浙江鴨2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)第31講酶的應(yīng)用夯基提能作業(yè)本含解析

PAGEPAGE1酶的應(yīng)用A組基礎(chǔ)過關(guān)1.[2024浙江4月選考,32(一),7分]回答與果膠、淀粉等提取和利用有關(guān)的問題:某植物富含果膠、淀粉、蛋白質(zhì)和纖維素成分。某小組開展了該植物綜合利用的探討。(1)果膠提取工藝探討結(jié)果表明,原料先經(jīng)過一段時(shí)間沸水漂洗的果膠得率(提取得到的果膠占原粒質(zhì)量的百分率)顯著高于常溫水漂洗的果膠得率,最主要緣由是沸水漂洗(A.有助于清洗雜質(zhì)和去除可溶性糖B.使植物組織變得松散C.使有關(guān)酶失活D.有利細(xì)胞裂開和原料粉碎制漿)。

(2)在淀粉分別生產(chǎn)工藝探討中,為促進(jìn)淀粉絮凝沉降,添加生物絮凝劑(乳酸菌菌液),其菌株起重要作用。為了消退絮凝劑中的雜菌,通常將生產(chǎn)上運(yùn)用的菌液,采納,進(jìn)行單菌落分別,然后將其,并進(jìn)行特性鑒定,篩選得到純的菌株。

(3)在用以上提取過果膠和淀粉后的剩渣加工飲料工藝探討中,將剩渣制成的汁液經(jīng)蛋白酶和纖維素酶徹底酶解處理后,發(fā)覺仍存在渾濁和沉淀問題。可添加使果膠徹底分解成半乳糖醛酸,再添加,以解決汁液渾濁和沉淀問題。

(4)在建立和優(yōu)化固定化酶反應(yīng)器連接生產(chǎn)工藝探討中,通常要分析汁液中各種成分的濃度和所用酶的活性,然后主要優(yōu)化各固定化酶反應(yīng)器中的(答出2點(diǎn)即可)、反應(yīng)液pH和酶反應(yīng)時(shí)間等因素。其中,酶反應(yīng)時(shí)間可通過來調(diào)整。

答案(1)C(2)劃線分別法(或涂布分別法)擴(kuò)大培育(3)果膠酶和果膠甲酯酶淀粉酶使淀粉分解(4)固定化酶的量、反應(yīng)液溫度限制反應(yīng)器液體流量(或體積)解析(1)依據(jù)題意,原料經(jīng)過沸水漂洗能提取更多的果膠,推想主要緣由是沸水漂洗使有關(guān)酶失活,使果膠不能被進(jìn)一步催化分解。(2)要消退絮凝劑中的雜菌,可采納涂布分別法或劃線分別法,獲得單菌落,再通過擴(kuò)大培育,鑒定篩選到較純的菌株。(3)果膠須要在果膠酶和果膠甲酯酶作用下才能徹底分解成半乳糖醛酸。因剩渣中還含有淀粉,所以再添加淀粉酶,以解決汁液渾濁和沉淀問題。(4)固定化酶反應(yīng)器的應(yīng)用,須要考慮優(yōu)化其中固定化酶的用量、反應(yīng)液溫度、反應(yīng)液pH和酶反應(yīng)時(shí)間等因素。酶反應(yīng)時(shí)間可以通過流速來調(diào)整。2.回答下列有關(guān)果膠、果汁和果膠酶等問題。(1)果膠是植物細(xì)胞壁的主要成分,起著將植物細(xì)胞在一起的作用。制作果汁時(shí)可加入果膠酶和以分解果膠,提高果汁出汁率和澄清度。

(2)生產(chǎn)果膠酶可從黑曲霉中提取,下列適于黑曲霉擴(kuò)大培育的培育基是(A.蛋白胨和酵母提取物培育基B.尿素固體培育基C.MS培育基D.添加蔗糖的豆芽汁培育基)。由于果膠酶溶于水,不利于重復(fù)運(yùn)用,可通過物理或化學(xué)方法將果膠酶固定在某種介質(zhì)上,使之成為不溶于水而又有的制劑。

(3)用果汁制作果酒,以果汁為原料,加入肯定比例的蔗糖目的是。最終倒入酵母懸液,混勻,加蓋;發(fā)酵起先時(shí),由于微生物的需氧呼吸會使發(fā)酵瓶內(nèi)出現(xiàn),緣由是。

