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1、课时作业21 酶的应用11963年诺和诺德公司向洗涤剂中加入碱性蛋白酶，推出了第一款加酶洗衣粉。碱性蛋白酶一般利用枯草芽孢杆菌生产。图甲、乙为某科研小组对碱性蛋白酶相关性质进行测试的结果。图丙、丁为两种常见的平板划线法：连续划线法和四区划线法，前者适用于纯化菌种较少的样品，后者适用于纯化菌种较多的样品。请回答下列问题：(1)由图甲、乙可知，碱性蛋白酶发挥作用的适宜条件为_。(2)图丁中依次进行四区划线，四区的面积要求为CDEF，F区面积最大的原因是_。每次划线后都要_接种环，注意F区划线不要与_(填字母)区相连。(3)某兴趣小组欲从土壤中分离枯草芽孢杆菌，宜选择图_所示的方法划线培养，分离得到
2、的纯化单菌落属于_(填“种群”或“群落”)。(4)碱性蛋白酶是枯草芽孢杆菌生长后期向细胞外分泌的一种酶，与该酶合成有关的细胞器是_。若欲应用固定化技术提高该酶的利用率，减少产物中的杂质，则应采用_方法。答案(1)pH为10.2左右和43 左右的温度(2)使该区出现大量的单菌落以供挑选纯种用(或便于菌种分散)灼烧C(C、D)(3)丁种群(4)核糖体化学结合(或物理吸附)2工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高水果的出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了如下实验：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(如图甲)。将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，
3、再次在10 水浴中恒温处理10 min(如图乙)。将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图丙)。在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：温度/1020304050607080果汁量/mL813152515121110根据上述实验，请分析回答下列问题：(1)果胶酶能破除细胞壁，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_左右时，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)实验步骤的目的是_。答案(1)果胶(2)40 最高酶活性降低(3)避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度，从而影响果胶酶活性解析(1)植物细胞壁
4、以及胞间层的主要组成成分之一是果胶，而果胶酶则是水解果胶的一类酶的总称。(2)通过表中数据可知：在40 时，产生的果汁量最多，说明在题中所给的温度范围内，40 时酶活性最高。当温度再升高时，出汁量降低，说明酶的催化活性降低。(3)因为酶具有高效性，故操作时须使底物与酶的温度都达到预定值后再混合，避免它们事先发生反应，引起结果的不准确。3生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题：(1)某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是_。(2)现有一种新分离出来的果
5、胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0 、5 、10 、40 下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有_和_。(3)某同学取5组试管(AE)分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D 4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过AD组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等
6、于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计_(填“能”或“不能”)达到目的，其原因是_。答案(1)探究不同来源果胶酶的活性(2)4组的温度设置不合适各组的酶促反应受两个不同温度影响(每一设定温度的两只试管应先达到预定温度，然后再混合)(其他答案合理也可)(3)不能E组加入蒸馏水而不是缓冲液违背了单一变量原则解析(1)根据题意，用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶的活性的平均值并进行比较，可见实验的自变量是果胶酶的来源不同，因变量是果胶酶的活性，所以该实验目的是探究不同来源果胶酶的活性。(2)根据实验设计可知，该实验
