【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2021高考生物(人教版-山東專用)總復(fù)習(xí)教學(xué)案：選修1-專題3酶的應(yīng)用

第3講酶的應(yīng)用2021備考、最新考綱1．酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用。2.制備和應(yīng)用固相化酶?？键c(diǎn)1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用(5年1考)(2009江蘇卷)1．果膠酶的組成和作用(1)組成：多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。(2)作用：分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層。(3)影響酶活性的因素：溫度、pH、酶的抑制劑等條件。(4)果膠酶的應(yīng)用①水果加工業(yè)：水果中的果膠經(jīng)果膠酶水解后，可降低果汁的黏度，有助于壓榨；在葡萄酒釀造中加入果膠酶能起到澄清作用，還可促使葡萄汁中的酒石酸發(fā)生沉淀；果膠酶可用于橘子脫囊衣，制造果粉和低糖果凍。②飼料工業(yè)：果膠酶與纖維素酶、半纖維素酶等協(xié)作，可降解植物細(xì)胞壁中果膠和纖維素，促使淀粉、脂質(zhì)、維生素和蛋白質(zhì)等釋放出來(lái)，從而提高了飼料的養(yǎng)分價(jià)值；果膠酶可降低飼料的黏度，促進(jìn)飼料在動(dòng)物消化道內(nèi)的消化吸取。2．探究果膠酶活性最適條件的試驗(yàn)(1)酶的活性eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(含義：指酶催化肯定化學(xué)反應(yīng)的力量,表示方法：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，單位體積中反應(yīng)物的削減量或生成物增加量))(2)試驗(yàn)原理①果膠酶活性受溫度和pH的影響，處于最適溫度或pH時(shí)，活性最高。②果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶活性大小呈正相關(guān)。(3)試驗(yàn)流程(4)試驗(yàn)結(jié)果：溫度和pH在很大程度上對(duì)酶的空間結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生影響，過高或過低都會(huì)影響酶活性。3．探究果膠酶的最適用量(1)試驗(yàn)流程eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(配制不同濃度的果膠酶溶液,制備蘋果泥))37__℃加熱→將果膠酶溶液與蘋果泥混合→恒溫水浴中反應(yīng)20min左右→過濾果汁，測(cè)量果汁量并記錄(2)試驗(yàn)分析①若隨著酶的用量增加，過濾到的果汁的體積也增加，說明酶的用量不足。②當(dāng)酶的濃度增加到某個(gè)值后，再增加酶的用量，過濾的果汁體積不再轉(zhuǎn)變，說明酶的用量已經(jīng)足夠，那么這個(gè)值為酶的最適值(如下圖所示M為最適用量)。特殊提示(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凹凸，但酶活性與酶促反應(yīng)速度仍舊是兩個(gè)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，肯定要保證底物和酶達(dá)到所要求的溫度或pH條件，以避開混合后條件的變化，確保試驗(yàn)結(jié)果的牢靠性。(3)探究×××酶的最適條件(溫度、pH)及最適用量時(shí)都需設(shè)置一系列濃度梯度，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(duì)比，通過相互對(duì)比可確定果膠酶的最適溫度或最適pH。果膠酶探究試驗(yàn)的拓展應(yīng)用(經(jīng)典高考)酶解法制備原生質(zhì)體的原理是利用酶溶液對(duì)細(xì)胞壁成分的降解作用。蝸牛酶液從蝸牛(以植物為食)消化腺中提取；果膠酶、纖維素酶從微生物中提取。為了爭(zhēng)辯不同酶液的酶解效果，某試驗(yàn)小組取無(wú)菌煙草幼葉，切成相同大小的小片，等量放入6支試管中，試劑用量和試驗(yàn)結(jié)果列于下表。請(qǐng)回答有關(guān)問題。試管編號(hào)項(xiàng)目ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ蒸餾水/mL201111緩沖水/mL0210.50.50.5果膠酶液/mL0000.500蝸牛酶液/mL00000.50纖維素酶液/mL000000.5試驗(yàn)結(jié)果(綠色深淺程度)－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋(注：“＋”越多表示綠色越深，“－”表示顏色無(wú)顯著變化)(1)試驗(yàn)過程中，需要輕搖試管，其目的是________________，使原生質(zhì)體從葉小片中游離出來(lái)，以便觀看懸浮液綠色的深淺。