资源描述
第3讲 酶的应用
2021备考、最新考纲
1．酶在食品制造和洗涤等方面的应用。 2.制备和应用固相化酶。
考点1 果胶酶在果汁生产中的应用(5年1考)
(2009江苏卷)
1．果胶酶的组成和作用
(1)组成：多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。
(2)作用：分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层。
(3)影响酶活性的因素：温度、pH、酶的抑制剂等条件。
(4)果胶酶的应用
①水果加工业：水果中的果胶经果胶酶水解后，可降低果汁的黏度，有助于压榨；在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到澄清作用，还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀；果胶酶可用于橘子脱囊衣，制造果粉和低糖果冻。
②饲料工业：果胶酶与纤维素酶、半纤维素酶等协作，可降解植物细胞壁中果胶和纤维素，促使淀粉、脂质、维生素和蛋白质等释放出来，从而提高了饲料的养分价值；果胶酶可降低饲料的黏度，促进饲料在动物消化道内的消化吸取。
2．探究果胶酶活性最适条件的试验
(1)酶的活性
(2)试验原理
①果胶酶活性受温度和pH的影响，处于最适温度或pH时，活性最高。
②果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶活性大小呈正相关。
(3)试验流程
(4)试验结果：温度和pH在很大程度上对酶的空间结构会产生影响，过高或过低都会影响酶活性。
3．探究果胶酶的最适用量
(1)试验流程
37__℃加热―→将果胶酶溶液与苹果泥混合―→恒温水浴中反应20 min左右―→过滤果汁，测量果汁量并记录
(2)试验分析
①若随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足。
②当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤的果汁体积不再转变，说明酶的用量已经足够，那么这个值为酶的最适值(如下图所示M为最适用量)。
特殊提示 (1)酶活性不等同于酶促反应速度同等条件下的酶促反应速度的快慢可以表示酶活性的凹凸，但酶活性与酶促反应速度仍旧是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相同，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响反应速度，但不能影响酶的活性。
(2)在苹果泥和果胶酶混合之前，肯定要保证底物和酶达到所要求的温度或pH条件，以避开混合后条件的变化，确保试验结果的牢靠性。
(3)探究×××酶的最适条件(温度、pH)及最适用量时都需设置一系列浓度梯度，且不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间构成了相互对比，通过相互对比可确定果胶酶的最适温度或最适pH。
果胶酶探究试验的拓展应用
(经典高考)酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶液对细胞壁成分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛(以植物为食)消化腺中提取；果胶酶、纤维素酶从微生物中提取。为了争辩不同酶液的酶解效果，某试验小组取无菌烟草幼叶，切成相同大小的小片，等量放入6支试管中，试剂用量和试验结果列于下表。请回答有关问题。
试管编号
项目
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
蒸馏水/mL
2
0
1
1
1
1
缓冲水/mL
0
2
1
0.5
0.5
0.5
果胶酶液/mL
0
0
0
0.5
0
0
蜗牛酶液/mL
0
0
0
0
0.5
0
纤维素酶液/mL
0
0
0
0
0
0.5
试验结果
(绿色深浅程度)
－
－
－
＋＋＋
＋＋＋＋
＋＋
(注：“＋”越多表示绿色越深，“－”表示颜色无显著变化)
(1)试验过程中，需要轻摇试管，其目的是________________，使原生质体从叶小片中游离出来，以便观看悬浮液绿色的深浅。
(2)从绿色的深浅可推想：蜗牛酶液酶解效果最好，缘由是蜗牛酶液含有________________等多种酶。该试验中________是空白对比组，其设置意义是_________________________________________________________________。
(3)用网筛过滤原生质体到离心管内，离心后收集沉淀物，并用________洗涤。
(4)原生质体是否符合要求还需要进行检验，其检验的方法是________________。
解析 (1)底物与酶接触的越充分，反应速率越大，从而可提高酶解效果。(2)植物细胞壁的成分为纤维素和果胶，蜗牛酶液酶解效果最好，则其必含纤维素酶和果胶酶。空白对比试验中，没有试验处理的为对比组。此试验中无酶处理的为对比组，目的是为了排解无关变量对试验的干扰。(3)离心管内的沉淀物为原生质体，为防止洗涤时被破坏，可用等渗溶液洗涤。(4)原生质体是否获得成功，即看植物细胞的细胞壁是否被去净。可以通过低渗涨破法，把获得的材料放到低渗溶液中，检测材料是否吸水涨破。
答案 (1)为了使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果 (2)果胶酶和纤维素酶 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 排解无关变量的干扰 (3)等渗溶液 (4)低渗涨破法
