膠酶的活性受溫度、pH等條件的影響，而與底物的量、酶的濃度和水的加入量沒有關(guān)系，所以每一種酶的最適pH和最適溫度是一定的。在衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)中有兩種，一是果汁的量，另一個是果汁的澄清度。為使實(shí)驗(yàn)中達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度，必須使酶與底物分別保溫達(dá)到要求后才能混合。答案：(2)①D②蘋果汁的體積③同一種酶的最適溫度是一定的，不會因酶的濃度、底物量不同而改變④保證底物和酶在混合時的溫度是相同的[強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺]1．果膠酶與纖維素酶的比較種類組成作用果膠酶多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等催化水解果膠成為可溶性半乳糖醛酸纖維素酶C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶纖維素eq\o(→,\s\up7(C1酶),\s\do5(CX酶))纖維二糖eq\o(→,\s\up7(葡萄糖苷酶),\s\do5())葡萄糖2．探究影響果汁產(chǎn)量的因素(1)探究溫度對酶活性的影響時，可以選用10℃作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，也可以根據(jù)酶的特點(diǎn)，嘗試以5℃作為溫度梯度。(2)探究pH對酶活性的影響時，只需將溫度梯度改成pH梯度，并在該酶的最適溫度下進(jìn)行。反應(yīng)液中的pH可以用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氫氧化鈉溶液或鹽酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。(3)探究酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時，研究的變量是酶的用量，其他因素都應(yīng)保持相同。實(shí)驗(yàn)時可以配制不同濃度的酶溶液，也可以只配制一種濃度的酶溶液，然后使用不同的體積。需要注意的是，反應(yīng)液的pH和溫度必須相同，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。3．確定果膠酶最適用量的方法如果隨酶濃度的增加，過濾到的果汁的體積也增加，說明酶的用量不足；當(dāng)酶的濃度增加到某個值后，再增加酶的用量，過濾到的果汁的體積不再改變，說明酶的用量已經(jīng)足夠，這個值就是酶的最適用量。4．有關(guān)酶活性實(shí)驗(yàn)中的幾個注意點(diǎn)(1)酶活性不等同于酶促反應(yīng)速度同等條件下的酶促反應(yīng)速度的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活性與酶促反應(yīng)速度仍然是兩個完全不同的概念，其影響因素也不完全相同，如酶的濃度、反應(yīng)物的濃度可以影響反應(yīng)速度，但不能影響酶的活性。(2)在蘋果泥和果膠酶混合之前，一定要保證底物和酶達(dá)到所要求的溫度或pH條件，以避免混合后條件的變化，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。(3)探究某種酶的最適條件(溫度、pH)及最適用量時都需設(shè)置一系列梯度，且不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間構(gòu)成了相互對照，通過相互對照可確定果膠酶的最適溫度或最適pH。[練題點(diǎn)·全過關(guān)]1．下列與酶的活性有關(guān)的說法中，錯誤的是()A．酶的活性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定的，不受外界條件的影響B(tài)．酶的活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力C．酶的活性受溫度、pH等因素的影響D．酶活性高低與反應(yīng)物濃度無關(guān)解析：選A酶的活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力，其高低可以用在一定條件下所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示。酶的催化作用受外界條件影響，溫度、pH等對酶的催化作用都有較大影響，反應(yīng)物濃度與酶的活性高低無關(guān)。2．探究溫度、pH對果膠酶活性的影響以及探究果膠酶的用量三個實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)變量依次為()A．溫度、酶活性、酶用量B．蘋果泥用量、pH、果汁量C．反應(yīng)時間、酶活性、酶用量D．溫度、pH、酶用量解析：選D實(shí)驗(yàn)變量又稱為自變量，指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱的因素和條件，如探究溫度對果膠酶活性的影響時，需要設(shè)置不同的溫度作為對照，所以溫度就是實(shí)驗(yàn)變量；同理，研究pH對果膠酶活性影響的自變量為pH；研究果膠酶的用量的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)變量為酶用量。3．果粒生產(chǎn)在中國尚屬起步階段。