专题3酶的应用通用版选修1课件

《专题3酶的应用通用版选修1课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题3酶的应用通用版选修1课件（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、专题专题3 3酶的应用通用版选酶的应用通用版选修修1 1课件课件考考纲要求要求三年考情三年考情1.1.酶酶的存在与的存在与简单制作方法制作方法2.2.酶酶活力活力测定的一般原理和方法定的一般原理和方法3.3.酶酶在食品制造和洗在食品制造和洗涤等方面的作用等方面的作用4.4.制制备和和应用固定化用固定化酶酶20122012江江苏, ,20122012广广东, ,20112011江江苏, ,20102010江江苏一、果胶一、果胶酶酶在果汁生在果汁生产中的作用中的作用1.1.果胶果胶酶酶(1)(1)组成成: :包括多聚半乳糖包括多聚半乳糖醛酸酸酶酶、果胶分解、果胶分解酶酶和和_等等, ,是分解果胶的

2、是分解果胶的_的的总称。称。(2)(2)作用作用: :分解果胶分解果胶为可溶性的可溶性的_,_,瓦解瓦解_。使使浑浊的果汁的果汁变得得_,_,增加出汁量。增加出汁量。果胶果胶酯酶酶一一类酶酶半乳糖半乳糖醛酸酸植物植物细胞壁和胞胞壁和胞间层澄清澄清2.2.酶酶的活性与影响的活性与影响酶酶活性的因素活性的因素(1)(1)酶酶的活性的活性: :指指酶酶催化一定化学反催化一定化学反应的能力的能力, ,可用可用_来来表示。表示。(2)(2)影响影响酶酶活性的因素活性的因素: :温度、温度、pHpH和和_等。等。3.3.探究温度和探究温度和pHpH对酶酶活性的影响活性的影响(1)(1)实验原理原理: :果

3、胶果胶酶酶活性受温度和活性受温度和pHpH的影响的影响, ,处于最适温度和最适于最适温度和最适pHpH时, ,活活性性_。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶酶活性大小呈活性大小呈_。(2)(2)实验结果果: :温度和温度和pHpH在很大程度上在很大程度上对酶酶的的_会会产生生影响影响, ,过高或高或过低都会影响低都会影响酶酶活性。活性。反反应速度速度酶酶的抑制的抑制剂最高最高正相关正相关空空间结构构4.4.探究果胶探究果胶酶酶用量的用量的实验设计(1)(1)实验原理原理: :在一定的条件下在一定的条件下, ,随着随着酶酶浓度的增加度的增加, ,果汁的体果汁的体积

4、_;_;当当酶酶的的浓度达到一定度达到一定值后后, ,再增加再增加酶酶的用量的用量, ,果汁的体果汁的体积_,_,此此值就就是果胶是果胶酶酶的最适用量。的最适用量。(2)(2)变量分析量分析: :本本实验的自的自变量是量是_,_,因因变量可以用果肉的量可以用果肉的_或或是是_体体现。增加增加不不变酶酶的用量的用量出汁率出汁率果汁的澄清度果汁的澄清度(3)(3)实验结果果: :榨出的果汁量与果胶榨出的果汁量与果胶酶酶用量的关系用量的关系( (或反或反应速率与速率与酶酶用量的关用量的关系系) )画出坐画出坐标曲曲线。二、二、酶酶在洗在洗涤等方面的等方面的应用用1.1.加加酶酶洗衣粉洗衣粉(1)(1

5、)概念概念: :指含有指含有_的洗衣粉。的洗衣粉。(2)(2)影响加影响加酶酶洗衣粉效果的因素洗衣粉效果的因素: :温度、酸碱度、温度、酸碱度、_及水及水质等。等。酶酶制制剂表面活性表面活性剂(3)(3)常用常用酶酶制制剂的种的种类及洗及洗涤原理和原理和实例例: :种种类洗洗涤原理原理洗洗涤实例例蛋白蛋白酶酶_ _+_ _+氨基酸氨基酸血血渍、奶、奶渍及及各种食品各种食品类的的蛋白蛋白质污垢垢脂肪脂肪酶酶脂肪脂肪 _+_+_油油渍、人体皮、人体皮脂、口脂、口红淀粉淀粉酶酶_ _ 麦芽糖麦芽糖来自面条、巧来自面条、巧克力等的克力等的污垢垢纤维素素酶酶使使_的的结构构变得蓬松得蓬松, ,从而使从而

6、使渗入到渗入到纤维深深处的的尘土和土和污垢能垢能够与洗衣粉充分接触与洗衣粉充分接触, ,达到更好的达到更好的去去污效果效果蛋白蛋白酶酶脂肪脂肪酶酶淀粉淀粉酶酶蛋白蛋白质多多肽甘油甘油 脂肪酸脂肪酸纤维淀粉淀粉2.2.探究不同加探究不同加酶酶洗衣粉洗衣粉对衣物衣物污渍的洗的洗涤效果效果(1)(1)实验原理原理: :酶酶的催化作用具有的催化作用具有_,_,复合复合酶酶洗衣粉加入的洗衣粉加入的酶酶制制剂种种类_,_,与与单一加一加酶酶洗衣粉相比洗衣粉相比, ,对各种各种污渍都有都有较好的洗好的洗涤效果。效果。(2)(2)实验变量量: :自自变量量:_:_种种类。无关无关变量量: :其他条件相同且适宜

7、其他条件相同且适宜( (如温度、如温度、pHpH等等) )。专一性一性较多多加加酶酶洗衣粉洗衣粉(3)(3)实验步步骤: :步步骤烧杯杯编号号注入自来水注入自来水500 mL500 mL500 mL500 mL500 mL500 mL加入物加入物质( (等量等量) )_奶奶渍布布奶奶渍布布控制水温控制水温37373737_加入洗衣粉加入洗衣粉( (等量等量) )蛋白蛋白酶酶洗衣粉洗衣粉复合复合酶酶洗衣粉洗衣粉脂肪脂肪酶酶洗衣粉洗衣粉用玻璃棒用玻璃棒搅拌拌5 min5 min5 min5 min5 min5 min观察察实验现象象颜色浅色浅_颜色浅色浅奶奶渍布布3737已消失已消失(4)(4)实

8、验结论: :复合复合酶酶洗衣粉的洗洗衣粉的洗涤效果比效果比单一加一加酶酶洗衣粉洗洗衣粉洗涤效果好。效果好。三、固定化三、固定化酶酶和固定化和固定化细胞胞1.1.固定化固定化酶酶(1)(1)应用原理用原理: :将将酶酶固定在固定在颗粒状的粒状的_上上, ,使使酶酶既易催化既易催化, ,又又易于易于_,_,可以重复使用。可以重复使用。(2)(2)应用用实例例: :反反应机理机理: :葡萄糖葡萄糖 _。固定化固定化酶酶反反应柱柱: :将将酶酶固定在一种固定在一种颗粒状粒状载体上体上, ,再将再将这些些_装到反装到反应柱内柱内, ,柱子底端装上分布着柱子底端装上分布着许多小孔的多小孔的筛板板, ,_无

