酶的研究与应用
酶学的研究与应用
酶学的研究与应用酶是一类特殊的蛋白质，是生物体内一种具有催化作用的分子。
酶具有高度的选择性和效率，可以加速化学反应的速度。
酶学是研究和应用酶的学科，已经成为现代生命科学和生物技术中不可缺少的一部分。
本文将从酶学的发展历程、酶的结构和功能、酶学的应用三个方面来探讨酶学的研究和应用。
一、酶学的发展历程酶学的研究始于19世纪末。
当时，科学家已经发现了酵母菌能够将葡萄糖转化为酒精，但是不清楚具体的化学过程和机理。
直到1897年，著名的斯沃森和斯基里克斯发现了第一种蛋白质酶之一，即淀粉酶，这标志着酶学的诞生。
20世纪初，英国科学家斯莫尔特发明了酶的定量测定方法，奠定了酶学实验基础。
随着科学技术的不断进步，酶学的研究逐渐深入，越来越多的酶被发现，对酶的结构和功能进行了深入探究，酶的应用也得到了广泛发展。
二、酶的结构和功能酶是由氨基酸组成的长链蛋白质分子。
不同的酶有不同的序列和折叠方式，因此结构也各有不同。
但是所有的酶都有一个共同的特点，就是有一个催化部位，具有催化作用。
酶的活性主要取决于催化部位的结构和环境条件，在适当的条件下，酶可以加速化学反应的速率。
酶的功能非常广泛，可以催化各种化学反应，例如消化、代谢、免疫等。
其中，消化酶可以帮助人体消化食物，如淀粉酶可以将淀粉分解为葡萄糖；代谢酶则可以帮助人体内的化学反应进行到最终产物，如乳酸脱氢酶可以将乳酸转化为丙酮酸；免疫酶可以保护身体免受病原体的侵害，如抗体。
三、酶学的应用随着酶学的深入研究和理解，酶的应用范围也越来越广泛。
酶学的应用主要包括以下三个方面。
1. 医疗应用酶在医疗领域中有着广泛的应用。
其中一个典型的例子就是酶替代治疗。
一些人体内缺乏某种消化酶，导致消化不良。
此时，可以通过酶替代治疗，给患者注射相应的消化酶，帮助消化食物。
此外，酶还可以用于制药工业，如制造抗生素和蛋白质药物。
2. 食品加工酶学在食品加工中也有广泛的应用，如在制作乳制品中，可以使用乳糖酶来分解乳糖，制作出不含乳糖的乳制品；在制作酒类中，使用酵母菌来发酵麦芽，制造出啤酒和葡萄酒等。
酶及其生物催化技术的研究与应用
酶及其生物催化技术的研究与应用1 简介酶是一种生物催化剂，主要参与生命体内各种代谢和合成过程，为维持生命活动所必须的。
随着人们对生物体代谢过程和分子生物学的深入研究，酶的生物催化技术在许多领域得到了广泛的应用。
2 酶的特点酶有以下特点：1.酶能够催化各种生物体代谢过程；2.酶具有很高的催化效率，能够在相对温和的条件下完成催化反应；3.酶具有高度的选择性，只会催化特定的反应物，不会和其他物质发生反应；4.酶可以在多种媒介中进行催化反应，如水溶液、有机溶剂、气体等；5.酶可以通过多种方式进行固定，如包埋、吸附、化学交联等方法，从而形成催化剂。
3 酶的分类根据酶的化学性质和催化反应类型，酶可以分为六类：1.氧化还原酶：主要催化物质的氧化或还原反应；2.转移酶：主要催化分子中的某些官能团的转移反应；3.加水酶：主要催化水分子的加入或去除反应；4.裂解酶：主要催化分子的断裂反应；5.异构酶：主要催化分子的异构化反应；6.合成酶：主要催化物质的合成反应。
4 酶的生物催化技术的应用酶的生物催化技术已经广泛应用于以下领域：1.制药领域：如以酶作为催化剂合成抗生素、抗癌药物、激素等；2.食品加工领域：如以酶作为催化剂进行酒的酿造、酶法酱油的生产、果汁的澄清等；3.化学工业领域：如以酶作为催化剂进行化学反应，如替代传统的有机催化剂；4.环保领域：如以酶作为催化剂进行污水处理、再生资源利用等。
5 酶的未来发展随着生物技术和分子生物学的不断发展，酶的应用将会越来越广泛。
未来，酶的技术将会更加成熟，催化效率也将会得到进一步提高，将会在更多领域得到广泛应用。
6 总结酶是一种生物催化剂，具有高效、具有选择性等特点，在制药、食品加工、化学工业、环保等领域得到广泛应用。
未来，酶的技术将会更加成熟，应用领域也会越来越广泛。
酶学知识与临床应用
酶学知识与临床应用酶学是生物化学领域中研究酶的一门学科，酶是生物体内一类特殊的蛋白质，具有生物催化作用。
在生物体内，酶参与了各种生化反应，调控了生物体的代谢过程。
