2022版高中生物 第3章 生物科學(xué)與工業(yè) 第2節(jié) 酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用學(xué)案 新人教版選修2

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1、2022版高中生物 第3章 生物科學(xué)與工業(yè) 第2節(jié) 酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用學(xué)案 新人教版選修2 [課程目標(biāo)]·導(dǎo)航 1.說出酶家族的概況及酶制劑的生產(chǎn)方法。 2.舉例說明酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。 3.嘗試分析和收集有關(guān)酶的專利文獻(xiàn)資料。 4.認(rèn)同解決現(xiàn)實(shí)生活中的許多問題離不開科學(xué)技術(shù)，以及科學(xué)技術(shù)是一個(gè)不斷發(fā)展的過程。 知識(shí)點(diǎn)1　酶的家族與酶制劑的生產(chǎn) [知識(shí)梳理] 1.酶的種類 (1)根據(jù)存在部位分為：胞內(nèi)酶和胞外酶。 (2)根據(jù)酶催化的反應(yīng)和所起的作用分為：氧化還原酶、水解酶、裂解酶、連接酶、轉(zhuǎn)移酶和異構(gòu)酶六大類。 2.酶的優(yōu)點(diǎn) 比無機(jī)催化劑催化效率高、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)

2、點(diǎn)。 3.酶的生產(chǎn) (1)微生物發(fā)酵生產(chǎn)：大量應(yīng)用的酶都是利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)。 (2)基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)：一些重要的酶是通過基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)。 [活學(xué)活用] 肝臟中的乙醇脫氫酶可催化乙醇氧化為乙醛，從而消除人的乙醇中毒，下列選項(xiàng)中能表示其過程的是(　　) 解析　由題意“乙醇脫氫酶可催化乙醇氧化為乙醛”知乙醇脫氫酶為氧化還原酶；而分析各選項(xiàng)可知B項(xiàng)符合題意。 答案　B [歸納總結(jié)] 酶的分類 知識(shí)點(diǎn)2　酶的固定化技術(shù) [知識(shí)梳理] 固定化酶技術(shù) (1)方法：采用多種辦法將酶固定在一定的載體上，制備成不溶于水的固體顆粒，稱為固定化酶。 (2)固定化酶的

3、優(yōu)點(diǎn)：避免了污染產(chǎn)物，又可以反復(fù)使用，從而有助于實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的連續(xù)化和自動(dòng)化。 [思維激活]　酶與一般無機(jī)催化劑的共性是什么？ 提示：反應(yīng)前后質(zhì)量和性質(zhì)不改變，不改變化學(xué)平衡點(diǎn)。 [活學(xué)活用] 1.固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是(　　) A.有利于增加酶的活性 B.有利于產(chǎn)物的純化 C.有利于提高反應(yīng)速率 D.有利于酶發(fā)揮作用 解析　固定化酶制劑的目的是降低生產(chǎn)成本。一是能夠順利地從發(fā)酵產(chǎn)物中把酶分離出來；二是能夠使酶反復(fù)使用。酶的固定化，對(duì)酶的活性、酶作用的發(fā)揮、反應(yīng)速率的提高，并沒有多少作用。酶的活性、酶作用的發(fā)揮與環(huán)境條件密切相關(guān)，如溫度、pH等。反應(yīng)速率與底物的濃度、溫度、pH等條件有

4、關(guān)系。在底物濃度升高時(shí)，反應(yīng)速率將提高；溫度、pH適宜時(shí)，反應(yīng)速率最快。 答案　B 2.如下圖所示是酶的幾種固定方式示意圖，其所采用的固定方法依次是(　　) A.載體結(jié)合法，交聯(lián)法，包埋法 B.交聯(lián)法，載體結(jié)合法，包埋法 C.包埋法，載體結(jié)合法，交聯(lián)法 D.包埋法，交聯(lián)法，載體結(jié)合法 解析?、兕}圖表示酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里，應(yīng)屬包埋法；②圖表示許多酶分子通過特殊試劑連接起來，呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，應(yīng)屬交聯(lián)法；③圖表示固定在一定的支持物上，可用物理吸附法、離子結(jié)合法和共價(jià)結(jié)合法固定。 答案　D [歸納總結(jié)] 1.直接使用酶和固定化酶催化反應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)比較 類型 優(yōu)點(diǎn) 不足 直接使