(2)從綠色的深淺可推想：蝸牛酶液酶解效果最好，緣由是蝸牛酶液含有________________等多種酶。該試驗(yàn)中________是空白對(duì)比組，其設(shè)置意義是_________________________________________________________________。(3)用網(wǎng)篩過濾原生質(zhì)體到離心管內(nèi)，離心后收集沉淀物，并用________洗滌。(4)原生質(zhì)體是否符合要求還需要進(jìn)行檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)的方法是________________。解析(1)底物與酶接觸的越充分，反應(yīng)速率越大，從而可提高酶解效果。(2)植物細(xì)胞壁的成分為纖維素和果膠，蝸牛酶液酶解效果最好，則其必含纖維素酶和果膠酶?？瞻讓?duì)比試驗(yàn)中，沒有試驗(yàn)處理的為對(duì)比組。此試驗(yàn)中無(wú)酶處理的為對(duì)比組，目的是為了排解無(wú)關(guān)變量對(duì)試驗(yàn)的干擾。(3)離心管內(nèi)的沉淀物為原生質(zhì)體，為防止洗滌時(shí)被破壞，可用等滲溶液洗滌。(4)原生質(zhì)體是否獲得成功，即看植物細(xì)胞的細(xì)胞壁是否被去凈。可以通過低滲漲破法，把獲得的材料放到低滲溶液中，檢測(cè)材料是否吸水漲破。答案(1)為了使細(xì)胞壁與酶充分接觸，提高酶解效果(2)果膠酶和纖維素酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ排解無(wú)關(guān)變量的干擾(3)等滲溶液(4)低滲漲破法歸納總結(jié)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\up10(C1酶),\s\do10(Cx酶))纖維二糖eq\o(→,\s\up10(葡萄糖苷酶))葡萄糖2.探究影響果汁產(chǎn)量的因素(1)探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，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℃(2)探究pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，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)整。(3)探究酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對(duì)酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時(shí)，爭(zhēng)辯的變量是酶的用量，其他因素都應(yīng)保持相同。試驗(yàn)時(shí)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。需要留意的是，反應(yīng)液的pH和溫度必需相同，否則將影響試驗(yàn)結(jié)果的精確?????性。[對(duì)點(diǎn)強(qiáng)化](2021·臨沂一模)下圖為某工廠設(shè)計(jì)的蘆柑加工工藝流程，請(qǐng)分析回答：(1)為提高出汁率，過程②可使用________酶處理，該酶是一類酶的總稱，包括半乳糖醛酸酶、________酶，為提高該酶的利用率常接受________技術(shù)；過程③經(jīng)常接種的菌種是________，并且需要嚴(yán)格把握氧分壓。(2)蘆柑果皮可用來(lái)提取香精油，過程④最好接受的方法是________法。為提高出油率，材料需經(jīng)過石灰水________處理，然后漂洗。(3)現(xiàn)獲得一株無(wú)子突變蘆柑，爭(zhēng)辯人員要在較短時(shí)間內(nèi)獲得大量突變植株，最好接受________的方法，該過程中需要對(duì)外植體進(jìn)行________處理。在上述過程中，所用到的培育基及器材都需要嚴(yán)格滅菌，工作臺(tái)需要用________擦拭。培育基中除基本養(yǎng)分成分之外，還需要添加________。答案(1)果膠果膠分解酶和果膠酯固定化酶酵母菌(2)壓榨浸泡(3)植物組織培育消毒(4)70%的酒精植物激素考點(diǎn)2探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果(5年4考)(2022江蘇卷、2011江蘇、2009廣東、江蘇)1．梳理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))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))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))麥芽糖＋葡萄糖來(lái)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，達(dá)到更好的去污效果棉紡織品的表面浮毛2.