归纳总结
1．果胶酶与纤维素酶的比较
种类
组成
作用
果胶酶
多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等
催化水解果胶成为可溶性半乳糖醛酸
纤维素酶
C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酶
纤维素纤维二糖葡萄糖
2.探究影响果汁产量的因素
(1)探究温度对酶活性的影响时，可以选用10 ℃作为温度梯度，设置的具体温度为10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等，也可以依据酶的特点，尝试以5 ℃作为温度梯度。
(2)探究pH对酶活性的影响时，只需将温度梯度改成pH梯度，并在该酶的最适温度下进行。反应液中的pH可以用质量分数为0.1%的氢氧化钠溶液或盐酸进行调整。
(3)探究酶的用量是建立在探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的。此时，争辩的变量是酶的用量，其他因素都应保持相同。试验时可以配制不同浓度的酶溶液，也可以只配制一种浓度的酶溶液，然后使用不同的体积。需要留意的是，反应液的pH和温度必需相同，否则将影响试验结果的精确 性。
[对点强化]
(2021·临沂一模)下图为某工厂设计的芦柑加工工艺流程，请分析回答：
(1)为提高出汁率，过程②可使用________酶处理，该酶是一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、________酶，为提高该酶的利用率常接受________技术；过程③经常接种的菌种是________，并且需要严格把握氧分压。
(2)芦柑果皮可用来提取香精油，过程④最好接受的方法是________法。为提高出油率，材料需经过石灰水________处理，然后漂洗。
(3)现获得一株无子突变芦柑，争辩人员要在较短时间内获得大量突变植株，最好接受________的方法，该过程中需要对外植体进行________处理。在上述过程中，所用到的培育基及器材都需要严格灭菌，工作台需要用________擦拭。培育基中除基本养分成分之外，还需要添加________。
答案 (1)果胶 果胶分解酶和果胶酯 固定化酶 酵母菌 (2)压榨 浸泡 (3)植物组织培育 消毒 (4)70%的酒精 植物激素
考点2 探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果(5年4考)
(2022江苏卷、2011江苏、2009广东、江苏)
1．梳理加酶洗衣粉的去污机理
种类
洗涤原理
洗涤的物质种类
蛋白酶
蛋白质小分子的肽＋氨基酸
血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢
脂肪酶
脂肪甘油＋脂肪酸
食品的油渍、人体皮脂、口红
淀粉酶
淀粉麦芽糖＋葡萄糖
来自面条、巧克力等的污垢
纤维素酶
使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果
棉纺织品的表面浮毛
2.探究不同类型加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)试验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。
(2)试验变量
①自变量：加酶洗衣粉。
②无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。
(3)试验步骤
步 骤
烧杯编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
注入自来水/mL
500
500
500
加入物质(等量)
奶渍布
奶渍布
奶渍布
把握水温/℃
37
37
37
加入洗衣粉(等量)
蛋白酶洗衣粉
复合酶洗衣粉
脂肪酶洗衣粉
用玻璃棒搅拌/min
5
5
5
观看试验现象
颜色浅
已消逝
颜色浅
特殊提示 (1)与一般洗衣粉相比，加酶洗衣粉洗涤效果更好，又由于不含磷元素，酶制剂进入无机环境中后可以被微生物分解，因此不会对环境造成污染。
(2)一般来说，丝绸类的衣物不行以使用加酶洗衣粉洗涤，是由于蛋白酶会水解蛋白质类的丝绸。
(3)酶的催化作用需要适宜的温度，用温水浸泡衣物可以缩短衣物的浸泡时间，加快洗涤。
(4)人体皮肤细胞有蛋白质，如不彻底清洗双手，就会使手的皮肤受到腐蚀，而使人患过敏性皮炎、湿疹等。因此，应避开与这类洗衣粉长时间地接触。
(5)加酶洗衣粉的酶制剂不含肽酶，由于肽本身易溶于水。
加酶洗衣粉与一般洗衣粉洗涤效果的
探究试验
(经典高考)为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组试验。甲、乙两组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他试验条件均相同，下表为试验记录。请回答下列问题。
水温/℃
10
20
30
40
50
组别
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
清除血渍
时间/min
67
66
88
52
51
83
36
34
77
11
12
68
9
11
67
清除油渍时间/min
93
78
95
87
63
91
82
46
85
75
27
77
69
8
68
(1)提高洗衣粉去污力量的方法有________，甲组在洗衣粉中加入了________，乙组在洗衣粉中加入了________。
(2)甲、乙两组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有_______________ _____________________________________________。
