专题训练23 酶的应用一、选择题1.取一定量的果汁与等量的某物质混合,若出现浑浊,则说明果胶还没有完全被水解,加入的某物质是( )A.酒精B.酚红C.KMnO4溶液D.KI—I22.下列关于果胶酶说法,错误的是( )A.果胶酶可以分解细胞壁的主要成分果胶B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物C.果胶酶不特指某种酶,而是分解果胶的一类酶的总称D.果胶酶的活性受温度、pH、酶活性抑制剂的影响3.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固定化酶。下列关于固定化酶的叙述,正确的是( )A.只在细胞内发挥作用B.对环境条件非常敏感,容易失活C.既能与反应物接触,又容易与产物分离D.固定化酶中的酶无法重复利用4.为了高效处理污水,研究人员通常将微生物做固定化酶相似的处理。下列各项中,不属于固定化微生物技术污水处理的优点的是( )A.有效保留微生物体内某些固有的酶的催化活性B.可重复和连续使用C.提高生物反应器内的微生物浓度D.不利于处理后的固液成分分离5.固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶,以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。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。图甲、乙、丙为部分研究结果。下列有关叙述错误的是( )A.由图甲可知,固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强B.由图乙可知,浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好C.由图丙可知,固定化酯酶一般可重复使用3次,之后若继续使用则酶活力明显下降D.固定化酶的酶活力较高,主要原因是增大了酶与底物的接触面积二、非选择题6.图1为利用苹果制备果汁、果酒、果醋的流程图。5\n(1)果胶酶可以通过苹果青霉来生产, 是筛选高表达菌株的最简便方法之一。筛选出的菌株在发酵生产之前还需利用 培养基进行扩大培养。 (2)酶在水溶液中很不稳定,且不利于工业化使用,常用固定化技术使之成为 而又有酶活性的制剂。图2是澄清苹果汁生产实验示意图,下列相关叙述正确的是 。 A.实验中所用的固定化果胶酶吸附后可永久使用B.为防止杂菌污染,图示装置制作完毕后需瞬间高温灭菌C.通过控制阀调节苹果汁流出的速率,保证反应充分进行D.固定化果胶酶不可重复使用,每次生产前需重新装填反应柱(3)图1中①过程也可利用附着在苹果皮上的 作为菌种。为获得高纯度、糖含量高的苹果酒,需向果汁中添加 。 (4)由图1中①转变为②,除改变温度、调节pH外,还需调整的发酵条件是 。 7.草莓汁酸甜适口,深受大众喜爱,加工草莓汁时,草莓中的果胶易导致果汁浑浊,影响品质,为探究制作果汁的最佳条件,研究人员进行了实验,结果如表所示。组别果胶酶用量(mL·kg-1)pH温度℃草莓汁透光率%10.0252.53524.5520.0354.53596.4730.0352.54522.7040.0453.53596.4750.0452.55513.12请回答下列问题。(1)草莓细胞中,去掉果胶,会使植物组织变得松散,这是因为果胶具有 的作用。果胶酶通过 作用促进果胶的水解反应,使草莓细胞彼此容易分开。 (2)生产过程中,既可获得澄清度高的草莓汁,又可减少酶的用量,降低成本的条件组合是第 组。 (3)果胶酶可从某些微生物如 中提取,为提高生产效率,可将此酶固定在适宜介质上制成 。 (4)在合适条件下,将果胶酶与海藻酸钠混合后,滴加到一定浓度的钙离子溶液中,使液滴形成凝胶固体小球。该过程是对酶进行 。 A.吸附 B.包埋 C.装柱 D.洗涤8.请回答下列关于固定化酶和细菌培养实验的问题。(1)某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验,分组见下表。组别固定化酶柱长度cm淀粉溶液的流速(mL·min-1)甲100.3乙100.5丙150.3丁150.55\n将吸附了α—淀粉酶的石英砂装入柱中后,需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱,以除去 。按上表分组,将配制好的淀粉溶液加入到固定化酶柱中,然后取一定量的流出液进行KI—I2检测。若流出液呈红色,表明有 生成;若各组呈现的颜色有显著差异,则流出液中淀粉水解产物浓度最高的是 组。 (2)下列关于上述固定化酶实验的叙述,错误的是 。 A.固定化酶柱长度和淀粉溶液的流速决定了酶柱中酶的含量B.淀粉溶液流速过快会导致流出液中含有淀粉C.各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同D.淀粉溶液的pH对实验结果有影响(3)现有一份污水样品,某兴趣小组欲检测其中的细菌数,进行以下实验。将一定量的污水样品进行浓度梯度稀释。取适量不同稀释度的稀释液,用 法分别接种于固体平面培养基上,经培养后进行计数。实验时应注意,接种前,从盛有 的容器中将玻璃刮刀取出,放在酒精灯火焰上灼烧,冷却后待用;分组时,需用 作为对照。 (4)在上述细菌培养实验中进行计数时,应计数的是接种了 。 A.各个稀释度样品的培养基上的细菌数B.合理稀释度样品的培养基上的细菌数C.各个稀释度样品的培养基上的菌落数D.合理稀释度样品的培养基上的菌落数9.某同学进行苹果汁制作实验,工艺如图所示。请回答下列问题。(1)图中用高锰酸钾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)实验中,操作流程A和B的先后次序为 。在苹果汁澄清过程中,应关闭的流速调节阀是 。