探究不同類型加酶洗衣粉的洗滌效果(1)試驗(yàn)原理：酶的催化作用具有專一性，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑種類較多，與單一加酶洗衣粉相比，對(duì)各種污漬都有較好的洗滌效果。(2)試驗(yàn)變量①自變量：加酶洗衣粉。②無(wú)關(guān)變量：其他條件相同且適宜(如溫度、pH等)。(3)試驗(yàn)步驟步驟燒杯編號(hào)ⅠⅡⅢ注入自來(lái)水/mL500500500加入物質(zhì)(等量)奶漬布奶漬布奶漬布把握水溫/℃373737加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉復(fù)合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒攪拌/min555觀看試驗(yàn)現(xiàn)象顏色淺已消逝顏色淺特殊提示(1)與一般洗衣粉相比，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(wú)機(jī)環(huán)境中后可以被微生物分解，因此不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。(2)一般來(lái)說，絲綢類的衣物不行以使用加酶洗衣粉洗滌，是由于蛋白酶會(huì)水解蛋白質(zhì)類的絲綢。(3)酶的催化作用需要適宜的溫度，用溫水浸泡衣物可以縮短衣物的浸泡時(shí)間，加快洗滌。(4)人體皮膚細(xì)胞有蛋白質(zhì)，如不徹底清洗雙手，就會(huì)使手的皮膚受到腐蝕，而使人患過敏性皮炎、濕疹等。因此，應(yīng)避開與這類洗衣粉長(zhǎng)時(shí)間地接觸。(5)加酶洗衣粉的酶制劑不含肽酶，由于肽本身易溶于水。加酶洗衣粉與一般洗衣粉洗滌效果的探究試驗(yàn)(經(jīng)典高考)為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無(wú)酶洗衣粉分成3等份，進(jìn)行3組試驗(yàn)。甲、乙兩組在洗衣粉中加入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，其他試驗(yàn)條件均相同，下表為試驗(yàn)記錄。請(qǐng)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(shí)間/min67668852518336347711126891167清除油漬時(shí)間/min93789587639182468575277769868(1)提高洗衣粉去污力量的方法有________，甲組在洗衣粉中加入了________，乙組在洗衣粉中加入了________。(2)甲、乙兩組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有____________________________________________________________。(3)假如甲、乙和丙3組均在水溫為80℃時(shí)洗滌同一種污漬，請(qǐng)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(lái)的酶快速發(fā)揮催化作用。請(qǐng)說明這是否運(yùn)用了酶的固定化技術(shù)及其理由。_________________________________________________________________________________________________________________________________。解析本題考查酶的相關(guān)學(xué)問。通過表格比較簡(jiǎn)潔得出：在10～50℃范圍內(nèi)，隨著溫度的上升，酶的去污力量增加；加入酶的洗衣粉去污力量比未加酶的強(qiáng)。血漬中主要成分是蛋白質(zhì)，油漬中主要成分是脂肪。依據(jù)甲、乙兩組去除血漬和油漬的力量比較，能夠得出甲組加入了蛋白酶，乙組加入了蛋白酶和脂肪酶。甲、乙兩組洗滌效果的差異，說明酶具有專一性。酶在高溫條件下會(huì)變性失活，水溫為80℃時(shí)酶失活，因而3組試驗(yàn)效果沒有差別。酶的固定化技術(shù)是要把酶固定在不溶于水的載體上，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，由于高溫使酶失活(4)未運(yùn)用酶的固定化技術(shù)，由于酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復(fù)利用規(guī)律總結(jié)1．變量的分析和把握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(shí)間和洗滌時(shí)間等。在探究用加酶洗衣粉洗滌的最佳溫度條件試驗(yàn)中，水溫是要爭(zhēng)辯的對(duì)象，試驗(yàn)自變量是水溫；在探究加酶洗衣粉與一般洗衣粉洗滌效果的試驗(yàn)中，試驗(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試驗(yàn)中，試驗(yàn)自變量為加酶洗衣粉的種類。