7、是探究果胶酶的最适温度，所以自变量是温度，因变量是果胶酶的活性，用出汁量进行衡量，出汁量越多则果胶酶活性越高。该实验方案中，温度应该在常温范围内设置系列温度梯度且梯度差值相等，所以4组的温度应分别设置为15 、20 、25 、30 ；另外探究温度对酶活性的影响时，应保证酶促反应只能在设定的温度下进行，同一实验组的反应温度只能是一个，所以实验操作应该是将各组盛有果胶酶的试管与盛有果泥的试管分别在设定温度下处理一定时间后再将两只试管混合，才能保证实验在设定的温度下进行。(3)根据题意，本实验的自变量是果胶酶的量，因变量是出汁量，对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则，根据实验设置，通过AD组实
8、验可比较不同实验组出汁量的差异。若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，则E组应加入缓冲液而不是蒸馏水，使试管中液体体积与实验组相同，才符合实验设计应遵循的单一变量原则。4(2015广西浔州高中第三次月考)为了探究啤酒酵母固定化的最佳条件，科研人员研究了氯化钙浓度对固定化酵母发酵性能的影响，结果如图。请回答：(1)与利用游离酵母生产啤酒相比，利用固定化酵母的优点有_。(2)本实验结果表明，随氯化钙浓度的增大，凝胶珠机械强度增大，完整率_。(3)结合发酵性能分析，制备凝胶珠适宜的氯化钙浓度为_。当氯化钙浓度过高时，发酵液中的糖度升高，酒精度下降，发酵受到影响，原因是_。(4)
9、用海藻酸钠作为载体包埋酵母细胞，溶解海藻酸钠时最好采用_的方法，以防发生焦糊。溶化好的海藻酸钠溶液应_后，再与已活化的酵母细胞充分混合。若海藻酸钠浓度过低，会导致_，固定效果大大降低。答案(1)可多次使用、便于产物分离、提高产品质量等(2)增加(3)2.0 mol/L凝胶珠机械强度过大，通透性降低，影响糖进入颗粒内部(4)小火或间断加热冷却至室温酵母细胞从颗粒中漏出解析(1)略。(2)由曲线知，随着氯化钙浓度的增大，凝胶珠的完整率增加。(3)当氯化钙浓度为2.0 mol/L时，酒精度最高；当氯化钙浓度过高时会使凝胶珠机械强度过大，影响凝胶珠的通透性从而影响糖进入颗粒内部。(4)为防止发生焦糊，
10、溶解海藻酸钠时最好采用小火或间断加热的方法；为保护活化的酵母细胞的活性，溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却到室温后再与酵母细胞混合。5(2014四川成都七中高三10月阶段性考试)根据现代生物技术的相关知识，回答下列问题：(1)榨取果汁的过程中，发现榨取的果汁非常浑浊，解决的方法是用果胶酶处理，该物质包括_等(写三种)；用葡萄制作的果酒酒味纯正，放置一段时间后，发现果酒带有明显的酸味，原因是密封不严，醋酸菌进行有氧呼吸，将果酒转变成果醋，用反应式表示为_；果酒发酵结束后，为方便后续使用，可将菌液转移到甘油中，与之充分混匀后，放在_的冷冻箱中保存，此方法叫做_。(2)对分离的能分解尿素的细菌进行鉴定，在
11、以尿素为唯一氮源的培养基中加入_，培养后如果pH升高，指示剂将变红，因为细菌合成的_将尿素分解成氨，使培养基碱性增强。(3)已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，其分子大小、所带电荷的性质和数量情况如图所示。将样品装入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋内，则分子_也保留在袋内。若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，则分子_移动速度最快。若将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，分子戊存在于沉淀中，则分子_可能不存在于沉淀中。答案(1)多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶C2H5OHO2CH3COOHH2O20甘油管藏(2)酚红脲酶(3)丙和丁丙甲解析(1)榨取果汁的
12、过程中，发现榨取的果汁非常浑浊，解决的方法是用果胶酶处理，果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶。果酒发酵结束后，为方便后续使用，可将菌液转移到甘油中，与之充分混匀后，放在20 的冷冻箱中保存，此方法叫做甘油管藏。(2)对分离的能分解尿素的细菌进行鉴定，在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红，培养后如果pH升高，指示剂将变红，因为细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，使培养基碱性增强。(3)因为透析使用的半透膜保留大分子物质，透过小分子，题中如果乙保留，则比它分子量大的丙和丁应当也保留，若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，分子量大的移动快，所以分子丙移动速度最快，若将样品以2 000 r/min的速度离心10 min，分子戊存在于沉淀中，则分子甲可能不存在于沉淀中。6