答案(1)粘合果膠甲酯酶(2)D酶活性(3)提高果酒的酒精和糖的含量(寫全給分)負(fù)壓需氧呼吸消耗氧氣,產(chǎn)生的二氧化碳易溶于水解析(1)果膠是植物細(xì)胞壁的主要成分之一,存在于相鄰細(xì)胞壁間的胞間層中,起著將細(xì)胞粘合在一起的作用。制作果汁時(shí)可加入果膠酶和果膠甲酯酶以分解果膠,提高果汁出汁率和澄清度。(2)黑曲霉是異氧需微生物,擴(kuò)大培育須要含有有機(jī)物的液體培育基,而A、B、C選項(xiàng)所給的培育基都是固體培育基,不適合擴(kuò)大培育,而D選項(xiàng)所給的添加蔗糖的豆芽汁培育基是液體培育基且含有有機(jī)物蔗糖,適合擴(kuò)大培育黑曲霉,故選D。由于果膠酶溶于水,不利于重復(fù)運(yùn)用,可通過物理或化學(xué)方法將果膠酶固定在某種介質(zhì)上,使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。(3)用果汁制作果酒,以果汁為原料,加入肯定比例的蔗糖目的是提高果酒的酒精和糖的含量。最終倒入酵母懸液,混勻,發(fā)酵起先時(shí),由于微生物的需氧呼吸會使發(fā)酵瓶內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓,緣由是需氧呼吸消耗氧氣,產(chǎn)生的二氧化碳易溶于水。3.桑葚是一種很好的食用水果,也常用來制成果汁或釀成果酒。大致流程如下:在制作果汁時(shí),為了增加出汁率和澄清度(用果汁透光率表示),常加入果膠酶。加酶后的某探討結(jié)果如下。表果膠酶劑量與果汁中果膠含量、透光率的關(guān)系酶劑量(mL/L)0.050.080.100.130.150.170.190.210.230.25果膠含量程度++++++透光率(%)80848892959595959287注:果膠含量程度“+”表示果膠陽性反應(yīng),“-”表示果膠陰性反應(yīng)。果汁中果膠的含量可用加入酒精的方法進(jìn)行檢測,其原理是,表中果膠陽性反應(yīng)的現(xiàn)象是。在生產(chǎn)應(yīng)用中,考慮到生產(chǎn)成本因素,建議果膠酶的運(yùn)用劑量為mL/L。當(dāng)果膠酶劑量超過0.21mL/L時(shí),透光率反而下降,這時(shí)使果汁變渾濁的物質(zhì)是。

答案果膠不溶于酒精出現(xiàn)絮狀物0.15果膠酶解析果膠不溶于乙醇,可用以檢測果膠,陽性現(xiàn)象是出現(xiàn)絮狀沉淀。依據(jù)表中數(shù)據(jù),果膠酶運(yùn)用量為0.15mL/L較佳。果膠酶過多,會使果汁變渾濁。4.1833年,Payen和Personz從麥芽的水抽提物中,用酒精沉淀得到了一種對熱不穩(wěn)定的物質(zhì),它可以使淀粉水解為可溶性糖,后來知道這種物質(zhì)就是淀粉酶。淀粉酶有多種類型,如α-淀粉酶可使淀粉內(nèi)部隨機(jī)水解,β-淀粉酶則使淀粉從末端以兩個(gè)單糖為單位進(jìn)行水解。下圖為探討pH對兩種淀粉酶相對活性影響的探討結(jié)果。請據(jù)圖回答相關(guān)的問題:(1)與α-淀粉酶水解淀粉的終產(chǎn)物相比,β-淀粉酶水解淀粉的主要產(chǎn)物為。從圖中可知,淀粉酶在人體胃液(pH=1.8左右)中的活性更高。

(2)在驗(yàn)證pH對淀粉酶活性影響的試驗(yàn)中,酶的相對活力的大小可以用來表示。某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下兩種試驗(yàn)方案:

①先分別在試管中加底物,再加酶,然后一起放在相應(yīng)的pH條件下保溫,一段時(shí)間后檢測。②先分別在試管中加底物,再加入在相應(yīng)的pH條件下保溫的酶,一段時(shí)間后檢測。為了使試驗(yàn)結(jié)果更加牢靠,應(yīng)選擇哪種方案,并說明理由:。