5、 用酶 催化效率高，低耗能，低污染等 對(duì)環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中酶很難回收，不能被再次利用，反應(yīng)后酶會(huì)混合在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量 固定 化酶 酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時(shí)，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用 一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物都是通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的 2.酶的固定化方法 (1)常用的制備固定化酶的主要方法有吸附法、交聯(lián)法、包埋法等(如圖所示)。 (2)各種制備固定化酶方法的比較(如下表) 酶的固 定方法 原理 固定載體 優(yōu)點(diǎn) 吸附法 離子鍵作用、物理吸附 纖維素、瓊脂糖等多糖類或多孔玻璃

6、、離子交換樹脂等載體 工藝簡(jiǎn)便且條件溫和，在生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛 交聯(lián)法 酶和多功能試劑之間形成共價(jià)鍵 利用多功能試劑在酶與酶、酶與載體之間進(jìn)行交聯(lián)，從而形成三維的交聯(lián)網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 包埋法 將酶包埋在能固化的載體中 將酶包裹在聚丙烯酰胺凝膠等高分子凝膠中，或包裹在硝酸纖維素等半透性高分子膜中，前者包埋成格子形，后者包埋成微膠囊形 知識(shí)拓展　固定化細(xì)胞技術(shù) 通過各種方法將細(xì)胞與一定的載體結(jié)合，使細(xì)胞仍保持原有的生物活性，這一過程稱為細(xì)胞固定化。固定化細(xì)胞仍能進(jìn)行正常的生長(zhǎng)、繁殖和代謝，可以像游離的細(xì)胞一樣應(yīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)。固定化細(xì)胞技術(shù)免去了破碎細(xì)胞提取酶等步驟，能充分利用細(xì)胞內(nèi)的酶，因而

7、固定化細(xì)胞內(nèi)的酶活性基本沒有改變。由于保留了細(xì)胞內(nèi)原有的多酶系統(tǒng)，這樣對(duì)于催化多步的連續(xù)反應(yīng)優(yōu)勢(shì)就更加明顯。固定化細(xì)胞的方法也有多種，常用的方法(見下表)： 固定方法 載體 吸附法 將動(dòng)物細(xì)胞吸附于容器壁、微載體和中空纖維等載體上；將植物細(xì)胞吸附在泡沫塑料的大孔隙或裂縫之中，也可將植物細(xì)胞吸附在中空纖維的外壁上 包埋法 將細(xì)胞包埋在多孔載體的內(nèi)部，凝膠包埋法是應(yīng)用最廣泛的細(xì)胞固定化方法，適用于各種微生物、動(dòng)物和植物細(xì)胞的固定化。凝膠包埋法所使用的載體主要有瓊脂、海藻酸鈉凝膠、角叉菜膠、明膠等 海藻酸鈉凝膠包埋法制備固定化細(xì)胞的操作簡(jiǎn)便，條件溫和，對(duì)細(xì)胞無毒性。通過改變海藻酸鈉的濃

8、度可以改變凝膠的孔徑，適合于多種細(xì)胞的固定化。用海藻酸鈉凝膠制備的固定化細(xì)胞已用于多種酶的發(fā)酵生產(chǎn)與研究。 知識(shí)點(diǎn)3　酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 [知識(shí)梳理] 1.酶相比無機(jī)催化劑的優(yōu)越性 (1)反應(yīng)能在常溫、常壓和中性pH條件下進(jìn)行，可以節(jié)省大量的能源和設(shè)備投資。 (2)生產(chǎn)過程中不會(huì)造成嚴(yán)重的污染，符合環(huán)境保護(hù)的要求。 (3)生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單，效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本低。 2.應(yīng)用 (1)已成功用于食品工業(yè)，不僅用于食品的直接生產(chǎn)，還用于改進(jìn)工藝、簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程、改善產(chǎn)品的品質(zhì)和風(fēng)味、延長(zhǎng)儲(chǔ)存期、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量等方面。 (2)在輕工業(yè)和化工工業(yè)方面有著廣泛的應(yīng)用。 (3)在

9、醫(yī)藥工業(yè)方面，可利用酶的催化反應(yīng)生產(chǎn)藥物。 [思維激活]　試畫出pH、T(溫度)、底物濃度、酶濃度對(duì)酶活性的影響的曲線圖。 提示： [活學(xué)活用] 現(xiàn)在生產(chǎn)的許多飲料和糖果中的甜味劑不是蔗糖而是高果糖漿，高果糖漿是淀粉通過一系列的催化作用轉(zhuǎn)化而來的，在這一過程中不需要的酶是(　　) A.α-淀粉酶 B.糖化酶 C.葡萄糖異構(gòu)酶 D.纖維素酶 解析　此題中酶的作用不是除去果肉細(xì)胞的細(xì)胞壁，而是將淀粉通過一系列的催化作用轉(zhuǎn)化為高果糖漿。 答案　D [隨堂練習(xí)]·鞏固 1.根據(jù)酶在生物體內(nèi)存在的部位，可分為胞內(nèi)酶和胞外酶，下列酶中屬于胞外酶的是(　　) A.呼吸酶 B.