(3)假如甲、乙和丙3组均在水温为80 ℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由： ___________________________________。
(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶快速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
解析 本题考查酶的相关学问。通过表格比较简洁得出：在10～50 ℃范围内，随着温度的上升，酶的去污力量增加；加入酶的洗衣粉去污力量比未加酶的强。血渍中主要成分是蛋白质，油渍中主要成分是脂肪。依据甲、乙两组去除血渍和油渍的力量比较，能够得出甲组加入了蛋白酶，乙组加入了蛋白酶和脂肪酶。甲、乙两组洗涤效果的差异，说明酶具有专一性。酶在高温条件下会变性失活，水温为80 ℃时酶失活，因而3组试验效果没有差别。酶的固定化技术是要把酶固定在不溶于水的载体上，且固定化酶具有重复利用的特点。
答案 (1)加酶和适当提高温度 蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶
(2)专一性 (3)没有差异，由于高温使酶失活
(4)未运用酶的固定化技术，由于酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用
规律总结
1．变量的分析和把握
影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量和种类，衣物的材料、大小及浸泡时间和洗涤时间等。
在探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件试验中，水温是要争辩的对象，试验自变量是水温；在探究加酶洗衣粉与一般洗衣粉洗涤效果的试验中，试验自变量为洗衣粉的种类；在探究不同种类的加酶洗衣粉洗涤效果的试验中，试验自变量为加酶洗衣粉的种类。在设计试验时，应遵循单一变量原则和对比原则等。
2．洗涤方式和材料的选择
(1)接受全自动洗衣机比较好，并且应当尽量使用同一型号小容量的洗衣机，使其机械搅拌作用相同。
(2)洗涤材料的选择也有一些讲究。选用布料作为试验材料比较可行。在设置对比试验时，可以把握布料的大小、颜色及污物的量，使其相同；同时，也便于洗涤效果的比较。
3．水量、水质和洗衣粉用量的问题
(1)水量和布料的大小是成正比的。做试验用的布料不宜过大，水量不宜过多，但应当让布料充分浸泡在水中。
(2)其他相关问题简述如下：试验中可以用滴管把握污物的量，待污物干燥后再进行试验；布料应放在洗衣粉溶液中浸泡相同的时间；接受玻棒搅拌的方式模拟洗衣过程；模拟搅拌的时间、次数和力气应基本相同。
[对点强化]
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题。
(1)由下图推知，该试验的目的是______________________________________。
50 ℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量约是________%。
(2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和一般洗衣粉洗涤效果的试验记录，请据表回答问题：
脸盆编号
洗涤物(等量)
洗涤温度/℃
洗衣粉(等量)
水量/L
洗净所需时间/min
1
油污布
45
加酶
2
4
2
油污布
45
一般
2
7
3
油污布
5
加酶
2
9
4
油污布
5
一般
2
8
①该试验设计体现了________________原则。
②若1号试验组洗净油污布所需时间接近7 min，最可能的缘由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有________。
①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品
(4)依据以上试验结果，请写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施：________________________________________________________________。
解析 (1)由题图可知，试验中存在两个变量：温度与碱性蛋白酶含量，即试验探究的是温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响。在50 ℃时，洗衣粉的去污力在碱性蛋白酶含量为0.6%时达到最大。(2)由表中数据可知，1、3号为试验组，2、4号为对比组，1、2号与3、4号中只有是否加酶一个变量，因此该试验设计体现了对比原则和单一变量原则。若1号试验组洗净油污布所需时间接近7 min，最可能的缘由是酶已经失活。(3)蛋白酶可分解蛋白质，故毛织品、蚕丝织品等以蛋白质为主要成分的衣料不能用含蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤。(4)用温水浸泡(提高酶的活性)，延长浸泡时间(增加酶的催化时间)，增加酶的用量等都可以提高加酶洗衣粉的洗涤效果。
答案 (1)探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响 0.6
(2)①对比、单一变量 ②酶失活 (3)②④
(4)用温水浸泡；延长浸泡时间；增加洗衣粉的用量等(写出两项合理答案即可)
考点3 酵母细胞的固定化(必考点5年6考)
(2021江苏，2022江苏、上海卷、2011江苏卷、2010江苏卷、浙江理综)
