2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)第11單元生物技術(shù)實踐第39講酶的應(yīng)用和蛋白質(zhì)的提取和分離教學(xué)案新人教版選修1

PAGE30-第39講酶的應(yīng)用和蛋白質(zhì)的提取和分別[考綱明細]1.酶活力測定的一般原理和方法2.酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用3.制備和應(yīng)用固相化酶4.蛋白質(zhì)的提取和分別考點1酶的應(yīng)用1．果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用(1)果膠①作用：eq\x(\s\up1(01))植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之一；在果汁加工中，會影響eq\x(\s\up1(02))出汁率并使果汁渾濁。②成分：是由eq\x(\s\up1(03))半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物。③特點：不溶于水。(2)果膠酶①組成：果膠酶是指分解果膠的一類酶的總稱，包括eq\x(\s\up1(04))多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。②作用：果膠酶能夠瓦解eq\x(\s\up1(05))植物細胞的細胞壁及胞間層，把果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，從而使果汁變得澄清，并提高水果的出汁率。1．(選修1P43資料卡片)植物、霉菌、酵母菌和細菌均能產(chǎn)生果膠酶。由霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的果膠酶是食品加工業(yè)中運用量最大的酶制劑之一，被廣泛地應(yīng)用于果汁加工業(yè)。(3)酶的活性及影響酶活性的因素①酶的活性：指酶催化肯定化學(xué)反應(yīng)的實力。②表示方法：可以用在肯定條件下，酶所催化的eq\x(\s\up1(06))某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示。③酶反應(yīng)速度：用單位時間內(nèi)、單位體積中eq\x(\s\up1(07))反應(yīng)物的削減量或產(chǎn)物的增加量來表示。④影響酶活性的因素：溫度、pH和eq\x(\s\up1(08))酶的抑制劑等。2．探究影響果膠酶活性因素試驗的分析(1)試驗原則：單一變量原則、比照性原則。嚴格限制變量，盡量削減無關(guān)變量的影響。(2)試驗原理：果膠酶活性受溫度、pH或酶抑制劑的影響，在最適溫度或pH時，酶的活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小成正比。(3)試驗流程(4)分析：該試驗的自變量是eq\x(\s\up1(01))溫度或pH，因變量是eq\x(\s\up1(02))酶的活性，檢測因變量是通過eq\x(\s\up1(03))測定果汁的體積或比較澄清度來實現(xiàn)的。(5)無關(guān)變量探究最適溫度時，pH為無關(guān)變量；探究最適pH時，溫度為無關(guān)變量。3．探究果膠酶的最適用量(1)試驗流程(2)試驗結(jié)果分析假如隨著酶濃度的增加，過濾到的果汁體積eq\x(\s\up1(02))增加，說明酶的用量eq\x(\s\up1(03))不足；當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eq\x(\s\up1(04))不再變更，說明酶的用量已經(jīng)足夠，這個值就是酶的eq\x(\s\up1(05))最適用量。(3)無關(guān)變量探究果膠酶的最適用量時，最適用量是在溫度、pH等相宜條件下測出來的，假如無關(guān)變量變更，最適用量也會發(fā)生變更。4．加酶洗衣粉在洗滌中的作用(1)加酶洗衣粉和酶制劑加酶洗衣粉是指含有eq\x(\s\up1(01))酶制劑的洗衣粉，常用的酶制劑有四類：eq\x(\s\up1(02))蛋白酶、脂肪酶、eq\x(\s\up1(03))淀粉酶和纖維素酶。(2)加酶洗衣粉的去污機理種類洗滌原理洗滌的物質(zhì)種類蛋白酶eq\x(\s\up1(04))蛋白質(zhì)eq\o(→,\s\up7(蛋白酶))eq\x(\s\up1(05))小分子肽＋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))eq\x(\s\up1(06))甘油＋eq\x(\s\up1(07))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))eq\x(\s\up1(08))麥芽糖＋eq\x(\s\up1(09))葡萄糖來自面條、巧克力等的污垢纖維素酶纖維素eq\o(→,\s\up7(纖維素酶))eq\o(葡萄糖,\s\do20((終產(chǎn)物)))棉紡織品的表面浮毛2．(選修1P46資料卡片)一般洗衣粉中含有磷。含磷污水的排放可能導(dǎo)致微生物和藻類的大量繁殖，造成水體的污染。加酶洗衣粉可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗滌劑朝低磷無磷的方向發(fā)展，削減對環(huán)境的污染。5．酵母細胞的固定化(1)固定化酶的應(yīng)用實例：高果糖漿的生產(chǎn)①反應(yīng)機理：葡萄糖eq\o(→,\s\up7(葡萄糖異構(gòu)酶))eq\x(\s\up1(01))果糖。②固定化酶的反應(yīng)柱示意圖③生產(chǎn)過程將eq\x(\s\up1(03))葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀載體上↓放入底部有很多小孔的eq\x(\s\up1(04))反應(yīng)柱內(nèi)(酶顆粒不能通過，反應(yīng)液能通過)↓葡萄糖溶液從反應(yīng)柱eq\x(\s\up1(05))上端注入↓流經(jīng)反應(yīng)柱，與葡萄糖異構(gòu)酶接觸↓果糖從反應(yīng)柱eq\x(\s\up1(06))下端流出④固定化葡萄糖異構(gòu)酶的優(yōu)點：使生產(chǎn)成本大大降低，同時提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。(2)固定化細胞技術(shù)①概念：利用eq\x(\s\up1(07))物理或化學(xué)方法將酶或細胞固定在肯定空間內(nèi)的技術(shù)。②方法名稱原理圖示eq\x(\s\up1(08))包埋法將酶或微生物細胞勻稱地包埋在微小網(wǎng)格中eq\x(\s\up1(09))化學(xué)結(jié)合法利用共價鍵、離子鍵將酶分子或細胞相互連接起來eq\x(\s\up1(10))物理吸附法通過物理吸附作用，把酶或細胞固定在載體表面(3)制備固定化酵母細胞①酵母細胞的固定化方法3．(選修1P50資料卡片)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)的微生物重新復(fù)原正常的生活狀態(tài)。②試驗留意事項a．酵母細胞的活化：酵母細胞須要的活化時間一般為1h，因此須要提前做好打算。此外，酵母細胞活化時體積會變大，因此活化前應(yīng)當選擇體積足夠大的容器，以避開酵母細胞的活化液溢出容器。b．