高考生物大一轮复习 酶的制备及应用 中图版选修精选文档.ppt

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1、高考生物大一轮复习 酶的制备及应用课件 中图版选修本讲稿第一页，共五十五页第三章酶的制备及应用本讲稿第二页，共五十五页【考考纲纲考情考情】最新考纲及要求三年考情(以山东高考卷为例)2014年2013年2012年酶在食品制造和洗涤等方面的应用T35非选择题无无制备和应用固相化酶T35非选择题无无本讲稿第三页，共五十五页【知识梳理知识梳理】考点一考点一 影响出汁率的物质及处理方法影响出汁率的物质及处理方法1.1.影响出汁率的物质：影响出汁率的物质：(1)(1)物质名称：果胶质。物质名称：果胶质。(2)(2)造成的问题：果肉的出汁率低，耗时长；果汁浑浊、黏度高，不易澄清和造成的问题：果肉的出汁率低，

2、耗时长；果汁浑浊、黏度高，不易澄清和过滤。过滤。本讲稿第四页，共五十五页2.2.果胶酶与纤维素酶的比较：果胶酶与纤维素酶的比较：种类组成作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶分解果胶为可溶性的半乳糖醛酸纤维素酶C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶纤维素纤维二糖葡萄糖C C1 1酶酶C CX X酶酶葡萄糖葡萄糖苷酶苷酶本讲稿第五页，共五十五页3.3.处处理方法理方法酶酶解法解法(以果胶以果胶酶酶为为例例)：(1)(1)作用机理。作用机理。果胶果胶质质 小分子有机酸小分子有机酸(2)(2)作用条件。作用条件。最适温度：最适温度：45455050。最适最适pHpH范范围围：3.03.06.06.0。

3、(3)(3)过过程程(以苹果汁以苹果汁为为例例)：制：制备备苹果汁苹果汁配制配制酶酶液液降解苹果汁降解苹果汁沉淀。沉淀。果胶酶果胶酶本讲稿第六页，共五十五页4.4.果汁得率的果汁得率的计计算方式：算方式：R=VR=V1 1/V/V2 2100%100%(R(R：果汁得率；：果汁得率；V V1 1：澄清果汁体：澄清果汁体积积；V V2 2：处处理前果汁体理前果汁体积积)本讲稿第七页，共五十五页【高考警示高考警示】(1)(1)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求的温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求的温度或度或pHpH条件，以避免混合后条件的变化，确保实验结果

4、的可靠性。条件，以避免混合后条件的变化，确保实验结果的可靠性。(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，但酶活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，其影响因素也不完全性与酶促反应速率仍然是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相同，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促反应速率，但不能影相同，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促反应速率，但不能影响酶的活性。响酶的活性。本讲稿第八页，共五十五页考点二考点二 加酶洗衣粉加酶洗衣粉1.1.加酶洗衣粉中的酶：加酶洗衣粉中的酶：种类碱性蛋白酶纤维素酶淀粉酶脂肪酶作用催化污

5、渍中的蛋白质水解作用于纤维织物上的微纤维，避免出现发毛、缠球等现象催化淀粉水解催化脂肪(油渍)水解最适条件温度355050604060pH911711810备注品种多、使用广本讲稿第九页，共五十五页2.2.关于加酶洗衣粉的探究实验：关于加酶洗衣粉的探究实验：(1)(1)分析不同温度对加酶洗衣粉洗涤条件的影响实验。分析不同温度对加酶洗衣粉洗涤条件的影响实验。实验变量：水温，必须设置温度梯度。实验变量：水温，必须设置温度梯度。无关变量：水量与水质、洗衣粉用量、衣物质料与大小、浸泡与洗涤时间等，无关变量：水量与水质、洗衣粉用量、衣物质料与大小、浸泡与洗涤时间等，应保持不变。应保持不变。本讲稿第十页，

6、共五十五页(2)(2)分析不同种类洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的实验。分析不同种类洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的实验。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。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。实验变量。实验变量。a.a.自变量：不同种类的加酶洗衣粉。自变量：不同种类的加酶洗衣粉。b.b.无关变量：其他条件相同且适宜无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、如温度、pHpH等等)。本讲稿第十一页，共五十五页c.c.实验步骤：