10、光合酶 C.消化酶 D.解旋酶 解析　胞內(nèi)酶是存活在活細(xì)胞內(nèi)的酶，胞外酶是指分泌到細(xì)胞外的酶，呼吸酶、光合酶、解旋酶都在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮催化作用，消化酶由消化腺分泌到消化道起消化作用。 答案　C 2.在果汁生產(chǎn)中加入果膠酶的目的是(　　) A.分解纖維素 B.增加果汁的營(yíng)養(yǎng)成分 C.增加果汁的黏稠度 D.使榨取果汁變得更容易，并使果汁澄清 答案　D 3.如圖曲線表示的是溫度和果膠酶活性之間的關(guān)系，此曲線不能說明的是(　　) A.在B點(diǎn)之前，果膠酶的活性和溫度成正比；之后，成反比 B.當(dāng)溫度升高到B點(diǎn)時(shí)，果膠酶的活性最高，酶的催化效率最高 C.A點(diǎn)時(shí)，果膠酶的活性很

11、低，但隨著溫度升高，果膠酶的活性可以上升 D.C點(diǎn)時(shí)，果膠酶的活性也很低，當(dāng)溫度降低時(shí)，酶的活性也可以上升 解析　從題圖中可以看出隨著溫度升高，果膠酶的活性在上升，等達(dá)到B點(diǎn)時(shí)，酶的活性達(dá)到最高；隨后，隨著溫度的繼續(xù)上升，酶的活性迅速下降。但是A點(diǎn)和C點(diǎn)相比，雖然酶的活性都很低，但是A點(diǎn)是低溫條件，對(duì)酶的分子結(jié)構(gòu)無影響，所以，隨著溫度的上升，其活性也會(huì)不斷上升，而C點(diǎn)是高溫條件，當(dāng)溫度過高時(shí)，會(huì)破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，使酶的活性發(fā)生不可逆的變化，以后再降溫，也不能改變酶的活性。 答案　D 4.酶的固定化常用的固定方式不包括(　　) A.吸附 B.包埋 C.化學(xué)結(jié)合 D.將酶加工成固體

12、 答案　D 5.下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是(　　) A.固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯 B.固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度和溶解氧 C.利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件 D.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 解析　細(xì)胞內(nèi)含有多種酶，所以固定化細(xì)胞在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯；固定化酶不像普通酶那樣對(duì)環(huán)境要求較高，其耐受性比較好，其活性與溶解氧沒什么關(guān)系；利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，屬于純粹的化學(xué)反應(yīng)，不需要提供營(yíng)養(yǎng)條件，固定化細(xì)胞發(fā)揮作用需要提供營(yíng)養(yǎng)條件；利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類既作

13、為反應(yīng)底物也作為碳源來調(diào)節(jié)酵母菌的代謝方式。 答案　A [課時(shí)作業(yè)]·達(dá)標(biāo) 一、選擇題 1.在生命活動(dòng)中，酶是不可缺少的生物催化劑，以下四種酶的作用部位分別是(　　) ①轉(zhuǎn)氨酶　②解旋酶?、垭拿浮、蹵TP水解酶 A.氨基、氫鍵、肽鍵、高能磷酸鍵 B.氨基、脫氧核苷酸、多肽、ADP C.氨基、氫鍵、羧基、腺苷 D.氫鍵、肽鍵、氨基酸、磷酸基因 解析　根據(jù)各種酶的作用特點(diǎn)，然后再組合即可，具體來說，轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)移氨基，解旋酶使DNA分子的氫鍵斷開，肽酶使多肽變成氨基酸，ATP水解酶使ATP分解為ADP和Pi。 答案　A 2.探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響、pH對(duì)酶活性的影響、果膠酶