海藻酸鈉溶液的濃度：海藻酸鈉溶液濃度過高，將很難形成凝膠珠；假如其濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數(shù)量少，兩種狀況都會影響試驗效果。c．配制海藻酸鈉溶液的留意事項：海藻酸鈉溶化時要用酒精燈小火或間斷加熱，避開海藻酸鈉發(fā)生焦糊；將溶化后的海藻酸鈉溶液先冷卻至室溫，再與酵母細胞混合，避開高溫的海藻酸鈉溶液殺死酵母細胞；固定化酵母細胞時，應(yīng)將海藻酸鈉溶液和酵母細胞的混合液用注射器以恒定的速度緩慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠的形成。CaCl2溶液的作用是使海藻酸鈉膠體發(fā)生聚沉，形成凝膠珠。d．凝膠珠的顏色和形態(tài)：假如制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數(shù)目較少；假如形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，須要重新嘗試。1.(選修1P44旁欄思索)(1)為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？提示將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時的溫度是相同的，避開了果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問題。(2)在探究溫度或pH對酶活性的影響時，是否須要設(shè)置比照？假如須要，又應(yīng)當如何設(shè)置？為什么？提示須要設(shè)置比照試驗，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間就可以作為比照，這種比照稱為相互比照。(3)想一想，為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小來推斷果膠酶活性的凹凸？提示果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應(yīng)了果膠酶的催化分解果膠的實力。在不同的溫度和pH下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。(4)當探究溫度對果膠酶活性的影響時，哪個因素是變量，哪些因素應(yīng)當保持不變？提示溫度是變量，應(yīng)限制果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時間和混合物的pH等全部其他條件不變。只有這樣才能保證只有溫度一個變量對果膠酶的活性產(chǎn)生影響。2．(選修1P48課后習(xí)題)比較一般洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的異同？提示一般洗衣粉加酶洗衣粉相同點表面活性劑可以產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開；水軟化劑可以分散污垢；等等。不同點酶可以將大分子有機物分解為小分子有機物，小分子有機物易于溶于水，從而與纖維分開。1．探究溫度、pH對果膠酶活性的影響試驗及探究果膠酶的最適用量試驗中的變量分析試驗名稱(目的)自變量因變量留意事項探究溫度對果膠酶活性的影響溫度果汁量(澄清度)①底物和酶在混合時的溫度是相同的；②溫度梯度越小，試驗結(jié)果越精確；③蘋果泥和果膠酶用量在各個試管中應(yīng)相同；④pH應(yīng)為最適pH探究pH對果膠酶活性的影響pH①溫度應(yīng)為最適溫度；②pH梯度可用NaOH溶液和鹽酸調(diào)整；③用玻璃棒攪拌使反應(yīng)充分進行探究果膠酶的最適用量果膠酶的用量①制備蘋果泥后快速加熱，使蘋果泥中的果膠酶變性；②溫度、pH應(yīng)為最適且保持不變2．加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法(1)推斷加酶洗衣粉洗滌效果的方法：可在洗滌后比較污物殘留狀況，如已消逝、顏色變淺、面積縮小等。(2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法：試驗設(shè)計遵循的原則是比照原則和單一變量原則，如在探究一般洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有何不同時，以洗衣粉的種類為自變量，其他條件完全一樣；同時，一般洗衣粉處理污物與加酶洗衣粉處理污物形成比照。(3)變量分析試驗自變量因變量無關(guān)變量探究一般洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果洗衣粉的種類(一般和加酶)洗滌效果水的用量，污物的量，試驗用布的質(zhì)地與大小，不同洗衣粉的用量，攪拌、洗滌時間等探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果加酶洗衣粉中酶的種類探究不同溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響溫度3．運用加酶洗衣粉要留意的問題(1)對于絲綢等主要成分為蛋白質(zhì)的面料，若運用含有堿性蛋白酶的洗衣粉，衣物會受到損傷，因此蛋白質(zhì)類絲織物不能用含蛋白酶的洗衣粉來洗滌。(2)運用加酶洗衣粉要留意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在35～50℃的范圍內(nèi)活性最高，在低溫或60℃以上時就會失效。(3)衣服的洗滌，不僅要考慮洗滌效果，還要考慮衣物的承受實力、洗滌成本等因素。(4)人體皮膚細胞有蛋白質(zhì)，運用加酶洗衣粉后如不徹底清洗雙手，就會使手的皮膚受到腐蝕，而使人患過敏性皮炎、濕疹等。(5)酶制劑中的蛋白酶、淀粉酶等并非是單一酶，而是復(fù)合酶，如蛋白酶制劑實際包括蛋白酶和某些肽酶，可將蛋白質(zhì)水解成小分子肽和氨基酸。(6)酶作為一種生物催化劑，有肯定的運用壽命，不能長時間運用。題組一果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用的試驗分析1．(2024·海南高考)生產(chǎn)果汁時，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁量?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題：(1)某同學(xué)用三種來源的果膠酶進行三組試驗，各組試驗除酶的來源不同外，其他條件都相同，測定各組的出汁量，據(jù)此計算各組果膠酶活性的平均值并進行比較。這一試驗的目的是__________________。(2)現(xiàn)有一種新分別出來的果膠酶，為探究其最適溫度，某同學(xué)設(shè)計了如下試驗：取試管16支，分別加入等量的果泥、果膠酶、緩沖液，混勻，平均分為4組，分別置于0℃、5℃、10℃、40℃下保溫相同時間，然后，測定各試管中的出汁量并計算各組出汁量平均值。該試驗溫度設(shè)置的不足之處有________________和________________。(3)某同學(xué)取5組試管(A～E)分別加入等量的同種果泥，在A、B、C、D4個試驗組的試管中分別加入等量的緩沖液和不同量的同種果膠酶，然后，補充蒸餾水使4組試管內(nèi)液體體積相同；E組加入蒸餾水使試管中液體體積與試驗組相同。將5組試管置于相宜溫度下保溫肯定時間后，測定各組的出汁量。通過A～D組試驗可比較不同試驗組出汁量的差異。