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶,可取一定量的果汁与等量的 混合,如果出现 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)实验后,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实验,说明固定化酶可被 使用。 专题训练23 酶的应用1.A 解析 果胶不溶于酒精,因此鉴别果胶最简易分方法是将一定量的果汁与等量的酒精混合,若出现混浊,则说明果胶还没有完全被水解,A项符合题意。5\n2.B 解析 果胶酶能够将果胶分解为半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯,A项正确;果胶酶的本质是蛋白质,B项错误;果胶酶不特指某种酶,而是分解果胶的一类酶(包含果胶甲酯酶、果胶酶等)的总称,C项正确;酶的活性受温度、pH、酶活性抑制剂等的影响,D项正确。3.C 解析 固定化酶在细胞内外均可发挥作用,且对环境不敏感,不易失活,B项错误;固定化酶既能够与底物结合发挥催化作用,又能与产物分离,能够重复利用,C项正确,D项错误。4.D 解析 根据题意可知,固定化微生物与固定化酶的原理相似,因此,固定化的微生物能够保留生物体内某些固有酶的催化活性、能够重复利用,反应后易于分离,B项正确,D项错误;固定化微生物技术可提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度,C项正确。5.D 解析 由图甲可知,当温度变化时,游离酶的酶活力比固定化酶变化明显,说明固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强,A项正确;当海藻酸钠浓度较低时,凝胶的孔径较大,固定化酶容易流失,所以酶活力较低,浓度大难以形成凝胶珠,B项正确;由图丙可知,当使用次数多于3次时,酶活力显著下降,C项正确;固定化酶的优点是不溶于水,易于产物分离,可反复使用,能连续化生产且稳定性好,D项错误。6.(1)单菌落的分离 液体 (2)不溶性于水 C (3)野生酵母菌 蔗糖 (4)通入无菌空气解析 (1)单菌落的分离是筛选高表达菌株的最简便方法之一。筛选出的菌株在发酵生产之前还需利用液体培养基进行扩大培养。(2)酶在水溶液中很不稳定,且不利于工业化使用,常用固定化技术使之成为不溶性于水而又有酶活性的制剂。实验中所用的固定化果胶酶吸附后可重复使用,但酶活性也受影响,不能永久使用,A项错误;酶的活性受温度的影响,图示装置制作完毕后瞬间高温灭菌会使酶失去活性,B项错误;通过控制阀调节苹果汁流出的速率,保证反应充分进行,C项正确;固定化果胶酶可重复使用,D项错误。(3)图1中①过程可利用附着在苹果皮上的野生酵母菌作为菌种。为获得高纯度、糖含量高的苹果酒,需向果汁中添加蔗糖。(4)由图1中①(果酒制作)转变为②(果醋制作),除改变温度、调节pH外,还需调整的发酵条件是通入无菌空气,因为醋化醋杆菌是好氧性细菌。7.(1)将植物细胞粘合在一起 催化 (2)2 (3)黑曲霉(或苹果青霉) 固定化酶 (4)B解析 (1)植物细胞壁的成分主要为纤维素和果胶,果胶具有将植物细胞粘合在一起的作用。根据酶的专一性,果胶酶通过催化作用促进果胶的水解反应,使草莓汁澄清。(2)分析表格可知,草莓汁透光率越高,果胶分解的越充分,表格中组别2和组别4草莓汁的澄清度最高,而组别2的酶用量少,可以降低成本。(3)果胶酶可从某些微生物如黑曲霉(或苹果青霉)中提取,为提高生产效率,可将此酶固定在适宜介质上制成固定化酶。(4)固定化酶和固定化细胞的方法主要有包埋法、物理吸附法和化学结合法。题干所述方法是将提纯的果胶酶与海藻酸钠混合后,滴加到一定浓度的钙离子溶液中,使液滴形成凝胶固体小球,该过程属于包埋法。8.(1)未吸附的α—淀粉酶 糊精 丙 (2)A (3)涂布分离 70%酒精 未接种的培养基 (4)D解析 (1)用蒸馏水洗涤固定化酶柱的目的是洗掉未吸附的α—淀粉酶,防止产物中混有酶等物质;淀粉的产物可以是糊精,可以用KI—I2检测,呈现的颜色是红色;根据表格分析4组实验,如果反应时间越长,则反应就越充分,流出物中糊精的含量就越高,丙组的固定化酶柱长度较长,淀粉溶液的流速也较低,所以它的流出物中糊精的含量最高。(2)酶柱长度和流速决定了反应时间的长短,A项错误;流速过快则反应不够充分,则流出液中含有淀粉,B项正确;实验的自变量是酶柱长度和流速,所以每组实验的淀粉浓度应相同,C项正确;pH大小会影响酶的活性,所以对实验结果会有影响,D项正确。(3)要检测污水中的细菌数,可采用稀释涂布分离法分离细菌,操作过程需注意消毒和灭菌处理,实验中需要设计一个空白对照。(4)计数时,统计的是合理稀释度样品的培养基上的菌落数,不是细菌数。9.(1)消毒 果胶酶 吸附 未被固定的酶等(2)先A后B 阀1 95%乙醇 浑浊(沉淀) 慢(3)重复5\n解析 (1)高锰酸钾具有消毒作用,故用高锰酸钾溶液浸泡苹果。果胶酶和果胶甲酯酶可水解果胶,瓦解植物的细胞壁和胞间层。一些微生物如黑曲霉、苹果青霉等都可用于生产果胶酶。固定化柱中填充的石英砂通过吸附方式将酶固定化,酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去未被固定的游离的酶。(2)先制备固定化酶柱,底物再经过固定化柱。在苹果汁澄清过程中,应关闭阀1。果胶被完全水解后,浑浊的苹果汁会变澄清。果胶不溶于酒精,可以用酒精来鉴别其是否被完全水解,取一定量的果汁与等量95%的酒精混合,若出现沉淀,说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解,应将流速调慢,使底物与酶充分接触。(3)洗涤过的固定化柱仍可用于苹果汁制作实验,说明固定化酶可被重复使用。5