酶学知识的深入研究不仅可以揭示生物体内复杂代谢网络的运作机制，还可以为临床医学提供重要的参考依据。
一、酶的分类根据催化反应的类型，酶可分为氧化还原酶、转移酶、水解酶、连接酶等多种类型。
其中氧化还原酶如氧化酶、还原酶等在细胞呼吸等代谢过程中扮演重要角色；转移酶如氨基转移酶、甲基转移酶等在氨基酸代谢、脂肪酸合成等过程中发挥作用；水解酶如脂解酶、葡萄糖醛酸乳糖酶等参与了碳水化合物、脂肪、核酸等物质的降解代谢。
二、酶在临床中的应用1. 临床诊断：酶学知识在临床诊断中有广泛应用。
比如肝脏疾病中的肝酶检测，心肌梗死中的肌酸磷酸激酶检测等，都是利用不同酶的活性变化来帮助医生确定疾病诊断。
2. 药物开发：药物研发过程中，酶学知识也起着举足轻重的作用。
很多药物都是通过调控特定酶的活性来达到治疗作用。
比如抗病毒药物通过抑制病毒酶的活性来抑制病毒复制。
3. 生物技术：酶在生物技术领域也有重要应用，如聚合酶链反应（PCR）是利用DNA聚合酶来扩增DNA序列的技术，已经成为分子生物学中不可或缺的工具。
三、酶学知识在临床中的挑战与展望随着酶学知识的不断深入研究，也不可避免地面临着一些挑战。
比如在药物研发中，酶抗性、酶变异等问题常常会成为难题。
而在临床诊断中，不同疾病状态下酶活性的变化也可能会影响诊断结果的准确性。
然而，随着科技的不断发展，人们对酶学知识的理解也将更加深化，未来有望通过基因编辑、蛋白工程等技术手段，进一步拓展酶学在临床中的应用领域，为医学诊疗带来更多的机遇与可能。
总之，酶学知识作为生物化学中的重要分支，对于生命科学和医学领域都具有重要的意义。
通过深入研究酶的结构、功能、调控机制等方面，可以更好地揭示生物体内代谢过程的奥秘，为临床医学的发展提供更多的启示和帮助。
酶的功能研究与利用
酶的功能研究与利用酶是一种重要的生物催化剂，由于其特异性、高效性和可控性等优点，在生物学、化学、医学等不同领域中具有广泛的应用。
酶的功能研究与利用已成为生物技术、工业化学和医学研究的热点领域之一。
一、酶的基本概念酶是一种具有催化作用的蛋白质，它能够促进化学反应的进行，而不改变反应物和产物的自由能。
酶是具有高度立体结构的生物大分子，不同酶具有不同的催化活性和特异性，因此在生物代谢和生物合成过程中起着重要的作用。
二、酶的分类酶可以按其催化反应类型进行分类，主要包括氧化还原酶、水解酶、转移酶、异构酶等。
其中，氧化还原酶能够转移电子，参与氧化还原反应；水解酶可以水解分子中的化学键，分解分子；转移酶能够将化学基团从一种分子转移到另一种分子上；异构酶则可以改变分子的空间构型。
酶还可以按其来源进行分类，包括天然酶和人工合成的酶。
天然酶根据其来源可以分为细胞内酶和细胞外酶，其中细胞内酶包括胞浆酶和细胞器酶，细胞外酶包括分泌酶和膜结合酶。
三、酶的功能研究1. 酶的催化机理酶的催化作用通过相互作用、活化剂作用、过渡状态稳定等过程实现。
酶与底物结合形成酶底物复合物，进而通过事件耦合（即结构相应、活性变化）发挥催化作用，催化过程中形成合成反应中间体，形成产物与脱离酶。
2. 酶的特异性酶的特异性包括底物特异性和立体特异性两种。
底物特异性是指酶对一组具有相似化学结构的底物的选择性，而立体特异性是指酶对立体异构体的选择性。
这些特性使得酶成为非常重要的工具，例如在药物发现、基因工程、生物传感器等领域中广泛应用。
3. 酶的异质酶异质酶是指同种酶在不同组织或物种中表现出的不同性质。
异质酶可能引起生物化学反应的差异，从而影响细胞代谢和生理功能。
对异质酶的表达、调控和酶活性的影响机制的研究，在疾病的发生和药物治疗等方面具有重要意义。
四、酶的利用1. 工业利用酶在工业化学中的应用非常广泛，例如用于食品加工、酶解纤维素、生产乳酸、氯化酰胺、生产生物柴油等方面。
酶学研究的新进展与应用前景
酶学研究的新进展与应用前景酶学作为生物化学的重要分支学科，一直受到科学家们的广泛关注。
酶是生物体内各种化学反应的催化剂，具有高效、特异性和可控性等特点，因此在医药、工业、环保等领域都具有重要的应用价值。
近年来，随着分子生物学、基因工程和生物晶体学等技术的发展，酶学研究取得了一系列突破性进展，同时也给酶学的应用前景带来了新的机遇和挑战。