本試驗中，若要檢測加入酶的量等于0而其他條件均與試驗組相同時的出汁量，E組設(shè)計________(填“能”或“不能”)達到目的，其緣由是________________________。答案(1)比較不同來源果膠酶的活性(2)溫度范圍設(shè)置不合理溫度梯度設(shè)置不合理(3)不能未加入緩沖液解析(1)利用不同來源的果膠酶處理果泥，檢測各組出汁量，據(jù)此可以比較不同來源的果膠酶的活性大小。(2)探究果膠酶的最適溫度時，一般在20～70℃范圍內(nèi)，每隔5℃進行梯度設(shè)計。明顯題中溫度范圍設(shè)置過低，溫度梯度設(shè)置不合理。(3)本試驗的目的是檢測不同量的同種果膠酶下的出汁量的差異，為保證單一變量，A～E組都應(yīng)加入等量緩沖溶液。2．我國水果生產(chǎn)發(fā)展快速，但由于收獲的季節(jié)性強，易造成積壓、腐爛變質(zhì)，為了解決上述問題且滿意不同人群的需求，可以將水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生產(chǎn)中要用到果膠酶，某生物探討小組為了探究溫度對果膠酶活性的影響，進行了如圖所示試驗。(1)請將圖中所示的操作進行排序：________。(2)比照組與試驗組進行了相同時間的試驗，結(jié)果如圖中曲線所示：①圖中自變量是溫度，除此之外還可以是________。A．酶的濃度 B．蘋果泥的量C．水的加入量 D．pH②圖中的縱坐標還可用________來表示。③試驗組變更試驗條件后重復(fù)做試驗，得到曲線乙，兩次試驗中蘋果汁的體積的最高點對應(yīng)的橫坐標是同一位置的緣由是__________________________________________________________。④步驟c中，將兩者分裝在不同試管中進行恒溫處理的目的是____________________________________。(3)如表所示是某試驗小組的具體試驗結(jié)果：溫度/℃1020304050607080蘋果汁的產(chǎn)量/mL813152515121110依據(jù)上述試驗結(jié)果可知，當溫度為________時蘋果汁的產(chǎn)量最多，能不能確定該溫度就是果膠酶的最適溫度？假如不能，請設(shè)計出進一步探究果膠酶的最適溫度的試驗方案。答案(1)acdb(2)①D②蘋果汁的澄清度③同一種酶的最適溫度是肯定的，不會因底物量不同而變更④保證底物和酶在混合時的溫度是相同的(3)40℃不能，再設(shè)置多套裝置，在30℃到50℃范圍內(nèi)，以更小的溫差測量在更小范圍的溫度內(nèi)的果汁的產(chǎn)量，果汁的產(chǎn)量最高的溫度更接近酶的最適溫度。解析(1)試驗依次是打算蘋果泥和配制果膠酶、蘋果泥和果膠酶分別水浴保溫、蘋果泥和果膠酶混合保溫、過濾果汁后用量筒計量。(2)①溫度和pH可以影響酶的活性，從而變更蘋果汁的體積，最適溫度和最適pH時，酶的活性最大，蘋果汁體積最大；酶的濃度只影響反應(yīng)速率，隨酶或果汁量的增加，果汁的體積會先增加后穩(wěn)定，不符合題圖變更規(guī)律；②衡量試驗結(jié)果的指標有兩個：一是果汁的量，另一個是果汁的澄清度。③圖中乙曲線變更的試驗條件應(yīng)為削減底物量，而甲、乙兩曲線試驗中蘋果汁的體積的最高點對應(yīng)的橫坐標相同，說明酶的最適溫度不會因為底物量的不同而變更。④為了保證明驗在相應(yīng)溫度下進行，必需使酶和底物分別保溫達到要求后再混合。在相同溫度條件下，pH、酶的濃度和底物濃度也會變更反應(yīng)速率。(3)依據(jù)表格中數(shù)據(jù)可看出，在40℃時產(chǎn)生的果汁量最多。要將溫度確定得更加精確，在30℃到50℃范圍內(nèi)，以更小的溫差設(shè)置自變量。3．食品種類多，酸堿度范圍廣。某生物愛好小組擬探究在食品生產(chǎn)中應(yīng)用范圍較廣的蛋白酶，查閱相關(guān)文獻，得知：(1)pH對不同蛋白酶的活力影響有差異。據(jù)圖可知，________________更相宜作為食品添加劑，理由是__________________。蛋白酶的活力可用__________________________來表示。(2)該蛋白酶的提取工藝流程如下：愛好小組分別對酶愛護劑濃度、提取液pH進行了探究試驗。結(jié)果顯示，酶愛護劑濃度在0.02～0.06mol/L范圍內(nèi)，酶活力較高；提取液pH在6.0～8.0范圍內(nèi)，酶活力較高。他們認為，要進一步提高粗酶制劑的酶活力，以達到最佳提取效果，還需對酶愛護劑濃度和提取液pH進行優(yōu)化，并確定以此為探究課題進行探究。請分析回答：①本試驗的課題是_________________________________________________________________________________________________________。②本試驗的自變量為______________________________________________________________________________________________________，因變量為___________________________________________________。答案(1)木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶的活力基本不受pH的影響單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量(2)①探究酶愛護劑的最適濃度和提取液的最適pH②酶愛護劑的濃度和提取液的pH單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量解析(1)結(jié)合圖形和文字可知，在題目中已經(jīng)供應(yīng)了信息“食品種類多，酸堿度范圍廣”，所以選擇的食品添加劑應(yīng)當有較廣的酸堿適應(yīng)范圍，從圖中可以看出木瓜蛋白酶的適應(yīng)范圍最廣，所以可以選作食品添加劑。酶的活力一般用單位時間內(nèi)底物消耗量或者產(chǎn)物的生成量來表示。(2)試驗設(shè)計時應(yīng)當明確試驗?zāi)康模@里的試驗?zāi)康氖翘骄棵笎圩o劑的最適濃度和提取液的最適pH，所以我們可以將酶愛護劑的濃度和提取液的pH作為自變量，因變量為單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量。題組二探究加酶洗衣粉的洗滌效果的試驗分析4．(2024·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．用加酶洗滌劑能削減洗滌時間并節(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答案A解析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，故能削減洗滌時間并節(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，污物簡潔脫落，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。5．(2024·江蘇高考)為了探究一種新型堿性纖維素酶的去污效能，探討性學(xué)習(xí)小組進行了相關(guān)試驗，結(jié)果如圖。由圖中試驗結(jié)果能干脆得出的結(jié)論是()A．堿性纖維素酶對污布類型2的去污力最強B．不同類型洗衣粉影響堿性纖維素酶的去污力C．堿性纖維素酶對污布類型2、3的去污力不同D．