9、法通无法通过小孔小孔, ,而而_却能自由出入。却能自由出入。载体体回收回收果糖果糖酶酶颗粒粒酶酶颗粒粒反反应溶液溶液_葡萄糖异构葡萄糖异构酶酶2.2.固定化固定化细胞技胞技术(1)(1)概念概念: :是利用是利用_或或_的方法将的方法将酶酶或或细胞固定在一定空胞固定在一定空间内的技内的技术。物理物理化学化学(2)(2)常用方法常用方法( (连线):):(3)(3)制制备固定化酵母固定化酵母细胞胞过程及酒精程及酒精发酵酵: :酵母酵母细胞的活化胞的活化: :向干酵母中加向干酵母中加_,_,使其使其_。配制配制CaClCaCl2 2溶液溶液: :无水无水CaClCaCl2 2加定量蒸加定量蒸馏水。

10、水。配制海藻酸配制海藻酸钠溶液溶液: :在加在加热时不断不断搅拌拌, ,小火或小火或间断加断加热。海藻酸海藻酸钠溶液与酵母溶液与酵母细胞混合胞混合:_:_至室温后至室温后, ,再加入已活再加入已活化的酵母化的酵母细胞胞, ,充分充分搅拌使其混合均匀拌使其混合均匀, ,然后然后转移至注射器中。移至注射器中。蒸蒸馏水水活化活化冷却冷却固定化酵母固定化酵母细胞胞: :以恒定的速度以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的加到配制好的_中中, ,形成凝胶珠形成凝胶珠, ,使其在使其在CaClCaCl2 2溶液中浸溶液中浸泡泡_左右。左右。冲洗冲洗: :凝胶珠用蒸凝胶珠用蒸馏

11、水冲洗水冲洗2 23 3次次, ,除去表面的除去表面的_。发酵酵: :将将150 mL150 mL质量分数量分数为_溶液溶液转移至移至200 mL200 mL的的锥形瓶中形瓶中, ,加入固定好的酵母加入固定好的酵母细胞胞,25,25下下发酵酵24 h,24 h,发现有有_产生生, ,有有_味散出。味散出。CaClCaCl2 2溶液溶液30 min30 minCaClCaCl2 2溶液溶液10%10%的葡萄糖的葡萄糖气泡气泡酒酒1.(20121.(2012江江苏T16A)T16A)“探究加探究加酶酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果效果”可先用可先用热水溶解洗衣粉水溶解洗衣粉,

12、,再将水温再将水温调节到最适温度。到最适温度。( )( )【分析分析】温度会影响酶的活性温度会影响酶的活性, ,高温会破坏酶的空间结构高温会破坏酶的空间结构, ,导致导致酶失去活性酶失去活性, ,且不可恢复且不可恢复, ,所以应该先将水温调节到最适温度所以应该先将水温调节到最适温度, ,再溶解洗衣粉。再溶解洗衣粉。2.(20122.(2012江江苏T16C)T16C)相同相同pHpH时加加酶酶洗衣粉洗洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣效果好于普通洗衣粉。粉。( )( )【分析分析】pHpH会影响酶的活性会影响酶的活性, ,只有在最适只有在最适pHpH条件下条件下, ,加酶洗衣粉加酶洗衣粉洗涤效果才好于

13、普通洗衣粉。洗涤效果才好于普通洗衣粉。3.(20123.(2012江江苏T17A)T17A)从从酶酶的固定方式看的固定方式看, ,物理吸附法比化学物理吸附法比化学结合合法法对酶酶活性影响小。活性影响小。( )( )【分析分析】物理吸附法是利用离子键作用、物理吸附等方法物理吸附法是利用离子键作用、物理吸附等方法, ,将将酶固定在载体上酶固定在载体上, ,而化学结合法是利用多功能试剂进行酶与载而化学结合法是利用多功能试剂进行酶与载体之间的交联体之间的交联, ,从而得到三维的交联网架结构从而得到三维的交联网架结构, ,后者有可能影后者有可能影响酶活性部位。响酶活性部位。4.(20124.(2012江

14、江苏T17D)T17D)将海藻酸将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗凝胶珠用无菌水冲洗, ,目的是洗目的是洗去去CaClCaCl2 2和和杂菌。菌。( )( )【分析分析】将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗, ,目的是洗去目的是洗去CaClCaCl2 2和和杂菌杂菌, ,防止防止CaClCaCl2 2导致凝胶珠硬度变大。导致凝胶珠硬度变大。5.5.在探究果胶在探究果胶酶酶用量用量实验中中, ,虽然然实验的的变量量发生了生了变化化, ,但通但通过设置梯度来确定最适置梯度来确定最适值的思路方法是不的思路方法是不变的。的。( )( )【分析分析】在探究果胶酶的用量实验中在探究果胶酶的用

15、量实验中, ,参照研究温度和参照研究温度和pHpH对酶对酶活性的影响实验活性的影响实验, ,采用梯度测定法采用梯度测定法, ,只是将原实验中的只是将原实验中的pHpH梯度和梯度和温度梯度改成酶的用量梯度温度梯度改成酶的用量梯度, ,基本实验思路不变。基本实验思路不变。6.6.用含用含该蛋白蛋白酶酶的洗衣粉去除油的洗衣粉去除油渍, ,效果比其他效果比其他类型加型加酶酶洗衣洗衣粉好。粉好。( )( )【分析分析】油渍的主要成分属于脂质油渍的主要成分属于脂质, ,而酶的催化作用具有专一而酶的催化作用具有专一性性, ,则用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍则用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍, ,比其他类型加酶洗衣

16、粉比其他类型加酶洗衣粉效果差。效果差。7.7.刚溶化的海藻酸溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制迅速与活化的酵母菌混合制备混合混合液。液。( )( )【分析分析】刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温, ,才能与活化的酵母才能与活化的酵母细胞混合制备混合液细胞混合制备混合液, ,以免高温使酵母细胞失活。以免高温使酵母细胞失活。8.8.利用固定化酵母利用固定化酵母细胞胞进行行发酵酵, ,糖糖类的作用只是作的作用只是作为反反应底底物。物。( )( )【分析分析】在利用固定化酵母细胞进行发酵时在利用固定化酵母细胞进行发酵时, ,酵母细胞是活细酵母细胞是活细胞胞, ,需要营养需要

