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,第三讲 酶的研究与应用,课前自主学习,课堂互动探究,1影响果汁产量的物质及处理方法 (1)影响果汁产量的物质 纤维素和果胶是组成水果的重要物质，这两种物质的存在使制作果汁时存在两个问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高、容易发生沉淀。,果胶酶在果汁生产中的应用,(2)处理方法酶解法 常用的酶及其作用特点如下：,2.探究影响果胶酶活性因素实验的分析 (1)实验原则：遵循单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。 (2)实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，其活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正相关。,3三个实验的变量分析,1下列有关果胶酶及与果胶酶实验探究的叙述正确的是( ) A探究果胶酶的用量时，pH、温度不影响实验结果 B果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等 C探究温度对果胶酶活性的影响时，温度、苹果泥、果胶酶用量及反应时间等都是变量 D可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量,解析：探究果胶酶的用量时，pH、温度会影响实验结果；葡萄糖异构酶不属于果胶酶的成分；探究温度对果胶酶活性的影响实验中，温度为单一变量，其他因素保持不变。 答案：D,1常用酶制剂的种类及洗涤原理,探究加酶洗衣粉的洗涤效果,2.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物上污渍的洗涤效果 (1)实验过程 取大烧杯两只，用量筒量取等量水放入其中 将制好的污染布块和洗衣粉(一组为污染布块与普通洗衣粉，一组为污染布块与加酶洗衣粉)分别放入两只烧杯中。 用玻璃棒同时充分搅拌。一段时间后再搅拌，可重复进行。 相同的时间后观测洗涤效果。,(2)结果分析与注意事项 加酶洗衣粉有很多种，注意实验用的加酶洗衣粉的说明，是单一加酶洗衣粉，还是复合加酶洗衣粉。 所滴加的污染物种类与实验结果有着密切的关系。 洗涤材料可选用纯棉制品。,3探究不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果 根据不同季节的温度设置水温确认适于不同季节使用的洗衣粉，应根据当地一年中的实际气温变化来确定水温，通常情况下，冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5 、15 、25 和35 的水温，因为这4个水温较符合实际情况，对现实也具指导意义。,4探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)实验原理：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)实验变量 自变量：加酶洗衣粉的种类。 无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。,(3)实验步骤,2(2012江苏高考)下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述，合理的是( ) A先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度 B实验的观察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普通洗衣粉 D衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果,解析：热水温度高，会使洗衣粉中的酶活性降低甚至丧失；洗涤效果可通过相同时间内污渍的残留程度来表示；当酶不在适宜pH范围内，加酶洗衣粉的洗涤效果可能低于普通洗衣粉；衣物质地和洗衣粉的用量属于无关变量，会影响实验结果。 答案：B,1固定化酶和固定化细胞技术 (1)概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。 (2)方法及适用对象：,固定化酶与固定化细胞,一般来讲，酶更适合用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，这是因为个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶则易从包埋材料中漏出。 2固定化酶与固定化细胞的比较,3.酵母细胞的固定化方法,特别提醒 细胞的固定化要在严格无菌条件下进行；对制备的海藻酸钠溶液、CaCl2溶液以及注射器等器材进行严格灭菌。 溶解海藻酸钠时采用小火间断加热法，防止海藻酸钠焦糊。 海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；浓度过低，凝胶珠所包埋的酵母细胞数量少。,3(2013江苏高考)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：解答本题时要注意区分固定化酶与固定化细胞在固定的方法、催化的反应等方面的不同。体积大的细胞难以被吸附或结合，固定化细胞多采用包埋法，A项正确；反应产物积累会影响酶的活性，B项错误；葡萄糖异构酶在固定前后都是催化葡萄糖转化成果糖，故专一性相同，C项错误；固定化细胞固定的是一系列的酶，可以催化一系列的反应，但不是能催化各种反应底物的反应，D项错误。 答案：A,1下列说法不正确的是( ) A固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法 B固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法 C由于细胞个体大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法固定 D反应物是大分子物质应采用固定化酶,解析：在酶和细胞的固定化技术中，通常有包埋法、化学结合法和物理吸附法，其中由于酶分子小，又多带电荷，易从多孔性物质中漏出，因此多使用化学结合法与物理吸附法，而细胞个体大，难以被多孔性物质吸附或结合，因而多采用包埋法。 答案：C,2酶制剂、固定化酶、固定化细胞已经广泛地应用于各个领域，下列有关叙述错误的是( ) A90高温会使Taq DNA聚合酶失去催化活性 B制备固定化酶的方法主要有包埋法、交联法和吸附法等 C对酶进行固定时可能会造成酶的损伤而影响其活性 D固定化细胞可以催化一系列酶促反应,解析：Taq DNA聚合酶是从一种水生栖热菌株中分离提取的，具有耐高温的特性，在95仍具有酶活性。 答案：A,3(2013江苏高三调研)在酵母细胞固定化的实验中，下列操作与目的不相符的是( ) A干酵母加入蒸馏水搅拌均匀后，放置一段时间，使酵母细胞活化 B采用小火间断加热的方法，防止海藻酸钠发生焦糊 C将活化的酵母细胞加入海藻酸钠溶液，轻轻搅拌，以免产生气泡 D用注射器滴加溶液时要接近CaCl2溶液的液面，防止凝胶珠出现“尾巴”,解析：实验中，为了防止凝胶珠出现“尾巴”，注射器应离CaCl2溶液的液面远一些。 