答案(1)麥芽糖α(2)單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量(或單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的生成量)方案②,因?yàn)榧偃缑负偷孜锵然旌?還沒放到對應(yīng)的pH條件下,化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行,會干擾試驗(yàn)結(jié)果解析淀粉的基本單位為葡萄糖,麥芽糖是由兩個(gè)葡萄糖組成的,依據(jù)題意可知,α-淀粉酶可使淀粉內(nèi)部隨機(jī)水解,因此淀粉水解終產(chǎn)物中含有葡萄糖,β-淀粉酶則使淀粉從末端以兩個(gè)單糖為單位進(jìn)行水解,兩個(gè)單糖剛好構(gòu)成麥芽糖。圖中α-淀粉酶和β-淀粉酶相宜的pH不同,曲線中看出它們分別為6、4.5,但部分酸性較弱的范圍內(nèi),α-淀粉酶比β-淀粉酶活性高;之后又出現(xiàn)α-淀粉酶比β-淀粉酶的活性低;當(dāng)pH超過5.5時(shí),則再次出現(xiàn)α-淀粉酶比β-淀粉酶的活性較高的狀況。(1)依據(jù)前面的分析可知,β-淀粉酶可使淀粉從末端以兩個(gè)單糖為單位進(jìn)行水解,兩個(gè)單糖剛好構(gòu)成麥芽糖,所以該淀粉酶水解淀粉的主要產(chǎn)物為麥芽糖。從圖中可知,在pH為1.8時(shí),α-淀粉酶比β-淀粉酶活性更高。(2)酶活性大小可用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量(或單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的生成量)表示,量越大,酶活性越高。對比兩種方案,方案①中酶和底物(淀粉)都沒有在每個(gè)特定的pH條件下處理,干脆讓它們混合,這樣會導(dǎo)致每個(gè)試驗(yàn)組在沒有達(dá)到設(shè)定的pH時(shí)酶就起先催化底物了,導(dǎo)致得到的試驗(yàn)結(jié)果不肯定是在所設(shè)定pH條件下的試驗(yàn)結(jié)果,所以選擇方案②更牢靠。B組實(shí)力提升1.如圖為固定化酶的反應(yīng)柱示意圖,其中①為反應(yīng)柱,②為固定化酶,③為分布著小孔的篩板,請據(jù)圖回答:(1)關(guān)于固定化酶中用到的反應(yīng)柱,理解正確的是()A.反應(yīng)物和酶均可自由通過反應(yīng)柱B.反應(yīng)物和酶均不能通過反應(yīng)柱C.反應(yīng)物能通過,酶不能通過D.反應(yīng)物不能通過,酶能通過(2)與一般酶制劑相比,固定化酶的突出優(yōu)點(diǎn)是,固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是。

(3)③的作用是。

(4)制作固定化葡萄糖異構(gòu)酶所用的方法有(至少兩種)。

答案(1)C(2)既能與反應(yīng)物接觸,又能與產(chǎn)物分別,能被反復(fù)利用成本更低,操作更簡單(3)使酶顆粒無法通過,反應(yīng)液能自由通過(4)吸附法、交聯(lián)法、包埋法等(答出兩種即可)解析與一般酶制劑相比,固定化酶不僅能與反應(yīng)物充分接觸,還能與產(chǎn)物分別,并且可以反復(fù)利用。但是與固定化細(xì)胞相比,固定化酶不能催化一系列的化學(xué)反應(yīng),并且固定化細(xì)胞成本更低,操作更簡單。運(yùn)用固定化酶技術(shù)往往利用一個(gè)反應(yīng)柱,反應(yīng)柱下端有一個(gè)分布著小孔的篩板,載體顆粒無法通過,而反應(yīng)液卻可以自由出入。而固定化酶就被固定在載體顆粒中。2.草莓汁酸甜適口,深受大眾寵愛,加工草莓汁時(shí),草莓中的果膠易導(dǎo)致果汁渾濁,影響品質(zhì)。為探究制作果汁的最佳條件,探討人員進(jìn)行了試驗(yàn),結(jié)果如下表所示。組別果膠酶用量(mL/kg)pH溫度(℃)草莓汁透光率(%)10.0252.53524.5520.0354.53596.4730.0352.54522.7040.0453.53596.4750.0452.55513.12請回答:(1)草莓細(xì)胞中,去掉果膠,會使植物組織變得松散,這是因?yàn)楣z具有的作用。果膠酶通過作用促進(jìn)果膠的水解反應(yīng),使草莓細(xì)胞彼此簡單分開。

(2)生產(chǎn)過程中,既可獲得澄清度高的草莓汁,又可削減酶的用量,降低成本的條件組合是第組。為測定該組條件下處理后的草莓汁中是否還有果膠,可取肯定量的草莓汁與等量的混合。