14、的用量三個(gè)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(shí)間、酶活性、酶用量 D.溫度、pH、果膠酶用量 解析　首先要明確實(shí)驗(yàn)變量、反應(yīng)變量等基本概念，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)三個(gè)探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)一為探究果膠酶的最適溫度，實(shí)驗(yàn)二為探究果膠酶的最適pH。實(shí)驗(yàn)三為探究果膠酶的最適用量，從而選出正確選項(xiàng)D。 答案　D 3.加酶洗衣粉中含有的常見酶類為(　　) A.蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶 B.蛋白酶、脂肪酶、肽酶、纖維素酶 C.脂肪酶、肽酶、淀粉酶、纖維素酶 D.蛋白酶、淀粉酶、麥芽糖酶、肽酶 答案　A 4.下列關(guān)于固

15、定化酶技術(shù)的說法中，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)在于催化一系列的酶促反應(yīng) C.固定化酶中的酶無法重復(fù)利用 D.固定化酶是將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù) 解析　固定化酶是利用物理或化學(xué)方法將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是酶被定位或限制在一定的空間范圍內(nèi)，可重復(fù)利用，不足之處是無法同時(shí)催化一系列的酶促反應(yīng)。 答案　D 5.常用的包埋法固定化細(xì)胞，需用到不溶于水的多孔性載體。下列不能作載體的是(　　) A.瓊脂糖 B.蔗糖 C.海藻酸鈉 D.明膠 解析　蔗糖不能作為載體使用。 答案　B 6.下列關(guān)

16、于酶工程及其應(yīng)用的敘述中，正確的是(　　) A.酶都提取于動(dòng)植物細(xì)胞 B.酶制劑都能夠重復(fù)利用 C.果汁和果酒能夠用酶制劑澄清 D.酶固定化后稱為酶制劑 解析　酶的生產(chǎn)有提取法、發(fā)酵法和化學(xué)合成法等；酶制劑固定化以后才能被重復(fù)利用；果汁和果酒可用果膠酶來澄清；酶分離提純后加入填充劑和穩(wěn)定劑以后稱為酶制劑。 答案　C 7.某學(xué)生進(jìn)行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果”的課題研究。他的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：①設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，分別使用蛋白酶洗衣粉和復(fù)合酶洗衣粉；②兩組實(shí)驗(yàn)的洗衣粉用量、被洗滌的衣物量、衣物質(zhì)地、污染物性質(zhì)和量、被污染的時(shí)間、洗滌時(shí)間、洗滌方式等全部設(shè)置為相同；③根據(jù)污漬去除程度得

17、出結(jié)果。對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)，正確的是(　　) A.未設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn) B.無關(guān)變量設(shè)置太多 C.沒有自變量 D.因變量不能描述 答案　A 8.下列關(guān)于淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶的說法中，不正確的是(　　) A.淀粉酶、蛋白酶和纖維素酶的化學(xué)本質(zhì)均為蛋白質(zhì) B.淀粉酶生產(chǎn)的歷史長(zhǎng)，用途廣，是工業(yè)生產(chǎn)中最重要的一類酶 C.在植物細(xì)胞雜交中需要應(yīng)用纖維素酶 D.蛋白酶不能水解淀粉酶和纖維素酶 解析　由于淀粉酶、纖維素酶的化學(xué)本質(zhì)均為蛋白質(zhì)，故蛋白酶能夠水解淀粉酶和纖維素酶，因此D項(xiàng)不正確。 答案　D 9.酶工程中酶制劑的生產(chǎn)按順序排列為(　　) ①酶的分離純化?、诿傅墓潭ɑ、勖?/p>

18、的生產(chǎn)?、苊傅奶崛? A.①③②④ B.③②①④ C.③④①② D.④①②③ 解析　酶制劑的生產(chǎn)包括酶的生產(chǎn)、提取、分離純化和固定化等。人們提供必要的條件，利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)酶的過程，叫做酶的生產(chǎn)。微生物發(fā)酵生產(chǎn)的酶種類很多，但是每種酶在培養(yǎng)液中的含量卻很低，因此需要提取。提取液中含有多種酶、細(xì)胞代謝產(chǎn)物和細(xì)胞碎片等，要想獲得所需要的某一種酶，就必須再進(jìn)行酶的分離和純化。為防止反應(yīng)結(jié)束后酶制劑與產(chǎn)物混合在一起，又可以反復(fù)使用酶制劑，可以將酶進(jìn)行固定化。 答案　C 10.下列不屬于固定化酶在利用時(shí)的特點(diǎn)的是(　　) A.有利于酶與產(chǎn)物分離 B.可以被反復(fù)利用 C.能自由出入依

19、附的載體 D.一種固定化酶一般情況下不能催化一系列酶促反應(yīng) 解析　固定化酶是采用包埋法、化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法將酶固定在一定載體上，所以固定化酶不能自由出入依附的載體。 答案　C 11.下列屬于氧化還原酶的是 (　　) ①乙醇脫氫酶?、阽晁崦摎涿浮、鄣矸勖浮、鼙狒然浮、莨缺D(zhuǎn)氨酶?、奁咸烟橇姿岙悩?gòu)酶 A.①③ B.③④ C.⑤⑥ D.①② 解析　脫氫酶屬于氧化還原酶。 答案　D 12.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.