7、实验步骤：步骤烧杯编号注入自来水500 mL500 mL500 mL加入物质(相同、等量)奶渍布奶渍布奶渍布控制水温373737加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒搅拌5 min5 min5 min观察实验现象颜色浅已消失颜色浅本讲稿第十二页，共五十五页【高考警示高考警示】酶酶活性不等同于活性不等同于酶酶促反促反应应速度速度同等条件下的同等条件下的酶酶促反促反应应速度的快慢可以表示速度的快慢可以表示酶酶活性的高低，但活性的高低，但酶酶活性与活性与酶酶促反促反应应速度仍然是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相同，如速度仍然是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相同

8、，如酶酶的的浓浓度、反度、反应应物的物的浓浓度可以影响反度可以影响反应应速度，但不能影响速度，但不能影响酶酶的活性。的活性。本讲稿第十三页，共五十五页考点三考点三 固定化酶与固定化细胞固定化酶与固定化细胞1.1.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较：直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较：比较项目直接使用酶固定化酶固定化细胞适用方法物理吸附法或化学结合法包埋法营养不需要不需要需要缺点酶易失活，难以回收，影响产品质量只能催化一种化学反应反应物不易于接触，反应效率下降本讲稿第十四页，共五十五页比较项目直接使用酶固定化酶固定化细胞优点催化效率高，低能耗，低污染可以回收利用，提高产品质量成本低，操作

9、容易实例果胶酶固定化葡萄糖异构酶固定化酵母细胞本讲稿第十五页，共五十五页2.2.固定化酶和固定化细胞技术：固定化酶和固定化细胞技术：(1)(1)将酶或细胞固定化的方法。将酶或细胞固定化的方法。包埋法：将酶或细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。包埋法：将酶或细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。化学结合法：将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上。化学结合法：将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上。物理吸附法：将酶分子吸附在载体的表面上。物理吸附法：将酶分子吸附在载体的表面上。一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而

10、细胞多采用包埋法固定化，这是因为体积大的细胞难以被吸附或结合，而体积小的酶容易从包埋固定化，这是因为体积大的细胞难以被吸附或结合，而体积小的酶容易从包埋材料中漏出。材料中漏出。(2)(2)固定化细胞常用的载体材料：明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙固定化细胞常用的载体材料：明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。烯酰胺等。本讲稿第十六页，共五十五页3.3.固定化酵母固定化酵母细细胞并胞并发发酵酵产产生酒精：生酒精：(1)(1)实验实验注意事注意事项项。海藻酸海藻酸钠钠溶化溶化时时要用小火或要用小火或间间断加断加热热，避免海藻酸，避免海藻酸钠发钠发生焦糊。生焦糊。将溶化好的海藻酸

11、将溶化好的海藻酸钠钠先冷却至室温，再与酵母先冷却至室温，再与酵母细细胞混合，避免高温胞混合，避免高温杀杀死酵母死酵母细细胞。胞。固定化酵母固定化酵母细细胞胞时时，应应将海藻酸将海藻酸钠钠酵母酵母细细胞的混合液用注射器胞的混合液用注射器缓缓慢滴慢滴加到加到CaC1CaC12 2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。本讲稿第十七页，共五十五页(2)(2)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。浓度过高，将很难形成凝胶珠。浓度过高，将很难形成凝胶珠。浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。浓度过低，

12、形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。本讲稿第十八页，共五十五页【高考警示高考警示】(1)(1)固定化技术对酶的影响：固定化酶改变了酶的存在状态，不改变酶的特性，因固定化技术对酶的影响：固定化酶改变了酶的存在状态，不改变酶的特性，因此利用固定化酶仍要严格控制温度、此利用固定化酶仍要严格控制温度、pHpH等环境条件，以利于酶发挥作用。等环境条件，以利于酶发挥作用。(2)(2)正确理解固定化酶的优点：固定化酶能够连续使用，但不是永久使正确理解固定化酶的优点：固定化酶能够连续使用，但不是永久使用。酶是具有生物活性的大分子，因此随着使用次数的增多，酶活性用。酶是具有生物活性的大分子，因此随着使用次数的