一、酶学研究的新进展1. 酶的结构与功能研究生物晶体学技术的进步，使得科学家们可以高分辨率地解析酶的三维结构，加深对酶催化机制的理解和探究。
同时，在结构和功能的相关性方面也得到了深入的研究。
例如，最近一项研究发现人体中一种名为Itaconase的酶，可以将吡咯烷酮转化为丙烯酸，该过程对细胞代谢有重要意义。
这项发现揭示了酶的结构与功能之间的紧密联系，也为发掘新的生物催化反应提供了新思路。
2. 酶的进化研究生物体内的酶在长期的进化过程中，逐渐形成了丰富的多样性。
研究不同物种酶的特性和分化路径，有助于揭示酶的进化机制和适应环境的方式。
近来的研究表明，酶家族和基因家族的扩张与收缩，主要受到复制机制、自然选择和基因重组等因素的影响。
同时，比较酶家族和基因家族的演化，可以增加对生物种群进化的认识。
3. 酶的催化机理研究酶对化学反应的催化机制一直是酶学研究的中心问题。
近年来，随着理论计算、光谱学和微观动力学等技术的发展，研究人员对酶的催化机理有了更深入的认识。
例如，最近的一项研究证实了酶催化反应中的亲核攻击能够通过核子挪移（即原子的转移）的方式实现。
这一发现提供了新的理论基础，可以推动酶学的更深入研究和应用。
二、酶学研究的应用前景1. 医药领域由于酶具有高效、特异和可控的特性，成为医药领域的重要催化剂。
例如，酶抑制剂可以抑制某些疾病的发生，如癌症、糖尿病、肝炎等。
另外，酶在药物合成、药代动力学、药物传输等方面也有着重要的作用。
例如，酶可用于合成特定的药物分子，同时可以加速药物分子的代谢和排泄，从而减少不良反应和毒性。
生物化学中的酶的研究
生物化学中的酶的研究酶是一类生物大分子催化剂，是生物化学中最基本和最重要的研究对象。
酶可以加速和控制生物反应速率，在许多生理过程中都发挥着极为重要的作用。
一、酶的分类按照作用类型，酶可以分为氧化还原酶、转移酶、水解酶、合成酶等。
按照分子结构，酶可分为，结构酶、非结构酶、多组分酶等。
按照催化机理，酶可以分为物理吸附型、化学反应型和催化后处理型。
二、酶的活性酶的活性受多种影响，包括温度、ph值、离子强度、金属离子和电解质含量等。
高温和极端的酸碱度会使酶丧失功能，但适宜的温度和ph值有助于提高酶的活性。
三、酶的初始速度酶的反应速度随着底物浓度的增加而增加，但当底物浓度达到一定值时，速率几乎不再增加，即达到最大反应速度。
此时酶的反应速率称为饱和速率，酶的活性也达到最大值。
四、酶的动力学酶的动力学研究是了解酶在各种条件下的反应机制和活性规律的基础。
其中，最常用的方法是米氏方程，它能够表述酶速度与底物浓度之间的关系。
五、酶的应用酶具有广泛的应用价值。
例如，酶在制药和化妆品生产中被广泛使用，可以用于制备生物达成体和药物，长期稳定性好；酶也可用于催化生物转化反应，如酶在食品添加剂中的应用、酶在生产糖、啤酒上的应用等。
六、酶在疾病诊断中的作用酶可以作为生物标志物，广泛应用于疾病的诊断，其中，最典型的是肝病酶的检测，许多生化指标可用于诊断和监测肝脏疾病。
这些指标通常作为肝功能的一部分测试，并可以用于监测化疗剂对身体产生的不良影响。
总之，酶作为生命体系中极其重要的促进剂和调整剂，在生物化学领域中受到了广泛的研究和应用。
通过进一步深入地研究酶的原理和性质，我们将更好地了解生命系统的本质和机制。
人教版高中生物选修一专题四《酶的研究与应用》知识点归纳
专题四酶的研究与应用探讨加酶洗衣粉的洗剂效果一、实验原理１.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶,其中,应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
2.碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽,使污迹从衣物上脱落。
脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质,使洗衣粉具有更好的去污能力。
3．在本课题中，我们主要探究有关加酶洗衣粉的三个问题：一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有什么不同;二是在什么温度下使用加酶洗衣粉效果最好。