加大酶用量可以顯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類型不同，污布2、4所用洗衣粉類型不同、酶量相同，污布2、3所用酶量和洗衣粉類型相同，只能說明堿性纖維素酶對污布類型2的去污效果比對污布類型3強，但不能確定對污布類型2的去污力最強，A錯誤，C正確；本試驗中沒有對同一類型的污布用不同的洗衣粉處理，因此不能確定不同類型洗衣粉對堿性纖維素酶去污力的影響，B錯誤；本試驗中沒有對同一污布用相同類型洗衣粉在不同酶用量狀況下進行處理，不能確定加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力，D錯誤。6．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，進行3組試驗。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，其他試驗條件均相同，下表為試驗記錄。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/min67668852518336347711126891167清除油漬時間/min93789587639182468575277769868(1)提高洗衣粉去污實力的方法有________________。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)假如甲、乙和丙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別的化學(xué)物質(zhì)包袱的，遇水后包袱層很快溶解，釋放出來的酶快速發(fā)揮催化作用。請說明這是否運用了酶的固定化技術(shù)及其理由______________________________________________________。答案(1)加酶和適當提高溫度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)專一性(3)沒有差異，因為高溫使酶失活(4)未運用酶的固定化技術(shù)，因為酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復(fù)利用解析由表格數(shù)據(jù)知甲、乙組洗滌效果優(yōu)于丙組，且在10～50℃范圍內(nèi)隨溫度的增加，清除污漬時間漸漸縮短，說明提高洗衣粉去污實力的方法有加酶和適當提高溫度。血漬中主要含蛋白質(zhì)，油漬中只含有脂肪，依據(jù)表格分析，對比同一溫度下的三組試驗可知，甲加了一種酶，乙加了兩種酶。甲、乙組洗滌效果的差異，說明酶具有專一性。水溫為80℃時，酶失活，因而三組試驗效果沒有差別。固定化酶是利用物理或化學(xué)的方法將酶固定在某種不溶于水的載體上，可以重復(fù)利用。題組三固定化酶和固定化細胞的比較7．(2024·江蘇高考)下列關(guān)于固定化酶和固定化細胞的敘述，錯誤的是()A．固定化酶的主要目的是實現(xiàn)酶的重復(fù)利用B．溶解氧交換受阻是固定化酶應(yīng)用的重要限制因素C．固定化細胞用于生產(chǎn)能分泌到細胞外的產(chǎn)物D．凝膠與被包埋細胞之間不是通過共價鍵結(jié)合答案B解析酶發(fā)揮催化作用時不須要消耗氧氣，溶解氧交換受阻不是固定化酶應(yīng)用的限制因素，B錯誤。8．下列有關(guān)固定化酶技術(shù)和固定化細胞技術(shù)的敘述，不正確的是()A．固定化酶和固定化細胞的方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法B．因為酶分子比較大，所以固定化酶技術(shù)更適合采納包埋法C．與固定化酶技術(shù)相比，固定化細胞制備的成本低，操作更簡潔D．反應(yīng)物假如是大分子物質(zhì)，應(yīng)采納固定化酶技術(shù)答案B解析固定化酶和固定化細胞的方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，A正確；一般來說，酶更適合采納化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化，而細胞多采納包埋法固定化，這是因為細胞體積大，而酶分子很小，體積大的難以被吸附或結(jié)合，而體積小的酶簡潔從包埋材料中漏出，B錯誤；固定化細胞的優(yōu)點是成本低，操作更簡潔，能固定一系列的酶，C正確；大分子難以通過細胞膜，應(yīng)采納固定化酶技術(shù)，D正確。9．(2024·江蘇高考)為了探究海藻酸鈉固定化對綠球藻生長的影響，以及固定化藻對含Zn2＋污水的凈化作用，科研人員用篩選到的一株綠球藻進行試驗，流程及結(jié)果如下。請回答下列問題：eq\x(\a\al(制備固定化綠,球藻凝膠球))→eq\x(\a\al(清洗,2～3次))→eq\x(\a\al(培育液,中培育))eq\o(→,\s\up7(取適量凝膠球))eq\x(\a\al(檸檬酸鈉溶液溶解,凝膠球，測定藻數(shù)量))(1)試驗中的海藻酸鈉作用是________，CaCl2的作用是__________________________________。(2)為洗去凝膠球上殘余的CaCl2和其他污染物，并保持綠球藻活性，宜采納________洗滌。圖1中1.0%海藻酸鈉組培育24h后，移去凝膠球，溶液呈綠色，緣由是____________________。(3)為探究固定化藻對含Zn2＋污水的凈化作用，應(yīng)選用濃度為________海藻酸鈉制備凝膠球。(4)圖2中空白凝膠球組Zn2＋濃度下降的緣由是____________。結(jié)合圖1和圖2分析，固定化藻的試驗組24～48h間Zn2＋濃度下降速度較快的主要緣由是________________；72～96h間Zn2＋濃度下降速度較慢的緣由有____________________________________________。答案(1)包埋綠球藻(包埋劑)與海藻酸鈉反應(yīng)形成凝膠球(凝固劑)(2)培育液(生理鹽水)海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大)(3)2.0%(4)凝膠吸附Zn2＋綠球藻生長(繁殖)速度快綠球藻生長(增殖)速度減慢，溶液中Zn2＋濃度較低解析(2)利用培育液或生理鹽水等洗滌凝膠球不至于造成綠球藻過量吸水或失水，從而保持正常的活性狀態(tài)。1.0%海藻酸鈉組移去凝膠球，溶液呈綠色，說明綠球藻逸出了凝膠球，緣由是制備凝膠球時，運用的海藻酸鈉濃度過低，導(dǎo)致凝膠球孔徑過大。(3)圖1顯示，在不同濃度的海藻酸鈉的作用下，當海藻酸鈉濃度為2.0%時，固定化的綠球藻數(shù)量最多，故探究固定化藻對含Zn2＋污水的凈化作用，應(yīng)選用濃度為2.0%的海藻酸鈉制備凝膠球。(4)空白凝膠球中無綠球藻，故該組Zn2＋濃度下降是空白凝膠的吸附作用所致。圖1顯示，固定化藻的試驗組24～48h間綠球藻數(shù)量增加快，而72～96h間綠球藻數(shù)量基本不變，這是導(dǎo)致兩個時間段Zn2＋濃度下降速度不同的緣由。干脆運用酶、固定化酶和固定化細胞的比較干脆運用酶固定化酶固定化細胞酶的種數(shù)一種或幾種酶一種酶一系列酶常用載體無高嶺土、皂土、硅膠、凝膠明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺固定方法—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須要養(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①對環(huán)境條件特別敏感，易失活；②難回收，成本高；③酶會混在產(chǎn)物中，可能影響產(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、操作簡潔、易與產(chǎn)物分別、可重復(fù)利用考點2蛋白質(zhì)的提取和分別1．