13、增多，酶活性也会降低，如果酶活性降低到一定程度，就会失去使用价值。也会降低，如果酶活性降低到一定程度，就会失去使用价值。本讲稿第十九页，共五十五页类类型一型一 有关有关酶酶应应用的用的实验实验【典例典例1 1】(2013(2013浙江高考改浙江高考改编编)利用紫甘薯制酒可提高其附加利用紫甘薯制酒可提高其附加值值。请请回答：回答：(1)(1)为为提高紫甘薯的利用率，工厂化生提高紫甘薯的利用率，工厂化生产时产时，可加入果胶，可加入果胶酶酶和淀粉和淀粉酶酶，其中果胶，其中果胶酶酶可来自可来自_等微生物。由于等微生物。由于酶酶在水溶液中不在水溶液中不稳稳定，因此常将定，因此常将酶酶固定在固定在某种介某

14、种介质质上制成上制成_。(2)(2)果胶果胶酶酶可将紫甘薯匀可将紫甘薯匀浆浆中的果胶分解成中的果胶分解成_。本讲稿第二十页，共五十五页(3)(3)紫甘薯匀紫甘薯匀浆浆流流经经-淀粉淀粉酶酶柱后，取适量流出的液体，柱后，取适量流出的液体，经经脱色后加入脱色后加入KI-KI-I I2 2溶液，溶液，结结果液体呈果液体呈蓝蓝色。表明色。表明该该液体中含有液体中含有_。A.A.淀粉淀粉B.B.糊精糊精C.C.麦芽糖麦芽糖D.D.葡萄糖葡萄糖(4)(4)在在发发酵前，酵前，为为使酵母菌迅速使酵母菌迅速发发生作用，取适量的干酵母，加入温水和生作用，取适量的干酵母，加入温水和_。一段一段时间时间后，酵母后，

15、酵母悬悬液中会出液中会出现现气泡，气泡，该该气泡内的气体主要是气泡内的气体主要是_。将。将酵母液接种到待酵母液接种到待发发酵液后，随酵液后，随发发酵的酵的进进行，酵母菌在行，酵母菌在_条件下条件下产产生了酒精生了酒精和二氧化碳。和二氧化碳。本讲稿第二十一页，共五十五页(5)(5)下下图图表示表示发发酵液酵液pHpH对对酒精酒精浓浓度的影响。据度的影响。据图图判断，最佳判断，最佳pHpH是是_。本讲稿第二十二页，共五十五页【解题指南解题指南】(1)(1)图中关键信息：图中关键信息：pHpH为为4.74.7时酒精浓度最大。时酒精浓度最大。(2)(2)必备关键知识：必备关键知识：植物、霉菌、酵母菌和

16、细菌均能产生果胶酶，由霉菌发酵植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶，由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一。生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一。果胶酶能将果胶分果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸。解成半乳糖醛酸。本讲稿第二十三页，共五十五页【解析解析】(1)(1)果胶酶不是一种酶，而是一类酶的总称，霉菌等微生物中都能果胶酶不是一种酶，而是一类酶的总称，霉菌等微生物中都能产生。固定化酶就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，产生。固定化酶就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂，固定化酶技术的优点：使之成为

17、不溶于水而又有酶活性的制剂，固定化酶技术的优点：使酶既能使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；与反应物接触，又能与产物分离；固定在载体上的酶可以被反复利用。固定在载体上的酶可以被反复利用。(2)(2)果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，是由半乳糖醛酸聚果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，是由半乳糖醛酸聚合成的高分子化合物。果胶酶可分解果胶产生半乳糖醛酸。合成的高分子化合物。果胶酶可分解果胶产生半乳糖醛酸。(3)(3)淀粉遇淀粉遇KI-IKI-I2 2溶液呈蓝色，紫甘薯匀浆流经溶液呈蓝色，紫甘薯匀浆流经-淀粉酶柱后，大部分淀粉被分解，淀粉酶柱后，大部分淀粉被分解，但是脱色后加

18、入但是脱色后加入KI-IKI-I2 2溶液，结果液体仍呈蓝色，说明该液体中仍有淀粉的存在。溶液，结果液体仍呈蓝色，说明该液体中仍有淀粉的存在。本讲稿第二十四页，共五十五页(4)(4)在发酵前，可以先制备酵母悬液：适量干酵母加少量温水在发酵前，可以先制备酵母悬液：适量干酵母加少量温水(低于低于40)40)在烧杯在烧杯内调成糊状。为使其迅速发生作用，可加极少量蔗糖，混匀放置片刻，出现内调成糊状。为使其迅速发生作用，可加极少量蔗糖，混匀放置片刻，出现气泡即可。原理是酵母在合适的温度下，进行有氧呼吸，将蔗糖彻底分解成气泡即可。原理是酵母在合适的温度下，进行有氧呼吸，将蔗糖彻底分解成二氧化碳和水。发酵过