三是添加不同种类的酶的的洗衣粉,其洗剂效果有哪些区别。
二、实验步骤1．探究用加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤的效果的不同①在2个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。
②取２块大小相等的白棉布,用滴管在每块白布上分别滴上等量的墨水，分别放入烧杯里,用玻璃棒搅拌。
③将2个烧杯分别放入同等温度的温水中,保温5分钟。
④称取５克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉２份，分别放入2个烧杯中，用玻璃棒均匀搅拌。
保温10分钟。
⑤观察并记录2个烧杯中的洗涤效果2.探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件①在3个编号的烧杯里,分别注入5０0mL清水。
②取３块大小相等的白棉布，用滴管在每块白布上分别滴上一滴食用油、鸡血、牛奶，分别放入烧杯里,用玻璃棒搅拌。
③将３个烧杯分别放入５０摄氏度的热水、沸水和冰块中,保温5分钟。
④称取5克加酶洗衣粉3份,分别放入３个烧杯中,用玻璃棒均匀搅拌。
保温10分钟。
⑤观察并记录3个烧杯中的洗涤效果。
污染物蛋白酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉复合酶洗衣粉普通洗衣粉油渍汗渍血渍观察并记录四种洗衣粉分别洗涤三种污染的洗涤效果。
三、注意事项1.变量的分析和控制影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量,衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的时间等。
在这些因素中，水温是我们要研究的对象，而其他因素应在实验中保持不变。
酶工程的研究与应用
酶工程的研究与应用酶工程是研究和应用酶技术的一门学科，涉及到生物化学、微生物学、分子生物学等多个方面。
酶是生物体内一种种类繁多、作用广泛的蛋白质，能够催化各种生物反应，促进代谢和功能活动。
由于酶具有高效、高选择性和温和的反应条件等优点，因此被广泛应用于食品、医药、化工、环保等领域。
一、酶的种类和特性酶是一种催化剂，能够在生物、非生物体内催化特定反应发生，具有高效催化、强特异性、无毒无害等特点，由多肽链构成，具有良好的立体活性。
根据其作用类型和催化反应种类可以将酶分为氧化还原酶、酯酶、水解酶等。
不同的酶具有不同的催化机理和特性，例如：葡萄糖氧化酶能够催化葡萄糖氧化成为葡萄糖酸；淀粉酶能够将淀粉水解成糖；蛋白酶则能够分解多肽链分子。
此外，酶的活性和稳定性也决定了其在应用中的可行性。
二、酶工程的意义和发展历程酶工程是一门新兴的交叉学科，主要研究如何破坏或改变酶的结构来提高其活性、稳定性和选择性，以及如何利用酶作为催化剂来开发新的应用领域。
酶工程的发展历程可以追溯到20世纪60年代，当时制备细胞外酶和功能酶已经成为研究的热点。
20世纪70年代和80年代是酶工程的快速发展期，人们开始研究如何在分子水平上改变酶的结构，以提高其性能。
随着第一代酶制剂的成功开发，酶工程逐渐发展成为一个独立的学科领域，同时也推动了酶在各个领域的应用。
三、酶的应用领域随着酶工程技术的不断发展，酶在食品、医药、化工、环保等领域的应用越来越广泛。
以下是酶在不同领域中的应用案例：1.食品工业中的应用：食品酶是一类用于改善食品陈化、延长保质期、改善口感和颜色的酶制品，包括酶制剂和专用酶。
例如：面包酵母中的蛋白酶和淀粉酶；啤酒酿造中的青霉素酶和脂肪酶；糖果制造中的果胶酶和黄原胶酶等。
这些酶可以改善食品质量，减少食品浪费，因此广受消费者欢迎。
2.医药工业中的应用：酶在药物研发和制造中有着重要的作用。
例如，血管紧张素转换酶抑制剂是一类常用的治疗高血压和心脏病的药物。