20、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　固定化技術(shù)包括包埋法、物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法(交聯(lián)法)，由于細(xì)胞相對(duì)于酶來說更大，難以被吸附或結(jié)合，因此多采用包埋法，A項(xiàng)正確；某些反應(yīng)產(chǎn)物可能與酶結(jié)合，致使酶的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，從而改變酶的催化活性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；固定化酶實(shí)質(zhì)上是將相應(yīng)酶固定在不溶于水的載體上，實(shí)現(xiàn)酶的反復(fù)利用，并提高酶穩(wěn)定性，而酶的各項(xiàng)特性(如高效性、專一性和作用條件的溫和性)依然保持，C項(xiàng)錯(cuò)誤；固定化細(xì)胞能催化某些特定反應(yīng)底物的一系列反應(yīng)，但不能催化各種底物的一系列反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　A 13.(多選)圖甲表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作，圖乙是利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒

21、精發(fā)酵的示意圖，下列敘述正確的是(　　) A.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 B.圖甲中X溶液為CaCl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠 C.圖乙發(fā)酵過程中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸 D.圖甲中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖乙裝置中 解析　剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c溫度很高，迅速與活化的酵母菌混合直接就把酵母菌燙死了，無法再進(jìn)行酒精發(fā)酵。溶化的海藻酸鈉應(yīng)冷卻至室溫后與活化的酵母菌混合，A項(xiàng)錯(cuò)誤。海藻酸鈉與酵母菌混合液應(yīng)滴入CaCl2溶液中，以制備凝膠珠；凝膠珠用蒸餾水沖洗2～3次后，再轉(zhuǎn)移到發(fā)酵裝置中；攪拌可使酵母菌與培養(yǎng)液充分接觸，有利于發(fā)酵的順利

22、進(jìn)行，故B、C、D項(xiàng)正確。 答案　BCD 二、非選擇題 14.下面是制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟：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。 請(qǐng)回答： (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)。活化前應(yīng)選擇足夠大的容器，因?yàn)榻湍讣?xì)胞活化時(shí)________。固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用________法，而固定化酶常用________和________法。 (2)影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是________。海藻酸鈉溶化過程的注意事項(xiàng)是________。如果海藻酸鈉濃度

23、過低，形成的凝膠珠包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目________。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明________。 (3)該實(shí)驗(yàn)中CaCl2溶液的作用是______________________。 解析　(1)在缺水時(shí)，微生物通常處于休眠狀態(tài)，活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常狀態(tài)。因?yàn)榻湍讣?xì)胞活化時(shí)體積增大，故活化前應(yīng)選擇足夠大的容器。固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法，而固定化酶常用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。(2)配制海藻酸鈉溶液是影 響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟，配制過程中要小火加熱并不斷攪拌，以免焦糊。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)目較少。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓

24、形，說明海藻酸鈉濃度偏高，制作失敗。(3)該實(shí)驗(yàn)中CaCl2溶液的作用是使海藻酸鈉膠體發(fā)生聚沉，形成凝膠珠。 答案　(1)缺水　正?！◇w積會(huì)增大(增多)　包埋　化學(xué)結(jié)合法　物理吸附　(2)配制海藻酸鈉溶液　小火加熱(小火間斷加熱)并不斷攪拌　較少　(海藻酸鈉濃度偏高)制作失敗　(3)使膠體聚沉(或形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)) 15.某果酒廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)沉淀，造成產(chǎn)品滯銷。已知造成沉淀的物質(zhì)是蛋白質(zhì)，該酒廠提出了兩種解決方案：①在酒中加入少量蛋白酶；②在酒中加入少量氨基酸氧化酶。 (1)________方案合理，原因是___________________________。 (2)__