17、营养, ,糖类既是反应底物糖类既是反应底物, ,也提供营养物质。也提供营养物质。考点一考点一 酶酶的研究与的研究与应用用 1.1.果胶果胶酶酶与与纤维素素酶酶的比的比较种种类组成成作用作用果胶果胶酶酶多聚半乳糖醛酸酶、果多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶胶分解酶和果胶酯酶分解果胶为可溶性的半乳分解果胶为可溶性的半乳糖醛酸糖醛酸纤维素素酶酶C C1 1酶、酶、C CX X酶、葡萄糖苷酶、葡萄糖苷酶酶2.2.探究影响果胶探究影响果胶酶酶活性的因素活性的因素(1)(1)实验原原则: :对照原照原则、单一一变量原量原则, ,严格控制格控制变量量, ,尽量减尽量减少无关少无关变量的影响。量的影响。(

18、2)(2)实验原理原理: :果胶果胶酶酶活性受温度、活性受温度、pHpH和和酶酶活性抑制活性抑制剂的影响。的影响。在最适温度和在最适温度和pHpH时, ,活性最高活性最高, ,果肉的出汁率、果汁的澄清度都果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶与果胶酶酶的活性大小成正比。的活性大小成正比。(3)(3)设计实验: :探究最适温度探究最适温度时,pH,pH为不不变量量, ,最好是最适最好是最适pH;pH;探探究最适究最适pHpH时, ,温度温度为不不变量量, ,最好是最适温度。最好是最适温度。3.3.探究果胶探究果胶酶酶的用量的用量(1)(1)本本实验中要中要严格控制温度、格控制温度、pHpH、反、反应

19、时间和底物用量等无和底物用量等无关关变量量对实验的影响。的影响。(2)(2)实验设计: :探究果胶探究果胶酶酶的最适用量的最适用量时, ,最适用量是在温度、最适用量是在温度、pHpH等最适宜条件下等最适宜条件下测出来的。出来的。(3)(3)实验分析分析: :如果随着如果随着酶酶浓度的增加度的增加, ,过滤得到的果汁体得到的果汁体积也增加也增加, ,说明明酶酶量不足量不足; ;当当酶酶浓度增加到某个度增加到某个值后后, ,再增加再增加酶酶的用量的用量, ,过滤得到的果汁得到的果汁体体积不再改不再改变, ,说明明酶酶的用量已的用量已经足足够, ,这个个值即即为酶酶的最适用的最适用量。量。4.4.探

20、究不同探究不同类型加型加酶酶洗衣粉的洗洗衣粉的洗涤效果效果(1)(1)实验原理原理: :酶酶的催化作用具有的催化作用具有专一性一性, ,复合复合酶酶洗衣粉加入的洗衣粉加入的酶酶制制剂种种类较多多, ,与与单一加一加酶酶洗衣粉相比洗衣粉相比, ,对各种各种污渍都有都有较好好的洗的洗涤效果。效果。(2)(2)实验变量量: :自自变量量: :酶酶的种的种类。无关无关变量量: :其他条件相同且适宜其他条件相同且适宜( (如温度、如温度、pHpH等等) )。根据。根据单一一变量原量原则和等量原和等量原则可知可知, ,自来水的量、加入物自来水的量、加入物质及水温及水温应一一致。致。【高考警示高考警示】(1

21、)(1)在苹果泥和果胶酶混合之前在苹果泥和果胶酶混合之前, ,一定要保证底物和酶达到所要一定要保证底物和酶达到所要求的温度或求的温度或pHpH条件条件, ,以避免混合后条件的变化以避免混合后条件的变化, ,确保实验结果的确保实验结果的可靠性。可靠性。(2)(2)同等条件下的酶促反应速率的快慢可以表示酶活性的高低同等条件下的酶促反应速率的快慢可以表示酶活性的高低, ,但酶活性与酶促反应速率仍然是两个完全不同的概念但酶活性与酶促反应速率仍然是两个完全不同的概念, ,其影响其影响因素也不完全相同因素也不完全相同, ,如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促反应速率反应

22、速率, ,但不能影响酶的活性。但不能影响酶的活性。 【典例典例1 1】在工在工业生生产果汁果汁时, ,常常利用果胶常常利用果胶酶酶破除果肉破除果肉细胞壁胞壁以提高出汁率以提高出汁率, ,为了研究温度了研究温度对果胶果胶酶酶活性的影响活性的影响, ,某同学某同学设计了如下了如下实验: :.将果胶将果胶酶酶与苹果泥分装于不同与苹果泥分装于不同试管管, ,在在1010水浴中恒温水浴中恒温处理理1010分分钟( (如如图A)A)。.将果胶将果胶酶酶与苹果泥混合与苹果泥混合, ,再次在再次在1010水浴中恒温水浴中恒温处理理1010分分钟( (如如图B)B)。.将步将步骤处理后的混合物理后的混合物过滤,

23、 ,收集收集滤液液, ,测果汁量果汁量( (如如图C)C)。.在不同温度条件下重复以上在不同温度条件下重复以上实验步步骤, ,并并记录果汁量果汁量, ,结果如果如下表下表: :温度温度/1010202030304040505060607070果汁量果汁量/mL/mL8 8131315152525151512121111根据上述根据上述实验, ,请分析回答下列分析回答下列问题: :(1)(1)果胶果胶酶酶能破除能破除细胞壁胞壁, ,是因是因为果胶果胶酶酶可以促可以促进细胞壁中胞壁中的水解。的水解。(2)(2)实验结果表明果表明, ,当温度当温度为时果汁量最多果汁量最多, ,此此时果胶果胶酶酶的活

24、性在所的活性在所设的温度条件下的温度条件下。(3)(3)为什么此什么此实验可以通可以通过测量量滤出的苹果汁的体出的苹果汁的体积大小来判大小来判断果胶断果胶酶酶活性的高低活性的高低? ? 。(4)(4)下列下列A A、B B、C C图依次表示果胶依次表示果胶酶酶浓度一定度一定时, ,果胶果胶酶酶的反的反应速度与反速度与反应物物浓度、温度、度、温度、pHpH之之间的关系的关系, ,据据图完成下列完成下列问题: :图A A中中, ,反反应物达到某一物达到某一浓度度时反反应速度不再上升的原因是速度不再上升的原因是_。图B B中中, ,曲曲线abab段表明段表明_,_,曲曲线bcbc段表明段表明 。将装

25、有果胶将装有果胶酶酶与反与反应物的甲、乙两支物的甲、乙两支试管分管分别放入放入1212和和9090水浴水浴锅中中,20,20分分钟后取出后取出转入入4040的水浴的水浴锅中保温中保温, ,两支两支试管内的反管内的反应是是: :甲甲 , ,乙乙。图C C表示果胶表示果胶酶酶浓度、反度、反应物物浓度、温度等一定度、温度等一定时, ,果胶果胶酶酶催催化反化反应的速度随的速度随pHpH变化的曲化的曲线, ,实验时可根据可根据 来判定来判定果胶果胶酶酶的最适的最适pHpH。【解析解析】(1)(1)果胶酶能够把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。果胶酶能够把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。(2)(2)根据表格可知