1．固定化酶
(1)概念：固定化酶是指通过物理或化学的方法，将水溶性酶与非水溶性的载体结合，使酶固定在载体上，并在肯定的空间范围内进行反应的酶。
(2)固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产
①反应机理：葡萄糖果糖。
②固定化酶反应柱：将酶固定在一种颗粒状载体上，再将这些酶颗粒装到柱内，柱子底端装上分布着很多小孔的筛板，酶颗粒无法通过小孔，而反应溶液却能自由出入。
③生产过程：将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱下端流出。
④反应柱的优点：能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。
2．固定化细胞技术
固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在肯定空间内的技术。
3．固定化细胞技术常用的方法
名称
原理
图示
包埋法
将酶或细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中
化学结合法
利用共价键、离子键将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上
物理吸附法
通过物理吸附作用，把酶或细胞固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃和离子交换树脂等载体上
一般来说，酶更适合接受化学结合法和物理吸附法固定化，细胞多接受包埋法固定化。
4．酵母细胞的固定化及发酵程序
留意问题
(1)海藻酸钠溶液的浓度对包埋酵母细胞数量的影响
①海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠。
②浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。
(2)海藻酸钠溶液配制留意事项
①海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热，避开海藻酸钠发生焦糊。
②将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避开高温杀死酵母细胞。
③固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。
固定化酶和固定化细胞的理解考查
1．(2021·江苏单科，6)下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是( )。
A．可用包埋法制备固定化酵母细胞
B．反应产物对固定化酶的活性没有影响
C．葡萄糖异构酶固定前后专一性不同
D．固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应
解析 酵母细胞体积较大，不会从包埋材料中漏出，A项正确；反应产物的积累会影响酶与底物分子的结合，进而降低酶的活性，B项错误；葡萄糖异构酶被固定前后的专一性相同，都只能将葡萄糖转化为果糖，C项错误；固定化细胞保留了细胞内原有的多酶系统，利于多步催化的连续反应，并非可以催化各种不同的反应底物，D项错误。
答案 A
固定化技术在果汁生产中的应用
2．(2010·浙江自选，17)某同学进行苹果汁制作试验，工艺如下图所示：
(1)图中用KMnO4速溶液浸泡苹果的目的是________________。黑曲霉提取液中含有的________可水解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过________方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去________________。
(2)试验中，操作流程A和B的先后挨次为________。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调整阀是________。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还含有果胶，可取肯定量的果汁与等量的________混合，假如消灭________现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调________。
(3)试验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作试验，说明固定化酶可被________使用。
答案 (1)消毒 果胶酶 吸附 未被固定的酶等
(2)A、B 阀1 乙醇 浑浊(沉淀) 慢 (3)重复
归纳总结
直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
直接使用酶
固定化酶
固定化细胞
制作方法
化学结合法固定化、物理吸附法固定化
包埋法固定化
是否需要养分物质
否
否
是
催化反应
单一或多种
单一
一系列(或多种)
反应底物
各种物质(大分子、小分子)
各种物质(大分子、小分子)
小分子物质
缺点
①对环境条件格外敏感，易失活；②难回收，成本高，影响产品质量
不利于催化一系列酶促反应
反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降
优点
催化效率高、耗能低、低污染
①既能与反应物接触，又能与产物分别；②可以重复利用
成本低、操作简洁
1．(2022·江苏卷，17)下列关于酶和固定化酵母细胞的争辩与应用的叙述，错误的是 ( )。