蛋白質(zhì)的分別方法(1)凝膠色譜法①概念：是依據(jù)eq\x(\s\up1(01))相對分子質(zhì)量的大小分別蛋白質(zhì)的有效方法。②原理a．凝膠eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(形態(tài)：\x(\s\up1(02))微小的多孔球體,組成：大多數(shù)由\x(\s\up1(03))多糖類化合物構(gòu)成,結(jié)構(gòu)：內(nèi)部有很多貫穿的通道))b．分別的方法項目蛋白質(zhì)類型進入凝膠內(nèi)部的難易程度路程移動速度相對分子質(zhì)量較小簡潔較長較慢相對分子質(zhì)量較大無法進入較短較快(2)電泳法①概念：是指eq\x(\s\up1(04))帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。②原理：在肯定的pH下，多肽、核酸等生物大分子的可解離基團會帶上正電或負電，在電場的作用下，這些帶電分子會向著與其所帶電荷eq\x(\s\up1(05))相反的電極移動。③作用過程eq\a\vs4\al\co1(各種,分子)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(帶電性質(zhì)差異,分子本身大小不同,分子本身形態(tài)不同))eq\o(→,\s\up7(產(chǎn)生))eq\x(\a\al(不同的遷,移速度))eq\o(→,\s\up7(實現(xiàn)))eq\x(\a\al(各種分子,的分別))④方法：常用的電泳方法有eq\x(\s\up1(06))瓊脂糖凝膠電泳和eq\x(\s\up1(07))聚丙烯酰胺凝膠電泳。測定蛋白質(zhì)分子量時通常運用eq\x(\s\up1(08))SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳。2．試驗操作程序(以分別血紅蛋白為例)3．操作提示(1)紅細胞的洗滌洗滌次數(shù)、離心速度與離心時間特別重要。洗滌次數(shù)過少，無法除去eq\x(\s\up1(01))血漿蛋白；離心速度過高和時間過長會使eq\x(\s\up1(02))白細胞等一同沉淀，達不到分別的效果。(2)色譜柱填料的處理商品凝膠是干燥的顆粒，運用前需干脆放在eq\x(\s\up1(03))洗脫液中膨脹。為了加速膨脹，可以將加入洗脫液的濕凝膠用eq\x(\s\up1(04))沸水浴加熱，漸漸升溫至接近沸騰，通常只需1～2h。這種方法不但節(jié)約時間，而且可以除去凝膠中可能帶有的eq\x(\s\up1(05))微生物，解除膠粒內(nèi)的eq\x(\s\up1(06))空氣。(3)凝膠色譜柱的裝填在色譜柱中裝填凝膠的時候要盡量eq\x(\s\up1(07))緊密，以降低eq\x(\s\up1(08))凝膠顆粒之間的空隙。在裝填凝膠柱時，不得有eq\x(\s\up1(09))氣泡存在。氣泡會攪亂eq\x(\s\up1(10))洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分別效果。在凝膠色譜操作過程中，不能發(fā)生eq\x(\s\up1(11))洗脫液流干，露出eq\x(\s\up1(12))凝膠顆粒的現(xiàn)象。一旦發(fā)生這種狀況，凝膠色譜柱須要重新裝填。(4)蛋白質(zhì)的分別在蛋白質(zhì)分別過程中，細致視察紅色區(qū)帶在洗脫過程中的移動狀況。假如紅色區(qū)帶勻稱一樣地移動，說明色譜柱制作勝利。(選修1P67資料卡片)為防止血液凝固，在采血容器中要預(yù)先加入抗凝血劑檸檬酸鈉，比例是每100mL血液加入3.0g檸檬酸鈉。透析袋一般是用硝酸纖維素(又稱玻璃紙)制成的。透析袋能使小分子自由進出，而將大分子保留在袋內(nèi)。透析可以去除樣品中分子量較小的雜質(zhì)，或用于更換樣品的緩沖液。題組蛋白質(zhì)的提取和分別1．已知某樣品中存在甲、乙、丙、丁、戊五種蛋白質(zhì)分子，其分子大小、電荷的性質(zhì)和數(shù)量狀況如圖所示，下列有關(guān)蛋白質(zhì)分別的敘述正確的是()A．若將樣品以2000r/min的速度離心10min，分子戊存在于沉淀中，則分子甲也存在于沉淀中B．若用凝膠色譜柱分別樣品中的蛋白質(zhì)，則分子甲移動速度最快C．將樣品裝入透析袋中透析12h，若分子乙保留在袋內(nèi)，則分子丙也保留在袋內(nèi)D．若用SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳分別樣品中的蛋白質(zhì)分子，則分子甲和分子戊形成的電泳帶相距最遠答案C解析由題圖知分子量的大小依次為丙>丁>乙>戊>甲，分子甲的分子量小于分子戊，故分子戊存在于沉淀中，分子甲不肯定存在于沉淀中，A錯誤；甲的分子量最小，其在凝膠色譜柱中移動時會進入凝膠內(nèi)部通道，導(dǎo)致移動速度最慢，B錯誤；透析利用半透膜的半透性可除去分子量較小的雜質(zhì)，分子乙的分子量小于分子丙，若分子乙保留在透析袋內(nèi)，則分子丙也肯定保留在袋內(nèi)，C正確；SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳時，其電泳遷移率完全取決于分子的大小，分子量相差越大，形成的電泳帶相距越遠，則分子甲與分子丙形成的電泳帶相距最遠，D錯誤。2．凝膠色譜技術(shù)是一種快速而又簡潔的分別技術(shù)，對高分子物質(zhì)有很好的分別效果，目前已經(jīng)被多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，不但應(yīng)用于科學(xué)試驗探討，而且已經(jīng)大規(guī)模地用于工業(yè)生產(chǎn)。據(jù)圖回答問題：(1)a、b均為蛋白質(zhì)分子，其中先從層析柱中洗脫出來的是____________，緣由是________________________________________________________________________________________________________。(2)自己制作凝膠色譜柱時，在色譜柱底部d位置相當于多孔板的結(jié)構(gòu)可由______________替代。(3)裝填凝膠色譜柱時，色譜柱內(nèi)不能有氣泡存在，緣由是________________________________________________________________________。(4)洗脫用的液體應(yīng)盡量與浸泡凝膠所用的液體______(填“相同”或“不同”)，洗脫時，對洗脫液的流速要求是____________。(5)若選用SephadexG－75，則“G”表示_______________________________________________，75表示_______________________________。