果粒除了可直接食用外還可作為配料加入酸奶、冰淇淋、果凍等食品中。果粒的硬度和形狀直接影響著最終產(chǎn)品的質(zhì)量。如酸奶用果粒必須符合以下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：a果粒含量高；b相同的果粒分布和正確的黏稠度。但大部分果粒經(jīng)高溫處理或機(jī)械泵出后成型果粒量少，且果粒硬度不夠，這勢必會影響下一步的生產(chǎn)。果膠酶作為一種新型加工助劑，可將果粒的組織結(jié)構(gòu)損壞程度減到最小，最大限度地提高成型果粒的含量。根據(jù)以上內(nèi)容回答下列問題：(1)果膠酶是指________________，包括________________________________________等。(2)果膠酶作為一種果粒加工助劑，它能將果膠分解成可溶性的________________，由酶的________________性可知，組成果粒的另一成分________________不會被分解。(3)在果粒制作時按“2mL酶/kg水果”的量加入酶制劑，加熱至40～45℃，緩慢攪拌處理10～15min。最后加熱到90～92℃，再冷卻罐裝。在此過程中按“2mL酶/kg水果”的量加入酶的意義在于__________________________________________________________________________________________________________________________________；在40～45℃溫度下攪拌處理的原因是__________________________________________________；最后升溫到90～92℃再冷卻罐裝的目的是_________________________________________________________________。(4)果粒產(chǎn)品與果汁產(chǎn)品在成分上的主要區(qū)別在于________________________________。(5)下面圖1表示溫度對果膠酶活性的影響，如果縱坐標(biāo)表示果粒的生成速率，橫坐標(biāo)表示溫度，請?jiān)谙旅鎴D2中畫出果粒生成速率的曲線圖(所繪制的曲線大體符合事實(shí)即可)。解析：果粒由果肉加工而成，應(yīng)含有果膠和纖維素。在果膠酶參與加工果粒的過程中，果膠被分解為半乳糖醛酸，而纖維素不會被分解?？刂泼噶康囊饬x在于：一方面使酶充分發(fā)揮作用，另一方面避免酶的浪費(fèi)以節(jié)約生產(chǎn)成本。答案：(1)分解果膠的一類酶多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶(2)半乳糖醛酸專一纖維素(3)控制好酶的用量，一方面使果膠酶充分發(fā)揮作用，另一方面節(jié)約成本，以免造成浪費(fèi)在40～45℃溫度下果膠酶活性最高滅菌(4)果粒產(chǎn)品中有纖維素，果汁中不含纖維素(5)如圖二、酶在洗滌方面的應(yīng)用[試考題·查欠缺]1．(2019·江蘇高考)下列關(guān)于加酶洗滌劑的敘述，錯誤的是()A．加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶B．用加酶洗滌劑能減少洗滌時間并節(jié)約用水C．含纖維素酶洗滌劑可以洗滌印花棉織物D．加酶洗衣粉中的蛋白酶是相對耐高溫的解析：選A加酶洗衣粉中含有的是堿性脂肪酶，A錯誤；加酶洗滌劑中的酶具有高效性，故能減少洗滌時間并節(jié)約用水，B正確；含纖維素酶洗滌劑中的纖維素酶能使棉織物中的纖維變得蓬松，污物容易脫落，C正確；加酶洗衣粉中的蛋白酶是通過基因工程生產(chǎn)的，能夠耐酸、耐堿、耐受表面活性劑和較高溫度，D正確。2．為了進(jìn)一步增強(qiáng)洗衣粉對血漬、奶漬、油污、土豆泥等衣物上常見污垢的去除能力，洗衣粉中常常會添加各種酶類。請回答有關(guān)問題：(1)根據(jù)衣物上常見的污垢，加酶洗衣粉中添加的酶類有堿性蛋白酶、________________________________________________________________________。(2)堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的________。(3)下表為加酶洗衣粉的包裝袋上的產(chǎn)品說明，根據(jù)你所學(xué)習(xí)的有關(guān)知識，解釋注意事項(xiàng)③的原因：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。注意事項(xiàng)①請將本品置于陰涼、干燥處，避熱、避濕、避光。②不慎濺入眼中，立即用水沖洗。③水溫以30～50℃為宜，切忌用70℃以上的熱水。(4)下面是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗滌效果的有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)，請據(jù)表回答：臉盆編號洗滌物(等量)洗滌溫度洗衣粉(等量)水量洗凈所需時間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2L8min①該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了____________________原則。