26、根据表格可知,40,40时果汁量最多时果汁量最多, ,则此温度时酶活性在所则此温度时酶活性在所设温度的条件下最大。设温度的条件下最大。(3)(3)果胶酶将果胶分解为小分子物质果胶酶将果胶分解为小分子物质, ,这些物质可以通过滤纸这些物质可以通过滤纸, ,苹果汁体积越大苹果汁体积越大, ,表明果胶酶活性越高。表明果胶酶活性越高。(4)(4)酶是生物体内具有催化能力的有机物酶是生物体内具有催化能力的有机物, ,绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质, ,其催化效率受反应物浓度、温度、其催化效率受反应物浓度、温度、pHpH等的影响。等的影响。图图A A中中, ,当反应物在低浓度范围内增加时当反应物在低浓度

27、范围内增加时, ,反应速度迅速上升反应速度迅速上升; ;当反应物达到一定浓度时当反应物达到一定浓度时, ,随反应物浓度增加随反应物浓度增加, ,反应速度不再增反应速度不再增加。这是因为酶虽然具有高效性加。这是因为酶虽然具有高效性, ,但催化能力也有一定限度但催化能力也有一定限度, ,当当所有酶都发挥了最高效能后所有酶都发挥了最高效能后, ,反应物浓度再增加反应物浓度再增加, ,反应速度也不反应速度也不增加增加, ,这时受酶浓度限制。这时受酶浓度限制。图图B B中中, ,从从a a点到点到b b点曲线上升点曲线上升, ,这是因为温度升高这是因为温度升高, ,酶活性升高。酶活性升高。曲线曲线bcb

28、c段下降段下降, ,因为温度超过最适温度因为温度超过最适温度, ,酶活性降低酶活性降低, ,甚至失活。甚至失活。由于甲试管温度较低由于甲试管温度较低, ,所以酶活性较低所以酶活性较低, ,反应速度很慢反应速度很慢, ,当转当转入入40(40(酶的适宜温度酶的适宜温度) )的水浴锅中时的水浴锅中时, ,其反应速度迅速增加。其反应速度迅速增加。乙试管在乙试管在9090高温下高温下, ,酶结构被破坏酶结构被破坏, ,酶变性失活酶变性失活, ,当转入当转入4040的水浴锅中保温时的水浴锅中保温时, ,酶活性也不再恢复酶活性也不再恢复, ,故无催化反应。故无催化反应。图图C C表示当果胶酶浓度、反应物浓

29、度、温度等一定时表示当果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时, ,果胶酶果胶酶催化反应的速度随催化反应的速度随pHpH变化的曲线变化的曲线, ,实验时可根据果汁的量来判实验时可根据果汁的量来判定果胶酶的最适定果胶酶的最适pHpH。答案答案: :(1)(1)果胶果胶(2)40(2)40最高最高(3)(3)单位时间内得到的果汁越多单位时间内得到的果汁越多, ,说明此反应速度越快说明此反应速度越快, ,即酶的即酶的活性越高活性越高, ,反之反之, ,则酶的活性越低则酶的活性越低(4)(4)受反应物中酶浓度的限制受反应物中酶浓度的限制果胶酶的活性随温度升高而增大果胶酶的活性随温度升高而增大超过最适温度超

30、过最适温度, ,酶的活性随着温度升高而降低酶的活性随着温度升高而降低反应速度加快无催化反应反应速度加快无催化反应果汁的量果汁的量【互互动探究探究】(1)(1)上上题表中果汁量最多的是不是就一定是果胶表中果汁量最多的是不是就一定是果胶酶酶的最适温度的最适温度? ?如何更精确地探究果胶如何更精确地探究果胶酶酶的最适温度的最适温度? ?提示提示: :不一定。在产生果汁最多的温度附近设置更小的温度梯不一定。在产生果汁最多的温度附近设置更小的温度梯度度( (如如55、11等等) )进一步实验。进一步实验。(2)(2)题中的步中的步骤能否省略能否省略? ?为什么什么? ?提示提示: :不能。步骤不能。步骤

31、保证了果胶酶和苹果泥混合前处于相同温保证了果胶酶和苹果泥混合前处于相同温度度, ,避免混合时温度不同对实验结果的影响。避免混合时温度不同对实验结果的影响。考点二考点二 固定化固定化酶酶与固定化与固定化细胞技胞技术 1.1.固定化固定化酶酶和固定化和固定化细胞技胞技术(1)(1)将将酶酶或或细胞固定化的方法胞固定化的方法: :包埋法包埋法: :将将酶酶或或细胞包埋在不溶于水的多孔性胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。体中。化学化学结合法合法: :将将酶酶分子或分子或细胞相互胞相互结合合, ,或将其或将其结合到合到载体上。体上。物理吸附法物理吸附法: :将将酶酶分子吸附在分子吸附在载体的表面上。体的表

32、面上。一般来一般来说, ,酶酶更适合采用化学更适合采用化学结合和物理吸附法固定化合和物理吸附法固定化, ,而而细胞胞多采用包埋法固定化多采用包埋法固定化, ,这是因是因为个大的个大的细胞胞难以被吸附或以被吸附或结合合, ,而个小的而个小的酶酶容易从包埋材料中漏出。容易从包埋材料中漏出。(2)(2)固定化固定化细胞常用的胞常用的载体材料体材料: :常用的常用的载体有明胶、体有明胶、琼脂糖、海藻酸脂糖、海藻酸钠、醋酸、醋酸纤维素和聚丙素和聚丙烯酰胺等。胺等。2.2.直接使用直接使用酶酶、固定化、固定化酶酶、固定化、固定化细胞的比胞的比较 直接使用直接使用酶酶固定化固定化酶酶固定化固定化细胞胞酶酶的

33、种数的种数一种或几种一种或几种一种一种一系列一系列酶酶制作方法制作方法化学化学结合固定化、物合固定化、物理吸附固定化理吸附固定化包埋法固定化包埋法固定化是否需要是否需要营养物养物质否否否否是是反反应底物底物各种物各种物质( (大大分子、小分分子、小分子子) )各种物各种物质( (大分子、小大分子、小分子分子) )小分子物小分子物质直接使用直接使用酶酶固定化固定化酶酶固定化固定化细胞胞缺点缺点对环境条件非常境条件非常敏感敏感, ,易失活易失活难回收回收, ,成本高成本高, ,影响影响产品品质量量不利于催化一系列不利于催化一系列的的酶酶促反促反应反反应物不易与物不易与酶酶接触接触, ,尤其是大分子