在設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)遵循單一變量原則和對(duì)比原則等。2．洗滌方式和材料的選擇(1)接受全自動(dòng)洗衣機(jī)比較好，并且應(yīng)當(dāng)盡量使用同一型號(hào)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。選用布料作為試驗(yàn)材料比較可行。在設(shè)置對(duì)比試驗(yàn)時(shí)，可以把握布料的大小、顏色及污物的量，使其相同；同時(shí)，也便于洗滌效果的比較。3．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。做試驗(yàn)用的布料不宜過大，水量不宜過多，但應(yīng)當(dāng)讓布料充分浸泡在水中。(2)其他相關(guān)問題簡(jiǎn)述如下：試驗(yàn)中可以用滴管把握污物的量，待污物干燥后再進(jìn)行試驗(yàn)；布料應(yīng)放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時(shí)間；接受玻棒攪拌的方式模擬洗衣過程；模擬攪拌的時(shí)間、次數(shù)和力氣應(yīng)基本相同。[對(duì)點(diǎn)強(qiáng)化]加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。請(qǐng)回答下列問題。(1)由下圖推知，該試驗(yàn)的目的是______________________________________。50℃時(shí)加酶洗衣粉中堿性蛋白酶的最適含量約是________%(2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和一般洗衣粉洗滌效果的試驗(yàn)記錄，請(qǐng)據(jù)表回答問題：臉盆編號(hào)洗滌物(等量)洗滌溫度/℃洗衣粉(等量)水量/L洗凈所需時(shí)間/min1油污布45加酶242油污布45一般273油污布5加酶294油污布5一般28①該試驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了________________原則。②若1號(hào)試驗(yàn)組洗凈油污布所需時(shí)間接近7min，最可能的緣由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)下列衣料不適宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗滌的有________。①棉織品②毛織品③腈綸織品④蠶絲織品(4)依據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)寫出兩項(xiàng)提高加酶洗衣粉洗滌效果的措施：________________________________________________________________。解析(1)由題圖可知，試驗(yàn)中存在兩個(gè)變量：溫度與堿性蛋白酶含量，即試驗(yàn)探究的是溫度、堿性蛋白酶含量對(duì)去污力的影響。在50℃時(shí)，洗衣粉的去污力在堿性蛋白酶含量為0.6%時(shí)達(dá)到最大。(2)由表中數(shù)據(jù)可知，1、3號(hào)為試驗(yàn)組，2、4號(hào)為對(duì)比組，1、2號(hào)與3、4號(hào)中只有是否加酶一個(gè)變量，因此該試驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了對(duì)比原則和單一變量原則。若1號(hào)試驗(yàn)組洗凈油污布所需時(shí)間接近7min，最可能的緣由是酶已經(jīng)失活。(3)蛋白酶可分解蛋白質(zhì)，故毛織品、蠶絲織品等以蛋白質(zhì)為主要成分的衣料不能用含蛋白酶的加酶洗衣粉洗滌。(4)用溫水浸泡(提高酶的活性)，延長(zhǎng)浸泡時(shí)間(增加酶的催化時(shí)間)，答案(1)探究溫度、堿性蛋白酶含量對(duì)去污力的影響0.6(2)①對(duì)比、單一變量②酶失活(3)②④(4)用溫水浸泡；延長(zhǎng)浸泡時(shí)間；增加洗衣粉的用量等(寫出兩項(xiàng)合理答案即可)考點(diǎn)3酵母細(xì)胞的固定化(必考點(diǎn)5年6考)(2021江蘇，2022江蘇、上海卷、2011江蘇卷、2010江蘇卷、浙江理綜)1．固定化酶(1)概念：固定化酶是指通過物理或化學(xué)的方法，將水溶性酶與非水溶性的載體結(jié)合，使酶固定在載體上，并在肯定的空間范圍內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)的酶。(2)固定化酶的應(yīng)用實(shí)例——高果糖漿的生產(chǎn)①反應(yīng)機(jī)理：葡萄糖eq\o(→,\s\up7(葡萄糖異構(gòu)酶))果糖。