②若1號實(shí)驗(yàn)組，洗凈所需時間接近7min，請分析最可能的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：污垢中的血漬、奶漬、油污、土豆泥的主要成分分別是蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉和纖維素，因此要在洗衣粉中添加相應(yīng)的水解酶。蛋白酶能將蛋白質(zhì)水解為易溶于水的多肽和氨基酸，使衣物清潔。洗衣粉中添加的酶是蛋白質(zhì)，在高溫時會變性失活，而且酶的催化活性受溫度影響，在30～50℃時具有較高的催化活性。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的1、2兩組和3、4兩組只是在洗衣粉種類上不同，而1、3兩組和2、4兩組則只有溫度不同，這體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對照原則和單一變量原則。若1號實(shí)驗(yàn)組和2號實(shí)驗(yàn)組的洗凈時間接近，說明1號中的酶沒有起到預(yù)期的作用，可能是酶失活。答案：(1)(堿性)脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶(2)多肽(氨基酸)(3)酶的催化受溫度的影響，30～50℃是洗衣粉中的酶的適宜溫度范圍，溫度過高會使酶變性失活(4)①單一變量、對照②洗衣粉中的酶變性或失效(答案合理即可)[強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺]1．加酶洗衣粉的去污機(jī)理種類洗滌原理洗滌的物質(zhì)種類蛋白酶蛋白質(zhì)eq\o(→,\s\up7(蛋白酶),\s\do5())小分子的肽＋氨基酸血漬、奶漬及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢脂肪酶脂肪eq\o(→,\s\up7(脂肪酶),\s\do5())甘油＋脂肪酸食品的油漬、人體皮脂、口紅淀粉酶淀粉eq\o(→,\s\up7(淀粉酶),\s\do5())麥芽糖＋葡萄糖來自面條、巧克力等的污垢纖維素酶使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松，從而使?jié)B入到纖維深處的塵土和污垢能夠與洗衣粉充分接觸棉紡織品的表面浮毛2．變量的分析和控制影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素有水溫、水量、水質(zhì)、洗衣粉的用量和種類，衣物的材料、大小及浸泡時間和洗滌時間等。在探究用加酶洗衣粉洗滌的最佳溫度條件實(shí)驗(yàn)中，水溫是要研究的對象，實(shí)驗(yàn)自變量是水溫；在探究加酶洗衣粉與普通洗衣粉洗滌效果的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)自變量為洗衣粉的種類；在探究不同種類的加酶洗衣粉洗滌效果的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)自變量為加酶洗衣粉的種類。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)遵循單一變量原則和對照原則等。3．洗滌方式和材料的選擇(1)采用全自動洗衣機(jī)比較好，并且應(yīng)該盡量使用同一型號小容量的洗衣機(jī)，使其機(jī)械攪拌作用相同。(2)洗滌材料的選擇也有一些講究。選用布料作為實(shí)驗(yàn)材料比較可行。在設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)時，可以控制布料的大小、顏色及污物的量，使其相同；同時，也便于洗滌效果的比較。4．水量、水質(zhì)和洗衣粉用量的問題(1)水量和布料的大小是成正比的。做實(shí)驗(yàn)用的布料不宜過大，水量不宜過多，但應(yīng)該讓布料充分浸泡在水中。(2)其他相關(guān)問題簡述如下：實(shí)驗(yàn)中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；布料應(yīng)放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時間；采用玻棒攪拌的方式模擬洗衣過程；模擬攪拌的時間、次數(shù)和力量應(yīng)基本相同。5．使用加酶洗衣粉時的注意事項(xiàng)(1)堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解，因此，蛋白質(zhì)類纖維(羊毛、蠶絲等)織物就不能用加酶洗衣粉來洗滌，以免使纖維受到破壞。(2)使用加酶洗衣粉時，必須注意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在35℃～50℃時活性最強(qiáng)，在低溫下或70℃以上就會失效。(3)酶為生物催化劑，具有一定的壽命，時間長了，酶的活性就會降低或喪失，因此加酶洗衣粉也不宜長期存放。(4)加酶洗衣粉不宜與三聚磷酸鹽共存，否則酶的活性將會喪失。(5)添加了堿性蛋白酶的洗衣粉可以分解人體皮膚表面蛋白質(zhì)，而使人患過敏性皮炎、濕疹等，因此，應(yīng)避免與這類洗衣粉長時間地接觸。(6)與普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉洗滌效果更好，又由于不含磷元素，酶制劑進(jìn)入無機(jī)環(huán)境中后可以被微生物分解，因此不會對環(huán)境造成污染。[練題點(diǎn)·全過關(guān)]1．下列關(guān)于加酶洗衣粉的敘述，錯誤的是()A．