25、______方案不合理，原因是_________________________。 解析　這是一道聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的試題。要解決酒渾濁的問題，就要使沉淀物分解。已知沉淀物是蛋白質(zhì)，就應(yīng)在酒中加入少量蛋白酶，使蛋白質(zhì)分解，消除沉淀。氨基酸氧化酶不能催化蛋白質(zhì)分解，反而催化氨基酸分解，不能達(dá)到目的。 答案　(1)①　蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，既能消除沉淀，又保存了營(yíng)養(yǎng)成分　(2)②　氨基酸氧化酶不能水解蛋白質(zhì)，不能消除沉淀，還會(huì)分解營(yíng)養(yǎng)成分氨基酸 16.下圖是酶工程基本過程圖解。請(qǐng)回答下列問題。 (1)用于治療消化不良的淀粉酶，需要經(jīng)過________步驟達(dá)到使用目的(用圖中字母填寫)。 (2

26、)A過程來源有________、________、________三種途徑。C過程常用的方法有________、________、________等。E過程中常見的幾種固定方式為________、________、________等。 (3)H過程依據(jù)的主要原理是_________________________ __________________________________________________。 答案　(1)ABCDF　(2)植物　動(dòng)物　微生物　蒸餾　萃取　離子交換　吸附　連接　包埋　(3)根據(jù)酶催化某種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使某種物質(zhì)減少或生成產(chǎn)物增多來進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)工

27、具如尿糖試紙、多酚氧化酶?jìng)鞲衅鞯? 17.加酶洗衣粉是人們生活中所必需的，但如何使用加酶洗衣粉，尤其是水溫多少才算合適，卻不為人們所熟知。多數(shù)人認(rèn)為用得越多，衣服洗得越干凈、越快；有人看到洗衣粉袋上標(biāo)有“冷水洗衣粉”的字樣，便用冷水洗衣服，卻洗不干凈；還有人無論什么污漬都用一種加酶洗衣粉，結(jié)果無法去除污漬。下面我們就對(duì)加酶洗衣粉的最適溫度進(jìn)行探究。 實(shí)驗(yàn)原理：略。 實(shí)驗(yàn)器材：燒杯(500 mL)、溫度計(jì)、天平、加酶洗衣粉、植物油、藍(lán)墨水、牛奶、玻璃棒、秒表、布料和水浴鍋等。 實(shí)驗(yàn)過程： ①用天平稱取加酶洗衣粉若干份，每份5 g； ②分別用植物油、藍(lán)墨水、牛奶處理同種棉布料各若干份(污

28、漬大小以滴管滴數(shù)為準(zhǔn))； ③__________________________________________________ __________________________________________________； ④__________________________________________________ __________________________________________________； ⑤水浴鍋中的水溫依次為0 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃。在不同水溫下再重復(fù)步驟③④，分別記錄除去污漬所需

29、要的時(shí)間。 結(jié)果如下表： 不同溫度下除去不同污漬所需要的時(shí)間(s) 水溫/℃ 0 20 30 40 50 60 70 80 植物油 48 39 30 20 11 13 17 20 藍(lán)墨水 93 86 80 72 67 68 81 105 牛奶 48 43 28 12 4 7 12 17 (1)請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論：_____________________ __________________________________________________。 (2)原因：___________________

30、_________________________ __________________________________________________。 (3)從以上實(shí)驗(yàn)可得出酶具有____________和____________的特點(diǎn)。 解析　洗衣粉中酶制劑的種類、污漬的類型、浸泡時(shí)間、洗滌時(shí)間、水溫等都會(huì)影響洗滌效果。同時(shí)還考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則：?jiǎn)我蛔兞吭瓌t和對(duì)照性原則。 答案?、墼谌齻€(gè)編號(hào)為甲、乙、丙的燒杯中分別注入200 mL水和一份稱量好的加酶洗衣粉，放入0℃水浴鍋中并攪拌 ④將三塊分別用植物油、藍(lán)墨水、牛奶處理過的同種布料各一份分別同時(shí)放入上述燒杯中，用玻璃棒攪拌，并用秒表記錄除去污漬的時(shí)間 (1)加酶洗衣粉必須在適宜溫度下，即50 ℃時(shí)才會(huì)達(dá)到最佳洗滌效果，在此溫度下，對(duì)奶漬的洗滌效果最好，然后是油漬，對(duì)藍(lán)墨水的洗滌效果最差 (2)奶漬的主要成分是蛋白質(zhì)和脂肪，油漬的主要成分是脂肪，藍(lán)墨水的主要成分是膠體，而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶 (3)高效性　專一性第