34、物尤其是大分子物质, ,反反应效率下降效率下降优点点催化效率高、耗能催化效率高、耗能低、低低、低污染染既能与反既能与反应物接物接触触, ,又能与又能与产物分离物分离可以反复利用可以反复利用成本低、操作容易成本低、操作容易实例例果胶果胶酶酶固定化葡萄糖异构固定化葡萄糖异构酶酶固定化酵母固定化酵母细胞胞【高考警示高考警示】固定化实验中的易错点总结固定化实验中的易错点总结(1)(1)海藻酸钠溶液的浓度对包埋酵母细胞数量的影响海藻酸钠溶液的浓度对包埋酵母细胞数量的影响: :海藻酸钠溶液浓度过高海藻酸钠溶液浓度过高, ,将很难形成凝胶珠将很难形成凝胶珠; ;浓度过低浓度过低, ,形成的凝胶珠所包埋的酵母

35、细胞的数量少。形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。(2)(2)海藻酸钠溶液配制注意事项海藻酸钠溶液配制注意事项: :海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热, ,避免海藻酸钠发生焦避免海藻酸钠发生焦糊糊; ;将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温, ,再与酵母细胞混合再与酵母细胞混合, ,避免避免高温杀死酵母细胞高温杀死酵母细胞; ;固定化酵母细胞时固定化酵母细胞时, ,应将海藻酸钠酵母细胞的混合液用注射应将海藻酸钠酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到器缓慢滴加到CaClCaCl2 2溶液中溶液中, ,而不是注射而不是注射, ,以免影响凝胶珠的形成

36、。以免影响凝胶珠的形成。【典例典例2 2】某某实验小小组的同学制的同学制备固定化酵母固定化酵母细胞的胞的过程如下程如下: :活化酵母活化酵母细胞胞: :称取定量干酵母与定量蒸称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并水混合并搅拌拌, ,使使酵母酵母细胞活化胞活化; ;配制配制CaClCaCl2 2溶液溶液: :将无水将无水CaClCaCl2 2溶解在定量蒸溶解在定量蒸馏水中水中, ,配制成一配制成一定定浓度的度的CaClCaCl2 2溶液溶液; ;配制海藻酸配制海藻酸钠溶液溶液: :用定量的海藻酸用定量的海藻酸钠直接溶解在定量的蒸直接溶解在定量的蒸馏水中水中, ,配制成溶液配制成溶液; ;海藻酸海藻酸钠

37、溶液和酵母溶液和酵母细胞混合胞混合: :将活化的酵母将活化的酵母细胞迅速加入胞迅速加入刚配制成的海藻酸配制成的海藻酸钠溶液中溶液中, ,充分充分搅拌混合均匀拌混合均匀; ;固定化酵母固定化酵母细胞胞: :用注射器以恒定的速度用注射器以恒定的速度缓慢将海藻酸慢将海藻酸钠和和酵母酵母细胞混合液滴加到配制好的胞混合液滴加到配制好的CaClCaCl2 2溶液中溶液中, ,观察凝胶珠的形察凝胶珠的形成。成。(1)(1)请你改正其中两你改正其中两处错误的操作的操作: :第一第一处: : ; ;第二第二处: : 。(2)(2)刚形成的凝胶珠要在形成的凝胶珠要在CaClCaCl2 2溶液中浸泡溶液中浸泡30

38、min30 min左右左右, ,目的是目的是 。(3)(3)如果制作的凝胶珠如果制作的凝胶珠颜色色过浅浅, ,呈白色呈白色, ,则说明海藻酸明海藻酸钠浓度度( (填填“过低低”或或“过高高”) )。(4)(4)研究研究发现, ,固定化固定化强强度度强强的酵母的酵母颗粒粒发酵效果好酵效果好, ,且且稳定性高、定性高、使用寿命使用寿命长。某机构利用上述装置。某机构利用上述装置, ,将将2%2%、2.5%2.5%、3%3%的海藻酸的海藻酸钠分分别用用2%2%、3%3%、4%4%的的X X溶液溶液进行凝胶化行凝胶化处理理, ,所得到的固定化酵母所得到的固定化酵母颗粒的粒的强强度及在度及在2828下下发

39、酵酵48 h48 h后的酒精后的酒精产量量见表表: :可以看出可以看出, ,随着随着X X溶液溶液浓度的增加度的增加, ,增加增加; ;凝胶固定化效果凝胶固定化效果较好的海藻酸好的海藻酸钠与与X X溶液的溶液的浓度分度分别是是、。海藻酸海藻酸钠(%)(%)2 22.52.53 32 22.52.53 32 22.52.53 3X X溶液溶液(%)(%)2 22 22 23 33 33 34 44 44 4固定化固定化强强度度(g/30(g/30个个) )9309309509509909901 0301 0301 1001 1001 1401 1401 1701 1701 1701 1701 1

40、601 160酒精量酒精量(%)(%)6.76.76.56.56.56.56.76.76.46.46.26.26.76.76.46.46.36.3【解析】【解析】(1)(1)海藻酸钠的溶化应小火或间断加热海藻酸钠的溶化应小火或间断加热, ,至完全溶化。至完全溶化。溶化后冷却至室温再加入已活化的酵母细胞溶化后冷却至室温再加入已活化的酵母细胞, ,否则会杀死酵母否则会杀死酵母细胞。细胞。(2)(2)刚形成的凝胶珠要在刚形成的凝胶珠要在CaClCaCl2 2溶液中浸泡溶液中浸泡30 min30 min左右左右, ,目的是让目的是让凝胶珠形成稳定的结构。凝胶珠形成稳定的结构。(3)(3)凝胶珠颜色过浅

41、凝胶珠颜色过浅, ,呈白色呈白色, ,说明海藻酸钠浓度过低。说明海藻酸钠浓度过低。(4)(4)从表中可以看出从表中可以看出, ,随随X X溶液浓度的增加溶液浓度的增加, ,酵母颗粒的固定化强酵母颗粒的固定化强度增加度增加, ,且固定化效果较好的海藻酸钠的浓度是且固定化效果较好的海藻酸钠的浓度是2%,X2%,X溶液的浓溶液的浓度是度是4%4%。答案答案: :(1)(1)海藻酸钠溶解应小火或间断加热至完全溶化海藻酸钠溶解应小火或间断加热至完全溶化海海藻酸钠溶液应冷却至室温再加入已活化的酵母细胞藻酸钠溶液应冷却至室温再加入已活化的酵母细胞(2)(2)让凝胶珠形成稳定的结构让凝胶珠形成稳定的结构(3)

42、(3)过低过低(4)(4)固定化强度固定化强度2%2%4%4%【变式式训练】某某实验小小组进行固定化酵母行固定化酵母细胞的制胞的制备, ,并开展并开展游离酵母和固定化酵母游离酵母和固定化酵母发酵酵产酒酒精度的比酒酒精度的比较。请回答下列回答下列问题: :产酒酒精度的比酒酒精度的比较时间/d/d游离酵母游离酵母固定化酵母固定化酵母0 00 00 02 21.01.02.52.54 42.12.14.24.26 63.23.25.05.08 83.93.95.45.410104.34.36.06.012124.64.66.46.4(1)(1)制作凝胶珠的制作凝胶珠的实验步步骤是是: :酵母酵母细胞

