专题4 酶的研究与应用
1．果粒生产在中国尚属起步阶段。果粒除了可直接食用外还可作为配料加入到酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果胶酶作为一种新型加工助剂，可将果粒的组织结构损坏程度减到最小，最大限度地提高成型果粒的含量。根据以上内容回答下列问题。
(1)果胶酶作为一种果粒加工助剂，它能将果胶分解成可溶性的________________，由酶的________性可知，组成果粒的另一成分________不会被分解。
(2)在40 ℃～45 ℃温度下搅拌处理的原因是______________________；最后升温到90 ℃～92℃再冷却罐装的目的是____________。
(3)下面左图表示温度对果胶酶活性的影响，如果纵坐标表示果粒的生成速率，横坐标表示温度，请在下面右图中画出果粒生成速率的曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。
2．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组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入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，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。(导学号 57130216)
温度/℃
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)提高洗衣粉去污能力的方法有________________________。甲组在洗衣粉中加入了__________。乙组在洗衣粉中加入了__________________。
(2)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有____________。
(3)如果甲、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，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．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：(导学号 57130217)
―→―→―→
(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。
4．(2014年上海卷)分析有关微生物的资料，回答问题并完善实验设计方案。
脂肪酶具有广泛的应用前景。为获得高产脂肪酶的菌株，并将之用于产业化，进行如下的系列实验。
(1)欲分离筛选出能分泌脂肪酶的细菌，应选择下列固体培养基(仅列出了碳氮源)中的________。
A．蛋白胨、柠檬酸铁铵 B．橄榄油、硫酸铵
C．乳糖、酵母膏 D．葡萄糖、蛋白胨
(2)进一步调查适合于产脂肪酶菌株生长的碳氮源。根据表1的实验数据，选择理想的碳源为________________。
表1 不同碳源对菌种产脂肪酶的影响
碳源
浓度/%
酶活/(IU·mL－1)
玉米粉
1.0
8.50
可溶性淀粉
1.0
0.00
糊精
1.0
28.50
葡萄糖
1.0
2.50
蔗糖
1.0
37.50
麦芽糖
1.0
13.50
表2
酶活
第1组
/
/
/
/
/
第2组
/
/
/
/
/
第3组
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
(3)补全表3中的实验方案，以确定所选碳源的最佳浓度(设浓度梯度的差值为0.2%)。
(4)利用相似方法探得理想氮源的最佳浓度，再进一步确定碳氮源浓度的最佳组合。以a和b分别代表碳源和氮源的浓度，假设酶活a1＞a2＞a3；b2＞b3＞b4，据此形成下列四种方案，其中最佳的是________。
方案一：a1和b2组合。
方案二：将每一种a的浓度分别与b2、b3、b4组合，根据酶活取其中的最佳组合。
方案三：a1和b2组合，a2和b3组合，根据酶活取其中的最佳组合。
方案四：a1分别与每种氮源浓度组合，b2分别与每种碳源浓度组合，根据酶活取其中的最佳组合。
(5)如果脂肪酶的产业化需要其活性在固定化处理时不受损失，且在多次重复使用后仍能维持稳定的酶活，则应选择下图中的________固定化工艺。
5．加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题：(导学号 57130218)
(1)由下图推知，该实验的目的是__________________________________________ _______________________________________________________________________________。
50 ℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是____________________。
(2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的实验记录，请据表回答：
脸盆编号
洗涤物(等量)
洗涤温度
洗衣粉
水量
洗净所需时间
1
油污布
45 ℃
加酶
2 L
4 min
2
油污布
45 ℃
普通
2 L
7 min
3
油污布
5 ℃
加酶
2 L
9 min
4
油污布
5 ℃
普通
2 L
8 min
①该实验设计体现了________________原则。
②若实验组1号洗净所需时间接近7分钟，最可能的原因是______________。
(3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有________(填序号)。
①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品
(4)根据以上实验结果，写出两项提高加酶洗衣粉效果的措施。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
专题4 酶的研究与应用
1．(1)半乳糖醛酸 专一 纤维素
(2)果胶酶的活性最高 灭菌
(3)
2．(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，因为高温使酶失活
(4)未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用
解析：(1)由表格数据可知提高洗衣粉去污能力的方法有加酶和适当提高温度。甲组去除血渍所用的时间相对较短，而血渍的主要成分是蛋白质，说明甲组洗衣粉中加入了蛋白酶；乙组去除血渍和油渍所用的时间都相对较短，说明乙组洗衣粉中加入了蛋白酶和脂肪酶。(2)甲、乙组洗涤效果的差异，主要原因是其中酶种类不同，说明酶具有专一性。(3)酶的作用条件温和，高温(80 ℃)使酶变性失活，因此高温下这3组的洗涤效果之间没有差异。(4)由于加酶洗衣粉中的酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用，所以没有利用酶的固定化技术。
3．(1)乳糖 凝固剂 选择培养基
(2)灼烧
(3)小
(4)(酶)活性 包埋法 物理吸附法(后面两空可颠倒)
4．(1)C
(2)蔗糖
(3)
酶活
0.6%
0.8%
1.0%
1.2%
1.4%
第1组
/
/
/
/
/
第2组
/
/
/
/
/
第3组
/
/
/
/
/
平均值
/
/
/
/
/
(4)方案二 (5)C
解析：(1)分离筛选出能分泌脂肪酶的细菌，需要在培养基中加入该特定的碳氮源，而分泌脂肪酶的细菌能在乳糖、酵母膏中生长。(2)据表可知，当碳源为蔗糖时，酶活性最高，则产脂肪酶菌株生长的理想碳源为蔗糖。(3)题目给定的浓度为1.0%，要求设浓度梯度的差值为0.2%，根据这一点可设定浓度梯度。(4)题目的要求是确定碳氮源浓度的最佳组合，所以既要有碳源，又要有氮源。a和b组合后，就可看出碳源、氮源分别在何种浓度下生长最合适。(5)由于需要其活性在固定化处理时不受损失，且在多次重复使用后仍能维持稳定的酶活，图中只有C组。
5．(1)探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响 0.6%
(2)对照、单一变量 酶失活
(3)②、④
(4)用温水浸泡；延长浸泡时间；增加洗衣粉的用量等(写出两项合理答案方可)
解析：(1)分析曲线图，横坐标是碱性蛋白酶含量，纵坐标表示去污力，图中的两条曲线表示的自变量除碱性蛋白酶含量外，还有温度，故该实验的目的是探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响。由图中50 ℃时的曲线可知，当碱性蛋白酶的含量≥0.6%时，去污能力达到最大效果，从经济节约和效果两方面考虑，碱性蛋白酶最适含量应为0.6%。(2)分析表格，1与2、3与4形成加酶与否的对照，1与3、2与4形成温度不同的对照，体现了对照原则和单一变量原则。实验组1号为45 ℃加酶洗衣粉组，正常洗净时间为4分钟，若接近7分钟则与实验组2号结果相同。2
组是不加酶的普通洗衣粉组，所以原因很可能是酶失活。(3)毛织品和蚕丝织品均为蛋白质类织品，不宜使用加蛋白酶的洗衣粉洗涤。(4)从实验记录表中可看出，使用加酶洗衣粉45 ℃时的效果比5 ℃时好，用温水浸泡会提高酶的活性，延长浸泡时间可使酶与污物充分接触，适当增加酶浓度可提高分解污物的速率。
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