答案(1)a'a相對分子質(zhì)量較大，無法進入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠間隙移動，路程較短，移動速度較快(2)尼龍網(wǎng)和尼龍紗(3)氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分別效果(4)相同'保持穩(wěn)定(5)凝膠的交聯(lián)程度，膨脹程度及分別范圍'凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時吸水7.5g解析(1)用凝膠色譜技術(shù)分別各種不同蛋白質(zhì)時，大分子物質(zhì)由于直徑較大，只能分布于顆粒之間，所以向下移動的速度較快。小分子物質(zhì)除了可在凝膠顆粒間隙中擴散外，還可以進入凝膠顆粒的微孔，在向下移動的過程中，從一個凝膠顆粒內(nèi)擴散到顆粒間隙后再進入另一凝膠顆粒內(nèi)，如此不斷地進入和擴散，小分子物質(zhì)的下移速度落后于大分子物質(zhì)，所以大分子物質(zhì)先洗脫出來。(3)在色譜柱中裝填凝膠的時候要使凝膠盡量緊密，以降低凝膠顆粒之間的空隙。一是在裝填凝膠柱時，不得有氣泡存在，因為氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質(zhì)的洗脫次序，降低分別效果。二是凝膠色譜操作過程中，不能發(fā)生洗脫液流干、露出凝膠顆粒的現(xiàn)象。一旦發(fā)生上述兩種狀況，凝膠色譜柱須要重新裝填。(4)洗脫液應(yīng)與浸泡凝膠所用液體相同，且洗脫液流速要穩(wěn)定，以免干擾洗脫結(jié)果。3．紅細胞含有大量血紅蛋白，紅細胞的機能主要是由血紅蛋白完成的，血紅蛋白的主要功能是攜帶O2和CO2，我們可以選用豬、牛、羊或其他脊椎動物的血液進行試驗，來提取和分別血紅蛋白。請回答下列有關(guān)問題：(1)血紅蛋白的提取和分別一般可分為四步：________、粗分別、________和________。(2)試驗前取簇新的血液，要切記在采血容器中預(yù)先加入檸檬酸鈉，取血回來，立刻進行離心，收集血紅蛋白溶液。①加入檸檬酸鈉的目的是__________________________________。②以上所述的過程即是樣品處理，它包括紅細胞的洗滌、________、分別血紅蛋白溶液。(3)收集的血紅蛋白溶液要進行粗分別，其方法是__________________________________________________________________。(4)然后通過________法將樣品純化，樣品純化的目的是____________________。最終經(jīng)____________________進行純度鑒定。(5)電泳利用了待分別樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子的________、形態(tài)的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速率，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分別。答案(1)樣品處理純化純度鑒定(2)①防止血液凝固②血紅蛋白的釋放(3)透析(4)凝膠色譜去除大分子雜質(zhì)蛋白SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳(5)大小比較瓊脂糖凝膠電泳和SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳(1)從載體上看，利用瓊脂糖凝膠作為載體的是瓊脂糖凝膠電泳，利用SDS－聚丙烯酰胺凝膠作為載體的是SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳。(2)從依據(jù)上看，利用了分子帶電性質(zhì)差異和分子大小的是瓊脂糖凝膠電泳，僅利用了分子大小的是SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳。(3)從優(yōu)點上看，瓊脂糖凝膠電泳操作簡潔，電泳速度快，樣品不需處理，電泳圖譜清楚，辨別率高，重復(fù)性好；SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳消退了凈電荷對遷移率的影響，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。高考熱點突破1．(2024·江蘇高考)下列關(guān)于酵母細胞固定化試驗的敘述，正確的是()A．用溫水使海藻酸鈉快速溶解，待其冷卻到室溫后用于包埋細胞B．進行包埋時，用于懸浮細胞的CaCl2溶液濃度要相宜C．注射器(或滴管)出口應(yīng)盡量貼近液面以保證凝膠珠成為球狀D．包埋酵母細胞的凝膠珠為淡黃色半透亮狀，并具有肯定的彈性答案D解析在酵母細胞固定化試驗中，應(yīng)當用小火、間斷加熱的方式使海藻酸鈉緩慢溶解，A錯誤；將混合液用注射器緩慢滴加到CaCl2溶液進行固定化酵母細胞，CaCl2的作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠，B錯誤；注射器(或滴管)出口應(yīng)與液面保持適當?shù)木嚯x，以保證凝膠珠成為球狀，C錯誤；包埋酵母細胞的凝膠珠為淡黃色半透亮狀，并具有肯定的彈性，D正確。2．(2024·江蘇高考)固定化單寧酶應(yīng)用于茶飲料加工，可消退其中的苦澀味。下列有關(guān)敘述正確的是()A．在單寧酶純化時可采納透析法去除雜蛋白B．化學(xué)結(jié)合法比吸附法對單寧酶活性影響更小C．溫度、pH和重金屬離子都可能影響固定化單寧酶活性D．酶的高效性確定固定化單寧酶不會降解茶飲料中的有益成分答案C解析透析法可除去相對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)，酶與雜蛋白都屬于生物大分子，用透析法無法分別，正確的分別方法是凝膠色譜法，A錯誤；與吸附法相比，化學(xué)結(jié)合法對酶的活性影響更大，B錯誤；溫度、pH和重金屬離子等因素都會對酶活性產(chǎn)生影響，C正確；酶的專一性確定固定化單寧酶不會降解茶飲料中的有益成分，D錯誤。3．(2024·江蘇高考)(多選)為了使牛仔褲呈現(xiàn)“穿舊”效果，在工業(yè)洗衣機中用酶洗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的浮石擦洗，是目前重要的生產(chǎn)手段(工藝流程見下圖)。下列敘述中錯誤的是()A．纖維素酶在仿舊中的作用機理與其在洗衣粉中去污的機理相像B．在上述工藝中，為重復(fù)運用纖維素酶，可選用適當?shù)陌駝┕潭ɑ窩．在上述工藝中，通過調(diào)整溫度、酸堿度、處理時間可限制仿舊顏色的深淺D．纖維素酶催化葡萄糖殘基間磷酸二酯鍵的水解分解纖維素答案BD解析纖維素酶在仿舊中的作用機理是適當分解布料中的纖維素成分，洗衣粉中添加纖維素酶的作用機理是適當分解布料中的纖維素成分使織物膨松，有利于去污，兩者作用機理相像，A正確；酶分子較小，簡潔從包埋材料中漏出，一般采納化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法固定化酶，B錯誤；溫度、酸堿度會影響酶的活性，處理時間會影響酶的作用效果，故通過調(diào)整溫度、酸堿度和處理時間可限制仿舊顏色的深淺，C正確；纖維素分子中不含磷酸二酯鍵，D錯誤。4．(2024·江蘇高考)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()A．發(fā)燒時，食欲減退是因為唾液淀粉酶失去了活性B．口服多酶片中的胰蛋白酶可在小腸中發(fā)揮作用C．用果膠酶澄清果汁時，溫度越低澄清速度越快D．