43、的活化胞的活化配制配制海藻酸海藻酸钠溶液溶液固定化酵母固定化酵母细胞。胞。(2)(2)影响影响实验成成败的关的关键步步骤是是 。(3)(3)固定酵母固定酵母细胞胞时, ,海藻酸海藻酸钠起起的作用。的作用。(4)(4)该小小组将制将制备好的固定化酵母与游离酵母分好的固定化酵母与游离酵母分别放在一定的放在一定的条件下条件下发酵酵, ,定定时记录发酵液中酒精度的酵液中酒精度的变化。化。实验过程中的程中的“在一定的条件下在一定的条件下发酵酵”的条件是的条件是, ,要求要求条件相同是条件相同是为了确保了确保。由表可知由表可知, ,固定化酵母和游离酵母固定化酵母和游离酵母发酵都能酵都能产生酒精生酒精, ,

44、但固定化但固定化酵母在酵母在发酵前期延酵前期延迟期的期的时间比游离酵母比游离酵母发酵前期延酵前期延迟期的期的时间要要。【解析解析】(1)(1)制备固定化酵母细胞的实验步骤为制备固定化酵母细胞的实验步骤为: :酵母细胞的活酵母细胞的活化化配制配制CaClCaCl2 2溶液溶液配制海藻酸钠溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母海藻酸钠溶液与酵母细胞混合细胞混合固定化酵母细胞。固定化酵母细胞。(2)(2)该实验的关键是配制海藻酸该实验的关键是配制海藻酸钠溶液。钠溶液。(3)(3)海藻酸钠起载体的作用海藻酸钠起载体的作用, ,用于包埋酵母细胞。用于包埋酵母细胞。(4)(4)酵母菌发酵过程是细胞内酶的催

45、化过程酵母菌发酵过程是细胞内酶的催化过程, ,需要在适宜的温度、需要在适宜的温度、pHpH等条件下进行等条件下进行, ,两组实验的条件相同两组实验的条件相同, ,才能够确保无关变量相才能够确保无关变量相同同, ,且遵循单一变量原则。由表可知且遵循单一变量原则。由表可知, ,在在12 d12 d的发酵时间里的发酵时间里, ,固固定化酵母发酵产酒酒精度从定化酵母发酵产酒酒精度从0 0到到6.4,6.4,游离酵母发酵产酒酒精度游离酵母发酵产酒酒精度从从0 0到到4.64.6。而且固定化酵母发酵产酒酒精度在第。而且固定化酵母发酵产酒酒精度在第4 4天就达到天就达到4.2,4.2,表明其前期延迟期短。表

46、明其前期延迟期短。答案答案: :(1)(1)配制物质的量浓度为配制物质的量浓度为0.05 mol/L0.05 mol/L的的CaClCaCl2 2溶液海藻酸溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合钠溶液与酵母细胞混合(2)(2)配制海藻酸钠溶液配制海藻酸钠溶液(3)(3)包埋酵母细胞包埋酵母细胞( (或载体或载体) )(4)(4)适宜的温度、适宜的温度、pHpH等单一变量等单一变量短短1.1.葡萄收葡萄收获的季的季节性性较强强, ,并且不易运并且不易运输, ,易造成易造成积压, ,腐腐烂变质。为了解决上述了解决上述问题且且满足不同人群的需求足不同人群的需求, ,可以将其加工可以将其加工制作成果汁、果酒、

47、果醋等。下面是制作成果汁、果酒、果醋等。下面是简单的生的生产流程流程图, ,结合合所学知所学知识回答下列回答下列问题。(1)(1)果胶果胶酶酶的使用的使用过程程中中, ,需要需要对酶酶的活性、的活性、酶酶的用量的用量进行研行研究。在甲、乙两个曲究。在甲、乙两个曲线中中, ,果胶果胶酶酶活性受活性受环境因素影响的境因素影响的变化化曲曲线是是; ;乙曲乙曲线中中纵轴还可以用可以用来表示。自来表示。自变量量X X可以代表可以代表; ;自自变量量Y Y可以代表可以代表。(2)(2)果胶果胶酶酶的最适用量是上的最适用量是上图中的中的点点对应的量。的量。(3)(3)过程中不用程中不用灭菌一般也不会受到菌一

48、般也不会受到杂菌的菌的污染染, ,原因是原因是 。(4)(4)果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作过程相比程相比, ,从从发酵条件来看酵条件来看, ,二者不同之二者不同之处是是 。(5)(5)果汁果汁发酵后是否有酒精酵后是否有酒精产生生, ,可用可用来来检验。在酸。在酸性条件下性条件下, ,该试剂与酒精反与酒精反应呈呈现。【解析解析】(1)(1)果胶酶的活性受温度、果胶酶的活性受温度、pHpH等条件的影响等条件的影响, ,每一种酶每一种酶的最适的最适pHpH和最适温度是一定的。衡量实验结果的指标有两种和最适温度是一定的。衡量实验结果的指标有两种, ,一是果汁的量一是果汁的量, ,另一个是果汁的澄清

49、度。另一个是果汁的澄清度。(2)(2)果胶酶的最适用量果胶酶的最适用量是过滤得到果汁澄清度最高时对应的最小酶量是过滤得到果汁澄清度最高时对应的最小酶量,B,B点后酶量增加点后酶量增加而澄清度不再增加而澄清度不再增加, ,因此因此B B点对应的量为最适用量。点对应的量为最适用量。(3)(3)缺氧条缺氧条件不利于大多数细菌的生存件不利于大多数细菌的生存, ,同时酒精有杀菌作用。同时酒精有杀菌作用。(4)(4)酒精发酒精发酵为厌氧发酵酵为厌氧发酵, ,醋酸发酵为需氧发酵。醋酸发酵为需氧发酵。(5)(5)检测酒精时应用酸性检测酒精时应用酸性重铬酸钾重铬酸钾, ,反应呈现灰绿色。反应呈现灰绿色。答案答案

50、: :(1)(1)甲过滤得到的果汁体积温度、甲过滤得到的果汁体积温度、pHpH等等果胶酶的浓度果胶酶的浓度( (或用量或用量) )(2)B(2)B(3)(3)培养液中缺氧环境及酵母菌产生的酒精能抑制绝大多数细培养液中缺氧环境及酵母菌产生的酒精能抑制绝大多数细菌的生长繁殖菌的生长繁殖(4)(4)酒精发酵需要厌氧条件酒精发酵需要厌氧条件, ,醋酸发酵需要充足的氧气醋酸发酵需要充足的氧气(5)(5)重铬酸钾灰绿色重铬酸钾灰绿色2.2.固定化固定化酶酶是从是从2020世世纪6060年代迅速年代迅速发展起来的一种技展起来的一种技术。科研。科研人人员用双重固定法用双重固定法, ,即采用戊二即采用戊二醛作交