19、程其实利用了酵母菌的无氧呼吸，在无氧的条件下，二氧化碳和水。发酵过程其实利用了酵母菌的无氧呼吸，在无氧的条件下，酵母菌分解蔗糖，产物是酒精和二氧化碳。酵母菌分解蔗糖，产物是酒精和二氧化碳。(5)(5)从图中可知，从图中可知，pHpH为为4.74.7时，时，10 d10 d后的酒精浓度最高，说明最佳后的酒精浓度最高，说明最佳pHpH为为4.74.7。答案：答案：(1)(1)霉菌固定化酶霉菌固定化酶(2)(2)半乳糖醛酸半乳糖醛酸(3)A(3)A(4)(4)蔗糖蔗糖COCO2 2无氧无氧(5)4.7(5)4.7本讲稿第二十五页，共五十五页【加固加固训练训练】(2015(2015济济南模南模拟拟)在

20、工在工业业生生产产果汁果汁时时，常常利用果胶，常常利用果胶酶酶破除破除果肉果肉细细胞壁以提高出汁率，胞壁以提高出汁率，为为了研究温度了研究温度对对果胶果胶酶酶活性的影响，某同学活性的影响，某同学设计设计了如下了如下实验实验：本讲稿第二十六页，共五十五页.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试管，在管，在1010水浴中恒温水浴中恒温处处理理1010分分钟钟(如如图图A)A)。.将果胶将果胶酶酶与苹果泥混合，再次在与苹果泥混合，再次在1010水浴中恒温水浴中恒温处处理理1010分分钟钟(如如图图B)B)。.将步将步骤骤处处理后的混合物理后的混合物过滤过滤，收集，收集滤滤液，液，测

21、测果汁量果汁量(如如图图C)C)。.在不同温度条件下在不同温度条件下重复以上实验步骤，并重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：记录果汁量，结果如下表：本讲稿第二十七页，共五十五页根据上述根据上述实验实验，请请分析回答下列分析回答下列问题问题：(1)(1)果胶果胶酶酶能破除能破除细细胞壁，是因胞壁，是因为为果胶果胶酶酶可以促可以促进细进细胞壁中胞壁中_的水解。的水解。(2)(2)实验结实验结果表明，当温度果表明，当温度为为_时时果汁量最多，此果汁量最多，此时时果胶果胶酶酶的活的活性在所性在所设设的温度条件下的温度条件下_。温度/10203040506070果汁量/mL81315251512

22、11本讲稿第二十八页，共五十五页(3)(3)为为什么此什么此实验实验可以通可以通过测过测量量滤滤出的苹果汁的体出的苹果汁的体积积大小来判断果胶大小来判断果胶酶酶活性活性的高低？的高低？_。(4)(4)下列下列A A、B B、C C图图依次表示果胶依次表示果胶酶酶浓浓度一定度一定时时，果胶，果胶酶酶的反的反应应速度与反速度与反应应物物浓浓度、温度、度、温度、pHpH之之间间的关系，据的关系，据图图完成下列完成下列问题问题：本讲稿第二十九页，共五十五页图图A A中，反中，反应应物达到某一物达到某一浓浓度度时时反反应应速度不再上升的原因是速度不再上升的原因是_。图图B B中，曲中，曲线线abab段表

23、明段表明_，曲曲线线bcbc段表明段表明_。将装有果胶将装有果胶酶酶与反与反应应物的甲、乙两支物的甲、乙两支试试管分管分别别放入放入1212和和9090水水浴浴锅锅中，中，2020分分钟钟后取出后取出转转入入4040的水浴的水浴锅锅中保温，两支中保温，两支试试管内的反管内的反应应是：甲是：甲_，乙乙_。本讲稿第三十页，共五十五页图图C C表示果胶表示果胶酶酶浓浓度、反度、反应应物物浓浓度、温度等一定度、温度等一定时时，果胶，果胶酶酶催化反催化反应应的速的速度随度随pHpH变变化的曲化的曲线线，实验时实验时可根据可根据_来判定果胶来判定果胶酶酶的最适的最适pHpH。【解题指南解题指南】解答本题时