(3)果膠酶可從某些微生物如中提取,為提高生產(chǎn)效率,可將此酶固定在相宜介質(zhì)上制成。

(4)在合適條件下,將果膠酶與海藻酸鈉混合后,滴加到肯定濃度的鈣離子溶液中,使液滴形成凝膠固體小球。該過程是對酶進(jìn)行。

A.吸附B.包埋C.裝柱D.洗滌答案(1)將植物細(xì)胞粘合在一起催化(2)295%乙醇(3)黑曲霉(或蘋果青霉)固定化酶(4)B解析依據(jù)表格分析,該試驗(yàn)的自變量有果膠酶用量、pH、溫度,因變量是草莓汁透光率。草莓汁透光率越高,說明果膠酶分解程度越高,因此表格中2、4組酶的酶的用量與pH組合最佳,且說明35℃比較相宜。(1)植物細(xì)胞壁的成分主要為纖維素和果膠,果膠具有將植物細(xì)胞粘合在一起的作用;依據(jù)酶的專一性,果膠酶通過催化作用促進(jìn)果膠的水解反應(yīng),使草莓汁澄清。(2)分析表格可知,草莓汁透光率越高,果膠分解得越充分,表格中組別2和組別4草莓汁的澄清度最高,而組別2的酶用量少,可以降低成本;為測定該組條件下處理后的草莓汁中是否還有果膠,可取肯定量的草莓汁與等量的95%乙醇混合。(3)果膠酶可從某些微生物如黑曲霉(或蘋果青霉)中提取,為提高生產(chǎn)效率,可將此酶固定在相宜介質(zhì)上制成固定化酶。(4)固定化酶和固定化細(xì)胞的方法主要有包埋法、物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法。題干所述方法是將提純的果膠酶與海藻酸鈉混合后,滴加到肯定濃度的鈣離子溶液中,使液滴形成凝膠固體小球,所以該過程屬于包埋法。3.耐高溫淀粉酶在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中有很大的好用性。如圖表示從熱泉的嗜熱菌樣品中進(jìn)行篩選分別菌種,經(jīng)過耐高溫淀粉酶的提純和固定化后,用于工業(yè)化生產(chǎn)的過程。請回答:(1)①過程進(jìn)行的操作為,②過程實(shí)施的是分別法:可依據(jù)Ⅰ號培育基上的大小,來確定需擴(kuò)大培育的目標(biāo)菌種。

(2)Ⅰ號培育基中除了加入淀粉外,還需加入另一種重要的養(yǎng)分成分是(A.瓊脂B.葡萄糖C.硝酸銨D.碳酸氫鈉),并放在高溫條件下培育。

(3)將適量經(jīng)提純的耐高溫淀粉酶通過法固定在石英砂上,形成固定化酶柱,此后用肯定濃度的淀粉溶液進(jìn)行過柱試驗(yàn),可往流出液中滴加溶液檢測酶的催化效果,但結(jié)果發(fā)覺流出液顯藍(lán)色,請分析在上述操作中存在的可能緣由是(至少寫出兩點(diǎn))。

答案(1)稀釋涂布菌落四周透亮圈(2)C(3)吸附KI-I2要取反應(yīng)一段時(shí)間后的流出液進(jìn)行顯色反應(yīng);液體過柱的流速過快等解析(1)圖示代表菌種的稀釋、分別和擴(kuò)大培育等過程;Ⅰ號培基上的菌種分別是涂布分別的結(jié)果,Ⅱ號培育基上的菌種分別是劃線分別的結(jié)果,目標(biāo)菌種應(yīng)選擇菌落四周透亮圈較大的。(2)Ⅰ號培育基的目的是篩選到目標(biāo)菌種,故為選擇培育基;除淀粉作為碳源外,還應(yīng)滿意氮源的須要,選項(xiàng)C為無機(jī)氮源,能滿意須要。(3)石英砂具有較強(qiáng)的吸附性,用其進(jìn)行的固定化方法為吸附法;過柱后流出液中的淀粉是否完全分解為糊精,可通過加入KI-I2溶液進(jìn)行檢測;分析流出液中仍存在淀粉的可能緣由,要求熟識教材試驗(yàn)的操作流程,分別從洗柱、過柱、調(diào)速、檢測等環(huán)節(jié)找尋可能的緣由。4.某校生物愛好小組為探究不同濃度果膠酶對蘋果勻漿出汁率的影響,進(jìn)行了如下試驗(yàn)。試驗(yàn)步驟:①制備蘋果勻漿:將蘋果洗凈,切成小塊,用榨汁機(jī)打碎成蘋果勻漿。加熱蘋果勻漿到100℃,再冷卻至50℃左右。②配制不同濃度的酶液:取5支10mL的試管,依次編號為2~6號。分別加入不同量的質(zhì)量濃度為10g/mL的果膠酶溶液,再分別