A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小
B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药
C．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用
D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌
解析 酶的固定方式有包埋法、化学结合法和物理吸附法，物理吸附的过程是利用吸附剂本身的表面张力，从而对四周的分子产生吸附，与化学结合法相比，不会使吸附物质的性质发生转变，所以吸附法对酶活性影响较小，A项正确；消化酶在人体消化道内发挥作用，蛋白酶制剂一般在最外面加上糖衣后通过口服方式给药，B项说法正确；尿糖试纸是一种将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成的酶试纸，不能反复利用，C项说法错误；制作固定化酵母细胞时，将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗的目的是洗去CaCl2和杂菌，防止凝胶珠硬度过大和杂菌污染，D项说法正确。
答案 C
2．在20世纪50年月，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年月又创造了固定化酶与固定化细胞的技术。
(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是_____________________________。
与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是 ___________________________。
(2)制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是________，使用了下图中方法[ ]________(填出号码与名称)。
(3)制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和________溶液中形成凝胶珠。部分同学试验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要缘由是___________________________________________________________。
解析 将酶固定化后，可使酶在催化反应之后不随产物流走，可以反复利用；将细胞固定化后，可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定。海藻酸钠一般不能参与化学反应，同时，在高温下简洁溶化，温度降低时又形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌的好材料。图①为化学结合法，图②为物理吸附法，图③为包埋法。凝胶珠是高温下溶化的海藻酸钠与酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸钠浓度过高或制凝胶珠时离液面太近，可能形成片状或长条形，而不是圆形的凝胶珠。
答案 (1)酶既简洁与反应物接触，又简洁与产物分别，固定在载体上的酶能 反复利用 多酶系统(或一系列酶、多种酶) (2)海藻酸钠 ③包埋法
(3)CaCl2 海藻酸钠溶液浓度过高(或针筒口离液面过近，高度不够)
(时间：30分钟)
一、选择题
1．(2022·江苏卷，16)下列关于“探究加酶洗衣粉和一般洗衣粉的洗涤效果”的叙述，合理的是 ( )。
A．先用热水溶解洗衣粉，再将水温调整到最适温度
B．试验的观看指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度
C．相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于一般洗衣粉
D．衣物质地和洗衣粉用量不会影响试验结果
解析 由于温度会影响酶的活性，高温会导致加酶洗衣粉中的酶变性失活，A项错误；本试验的目的是探究两种洗衣粉的洗涤效果，所以观看指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度或达到同样洗涤效果所需时间的长短，B项正确；在适宜的pH下，加酶洗衣粉的洗涤效果高于一般洗衣粉，但pH过高或过低时酶都会变性失活，则两者洗涤效果相像，C项错误；酶具有专一性，加有蛋白酶的洗衣粉不能用于洗涤真丝、羊毛等衣料，适当增加洗衣粉的用量会使洗涤效果增加，D项错误。
答案 B
2．(经典高考)酶在大规模产业化应用中的核心问题是固定化技术，而酶固定化所依据的基本原理在于酶具有 ( )。
A．热稳定性 B．催化高效性
C．催化特异性 D．可反复使用性
解析 固定化酶指通过物理或化学的方法，将水溶性酶与非水溶性载体结合，既能与反应物接触又能与产物分别，与直接使用酶相比，除催化效率高、特异性强外，还可反复使用；酶的热稳定性一般都不强。
答案 D
3．(2011·江苏单科，15)下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是 ( )。
A．酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶
B．透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分别与纯化
C．棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤
D．多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层