24、需要注意以下两点：解答本题时需要注意以下两点：(1)(1)弄清果胶酶的作用机理和影响酶活性的重要因素；弄清果胶酶的作用机理和影响酶活性的重要因素；(2)(2)分析表格中的数据变化规律和各要素间的因果关系。分析表格中的数据变化规律和各要素间的因果关系。本讲稿第三十一页，共五十五页【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，根据表格可知，4040时果汁量最多，则此温度时酶活性在所设温度的条件时果汁量最多，则此温度时酶活性在所设温度的条件下最大。下最大。(3)(3)果胶酶将果胶分解为小分子物质，这些物质可以通过

25、滤纸，苹果汁体果胶酶将果胶分解为小分子物质，这些物质可以通过滤纸，苹果汁体积越大，表明果胶酶活性越高。积越大，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，绝大多数是蛋白质，其催化效酶是生物体内具有催化能力的有机物，绝大多数是蛋白质，其催化效率受反应物浓度、温度、率受反应物浓度、温度、pHpH等的影响。等的影响。本讲稿第三十二页，共五十五页图图A A中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速度迅速上升；当反应物达到中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速度迅速上升；当反应物达到一定浓度时，随反应物浓度增加，反应速度不再增加。这是因为酶虽然具有高一定浓度时，随反应物浓度增加，反

26、应速度不再增加。这是因为酶虽然具有高效性，但催化能力也有一定限度，当所有酶都发挥了最高效能后，反应物浓度效性，但催化能力也有一定限度，当所有酶都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反应速度也不增加，这时受酶浓度限制。再增加，反应速度也不增加，这时受酶浓度限制。图图B B中，从中，从a a点到点到b b点曲线上升，这是因为温度升高，酶活性升高。曲线点曲线上升，这是因为温度升高，酶活性升高。曲线bcbc段下降，段下降，因为温度超过最适温度，酶活性降低，甚至失活。因为温度超过最适温度，酶活性降低，甚至失活。本讲稿第三十三页，共五十五页由于甲试管温度较低，所以酶活性较低，反应速度很慢，当转入由于甲试管

27、温度较低，所以酶活性较低，反应速度很慢，当转入4040(酶的适宜温度酶的适宜温度)的水浴锅中时，其反应速度迅速增加。乙试管在的水浴锅中时，其反应速度迅速增加。乙试管在9090高温下，高温下，酶结构被破坏，酶变性失活，当转入酶结构被破坏，酶变性失活，当转入4040的水浴锅中保温时，酶活性也不再恢的水浴锅中保温时，酶活性也不再恢复，故无催化反应。复，故无催化反应。图图C C表示当果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的表示当果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速度随速度随pHpH变化的曲线，实验时可根据果汁的量来判定果胶酶的最适变化的曲线，实验时可根据果汁的量来判定

28、果胶酶的最适pHpH。本讲稿第三十四页，共五十五页答案：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，说明此反应速度越快，即酶的活性越高，单位时间内得到的果汁越多，说明此反应速度越快，即酶的活性越高，反之，则酶的活性越低反之，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，酶的活性随着温度升高而降低超过最适温度，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本讲稿第三十五页，共五十五页【延伸探究延伸探究】(1)(1)上

29、上题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？如何更精确地探的最适温度？如何更精确地探究果胶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度不一定。在产生果汁最多的温度附近设置更小的温度梯度(如如5 5、1 1等等)进一步实验。进一步实验。(2)(2)题题中的步中的步骤骤能否省略？能否省略？为为什么？什么？提示：提示：不能。步骤不能。步骤保证了果胶酶和苹果泥混合前处于相同温度，避免混合保证了果胶酶和苹果泥混合前处于相同温度，避免混合时温度不同对实验结果的影响。时温度不同对实验结果的影响。本讲稿第三十六页

30、，共五十五页类类型二型二 固定化技固定化技术术【典例典例2 2】(2014(2014浙江高考改浙江高考改编编)下面是关于固定化下面是关于固定化酶酶和和细细菌培养菌培养实验实验的的问题问题，请请回答：回答：(1)(1)某某兴兴趣小趣小组组欲利用固定化欲利用固定化酶酶进进行行酶酶解淀粉的解淀粉的实验实验(已知糊精遇已知糊精遇KI-IKI-I2 2溶液溶液显红显红色色)，分，分组见组见下表。下表。组别固定化酶柱长度(cm)淀粉溶液的流速(mLmin-1)甲100.3乙100.5丙150.3丁150.5本讲稿第三十七页，共五十五页将吸附了将吸附了-淀粉淀粉酶酶的石英砂装入柱中后，需用蒸的石英砂装入柱中