②固定化酶反應(yīng)柱：將酶固定在一種顆粒狀載體上，再將這些酶顆粒裝到柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著很多小孔的篩板，酶顆粒無(wú)法通過小孔，而反應(yīng)溶液卻能自由出入。③生產(chǎn)過程：將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱下端流出。④反應(yīng)柱的優(yōu)點(diǎn)：能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。2．固定化細(xì)胞技術(shù)固定化酶和固定化細(xì)胞是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在肯定空間內(nèi)的技術(shù)。3．固定化細(xì)胞技術(shù)常用的方法名稱原理圖示包埋法將酶或細(xì)胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中化學(xué)結(jié)合法利用共價(jià)鍵、離子鍵將酶分子或細(xì)胞相互結(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到載體上物理吸附法通過物理吸附作用，把酶或細(xì)胞固定在纖維素、瓊脂糖、多孔玻璃和離子交換樹脂等載體上一般來(lái)說，酶更適合接受化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化，細(xì)胞多接受包埋法固定化。4．酵母細(xì)胞的固定化及發(fā)酵程序留意問題(1)海藻酸鈉溶液的濃度對(duì)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)海藻酸鈉溶液配制留意事項(xiàng)①海藻酸鈉溶化時(shí)要用小火或間斷加熱，避開海藻酸鈉發(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，避開高溫殺死酵母細(xì)胞。③固定化酵母細(xì)胞時(shí)，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。固定化酶和固定化細(xì)胞的理解考查1．(2021·江蘇單科，6)下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是()。A．可用包埋法制備固定化酵母細(xì)胞B．反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)固定化酶的活性沒有影響C．葡萄糖異構(gòu)酶固定前后專一性不同D．固定化細(xì)胞可以催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng)解析酵母細(xì)胞體積較大，不會(huì)從包埋材料中漏出，A項(xiàng)正確；反應(yīng)產(chǎn)物的積累會(huì)影響酶與底物分子的結(jié)合，進(jìn)而降低酶的活性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；葡萄糖異構(gòu)酶被固定前后的專一性相同，都只能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖，C項(xiàng)錯(cuò)誤；固定化細(xì)胞保留了細(xì)胞內(nèi)原有的多酶系統(tǒng)，利于多步催化的連續(xù)反應(yīng)，并非可以催化各種不同的反應(yīng)底物，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A固定化技術(shù)在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用2．(2010·浙江自選，17)某同學(xué)進(jìn)行蘋果汁制作試驗(yàn)，工藝如下圖所示：(1)圖中用KMnO4速溶液浸泡蘋果的目的是________________。黑曲霉提取液中含有的________可水解果膠，從而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通過________方式將酶固定化，酶被固定后用蒸餾水洗滌固定化柱是為了除去________________。(2)試驗(yàn)中，操作流程A和B的先后挨次為________。在蘋果汁澄清過程中，應(yīng)關(guān)閉的流速調(diào)整閥是________。要測(cè)定從固定化柱流出的蘋果汁中是否還含有果膠，可取肯定量的果汁與等量的________混合，假如消滅________現(xiàn)象，說明果膠還沒有被完全水解。為使果膠完全水解，應(yīng)將流速調(diào)________。(3)試驗(yàn)后，將洗滌過的固定化柱在低溫環(huán)境中保存若干天，該固定化柱仍可用于蘋果汁制作試驗(yàn)，說明固定化酶可被________使用。