51、作交联剂( (使使酶酶相互相互连接接),),海海藻酸藻酸钠作作为包埋包埋剂来固定小麦来固定小麦酯酶酶, ,以研究固定化以研究固定化酶酶的相关性的相关性质和最佳固定条件。和最佳固定条件。酶酶活力活力为固定化固定化酶酶催化化学反催化化学反应的的总效率效率, ,包括包括酶酶活性和活性和酶酶的数量。如的数量。如图甲、乙、丙甲、乙、丙为部分研究部分研究结果。果。请分析回答分析回答: :(1)(1)从从对温度温度变化适化适应性和性和应用范用范围的角度分析的角度分析, ,甲甲图所示所示结果果可以得出的可以得出的结论是是 。(2)(2)乙乙图曲曲线表明表明浓度度为的海藻酸的海藻酸钠包埋效果最好包埋效果最好,

52、,当当海藻酸海藻酸钠溶液溶液浓度度较低低时, ,酶酶活力低的原因是活力低的原因是。(3)(3)固定化固定化酶酶的活力随使用次数的增多而下降的活力随使用次数的增多而下降, ,由丙由丙图可知可知, ,固固定化定化酯酶酶一般可重复使用一般可重复使用次次, ,之后之后酶酶活力明活力明显下降。下降。(4)(4)使用固定化使用固定化酶酶的的优点有哪些点有哪些? ? 。(5)(5)固定小麦固定小麦酯酶酶采用双重固定法采用双重固定法, ,这是因是因为。【解析解析】(1)(1)通过分析甲图可知通过分析甲图可知, ,固定化酶与游离酶相比固定化酶与游离酶相比, ,对温对温度变化的适应性更强且应用范围较广。度变化的适

53、应性更强且应用范围较广。(2)(2)乙图曲线表明浓度乙图曲线表明浓度为为3%3%的海藻酸钠包埋效果最好的海藻酸钠包埋效果最好, ,此时酶活力最高此时酶活力最高, ,当海藻酸钠溶当海藻酸钠溶液浓度较低时包埋不紧密液浓度较低时包埋不紧密, ,酶分子容易漏出酶分子容易漏出, ,数量不足数量不足, ,因此酶因此酶活力较低。活力较低。(4)(4)固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术。既能与反应物接触定空间内的技术。既能与反应物接触, ,又能与产物分离又能与产物分离; ;还可以还可以反复利用。反复利用。(5)(5)由于小麦酯酶分子很小由于小麦酯酶分

54、子很小, ,很容易从包埋材料中漏很容易从包埋材料中漏出出, ,因此固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋因此固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋, ,而是采用双重而是采用双重固定法。固定法。答案答案: :(1)(1)固定化酶比游离酶对温度变化的适应性更强且应用范固定化酶比游离酶对温度变化的适应性更强且应用范围较广围较广(2)3%(2)3%海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密, ,酶分子容易漏出酶分子容易漏出, ,数数量不足量不足(3)3(3)3(4)(4)既能与反应物接触既能与反应物接触, ,又能与产物分离又能与产物分离; ;可以反复利用可以反复利用(5)(5)酶分子很小酶分子很

55、小, ,容易从包埋材料中漏出容易从包埋材料中漏出3.(3.(能力挑能力挑战题) )为探究洗衣粉加探究洗衣粉加酶酶后的洗后的洗涤效果效果, ,将一种无将一种无酶酶洗洗衣粉分成衣粉分成3 3等份等份, ,进行行3 3组实验。甲、乙两。甲、乙两组在洗衣粉中加入在洗衣粉中加入1 1种或种或2 2种种酶酶, ,丙丙组不加不加酶酶, ,在不同温度下清洗同种化在不同温度下清洗同种化纤布上的布上的2 2种种污渍, ,其他其他实验条件均相同条件均相同, ,下表下表为实验记录。请回答下列回答下列问题: :水温水温/10102020303040405050组别甲甲乙乙丙丙甲甲乙乙丙丙甲甲乙乙丙丙甲甲乙乙丙丙甲甲乙乙

56、丙丙清除血清除血渍时间/min/min6767666688885252515183833636343477771111121268689 911116767清除油清除油渍时间/min/min93937878959587876363919182824646858575752727777769698 86868(1)(1)提高洗衣粉去提高洗衣粉去污能力的方法有能力的方法有。甲。甲组在洗衣粉在洗衣粉中加入了中加入了。乙。乙组在洗衣粉中加入了在洗衣粉中加入了 。(2)(2)甲、乙两甲、乙两组洗洗涤效果的差异效果的差异, ,说明明酶酶的作用具有的作用具有 。(3)(3)如果甲、乙和丙如果甲、乙和丙3 3

57、组均在水温均在水温为8080时洗洗涤同一种同一种污渍, ,请比比较这3 3组洗洗涤效果之效果之间的差异并的差异并说明理由明理由: : 。(4)(4)加加酶酶洗衣粉中的洗衣粉中的酶酶是用特殊的化学物是用特殊的化学物质包裹的包裹的, ,遇水后包裹遇水后包裹层很快溶解很快溶解, ,释放出来的放出来的酶酶迅速迅速发挥催化作用。催化作用。请说明明这是否是否运用了运用了酶酶的固定化技的固定化技术及其理由及其理由: :。【解析解析】(1)(1)丙组为对照组丙组为对照组, ,为了排除无关变量的干扰。清除污为了排除无关变量的干扰。清除污渍所用时间越短渍所用时间越短, ,说明酶的去污能力越强。通过表格数据可以说明

58、酶的去污能力越强。通过表格数据可以看出看出, ,适当提高温度可以提高酶的催化能力。加酶后适当提高温度可以提高酶的催化能力。加酶后, ,去污效果去污效果也有明显提高。甲组能清除血渍而不能清除油渍也有明显提高。甲组能清除血渍而不能清除油渍, ,因此因此, ,甲组洗甲组洗衣粉中加入了蛋白酶。乙组能清除血渍和油渍衣粉中加入了蛋白酶。乙组能清除血渍和油渍, ,说明乙组洗衣说明乙组洗衣粉中加入了蛋白酶和脂肪酶。粉中加入了蛋白酶和脂肪酶。(2)(2)根据甲、乙两组洗涤效果的根据甲、乙两组洗涤效果的差异差异, ,说明酶的作用具有专一性。说明酶的作用具有专一性。(3)(3)由于高温使酶变性而失活由于高温使酶变性