31、后，需用蒸馏馏水充分洗水充分洗涤涤固定化固定化酶酶柱，柱，以除去以除去_。按上表分。按上表分组组，将配制好的淀粉溶液加入固定化，将配制好的淀粉溶液加入固定化酶酶柱柱中，然后取一定量的流出液中，然后取一定量的流出液进进行行KI-IKI-I2 2检测检测。若流出液呈。若流出液呈红红色，表明有色，表明有_生成，若各生成，若各组组呈呈现现的的颜颜色有色有显显著差异，著差异，则则流出液中淀粉水解流出液中淀粉水解产产物物浓浓度最高的是度最高的是_组组。本讲稿第三十八页，共五十五页(2)(2)下列关于上述固定化下列关于上述固定化酶酶实验实验的叙述，的叙述，错误错误的是的是_。A.A.固定化固定化酶酶柱柱长长

32、度和淀粉溶液流速决定了度和淀粉溶液流速决定了酶酶柱中柱中酶酶的含量的含量B.B.淀粉溶液流速淀粉溶液流速过过快会快会导导致流出液中含有淀粉致流出液中含有淀粉C.C.各各组实验组实验所用的淀粉溶液所用的淀粉溶液浓浓度度应应相同相同D.D.淀粉溶液的淀粉溶液的pHpH对实验结对实验结果有影响果有影响本讲稿第三十九页，共五十五页(3)(3)现现有一份有一份污污水水样样品，某品，某兴兴趣小趣小组组欲欲检测检测其中的其中的细细菌数，菌数，进进行以下行以下实验实验。将一定量。将一定量的的污污水水样样品品进进行行浓浓度梯度稀度梯度稀释释。取适量不同稀。取适量不同稀释释度的稀度的稀释释液，用液，用_法分法分别

33、别接种于固体平面培养基上，接种于固体平面培养基上，经经培养后培养后进进行行计计数。数。该实验应该实验应注意，接种前，从注意，接种前，从盛有盛有_的容器中将玻璃刮刀的容器中将玻璃刮刀(涂布器涂布器)取出，放在酒精灯火焰上灼取出，放在酒精灯火焰上灼烧烧，冷却后待用；分冷却后待用；分组时组时，需用，需用_作作为对为对照。照。本讲稿第四十页，共五十五页(4)(4)在上述在上述细细菌培养菌培养实验实验中中进进行行计计数数时时，应计应计数的是接种了数的是接种了_。A.A.各个稀各个稀释释度度样样品的培养基上的品的培养基上的细细菌数菌数B.B.合理稀合理稀释释度度样样品的培养基上的品的培养基上的细细菌数菌数

34、C.C.各个稀各个稀释释度度样样品的培养基上的菌落数品的培养基上的菌落数D.D.合理稀合理稀释释度度样样品的培养基上的菌落数品的培养基上的菌落数本讲稿第四十一页，共五十五页【解题指南解题指南】(1)(1)题干关键词：题干关键词：“固定化酶固定化酶”“”“细菌培养细菌培养”“”“接种接种”“”“计数计数”。(2)(2)隐含信息：酶量对淀粉水解反应的影响、隐含信息：酶量对淀粉水解反应的影响、pHpH等环境因素对酶活性的影响、底等环境因素对酶活性的影响、底物淀粉与酶接触面积对反应速率的影响、微生物培养时防止杂菌污染的方法等。物淀粉与酶接触面积对反应速率的影响、微生物培养时防止杂菌污染的方法等。本讲稿

35、第四十二页，共五十五页【解析解析】本题主要考查固定化酶应用的相关知识。本题主要考查固定化酶应用的相关知识。(1)(1)题表中固定化酶柱长度代表所用固定化酶量的大小，长度越大酶柱中所含酶题表中固定化酶柱长度代表所用固定化酶量的大小，长度越大酶柱中所含酶越多；淀粉溶液的流速决定了反应物与酶柱中酶相互接触的时间长短，流速越越多；淀粉溶液的流速决定了反应物与酶柱中酶相互接触的时间长短，流速越小，淀粉与酶越能充分接触而反应。淀粉遇小，淀粉与酶越能充分接触而反应。淀粉遇KI-IKI-I2 2溶液显蓝色，而流出液中显溶液显蓝色，而流出液中显示红色，说明大分子淀粉在酶的作用下水解。从表中可知，丙中酶柱较示红色

