酶的研究与应用

第34讲酶的研究与应用

A组基础题组

考点一酶在果汁生产、洗涤方面的应用

1.果胶酶能分解果胶等物质,澄清果蔬饮料,在食品加工业中有着广泛的应用。某兴趣小组的同学对三种不同品牌的果胶酶制剂(制剂中果胶酶浓度相同)进行了探究,其实验设计及实验结果如下表所示。

注:“+”越多表示果汁越浑浊。

(1)表中X所代表的数值应为,Y的果汁浑浊程度应表示为(用若干个“+”表示)。

(2)除了观察果汁浑浊程度外,还可以通过检测的变化量来判断不同品牌果胶酶制剂的效果。若使用该方法,相关物质变化量最大的是组。

(3)微生物是生产果胶酶的优良生物资源。分离和筛选能产生果胶酶的微生物,使用的培养基应以

为唯一碳源;如需进一步纯化果胶酶,可根据果胶酶分子的(至少写出两点)等特性进行分离提纯。由于果胶酶的活性容易受到外界环境因素的干扰,所以应利用技术减少影响从而保护酶的活性。

2.(2016江苏盐城阜宁中学期末,32)某同学用含有不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如下实验。

请回答以下问题:

(1)该实验的目的是探究。该实验还应控制的无关变量有。该实验中分别构成两组对照实验。

(2)该同学在实验过程中可通过观察来判断酶的催化效率。

(3)蛋白酶洗衣粉的去污原理是。

(4)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉,有利于生态环境保护,这是因为。

(5)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质层层包裹的,遇水后包裹层很快溶解,释放出来的酶迅速发挥催化作用,请说明这是否应用了酶的固定化技术及其理由是。

考点二固定化酶与固定化细胞

3.东北农业大学科研人员利用双重固定法,即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接),海藻酸钠作为包埋

剂来固定小麦酯酶,研究固定化酶的性质,并对其最佳固定条件进行了探究。如图显示的是部分研究结果(注:酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率,包括酶活性和酶的数量),请分析回答下列问题:

(1)下列所示的酶固定化技术中属于包埋法的是。

(2)从对温度变化的适应性和应用范围的角度分析,图甲所示结果可以得出的结论是对温度变

化的适应性更强且应用范围更广。

(3)图乙曲线表明浓度为的海藻酸钠溶液包埋效果最好,当海藻酸钠溶液浓度较低时,酶活力低的原因是。

(4)固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋,而是用戊二醛作交联剂,这是因

为。

4.(2016江苏南通中学期中,29)下图1表示制备固定化酵母细胞的某步操作,图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图,请据图分析回答:

图1 图2

图3

(1)图1中,将溶化好的海藻酸钠溶液,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。

(2)图1中X溶液为,其作用是。

(3)某同学在图1步骤结束后得到图3所示的实验结果,出现此结果的可能原因有海藻酸钠浓度过(“高”或“低”)或注射器中的混合液推进速度过(“快”或“慢”)。

(4)图1中制备的凝胶珠用后再转移到图 2装置中,发酵过程中搅拌的目的是。

B组提升题组

非选择题

1.工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率,为研究温度对果胶酶活性的影响,某学生设计了如下实验:

①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在10 ℃水浴中恒温处理10 min(如图A)

②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合,再次在10 ℃水浴中恒温处理10 min(如图B)

③将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液,测果汁量(如图C)

④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量如下:

根据上述实验,请分析回答下列问题:

(1)果胶酶能除去细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中的水解。

(2)实验结果表明,当温度为时果汁量最多,此时果胶酶的活性。当温度再升高时,果汁量降低,说明。

(3)实验步骤①的目的是。

2.(2016江苏单科,29,9分)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响,以及固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验,流程及结果如下。请回答下列问题:

制备固定化绿球藻凝胶球→清洗2~3次→培养液中培养柠檬酸钠溶液溶解凝胶球,测定藻数量

图1

图2

(1)实验中的海藻酸钠作用是,CaCl2的作用是。

(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物,并保持绿球藻活性,宜采用洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h后,移去凝胶球,溶液呈绿色,原因是。

(3)为探索固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,应选用浓度为海藻酸钠制备凝胶球。

(4)图2中空白凝胶球组Zn2+浓度下降的原因是。结合图1和图2分析,固定化藻的实验组24~48 h间Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是;72~96 h间Zn2+浓度下降速度较慢的原因有。

3.(2015山东理综,35,12分)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下:

产乳糖酶微生物L的筛选产乳糖酶微生物L的培养乳糖酶的提取纯化乳糖酶的固定化(1)筛选产乳糖酶的微生物L时,宜用作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用

是。从功能上讲,这种培养基属于。

(2)培养微生物L前,宜采用方法对接种环进行灭菌。

(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下,带电荷相同的蛋白质电泳速度越快,说明其分子量越。

(4)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化,可通过检测固定化乳糖酶的确定其应用价值。除化学结合法外,酶的固定化方法还包括、、离子吸附法及交联法等。