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第34讲酶的研究与应用A组基础题组考点一酶在果汁生产、洗涤方面的应用1.果胶酶能分解果胶等物质,澄清果蔬饮料,在食品加工业中有着广泛的应用。
某兴趣小组的同学对三种不同品牌的果胶酶制剂(制剂中果胶酶浓度相同)进行了探究,其实验设计及实验结果如下表所示。
注:“+”越多表示果汁越浑浊。
(1)表中X所代表的数值应为,Y的果汁浑浊程度应表示为(用若干个“+”表示)。
(2)除了观察果汁浑浊程度外,还可以通过检测的变化量来判断不同品牌果胶酶制剂的效果。
若使用该方法,相关物质变化量最大的是组。
(3)微生物是生产果胶酶的优良生物资源。
分离和筛选能产生果胶酶的微生物,使用的培养基应以为唯一碳源;如需进一步纯化果胶酶,可根据果胶酶分子的(至少写出两点)等特性进行分离提纯。
由于果胶酶的活性容易受到外界环境因素的干扰,所以应利用技术减少影响从而保护酶的活性。
2.(2016江苏盐城阜宁中学期末,32)某同学用含有不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如下实验。
请回答以下问题:(1)该实验的目的是探究。
该实验还应控制的无关变量有。
该实验中分别构成两组对照实验。
(2)该同学在实验过程中可通过观察来判断酶的催化效率。
(3)蛋白酶洗衣粉的去污原理是。
(4)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉,有利于生态环境保护,这是因为。
(5)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质层层包裹的,遇水后包裹层很快溶解,释放出来的酶迅速发挥催化作用,请说明这是否应用了酶的固定化技术及其理由是。
考点二固定化酶与固定化细胞3.东北农业大学科研人员利用双重固定法,即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接),海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶,研究固定化酶的性质,并对其最佳固定条件进行了探究。
如图显示的是部分研究结果(注: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),请分析回答下列问题:(1)下列所示的酶固定化技术中属于包埋法的是。
(2)从对温度变化的适应性和应用范围的角度分析,图甲所示结果可以得出的结论是对温度变化的适应性更强且应用范围更广。
(3)图乙曲线表明浓度为的海藻酸钠溶液包埋效果最好,当海藻酸钠溶液浓度较低时,酶活力低的原因是。
(4)固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋,而是用戊二醛作交联剂,这是因为。
4.(2016江苏南通中学期中,29)下图1表示制备固定化酵母细胞的某步操作,图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图,请据图分析回答:图1 图2图3(1)图1中,将溶化好的海藻酸钠溶液,加入已活化的酵母细胞,进行充分搅拌,使其混合均匀,再转移至注射器中。
(2)图1中X溶液为,其作用是。
(3)某同学在图1步骤结束后得到图3所示的实验结果,出现此结果的可能原因有海藻酸钠浓度过(“高”或“低”)或注射器中的混合液推进速度过(“快”或“慢”)。
(4)图1中制备的凝胶珠用后再转移到图 2装置中,发酵过程中搅拌的目的是。
B组提升题组非选择题1.工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率,为研究温度对果胶酶活性的影响,某学生设计了如下实验:①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A)②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合,再次在10 ℃水浴中恒温处理10 min(如图B)③将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液,测果汁量(如图C)④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量如下:根据上述实验,请分析回答下列问题:(1)果胶酶能除去细胞壁,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①的目的是。