36、，说明大分子淀粉在酶的作用下水解。从表中可知，丙中酶柱较长，淀粉流速较小，最适合酶促反应，反应速率最快。长，淀粉流速较小，最适合酶促反应，反应速率最快。本讲稿第四十三页，共五十五页(2)(2)设计实验应遵循对照原则、单因子变量原则，所以每组实验中淀粉溶液浓度设计实验应遵循对照原则、单因子变量原则，所以每组实验中淀粉溶液浓度应相同、溶液的应相同、溶液的pHpH均应保持在淀粉酶的最适均应保持在淀粉酶的最适pHpH条件下，所以条件下，所以C C、D D项正确。淀项正确。淀粉溶液流速过快，酶与底物不能充分反应，流出的可能是没有水解的淀粉溶液流速过快，酶与底物不能充分反应，流出的可能是没有水解的淀粉，故

37、粉，故B B项正确。酶柱中酶的含量由酶柱长度决定，但是酶在反应前后保持项正确。酶柱中酶的含量由酶柱长度决定，但是酶在反应前后保持不变，所以淀粉溶液流速不能决定酶的含量，因此不变，所以淀粉溶液流速不能决定酶的含量，因此A A项错误。项错误。本讲稿第四十四页，共五十五页(3)(3)本实验所接种细菌为不同稀释度的菌液，而不是挑取菌落接种，应用稀本实验所接种细菌为不同稀释度的菌液，而不是挑取菌落接种，应用稀释涂布平板法。微生物培养为防止杂菌污染需在无菌条件下进行，常用的消释涂布平板法。微生物培养为防止杂菌污染需在无菌条件下进行，常用的消毒灭菌方法有：毒灭菌方法有：消毒法：煮沸、巴氏消毒法、化学试剂消毒

38、法消毒法：煮沸、巴氏消毒法、化学试剂消毒法(70%(70%酒精酒精)；灭菌法：灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。灭菌法：灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。本讲稿第四十五页，共五十五页(4)(4)测定微生物数量的方法：测定微生物数量的方法：直接计数法，此法利用特定细菌计数板或直接计数法，此法利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量，但不能血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量，但不能区分细菌死活；区分细菌死活；间接计数法，常用的是稀释涂布平板计数法，需将待间接计数法，常用的是稀释涂布平板计数法，需将待测样品制成均匀的系列稀释液，尽量使样品中微生物

39、细胞分散开，为防测样品制成均匀的系列稀释液，尽量使样品中微生物细胞分散开，为防止偶然性，应计数合理稀释度样品培养基上的菌落数，菌落易于观察。止偶然性，应计数合理稀释度样品培养基上的菌落数，菌落易于观察。通过以上分析可知通过以上分析可知D D项正确。项正确。答案：答案：(1)(1)未吸附的未吸附的-淀粉酶糊精丙淀粉酶糊精丙(2)A(2)A(3)(3)稀释涂布平板稀释涂布平板70%70%酒精未接种的培养基酒精未接种的培养基(4)D(4)D本讲稿第四十六页，共五十五页【加固加固训练训练】某某实验实验小小组组的同学制的同学制备备固定化酵母固定化酵母细细胞的胞的过过程如下：程如下：活化酵母活化酵母细细胞

40、：称取定量干酵母与定量蒸胞：称取定量干酵母与定量蒸馏馏水混合并水混合并搅搅拌，使酵母拌，使酵母细细胞活化。胞活化。配制配制CaClCaCl2 2溶液：将无水溶液：将无水CaClCaCl2 2溶解在定量蒸溶解在定量蒸馏馏水中，配制成一定水中，配制成一定浓浓度的度的CaClCaCl2 2溶液。溶液。配制海藻酸配制海藻酸钠钠溶液：用定量的海藻酸溶液：用定量的海藻酸钠钠直接溶解在定量的蒸直接溶解在定量的蒸馏馏水中，配制成水中，配制成溶液。溶液。本讲稿第四十七页，共五十五页海藻酸海藻酸钠钠溶液和酵母溶液和酵母细细胞混合：将活化的酵母胞混合：将活化的酵母细细胞迅速加入胞迅速加入刚刚配制成配制成的海藻酸的海