答案(1)消毒果膠酶吸附未被固定的酶等(2)A、B閥1乙醇渾濁(沉淀)慢(3)重復(fù)歸納總結(jié)直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞制作方法化學(xué)結(jié)合法固定化、物理吸附法固定化包埋法固定化是否需要養(yǎng)分物質(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(duì)環(huán)境條件格外敏感，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)物分別；②可以重復(fù)利用成本低、操作簡(jiǎn)潔1．(2022·江蘇卷，17)下列關(guān)于酶和固定化酵母細(xì)胞的爭(zhēng)辯與應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是 ()。A．從酶的固定方式看，吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響小B．作為消化酶使用時(shí)，蛋白酶制劑以口服方式給藥C．尿糖試紙含有固定化的葡萄糖酶和過氧化氫酶，可以反復(fù)使用D．將海藻酸鈉凝膠珠用無(wú)菌水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌解析酶的固定方式有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，物理吸附的過程是利用吸附劑本身的表面張力，從而對(duì)四周的分子產(chǎn)生吸附，與化學(xué)結(jié)合法相比，不會(huì)使吸附物質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，所以吸附法對(duì)酶活性影響較小，A項(xiàng)正確；消化酶在人體消化道內(nèi)發(fā)揮作用，蛋白酶制劑一般在最外面加上糖衣后通過口服方式給藥，B項(xiàng)說法正確；尿糖試紙是一種將葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶和某種無(wú)色的化合物固定于濾紙上制成的酶試紙，不能反復(fù)利用，C項(xiàng)說法錯(cuò)誤；制作固定化酵母細(xì)胞時(shí)，將海藻酸鈉凝膠珠用無(wú)菌水沖洗的目的是洗去CaCl2和雜菌，防止凝膠珠硬度過大和雜菌污染，D項(xiàng)說法正確。答案C2．在20世紀(jì)50年月，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，到了70年月又創(chuàng)造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(hào)碼與名稱)。(3)制作固定化酵母細(xì)胞時(shí)，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)試驗(yàn)制得的凝膠珠不是圓形或橢圓形，其主要緣由是___________________________________________________________。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(shí)進(jìn)行固定。海藻酸鈉一般不能參與化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)，在高溫下簡(jiǎn)潔溶化，溫度降低時(shí)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(shí)離液面太近，可能形成片狀或長(zhǎng)條形，而不是圓形的凝膠珠。答案(1)酶既簡(jiǎn)潔與反應(yīng)物接觸，又簡(jiǎn)潔與產(chǎn)物分別，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)(時(shí)間：30分鐘)一、選擇題1．(2022·江蘇卷，16)下列關(guān)于“探究加酶洗衣粉和一般洗衣粉的洗滌效果”的敘述，合理的是 ()。A．先用熱水溶解洗衣粉，再將水溫調(diào)整到最適溫度 B．試驗(yàn)的觀看指標(biāo)可以是相同洗滌時(shí)間內(nèi)污漬的殘留程度C．相同pH時(shí)加酶洗衣粉洗滌效果好于一般洗衣粉D．衣物質(zhì)地和洗衣粉用量不會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果解析由于溫度會(huì)影響酶的活性，高溫會(huì)導(dǎo)致加酶洗衣粉中的酶變性失活，A項(xiàng)錯(cuò)誤；本試驗(yàn)的目的是探究?jī)煞N洗衣粉的洗滌效果，所以觀看指標(biāo)可以是相同洗滌時(shí)間內(nèi)污漬的殘留程度或達(dá)到同樣洗滌效果所需時(shí)間的長(zhǎng)短，B項(xiàng)正確；在適宜的pH下，加酶洗衣粉的洗滌效果高于一般洗衣粉，但pH過高或過低時(shí)酶都會(huì)變性失活，則兩者洗滌效果相像，C項(xiàng)錯(cuò)誤；酶具有專一性，加有蛋白酶的洗衣粉不能用于洗滌真絲、羊毛等衣料，適當(dāng)增加洗衣粉的用量會(huì)使洗滌效果增加，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B2．