2.(2016江苏单科,29,9分)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响,以及固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验,流程及结果如下。
请回答下列问题:制备固定化绿球藻凝胶球→清洗2~3次→培养液中培养柠檬酸钠溶液溶解凝胶球,测定藻数量图1图2(1)实验中的海藻酸钠作用是,CaCl2的作用是。
(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物,并保持绿球藻活性,宜采用洗涤。
图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h后,移去凝胶球,溶液呈绿色,原因是。
(3)为探索固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,应选用浓度为海藻酸钠制备凝胶球。
(4)图2中空白凝胶球组Zn2+浓度下降的原因是。
结合图1和图2分析,固定化藻的实验组24~48 h间Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是;72~96 h间Zn2+浓度下降速度较慢的原因有。
3.(2015山东理综,35,12分)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:产乳糖酶微生物L的筛选产乳糖酶微生物L的培养乳糖酶的提取纯化乳糖酶的固定化(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。
答案全解全析A组基础题组考点一酶在果汁生产、洗涤方面的应用1.答案 (1)4 ++++(或多于++++)(2)反应物(或“果胶” “半乳糖醛酸”“生成物”“产物”) 1(3)果胶形状和大小(或“所带电荷性质和多少”“溶解度”“吸附性质和对其他分子的亲和力”等) 固定化酶(或固定化细胞)解析(1)由实验的等量原则,要保证每个试管的试剂量为11 mL,所以X为4 mL。
(2)除了观察果汁浑浊程度外,还可以通过检测反应物或产物的变化量来判断不同品牌果胶酶制剂的效果。
(3)分离和筛选能产生果胶酶的微生物,用果胶作为唯一碳源的培养基。
可以利用果胶酶的形状、大小、带电荷性质等特性对果胶酶进行分离。
固定化酶的稳定性好,可持续发挥作用。
2.答案(1)酶的作用具有专一性洗衣粉的用量,污染程度,水质,水的pH等A和B A和C (2)蛋白膜消失的时间长短(3)在蛋白酶催化作用下蛋白质的水解,产物溶于水中(4)酶蛋白进入环境后容易被微生物分解,避免过多的磷进入水体,造成水体富营养化(5)否,加酶洗衣粉中的酶没有固定在不溶于水的载体上,也不能重复使用解析(1)分析表格可知该实验的自变量有两个,即酶的种类、污染物的种类,因变量为污染物是否消失,无关变量为洗衣粉的用量,污染程度,水质,水的pH等。
所以该实验的目的是探究酶的作用具有专一性;根据探究实验的对照原则和单一变量原则可知,该实验中A与B、A与C构成两组对照实验。
(2)该实验可根据蛋白膜消失时间的长短来判断酶的催化效率,即蛋白膜消失的时间越短,说明酶的催化效率越高。
(3)蛋白酶能够催化污垢中蛋白质的水解,水解产物溶于水中,所以蛋白酶洗衣粉能够去污。
(4)加酶洗衣粉中酶的化学本质是蛋白质,其进入环境后容易被微生物分解,大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉,可以避免过多的磷进入水体,造成水体富营养化,有利于生态环境保护。