41、藻酸钠钠溶液中，充分溶液中，充分搅搅拌混合均匀。拌混合均匀。固定化酵母固定化酵母细细胞：用注射器以恒定的速度胞：用注射器以恒定的速度缓缓慢将海藻酸慢将海藻酸钠钠和酵母和酵母细细胞混合液滴加胞混合液滴加到配制好的到配制好的CaClCaCl2 2溶液中，溶液中，观观察凝胶珠的形成。察凝胶珠的形成。本讲稿第四十八页，共五十五页(1)(1)请请你改正其中两你改正其中两处错误处错误的操作：的操作：第一第一处处：_。第二第二处处：_。(2)(2)刚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 min30 min左右，目的是左右，目的是_。(3)(3)如果制作的凝胶珠如果

42、制作的凝胶珠颜颜色色过过浅，呈白色，浅，呈白色，则说则说明海藻酸明海藻酸钠浓钠浓度度_(_(填填“过过低低”或或“过过高高”)。本讲稿第四十九页，共五十五页(4)(4)研究研究发现发现，固定化，固定化强强度度强强的酵母的酵母颗颗粒粒发发酵效果好，且酵效果好，且稳稳定性高、使用定性高、使用寿命寿命长长。某机构利用上述装置，将。某机构利用上述装置，将2%2%、2.5%2.5%、3%3%的海藻酸的海藻酸钠钠分分别别用用2%2%、3%3%、4%4%的的X X溶液溶液进进行凝胶化行凝胶化处处理，所得到的固定化酵母理，所得到的固定化酵母颗颗粒的粒的强强度及在度及在2828下下发发酵酵48 h48 h后的酒

43、精后的酒精产产量量见见表：表：本讲稿第五十页，共五十五页海藻酸钠(%)22.5322.5322.53X溶液(%)222333444固定化强度(g/30个)930950990103011001140117011701160酒精量(%)6.76.56.56.76.46.26.76.46.3可以看出，随着可以看出，随着X X溶液浓度的增加，溶液浓度的增加，_增加；凝胶固定化效果较好的增加；凝胶固定化效果较好的海藻酸钠与海藻酸钠与X X溶液的浓度分别是溶液的浓度分别是_、_。本讲稿第五十一页，共五十五页【解题指南解题指南】解答本题需要注意两点：解答本题需要注意两点：(1)(1)明确固定化酵母细胞的操作

44、细节。明确固定化酵母细胞的操作细节。(2)(2)正确分析固定化酵母细胞的应用表格。正确分析固定化酵母细胞的应用表格。本讲稿第五十二页，共五十五页【解析解析】(1)(1)海藻酸钠的溶化应小火或间断加热，至完全溶化。溶化后冷却至室海藻酸钠的溶化应小火或间断加热，至完全溶化。溶化后冷却至室温再加入已活化的酵母细胞，否则会杀死酵母细胞。温再加入已活化的酵母细胞，否则会杀死酵母细胞。(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，目的是让凝胶珠形成稳左右，目的是让凝胶珠形成稳定的结构。定的结构。(3)(3)凝胶珠颜色过浅，呈白色，说

45、明海藻酸钠浓度过低。凝胶珠颜色过浅，呈白色，说明海藻酸钠浓度过低。(4)(4)从表中可以看出，随从表中可以看出，随X X溶液浓度的增加，酵母颗粒的固定化强度增加，且固定溶液浓度的增加，酵母颗粒的固定化强度增加，且固定化效果较好的海藻酸钠的浓度是化效果较好的海藻酸钠的浓度是2%2%，X X溶液的浓度是溶液的浓度是4%4%。本讲稿第五十三页，共五十五页答案：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藻酸钠溶液应冷却至室温再加入已活化的酵母细胞海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(

46、3)(3)过低过低(4)(4)固定化强度固定化强度2%2%4%4%本讲稿第五十四页，共五十五页【延伸探究延伸探究】判断凝胶珠是否合格可以采用本判断凝胶珠是否合格可以采用本题题(3)(3)中所述方法，此外中所述方法，此外还还有哪些有哪些方法？方法？提示：提示：(1)(1)用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。(2)(2)在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。的凝胶珠是成功的。(3)(3)如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠溶液的浓度偏高，制作失如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠溶液的浓度偏高，制作失败，需要再进行尝试。败，需要再进行尝试。本讲稿第五十五页，共五十五页