加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉B．目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶C．酶是未經(jīng)任何處理直接添加到洗衣粉中去的D．堿性蛋白酶能將血漬、奶漬中含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽解析：選C由于溫度、pH、洗衣粉中的表面活性劑等都會影響酶的活性，因此加酶洗衣粉中的酶都經(jīng)過了特殊處理，如用特殊的化學(xué)物質(zhì)將酶層層包裹起來，與洗衣粉的其他成分隔離開來。2．在驗(yàn)證某種加酶洗衣粉需要的最適溫度的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是()A．取一系列不同溫度、其他條件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一個溫度加酶洗衣粉的效果最好B．在不同溫度的水中，加入不等量洗衣粉，看哪種效果好C．將加酶洗衣粉加入30℃水中發(fā)現(xiàn)不如加入45℃的水中洗滌效果好，說明45℃為最適溫度D．將加酶洗衣粉與普通洗衣粉分別加入37℃的水中洗滌同樣的污物，發(fā)現(xiàn)加酶洗衣粉效果好，說明加酶洗衣粉的最適溫度為37℃解析：選A本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)變量是溫度，其他條件應(yīng)相同，酶的催化作用有一最適溫度，但最適溫度需經(jīng)過精確的實(shí)驗(yàn)才能確定，如將加酶洗衣粉加入30℃水中的洗滌效果不如45℃水中的好，只能說明45℃時酶的活性比30℃時高，但不能肯定45℃就是最適溫度，如要探究加酶洗衣粉的最適溫度，應(yīng)設(shè)置一系列不同溫度，然后比較各組的洗滌效果，其中洗滌效果最好的為最適溫度。3．為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份，進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn)。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，如表為記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請回答下列問題：水溫(℃)1020304050組別甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血漬時間(min)67668852518336347711126891167清除油漬時間(min)93789587639182468575277769868(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，提高洗衣粉去污能力的方法有__________________。甲組在洗衣粉中加入了________。乙組在洗衣粉中加入了____________。(2)甲、乙組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有________。(3)如果甲、乙、丙3組均在水溫為80℃時洗滌同一種污漬，請比較這3組洗滌效果之間的差異并說明理由：________________________________________。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學(xué)物質(zhì)包裹的，遇水后包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用，這________(填“能”或“不能”)說明運(yùn)用了酶的固定化技術(shù)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)通過分析表格中的數(shù)據(jù)可以得出：在10～50℃范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，洗衣粉的去污能力增強(qiáng)；加入酶的甲、乙組的去污能力比未加酶的丙組的去污能力強(qiáng)。血漬的主要成分是血紅蛋白，油漬的主要成分是脂肪，通過比較甲、乙兩組清除血漬和油漬的能力，可知甲組加入了蛋白酶，乙組加入了蛋白酶和脂肪酶。(2)甲、乙兩組去污能力的差異也正好說明酶具有專一性。(3)酶在高溫的情況下會變性失活，因此甲、乙、丙三組在水溫為80℃時，去污效果相同。(4)由“酶的固定化技術(shù)需要把酶固定在不溶于水的載體上，且固定化酶可重復(fù)利用”可知，加酶洗衣粉中的酶沒有運(yùn)用酶的固定化技術(shù)。答案：(1)加酶和適當(dāng)提高溫度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)專一性(3)沒有差異，因?yàn)楦邷貢姑甘Щ?4)不能酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復(fù)利用三、酶的固定化[試考題·查欠缺]1．(2020·江蘇高考)甲、乙兩個實(shí)驗(yàn)小組分別進(jìn)行了“酵母細(xì)胞固定化技術(shù)”的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。出現(xiàn)乙組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因可能為()A．CaCl2溶液濃度過高B．海藻酸鈉溶液濃度過高C．注射器滴加速度過慢D．