解析 利用酶解法和吸水涨破法使细胞解体，用于制备胞内酶；酶的纯化和分别的方法有透析法、离心沉降法和电泳法；纤维素酶能去除棉纺织品表面的浮毛，平整织物表面，故可用添加纤维素酶的洗衣粉洗涤棉织物；多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的最外层，爱护其他酶在胃中不被破坏。
答案 A
4．(2010·江苏单科，25改编)图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述不正确的是 ( )。
A．刚溶化的海藻酸钠应快速与活化的酵母菌混合制备混合液
B．图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
C．图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培育液与酵母菌充分接触
D．图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中
解析 在酵母细胞的固定化过程中，刚溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温才能加入已活化的酵母细胞，否则会影响酵母细胞的活性，A项错误；将海藻酸钠渐渐滴加到配制好的CaCl2溶液中，液滴在CaCl2。溶液中形成凝胶珠，B项正确；在发酵过程中，搅拌的目的是使培育液与酵母细胞更充分地接触，C项正确；将固定好的酵母细胞用蒸馏水冲洗2～3次后，再将葡萄糖溶液转入锥形瓶，加入固定好的酵母细胞，置于适宜条件下发酵，D项正确。
答案 A
5．(2021·北京海淀期末检测，30)下列关于探究果胶酶最适用量的试验的叙述，不正确的是 ( )。
A．各组需加入等量不同浓度的果胶酶溶液
B．要保证各组适宜并相同的pH和温度等条件
C．需要检测不同反应时间条件下的生成物量
D．几组试验之间可形成相互对比，不需单设空白对比
解析 探究果胶酶最适用量的试验中自变量是不同浓度的果胶酶溶液，A项正确；试验中要遵循单一变量原则，把握无关变量处于相同且适宜的状态，如要保证各组适宜并相同的pH和温度，B项正确；需要检测相同反应时间条件下的生成物量，C项错误；不同试验组之间可构成相互对比，D项正确。
答案 C
6．(2021·南京质检)关于固定化酶技术的说法，正确的是 ( )。
A．固定化酶技术就是固定反应物，将酶依附着载体围绕反应物旋转的技术
B．固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应
C．固定化酶中的酶无法重复利用
D．固定化酶是将酶固定在肯定空间内的技术
解析 固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在肯定空间内或将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分别，还可以使酶能够被反复利用，这样既可以降低生产成本，提高产品的质量，还可以削减对环境的污染。由于固定化酶只能固定一种酶，不行能催化一系列的酶促反应。
答案 D
7．(2021·浙江调研)在用果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应实行的措施是 ( )。
A．加大果泥用量
B．加大果胶酶用量
C．进一步提高温度
D．用玻璃棒不时地搅拌反应混合物
解析 用果胶酶处理果泥时，用玻璃棒不时地搅拌反应混合物，能使果胶酶与果泥充分接触，使果胶酶能够充分地催化反应。
答案 D
8．(2021·南昌模拟)下列有关固定化酵母技术的叙述正确的是 ( )。
A．试验中需要先利用蒸馏水消耗酵母细胞中的有机物
B．固定化酵母细胞的常用方法是吸附法，这种方法对酵母细胞活性影响最小
C．试验中使用CaCl2溶液处理的目的是使酵母细胞处于感受态，提高发酵效率
D．若最终凝胶珠的颜色泛白，可能是由于海藻酸钠溶液的浓度偏低
解析 接受包埋法制备固定化酵母细胞的主要步骤：酵母菌的活化(利用蒸馏水使干酵母菌恢复正常生活状态)―→海藻酸钠、CaCl2溶液的配制(在溶解海藻酸钠的过程中使用小火或间断加热，防止溶液焦糊)―→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合(留意冷却海藻酸钠溶液至室温，防止高温破坏酵母菌的活性)―→固定化酵母细胞。试验中CaCl2溶液的作用是使凝胶珠形成稳定的结构。若海藻酸钠溶液的浓度过低，会导致固定的细胞数目较少，观看到的凝胶珠颜色浅。
答案 D
9．(2021·温州五校联考)在“探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果”的试验中，把握变量的方法正确的是 ( )。
A．试验材料的污染程度属于本争辩的无关变量，试验过程中不必考虑
B．若接受手洗法进行去污操作，需尽可能保证各组的洗涤用力程度、时间等基本相同
C．水温属于本争辩的变量，试验过程中必需保证各组试验温度相同且恒定
D．水的用量和布料的大小是成正比的，试验用的布料越大、水量越多试验效果越好
解析 依据试验设计的对比原则和单因子变量原则，水温是本争辩的自变量，要有温度梯度，各组试验温度不能相同，其他的无关变量要保持适宜且相同。该试验用的布料大小、水量要适中，不是布料越大、水量越多试验效果越好。
答案 B
10．(2021·保定调研)回答下列有关酵母菌的问题。
(1)在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌的来源是________________________，