(經(jīng)典高考)酶在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中的核心問題是固定化技術(shù)，而酶固定化所依據(jù)的基本原理在于酶具有 ()。A．熱穩(wěn)定性B．催化高效性C．催化特異性D．可反復(fù)使用性解析固定化酶指通過物理或化學(xué)的方法，將水溶性酶與非水溶性載體結(jié)合，既能與反應(yīng)物接觸又能與產(chǎn)物分別，與直接使用酶相比，除催化效率高、特異性強(qiáng)外，還可反復(fù)使用；酶的熱穩(wěn)定性一般都不強(qiáng)。答案D3．(2011·江蘇單科，15)下列有關(guān)酶的制備和應(yīng)用的敘述，正確的是 ()。A．酶解法和吸水漲破法常用于制備微生物的胞內(nèi)酶B．透析、電泳和酸解等方法常用于酶的分別與純化C．棉織物不能使用添加纖維素酶的洗衣粉進(jìn)行洗滌D．多酶片中的胃蛋白酶位于片劑的核心層解析利用酶解法和吸水漲破法使細(xì)胞解體，用于制備胞內(nèi)酶；酶的純化和分別的方法有透析法、離心沉降法和電泳法；纖維素酶能去除棉紡織品表面的浮毛，平整織物表面，故可用添加纖維素酶的洗衣粉洗滌棉織物；多酶片中的胃蛋白酶位于片劑的最外層，愛護(hù)其他酶在胃中不被破壞。答案A4．(2010·江蘇單科，25改編)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)行酒精發(fā)酵的示意圖，下列敘述不正確的是()。A．剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)快速與活化的酵母菌混合制備混合液B．圖1中X溶液為CaCl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠C．圖2發(fā)酵過程中攪拌的目的是為了使培育液與酵母菌充分接觸D．圖1中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中解析在酵母細(xì)胞的固定化過程中，剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液要冷卻至室溫才能加入已活化的酵母細(xì)胞，否則會(huì)影響酵母細(xì)胞的活性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；將海藻酸鈉漸漸滴加到配制好的CaCl2溶液中，液滴在CaCl2。溶液中形成凝膠珠，B項(xiàng)正確；在發(fā)酵過程中，攪拌的目的是使培育液與酵母細(xì)胞更充分地接觸，C項(xiàng)正確；將固定好的酵母細(xì)胞用蒸餾水沖洗2～3次后，再將葡萄糖溶液轉(zhuǎn)入錐形瓶，加入固定好的酵母細(xì)胞，置于適宜條件下發(fā)酵，D項(xiàng)正確。答案A5．(2021·北京海淀期末檢測(cè)，30)下列關(guān)于探究果膠酶最適用量的試驗(yàn)的敘述，不正確的是 ()。A．各組需加入等量不同濃度的果膠酶溶液B．要保證各組適宜并相同的pH和溫度等條件C．需要檢測(cè)不同反應(yīng)時(shí)間條件下的生成物量D．幾組試驗(yàn)之間可形成相互對(duì)比，不需單設(shè)空白對(duì)比解析探究果膠酶最適用量的試驗(yàn)中自變量是不同濃度的果膠酶溶液，A項(xiàng)正確；試驗(yàn)中要遵循單一變量原則，把握無(wú)關(guān)變量處于相同且適宜的狀態(tài)，如要保證各組適宜并相同的pH和溫度，B項(xiàng)正確；需要檢測(cè)相同反應(yīng)時(shí)間條件下的生成物量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；不同試驗(yàn)組之間可構(gòu)成相互對(duì)比，D項(xiàng)正確。答案C6．(2021·南京質(zhì)檢)關(guān)于固定化酶技術(shù)的說法，正確的是 ()。A．固定化酶技術(shù)就是固定反應(yīng)物，將酶依附著載體圍繞反應(yīng)物旋轉(zhuǎn)的技術(shù)B．固定化酶的優(yōu)勢(shì)在于能催化一系列的酶促反應(yīng)C．固定化酶中的酶無(wú)法重復(fù)利用D．固定化酶是將酶固定在肯定空間內(nèi)的技術(shù)解析固定化酶是利用物理或化學(xué)方法將酶固定在肯定空間內(nèi)或?qū)⒚腹潭ㄔ诓蝗苡谒妮d體上，使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分別，還可以使酶能夠被反復(fù)利用，這樣既可以降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，還可以削減對(duì)環(huán)境的污染。由于固定化酶只能固定一種酶，不行能催化一系列的酶促反應(yīng)。答案D7．(2021·浙江調(diào)研)在用果膠酶處理果泥時(shí)，為了使果膠酶能夠充分地催化反應(yīng)，應(yīng)實(shí)行的措施是 ()。A．加大果泥用量B．加大果膠酶用量C．進(jìn)一步提高溫度D．