(5)加酶洗衣粉中的酶没有固定在不溶于水的载体上,不能重复利用,因此加酶洗衣粉中的酶不是固定化酶。
考点二固定化酶与固定化细胞3.答案(1)③④(2)固定化酶(3)3% 海藻酸钠溶液浓度较低时包埋不紧密,酶分子容易漏出,数量不足(4)酶分子很小,容易从包埋材料中漏出解析(1)包埋法即将酶包埋于网格或胶囊中,如图③④所示,图中①为吸附法,②为化学结合法。
(2)通过分析图甲可知,与游离酶相比,固定化酶在温度变化时酶活力变化幅度较小,且酶活力更高,即固定化酶对温度变化的适应性更强且应用范围更广。
(3)图乙曲线表明浓度为3%的海藻酸钠溶液包埋效果最好,此时酶活力最高,当海藻酸钠溶液浓度较低时包埋不紧密,酶分子容易漏出,数量不足,因此酶活力较低。
(4)小麦酯酶分子很小,容易从包埋材料中漏出,因此固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋,而是用戊二醛作交联剂,海藻酸钠作为包埋剂。
4.答案(1)冷却至室温(2)CaCl 2溶液使海藻酸钠形成凝胶珠(3)高快(4)蒸馏水洗涤使培养液与酵母菌充分接触解析(1)刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温,才能与活化的酵母细胞混合,以免高温使酵母细胞失活。
(2)将海藻酸钠与酵母菌混合液加入CaCl2溶液中,形成凝胶珠,故图1中X溶液为CaCl2溶液,CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠。
(3)图3中所示的凝胶珠不是圆形或椭圆形,可能原因是海藻酸钠浓度偏高或注射器中的混合液推进速度过快。
(4)制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中进行发酵,发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母细胞充分接触,以利于发酵过程的顺利进行。
B组提升题组非选择题1.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)高等植物细胞壁和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,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,说明酶的活性降低。
(3)因为酶具有高效性,使底物与酶的温度都达到预定值后再混合,避免其事先发生反应,而引起结果的不准确。
2.答案(1)包埋绿球藻(包埋剂) 与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)(2)培养液(生理盐水) 海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)(3)2.0%(4)凝胶吸附Zn2+绿球藻生长(繁殖)速度快绿球藻生长(增殖)速度慢,溶液中Zn2+浓度较低解析(1)海藻酸钠在固定化绿球藻的过程中作为包埋剂。
CaCl 2可与海藻酸钠反应形成凝胶球。
(2)利用培养液或生理盐水等洗涤凝胶球不至于造成绿球藻过量吸水或失水,从而保持正常的活性状态。
1.0%海藻酸钠组移去凝胶球,溶液呈绿色,说明绿球藻逸出了凝胶球,原因是制备凝胶球时,使用的海藻酸钠浓度过低,导致凝胶球孔径过大。
(3)图1显示,当海藻酸钠浓度为2.0%时,固定化的绿球藻数量最多,故探索固定化藻对含Zn2+污水的净化作用,应选用浓度为2.0%的海藻酸钠制备凝胶球。
(4)空白凝胶球中无绿球藻,故该组Zn2+浓度下降是空白凝胶的吸附作用所致。
图1显示,固定化藻的实验组24~48 h间绿球藻数量增加快,而72~96 h间绿球藻数量基本不变,这是导致两个时间段Zn2+浓度下降速度不同的主要原因。
3.答案(1)乳糖凝固剂选择培养基(2)灼烧(3)小(4)(酶)活性[或:(酶)活力] 包埋法物理吸附法(注:两空可颠倒)解析(1)产乳糖酶的微生物可以利用乳糖,故宜选用以乳糖作为唯一碳源的培养基筛选获得产乳糖酶的微生物,这类培养基为选择培养基。