发酵温度一般把握在________。在缺氧、________的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物受到抑制。为了提高果酒品质，可利用________法或________法对菌种进行纯化，然后将纯洁的酵母菌菌种直接加入果汁。
(2)固定酵母细胞时要将干酵母放入________中活化，并将溶化好的________溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的________溶液中，观看凝胶珠的形成。
答案 (1)附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 18～25 ℃ 呈酸性 平板划线 稀释涂布平板 (2)蒸馏水 海藻酸钠 CaCl2
11．(2021·济宁二模)某同学用新颖苹果榨取果汁并制作果酒，其简要流程如下：
(1)试验过程中，该小组同学发觉榨取的果汁格外浑浊，解决的方法是________。
(2)分别酵母菌应使用________培育基，固定化酵母细胞常接受________法，若想使这些醉母细胞能反复使用，试验过程中肯定要留意_____________。
(3)在酸性条件下，可用________来检测发酵产物中是否有酒精产生。若想进一步检测所得果酒中酵母菌的密度，可接受________法。
(4)发酵完成后，该班同学制作的果酒品质格外好，为便利后续班级使用，可将菌液________保存。
(5)另一个班的同学用葡萄制作的果酒酒味醇正，放置一段时间后，发觉果酒带有明显的酸味，请分析消灭酸性的缘由： ________________________。
答案 (1)用果胶酶处理 (2)选择 包埋 无菌条件(避开微生物的污染)
(3)重铬酸钾 稀释涂布平板 (4)与甘油充分混匀后放在－20 ℃的冷冻箱中 (5)密封不严，其他微生物进行有氧呼吸，将乙醇转变成醋酸
12．(2021·南京调研)某生物试验小组进行了固定化酵母细胞的制备，并进行了游离酵母和固定化酵母发酵产酒酒精度的比较，结果如表所示。请回答下列问题。
项
目
酒
精
度
/
°
时
间
/d
项目
酒精度
时间d
游离酵母
固定化酵母
0
0
0
2
1.0
2.5
4
2.1
4.2
6
3.2
5.0
8
3.9
5.4
10
4.3
6.0
12
4.6
6.4
(1)制作固定化酵母细胞的试验步骤：酵母细胞的活化―→________―→配制海藻酸钠溶液―→________―→固定化酵母细胞。
(2)影响制作固定化酵母细胞的试验成败的关键是________________。
(3)固定化酵母细胞试验中钙离子的作用是使胶体聚沉，海藻酸钠起________的作用。
(4)该小组将制备的固定化酵母与游离酵母分别放在肯定的条件下发酵，定时记录发酵液的酒精度的变化。
①试验过程中的“在肯定条件下发酵”的条件是________，要求条件相同是为了确保________相同。
②由表格可知，固定化酵母和游离酵母发酵都能产生酒精，但固定化酵母在发酵前期的延迟期时间比游离酵母的要________，并且固定化酵母发酵产生酒精的速度比游离酵母要____________。
答案 (1)配制CaCl2溶液 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 (2)海藻酸钠溶液的配制 (3)包埋酵母细胞(或载体) (4)①适宜的温度、pH等 无关变量 ②短 快
13．(2022·广东理综，29)食品种类多，酸碱度范围广。生物爱好小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：
(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知，________更适宜作为食品添加剂，理由是____________________________。蛋白酶的活力可用________的量来表示。
(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下：
→
沉淀物(粗酶制剂)→测酶活力(单位：U)
爱好小组分别对酶爱护剂浓度、提取液pH进行了探究试验。结果显示，酶爱护剂浓度在0.02～0.06 mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.0～8.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶爱护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计试验结果记录表。
解析 (1)题目中已经供应了信息“食品种类多，酸碱度范围广”，所以选择的食品添加剂应当有较广的酸碱度适应范围，由图可知，木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化，所以可以选作食品添加剂。酶的活力可用单位时间内、单位体积中底物的削减量(或产物的增加量)来表示。(2)由题中信息可知酶爱护剂的适宜浓度范围和提取液pH的适宜范围，故试验的自变量是酶爱护剂的浓度和提取液的pH，需在适宜范围内确定较小的梯度进行试验。试验结果记录表要包含自变量酶爱护剂的浓度和提取液的pH以及因变量底物的削减量(或产物的产生量)。
答案 (1)木瓜蛋白酶 木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化 单位时间内、单位体积中底物削减(或产物增加) (2)课题名称：探究酶爱护剂的浓度和提取液的pH的最佳组合
提取液的pH
底物的削减量
(或产物的产生量)
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
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