59、而失活, ,所以甲、乙、丙所以甲、乙、丙3 3组均在水温组均在水温8080时洗涤同一种污渍时洗涤同一种污渍, ,洗涤效果洗涤效果无差异。无差异。(4)(4)因为酶未固定在不溶于水的载体上因为酶未固定在不溶于水的载体上, ,也不能重复利也不能重复利用用, ,因此加酶洗衣粉的生产未运用酶的固定化技术。因此加酶洗衣粉的生产未运用酶的固定化技术。答案答案: :(1)(1)加酶和适当提高温度加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)(2)专一性专一性(3)(3)没有差异没有差异, ,因为高温使酶失活因为高温使酶失活(4)(4)未运用酶的固定化技术未运用酶的固定化技术, ,因为酶未固

60、定在不溶于水的载体上因为酶未固定在不溶于水的载体上, ,也不能重复利用也不能重复利用【方法技巧方法技巧】对照实验的设计方法对照实验的设计方法(1)(1)明确实验目的。明确实验目的。(2)(2)确定变量确定变量( (自变量、因变量和无关变量自变量、因变量和无关变量) )。(3)(3)分析实验原理分析实验原理, ,按实验原理进行实验操作的设置。按实验原理进行实验操作的设置。(4)(4)恰当选材、合理分步恰当选材、合理分步, ,按预先设计的步骤完成实验按预先设计的步骤完成实验, ,控制好控制好自变量和无关变量。自变量和无关变量。(5)(5)对照结果对照结果, ,分析现象分析现象, ,得出结论。得出结

61、论。(6)(6)实验完成后进行比较、分析实验完成后进行比较、分析, ,分析误差产生的原因分析误差产生的原因, ,看是否看是否需要设置重复实验需要设置重复实验, ,以进一步探究。以进一步探究。4.4.下面是某同学所做的啤酒下面是某同学所做的啤酒酿造造实验, ,请根据其根据其实验过程程, ,回答回答相关的相关的问题。实验原理原理: :利用固定化啤酒酵母分解麦芽汁利用固定化啤酒酵母分解麦芽汁, ,生成啤酒。生成啤酒。实验步步骤: :第一步第一步: :啤酒酵母啤酒酵母细胞活化。称取胞活化。称取1 g1 g干酵母干酵母, ,放入放入50 mL50 mL的小的小烧杯中杯中, ,加入蒸加入蒸馏水水10 mL

62、,10 mL,用玻璃棒用玻璃棒搅拌均匀拌均匀, ,放置放置1 h1 h左右左右, ,使其使其活化。活化。第二步第二步: :配制海藻酸配制海藻酸钠溶液。称取溶液。称取0.7 g0.7 g海藻酸海藻酸钠, ,放入另一只放入另一只50 mL50 mL的小的小烧杯中杯中, ,加入蒸加入蒸馏水水10 mL,10 mL,并并搅拌拌, ,直至溶化直至溶化, ,用蒸用蒸馏水定容至水定容至10 mL10 mL。加。加热时, ,注意火候。注意火候。第三步第三步: :海藻酸海藻酸钠与啤酒酵母与啤酒酵母细胞混合。将溶化好的海藻酸胞混合。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温溶液冷却至室温, ,加入活化的酵母加入活化的酵母细

63、胞胞, ,充分充分搅拌均匀。拌均匀。第四步第四步: :用注射器以恒定的速度用注射器以恒定的速度缓慢地将上述混合液滴加到慢地将上述混合液滴加到0.05 mol/L CaCl0.05 mol/L CaCl2 2溶液中溶液中, ,制成凝胶珠。制成凝胶珠。第五步第五步: :倒去倒去CaClCaCl2 2溶液溶液, ,加无菌水洗加无菌水洗涤3 3次后次后, ,将凝胶珠放入将凝胶珠放入500 mL500 mL的三角瓶中的三角瓶中, ,加入加入300 mL300 mL麦芽汁溶液麦芽汁溶液, ,置于置于2525下封口下封口, ,发酵酵5 5天后天后, ,倒出倒出发酵后的麦芽汁即酵后的麦芽汁即为啤酒啤酒, ,品

64、品尝其口味。其口味。(1)(1)啤酒酵母啤酒酵母细胞活化的作用是胞活化的作用是 。第二步中注意火候指的是第二步中注意火候指的是 。第三步中第三步中为什么要等海藻酸什么要等海藻酸钠溶液冷却至室温溶液冷却至室温, ,再加入活化的再加入活化的酵母酵母细胞胞? ? 。(2)(2)海藻酸海藻酸钠的主要作用是的主要作用是 ; ;上述固定化上述固定化细胞的方法称胞的方法称为 , ,形成的凝胶珠形成的凝胶珠颜色色为 色。色。(3)(3)与固定化与固定化酶酶相比相比, ,该方法的方法的优点是点是 。【解析解析】本题考查固定化酵母细胞与发酵的基础知识。本题考查固定化酵母细胞与发酵的基础知识。(1)(1)活化啤酒酵

65、母细胞活化啤酒酵母细胞, ,目的是让休眠状态的啤酒酵母细胞恢复目的是让休眠状态的啤酒酵母细胞恢复到生活状态。配制海藻酸钠溶液时到生活状态。配制海藻酸钠溶液时, ,加热时要用小火或间断加加热时要用小火或间断加热热, ,反复几次。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后反复几次。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后, ,才能加才能加入活化的酵母细胞入活化的酵母细胞, ,目的是防止高温杀死啤酒酵母细胞。目的是防止高温杀死啤酒酵母细胞。(2)(2)海藻酸钠与啤酒酵母细胞形成了凝胶珠海藻酸钠与啤酒酵母细胞形成了凝胶珠, ,其中海藻酸钠的主其中海藻酸钠的主要作用是固定啤酒酵母细胞。题中描述的固定化啤酒酵母细胞要作

66、用是固定啤酒酵母细胞。题中描述的固定化啤酒酵母细胞的方法称为包埋法的方法称为包埋法, ,形成的凝胶珠颜色为浅黄色。形成的凝胶珠颜色为浅黄色。(3)(3)与固定化酶相比与固定化酶相比, ,固定化酵母细胞能省去酶的分离、提纯等固定化酵母细胞能省去酶的分离、提纯等工序工序, ,同时酶的活性更稳定。同时酶的活性更稳定。答案答案: :(1)(1)让处于休眠状态的啤酒酵母细胞恢复到生活状态用让处于休眠状态的啤酒酵母细胞恢复到生活状态用小火或间断加热小火或间断加热, ,反复几次防止高温杀死啤酒酵母细胞反复几次防止高温杀死啤酒酵母细胞(2)(2)固定啤酒酵母细胞包埋法浅黄固定啤酒酵母细胞包埋法浅黄(3)(3)

67、省去酶的分离、提纯等工序省去酶的分离、提纯等工序, ,同时酶的活性更稳定同时酶的活性更稳定人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进鼓舞我们前进。结束结束