洗衣時，加少許白醋能增加加酶洗衣粉中酶的活性答案B解析發(fā)燒時食欲減退是因為體溫上升抑制了消化酶的活性，但還沒引起唾液淀粉酶失去活性，A錯誤；口服的多酶片中胰蛋白酶往往在內(nèi)層，可到達小腸中發(fā)揮作用，B正確；低溫會使果膠酶的活性受到抑制，只有在最適溫度時酶的活性最高，果汁澄清的速度才最快，C錯誤；加酶洗衣粉中含有堿性蛋白酶和堿性脂肪酶等，白醋呈酸性，會使pH降低，更加偏離酶的最適pH，因此，加白醋會降低酶的活性，D錯誤。5．(2024·山東高考)乳糖酶能夠催化乳糖水解為葡萄糖和半乳糖，具有重要應(yīng)用價值。乳糖酶的制備及固定化步驟如下：eq\x(\a\al(產(chǎn)乳糖酶,微生物L(fēng)的篩選))→eq\x(\a\al(產(chǎn)乳糖酶,微生物L(fēng)的培育))→eq\x(\a\al(乳糖酶的,提取純化))→eq\x(\a\al(乳糖酶的,固定化))(1)篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物L(fēng)時，宜用________作為培育基中的唯一碳源。培育基中瓊脂的作用是________。從功能上講，這種培育基屬于________。(2)培育微生物L(fēng)前，宜采納________方法對接種環(huán)進行滅菌。(3)純化后的乳糖酶可用電泳法檢測其分子量大小。在相同條件下，帶電荷相同的蛋白質(zhì)電泳速度越快，說明其分子量越________。(4)乳糖酶宜采納化學(xué)結(jié)合法(共價鍵結(jié)合法)進行固定化，可通過檢測固定化乳糖酶的________確定其應(yīng)用價值。除化學(xué)結(jié)合法外，酶的固定化方法還包括________、________、離子吸附法及交聯(lián)法等。答案(1)乳糖凝固劑選擇培育基(2)灼燒(3)小(4)(酶)活性[或：(酶)活力]包埋法物理吸附法(注：兩空可顛倒)解析(1)該培育基中的唯一碳源應(yīng)為乳糖，只有能利用乳糖的微生物能在該培育基上生存，而其他微生物將因缺乏碳源而無法生存，利用這個原理可以篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物L(fēng)；固體培育基中瓊脂是很好的凝固劑；從功能上講這種培育基屬于選擇培育基。(2)接種環(huán)的滅菌宜采納灼燒法。(3)電泳過程中若蛋白質(zhì)所帶電荷相同，則電泳速度只與蛋白質(zhì)的分子量大小有關(guān)，蛋白質(zhì)分子量越小，電泳速度越快。(4)固定化酶常要通過測定其活性來確定其應(yīng)用價值；酶的固定化方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法等。課時作業(yè)1．(2024·浙江溫州模擬)現(xiàn)有磨漿機、燒杯、滴管、量筒、玻璃棒、漏斗、紗布、蘋果、試管、質(zhì)量分數(shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水、肯定濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液，下面是某小組利用上述材料進行的有關(guān)試驗：(“/”表示不加)操作依次項目燒杯甲乙丙丁1在燒杯中加入蘋果泥20mL20mL20mL20mL2①2mL/2mL2mL3加入不同的液體2mL蒸餾水4mL蒸餾水2mL鹽酸2mL氫氧化鈉4水浴恒溫，玻璃棒攪拌15分鐘15分鐘15分鐘15分鐘請回答下列問題：(1)磨漿機的作用是______________。(2)若要驗證果膠酶的作用，應(yīng)把________兩個燒杯同時取出并____________，視察并比較________________。預(yù)期的試驗現(xiàn)象與結(jié)果是____________________________。(3)比較燒杯甲、丙、丁可知，________能影響酶的活性。(4)表中①處的內(nèi)容是________________________。(5)請設(shè)計一表格，用來記錄利用上述材料“探究果膠酶的最適用量”的試驗結(jié)果。答案(1)制取蘋果泥(2)甲與乙過濾相同時間果汁的體積與澄清度甲果汁的體積多于乙，且比乙澄清(3)pH(酸堿度)(4)質(zhì)量分數(shù)為2%的果膠酶溶液(5)如下表：組號12345678910…加入蘋果泥的量(mL)質(zhì)量分數(shù)為2%的果膠酶溶液量(mL)所得果汁的體積(mL)解析(2)乙燒杯中沒有加入果膠酶溶液，要驗證果膠酶的作用，應(yīng)將甲、乙兩燒杯比照，視察并比較濾出果汁的體積和澄清度，甲組果汁的體積多于乙且比乙澄清。(3)甲、丙、丁組的自變量是pH。(4)①應(yīng)為質(zhì)量分數(shù)為2%的果膠酶溶液。(5)探究果膠酶最適用量的試驗中應(yīng)設(shè)置多次試驗，分別加入不同量的果膠酶溶液。2．某同學(xué)用試驗來探究pH對酶活性的影響。他打算了5份含有等量果膠酶溶液的試管，用0.1%的鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)整至不同的pH，每支試管加5塊0.1cm3的正方體蘋果塊，試管均置于25℃室溫條件下。(1)請你幫助他選取pH梯度：________________________________。(2)請用兩種方法改進試驗，使試驗在更短時間內(nèi)完成：_________________________________________________________________。(3)生成果汁的量與酶活性強弱的關(guān)系是__________________________________________?？梢罁?jù)__________________來推斷果膠酶的最適pH。(4)為確認澄清果汁的大量生成是由于果膠酶的作用，還應(yīng)對試驗進行怎樣的設(shè)計？________________________________________________________________________________________________________________________________答案(1)5、6、7、8、9(2)方法一：將溫度由25℃提高到50℃；方法二：將正方體蘋果塊處理成蘋果泥(3)酶活性越強，果膠分解越快，相同時間內(nèi)生成的果汁越多相同時間內(nèi)生成果汁量的多少(4)另增加一支試管，放入與其他試管內(nèi)的果膠酶溶液等量的清水和等量的蘋果泥，作為比照。解析設(shè)置梯度來確定最適值時，第一輪試驗通常設(shè)置的梯度差較大，縮小范圍后，在其次輪試驗中可設(shè)置較小的梯度差。結(jié)合題干中的內(nèi)容，要想縮短試驗時間，既可以提高溫度，也可以將蘋果塊處理成蘋果泥，以增大其與酶的接觸面積。3．(2024·海南高考)回答下列問題：(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性隨pH的變更如圖所示。通常，用清水洗滌衣服上的簇新血跡時，不應(yīng)當運用開水，緣由是__________________。若要去除衣服上的血漬，應(yīng)選擇含有________(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的堿性洗衣粉，理由是______________________________。(2)某同學(xué)為了洗去衣服上的油漬，洗衣時在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，該同學(xué)的做法________(填“合理”或“不合理”)，理由是______________________。