用玻璃棒不時(shí)地?cái)嚢璺磻?yīng)混合物解析用果膠酶處理果泥時(shí)，用玻璃棒不時(shí)地?cái)嚢璺磻?yīng)混合物，能使果膠酶與果泥充分接觸，使果膠酶能夠充分地催化反應(yīng)。答案D8．(2021·南昌模擬)下列有關(guān)固定化酵母技術(shù)的敘述正確的是 ()。A．試驗(yàn)中需要先利用蒸餾水消耗酵母細(xì)胞中的有機(jī)物B．固定化酵母細(xì)胞的常用方法是吸附法，這種方法對(duì)酵母細(xì)胞活性影響最小C．試驗(yàn)中使用CaCl2溶液處理的目的是使酵母細(xì)胞處于感受態(tài)，提高發(fā)酵效率D．若最終凝膠珠的顏色泛白，可能是由于海藻酸鈉溶液的濃度偏低解析接受包埋法制備固定化酵母細(xì)胞的主要步驟：酵母菌的活化(利用蒸餾水使干酵母菌恢復(fù)正常生活狀態(tài))→海藻酸鈉、CaCl2溶液的配制(在溶解海藻酸鈉的過程中使用小火或間斷加熱，防止溶液焦糊)→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合(留意冷卻海藻酸鈉溶液至室溫，防止高溫破壞酵母菌的活性)→固定化酵母細(xì)胞。試驗(yàn)中CaCl2溶液的作用是使凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。若海藻酸鈉溶液的濃度過低，會(huì)導(dǎo)致固定的細(xì)胞數(shù)目較少，觀看到的凝膠珠顏色淺。答案D9．(2021·溫州五校聯(lián)考)在“探究不同溫度條件下加酶洗衣粉的洗滌效果”的試驗(yàn)中，把握變量的方法正確的是 ()。A．試驗(yàn)材料的污染程度屬于本爭(zhēng)辯的無(wú)關(guān)變量，試驗(yàn)過程中不必考慮B．若接受手洗法進(jìn)行去污操作，需盡可能保證各組的洗滌用力程度、時(shí)間等基本相同C．水溫屬于本爭(zhēng)辯的變量，試驗(yàn)過程中必需保證各組試驗(yàn)溫度相同且恒定D．水的用量和布料的大小是成正比的，試驗(yàn)用的布料越大、水量越多試驗(yàn)效果越好解析依據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)比原則和單因子變量原則，水溫是本爭(zhēng)辯的自變量，要有溫度梯度，各組試驗(yàn)溫度不能相同，其他的無(wú)關(guān)變量要保持適宜且相同。該試驗(yàn)用的布料大小、水量要適中，不是布料越大、水量越多試驗(yàn)效果越好。答案B10．(2021·保定調(diào)研)回答下列有關(guān)酵母菌的問題。(1)在葡萄酒的自然發(fā)酵過程中，酵母菌的來(lái)源是________________________，發(fā)酵溫度一般把握在________。在缺氧、________的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物受到抑制。為了提高果酒品質(zhì)，可利用________法或________法對(duì)菌種進(jìn)行純化，然后將純潔的酵母菌菌種直接加入果汁。(2)固定酵母細(xì)胞時(shí)要將干酵母放入________中活化，并將溶化好的________溶液冷卻至室溫，加入已活化的酵母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的________溶液中，觀看凝膠珠的形成。答案(1)附著在葡萄皮上的野生型酵母菌18～25℃呈酸性平板劃線稀釋涂布平板(2)蒸餾水海藻酸鈉CaCl211．(2021·濟(jì)寧二模)某同學(xué)用新穎蘋果榨取果汁并制作果酒，其簡(jiǎn)要流程如下：(1)試驗(yàn)過程中，該小組同學(xué)發(fā)覺榨取的果汁格外渾濁，解決的方法是________。(2)分別酵母菌應(yīng)使用________培育基，固定化酵母細(xì)胞常接受________法，若想使這些醉母細(xì)胞能反復(fù)使用，試驗(yàn)過程中肯定要留意_____________。(3)在酸性條件下，可用________來(lái)檢測(cè)發(fā)酵產(chǎn)物中是否有酒精產(chǎn)生。若想進(jìn)一步檢測(cè)所得果酒中酵母菌的密度，可接受________法。(4)發(fā)酵完成后，該班同學(xué)制作的果酒品質(zhì)格外好，為便利后續(xù)班級(jí)使用，可將菌液________保存。(5)另一個(gè)班的同學(xué)用葡萄制作的果酒酒味醇正，放置一段時(shí)間后，發(fā)覺果酒帶有明顯的酸味，請(qǐng)分析消滅酸性的緣由：________________________。答案(1)用果膠酶處理(2)選擇包埋無(wú)菌條件(避開微生物的污染)(3)重鉻酸鉀稀釋涂布平板(4)與甘油充分混勻后放在－20℃的冷凍箱中(5)密封不嚴(yán)，其他微生物進(jìn)行有氧呼吸，12．(2021·南京調(diào)研)某生物試驗(yàn)小組進(jìn)行了固定化酵母細(xì)胞的制備，并進(jìn)行了游離酵母和固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度的比較，結(jié)果如表所示。請(qǐng)回答下列問題。

項(xiàng)目項(xiàng)目酒精度/°時(shí)間/d酒精度時(shí)間d