答案：D,4(2013连云港模拟)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是( ) A固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显 B固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧 C利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件 D利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物,解析：本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识。B选项固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高，耐受性比较好，和溶解氧没什么关系；C选项利用固定化酶降解水体中有机磷农药，纯粹的化学反应，不需要提供营养条件，固定化细胞发挥作用才需要营养物质。D选项利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用除了作为反应底物也作为碳源来调节酵母菌的代谢方式。 答案：A,5在“固定化酵母细胞”实验中，对配制海藻酸钠溶液的叙述不正确的是( ) A加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环 B海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量 C海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠 D海藻酸钠的浓度过低，形成凝胶珠内包埋的酵母细胞过少,解析：配制海藻酸钠溶液的过程中，加热使海藻酸钠溶化是最重要的一环，关系到实验的成败；海藻酸钠溶液的浓度涉及固定化细胞的质量；如果海藻酸钠溶液的浓度过高，很难形成凝胶珠，如果浓度过低，形成的凝胶珠包埋的酵母细胞的数目就少，影响实验效果。 答案：C,6下列关于加酶洗衣粉说法不正确的是( ) A加酶洗衣粉的效果总比普通洗衣粉的效果好 B加酶洗衣粉效果的好坏受很多因素影响 C加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶 D加酶洗衣粉相对普通洗衣粉更有利于环保,解析：加酶洗衣粉与普通洗衣粉相比，虽然表面活性剂和三聚磷酸钠的含量较少，但添加了一定量的酶制剂。在酶的作用下，构成污渍的一些生物大分子被分解为可溶性的小分子，使污迹容易从衣物上脱落，即加酶洗衣粉的洗涤效果不仅没有降低，反而加强了。但是，由于酶具有专一性，只有洗衣粉中的酶与污渍相对应时，其优势才能发挥出来。如果不对应，加酶洗衣粉的洗涤效果可能不如普通洗衣粉。 答案：A,7. (2013苏北四市调研)如图是用固定化酶反应柱以葡萄糖为原料生产果糖的示意图，对该图理解错误的是( ),A图中的固定化酶是葡萄糖异构酶 B固定化酶固定在颗粒状的载体上 C固定化酶可以连续使用，降低生产成本 D从果糖浆中可以回收部分的固定化酶 解析：果糖流出时要经过反应柱下部分布着小孔的筛板，而固定化酶颗粒不能通过此筛板，因此从下部流出的果糖中不含有固定化酶。 答案：D,8(2013济南模拟)某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。 (1)酵母细胞的固定采用的方法是_。 (2)请完善该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞过程的步骤：,配制氯化钙溶液时应用蒸馏水。 海藻酸钠溶液应用_加热。 海藻酸钠溶液必须_才能加入酵母细胞。 注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入_中形成_。,(3)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。,为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在_条件下进行。 加入反应液后的操作是关闭_。 装置的长导管起到什么作用？_。,(4)试分析下图中，与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似的是( ),解析：由于细胞过大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法进行固定化。操作过程中，必须等海藻酸钠溶液冷却后才能将其与酵母细胞混合，否则酵母细胞会在高温下死亡。酵母菌利用葡萄糖的发酵过程中会产生CO2，为减小装置中的压力，应及时将其排出。 答案：(1)包埋法 (2)小火间断 冷却至室温 氯化钙溶液 凝胶珠 (3)无菌 活塞1和活塞2 释放CO2，减小反应柱内压力并可防止其他微生物污染 (4)D,9(2013浙江高考)请在标有序号的空白处填空，并将序号及相应答案写在答题纸上，第、空各2分，其余每空各1分。 利用紫甘薯制酒可提高其附加值。请回答： (1)为提高紫甘薯的利用率，工厂化生产时，可加入果胶酶和淀粉酶，其中果胶酶可来自_等微生物。由于酶在水溶液中不稳定，因此常将酶固定在某种介质上制成_。,(2)果胶酶可将紫甘薯匀浆中的果胶水解成_ A半乳糖醛酸和葡萄糖 B半乳糖和果糖 C半乳糖醛酸甲酯和果糖 D半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯 (3)紫甘薯匀浆流经淀粉酶柱后，取适量流出的液体，经脱色后加入KII2溶液，结果液体呈红色。表明该液体中含有_ A淀粉 B糊精 C麦芽糖 D葡萄糖,(4)在发酵前，为使酵母菌迅速发生作用，取适量的干酵母，加入温水和_。一段时间后，酵母悬液中会出现气泡，该气泡内的气体主要是_。将酵母菌接种到待发酵液后，随发酵的进行，酵母菌在_条件下产生了酒精和二氧化碳。 (5)下图表示发酵液pH对酒精浓度的影响。据图判断，最佳pH值是_。,解析：以果酒制作为基础，结合果胶酶的来源和淀粉酶的固定化以及淀粉水解后产物的检测作答。 (1)、(2)果胶酶可将紫甘薯匀浆中的果胶水解成半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯，以提高紫甘薯的利用率；有些微生物，如黑曲霉、苹果青霉都可用于生产果胶酶；由于酶在水溶液中不稳定，所以常将酶固定在某种介质上制成固定化酶。 (3)紫甘薯匀浆流经淀粉酶柱后，淀粉会被水解成糊精，糊精经脱色后加入KII2溶液后呈红色。,(4)酵母菌可分泌酶，酶在胞外将蔗糖分解后，酵母菌再吸收利用单糖。加入蔗糖使发酵原料更丰富，有利于早期酵母菌的大量繁殖，该时期酵母菌进行有氧呼吸产生CO2和H2O；将酵母菌接种到待发酵液后，酵母菌会在无氧条件下发酵产生酒精和CO2。 (5)分析曲线图可知，pH为4.7时能获得最大酒精浓度。 答案：(1)黑曲霉(或苹果青霉) 固定化酶 (2)D (3)B (4)蔗糖 CO2 无氧 (5)4.7,
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