滴加時注射器出口浸入到CaCl2溶液中解析：選B題圖所示的凝膠珠不是圓形或橢圓形，而呈蝌蚪狀，原因可能是海藻酸鈉溶液濃度偏高或注射器中的混合液推進(jìn)速度過快。2．(2021·南昌聯(lián)考)下面是制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟，請回答：eq\x(酵母細(xì)胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞)(1)在________狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)________狀態(tài)?；罨皯?yīng)選擇足夠大的容器，因?yàn)榻湍讣?xì)胞活化時____________________。(2)固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法，而固定化酶常用________________和________________。(3)影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是________________________________________________________________________。(4)海藻酸鈉溶化過程的注意事項(xiàng)是____________________________。(5)如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目________。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明______________________________________。解析：在缺水狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。由于酵母菌活化時體積會變大，活化前應(yīng)選擇足夠大的容器。固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間的技術(shù)。其中固定化細(xì)胞常采用包埋法，而固定化酶常用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，原因是細(xì)胞體積大，而酶分子體積小，個體大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個體小的酶容易從包埋材料中漏出。海藻酸鈉溶化時應(yīng)用小火或間斷加熱，期間還要不斷攪拌，防止焦糊。如海藻酸鈉濃度過低，則包埋的酵母細(xì)胞較少；若濃度過高，凝膠可能呈面條狀，不易形成圓形或橢圓形。答案：(1)缺水正常生活體積會增大(2)化學(xué)結(jié)合法物理吸附法(3)配制海藻酸鈉溶液(4)小火或間斷加熱，不斷攪拌(5)較少海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗[強(qiáng)知能·補(bǔ)欠缺]1．直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較項(xiàng)目直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞制作方法—化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法包埋法是否需要營養(yǎng)物質(zhì)否否是催化反應(yīng)單一或多種單一一系列(或多種)反應(yīng)底物各種物質(zhì)(大分子、小分子)各種物質(zhì)(大分子、小分子)小分子物質(zhì)缺點(diǎn)①對環(huán)境條件非常敏感，易失活；②難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化一系列酶促反應(yīng)反應(yīng)物不易與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降優(yōu)點(diǎn)催化效率高、耗能低、低污染①既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；②可以重復(fù)利用成本低、操作容易2．酵母細(xì)胞的固定化方法3．酵母細(xì)胞固定化實(shí)驗(yàn)中的易錯總結(jié)(1)海藻酸鈉溶液的濃度對包埋酵母細(xì)胞數(shù)量的影響①海藻酸鈉溶液濃度過高，將很難形成凝膠珠。②濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)量少。(2)海藻酸鈉溶液配制注意事項(xiàng)①海藻酸鈉溶化時要用小火或間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊。②將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫，再與酵母細(xì)胞混合，避免高溫殺死酵母細(xì)胞。③固定化酵母細(xì)胞時，應(yīng)將海藻酸鈉酵母細(xì)胞的混合液用注射器緩慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠的形成。[練題點(diǎn)·全過關(guān)]1．圖1表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作，圖2是利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