(3)已知溶液的pH可以影響酶的活性，請推想pH影響某種蛋白酶活性的緣由可能是其影響了酶和底物分子中________(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基團的解離狀態(tài)。答案(1)開水使蛋白質(zhì)變性而沉淀，難以清洗蛋白酶丙堿性條件下只有蛋白酶丙有活性(2)不合理蛋白酶會降解脂肪酶(3)羧基和氨基解析(1)簇新血跡中富含蛋白質(zhì)，而開水溫度較高，會使蛋白質(zhì)變性沉淀，從而難以清洗。若要去除衣服上的血漬，應(yīng)選擇含有蛋白酶丙的堿性洗衣粉，因為題圖中顯示，堿性條件下只有蛋白酶丙有活性。(2)在蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶的做法不合理，因為脂肪酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白酶可降解脂肪酶。(3)pH影響蛋白酶活性的緣由可能是其影響了酶和底物分子中羧基和氨基的解離狀態(tài)。4．(2024·江蘇鹽城模擬)某同學(xué)用含有不同種類酶制劑的洗衣粉進行了如下試驗。組別布料污染物水溫A(蛋白酶洗衣粉)6×6cm蛋白膜40℃B(脂肪酶洗衣粉)6×6cm蛋白膜40℃C(蛋白酶洗衣粉)6×6cm淀粉膜40℃請回答以下問題：(1)該試驗的目的是探究________________。該試驗還應(yīng)限制的無關(guān)變量有__________________________。該試驗中______________________分別構(gòu)成兩組比照試驗。(2)該同學(xué)在試驗過程中可通過視察______________________來推斷酶的催化效率。(3)蛋白酶洗衣粉的去污原理是_____________________________。(4)大力推廣運用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生態(tài)環(huán)境愛護，這是因為_________________________________________________________。答案(1)酶的作用具有專一性洗衣粉的用量、污染程度、水質(zhì)、水的pH等A和B、A和C(2)蛋白膜消逝的時間長短(3)在蛋白酶催化作用下蛋白質(zhì)水解，產(chǎn)物溶于水中(4)酶蛋白進入環(huán)境后簡潔被微生物分解，避開過多的磷進入水體，造成水體富養(yǎng)分化解析(1)分析表格可知該試驗的自變量有兩個，即酶的種類、污染物的種類，因變量為污染物是否消逝，無關(guān)變量為洗衣粉的用量、污染程度、水質(zhì)、水的pH等，所以該試驗的目的是探究酶的作用具有專一性；依據(jù)探究試驗的比照原則和單一變量原則可知，該試驗中A與B、A與C構(gòu)成兩組比照試驗。(2)該試驗可依據(jù)蛋白膜消逝時間的長短來推斷酶的催化效率，蛋白膜消逝的時間越短，說明酶的催化效率越高。(3)蛋白酶能夠催化污垢中蛋白質(zhì)的水解，水解產(chǎn)物溶于水中，所以蛋白酶洗衣粉能夠去污。(4)加酶洗衣粉中酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其進入環(huán)境后簡潔被微生物分解，大力推廣運用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，可以避開過多的磷進入水體，造成水體富養(yǎng)分化，有利于生態(tài)環(huán)境愛護。5．在應(yīng)用酶的過程中，采納固定化酶和固定化細胞技術(shù)，可解決酶很難回收再利用等實際問題。(1)在進行酵母細胞固定化的過程中，稱取干酵母，放入內(nèi)有蒸餾水的小燒杯中攪拌至混合勻稱，并放置1小時左右時間，其目的是________________。(2)制作凝膠珠時，需用裝有酵母細胞與海藻酸鈉溶液混合物的注射器，以________的速度滴加到已配制好的________溶液中。答案(1)使酵母細胞活化(2)恒定CaCl2解析(1)由于干酵母處于休眠狀態(tài)，所以需將干酵母細胞活化，即放入內(nèi)有蒸餾水的小燒杯中攪拌至混合勻稱，并放置1小時左右時間。6．下面是制備固定化酵母細胞的試驗步驟，請回答：活化酵母細胞→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母細胞(1)在________狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)。活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新復(fù)原________狀態(tài)?；罨皯?yīng)選擇足夠大的容器，因為酵母細胞活化時________。(2)影響試驗的關(guān)鍵步驟是_____________________________________。(3)假如海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞數(shù)目________。(4)視察形成凝膠珠的顏色和形態(tài)，假如顏色過淺，說明____________；假如形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明____________________。(5)固定化細胞技術(shù)一般采納包埋法固定化，緣由是______________________________________________。答案(1)缺水正常的生活體積會增大(2)配制海藻酸鈉溶液(3)少(4)海藻酸鈉濃度偏低海藻酸鈉濃度偏高，制作失敗(5)細胞個體大，不易從包埋材料中漏出解析(1)酵母菌在干燥時，處于休眠狀態(tài)，需加水活化，否則制成的固定化酵母菌在發(fā)酵時酶活性較低且酵母菌增殖緩慢。7．20世紀50年頭，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個生產(chǎn)領(lǐng)域，到了20世紀70年頭又獨創(chuàng)了固定化酶與固定化細胞技術(shù)。請回答：(1)在實際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點是____________________。與固定化酶技術(shù)相比，固定化細胞技術(shù)固定的是________，與固定化酶相比，固定化細胞技術(shù)的優(yōu)點是________________________________________________________________________________________________________。(2)制備固定化酵母細胞利用的方法是下圖中的[]________(填出號碼及名稱)。常用的載體是________。(3)制備固定化酵母細胞時，充分混合勻稱的酵母細胞溶液可在物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的____________溶液中形成凝膠珠。答案(1)可以回收利用，提高產(chǎn)品品質(zhì)活細胞成本更低，操作更簡潔，且能催化一系列化學(xué)反應(yīng)(2)③包埋法海藻酸鈉(3)CaCl2解析(1)固定化酶技術(shù)將酶固定于不溶于水的載體上，實現(xiàn)了酶的回收利用，并且還能提高產(chǎn)品品質(zhì)(產(chǎn)品中不含酶)；固定化細胞技術(shù)是將活細胞固定起來，成本更低，操作更簡潔，且