2023统考版高考生物一轮4酶的应用课件选修1生物技术实践

酶的应用\n课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题\n课前自主预习案\n素能目标★考向导航\n基础梳理——系统化知识点一　果胶酶在果汁生产中的作用(1)果胶①作用：____________以及胞间层的主要组成成分之一。②成分：由____________聚合而成的一种高分子化合物。③特点：不溶于水；在果汁加工中，会影响________并使果汁混浊。(2)果胶酶①成分：是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和________等。②作用：果胶可溶性的___________。植物细胞壁半乳糖醛酸出汁率果胶酯酶半乳糖醛酸\n(3)酶的活性①概念：指酶催化一定________的能力。②表示方法：酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的________来表示。③酶反应速率的表示方法：用单位时间内、单位体积中________________或产物的增加量来表示。(4)影响酶活性的因素：________、________和酶的抑制剂等。化学反应反应速率反应物的减少量温度pH\n知识点二　加酶洗衣粉在洗涤中的作用(1)加酶洗衣粉：指含________的洗衣粉。(2)酶制剂的种类与洗涤原理种类洗涤原理洗涤的物质种类蛋白酶蛋白质→________或氨基酸血渍、奶渍等脂肪酶脂肪→________________食物中的油渍、人体皮脂、口红等淀粉酶淀粉→________________来自面条等的污垢________酶使纤维的结构变得蓬松棉纺品的表面浮毛酶制剂小分子肽甘油和脂肪酸麦芽糖、葡萄糖纤维素\n知识点三　固定化酶和固定化细胞(1)固定化酶①形成：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种________上，使之成为____________________的制剂。②特性：与游离酶相比，________好，与底物和产物容易分离，易于控制，能反复多次使用；便于__________，有利于自动化生产。(2)固定化技术概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。(3)适用对象一般来讲，酶更适合采用__________和物理吸附法固定化，而细胞多采用________固定化，这是因为体积大的细胞难以被吸附或结合，而体积小的酶则易从包埋材料中漏出。介质不溶于水而又有酶活性稳定性运输和贮存化学结合法包埋法\n基能过关——问题化一、判一判1．果胶在果汁加工中可影响出汁率，并使果汁浑浊。()2．果胶酶是一种只能分解果胶的酶，这种酶同样具有专一性。()3．酶的活性是指一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速率。()4．影响酶活性的因素只有温度和pH。()5．棉纺品的表面浮毛可用加了蛋白酶的洗衣粉洗涤，这种去浮毛效果最佳。()√××××\n6．与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉洗涤效果更好，由于不含磷元素，且酶制剂进入无机环境中后可以被微生物分解，因此不会对环境造成污染。()7．一般来说，丝绸类的衣物不可以使用加酶洗衣粉洗涤，这是由于蛋白酶会水解蛋白质类的丝绸。()8．酶的催化作用需要适宜的温度，用温水浸泡衣物可以缩短衣物的浸泡时间，加快洗涤。()9．人体皮肤细胞有蛋白质，如不彻底清洗双手，就会使手的皮肤受到腐蚀，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此应避免与加酶洗衣粉长时间接触。()√√√√\n10．加酶洗衣粉的酶制剂不含肽酶，因为肽本身易溶于水。()11．一般来说，酶更适合用包埋法固定化，细胞更适合用化学结合和物理吸附法固定化。()12．海藻酸钠溶液浓度越高，形成凝胶珠就越容易，包埋的酵母细胞数量就越多。()13．化学法固定化酶或固定化细胞是利用氢键的作用力将酶分子或细胞相互连接起来。()√×××\n二、连一连固定技术的方法、原理及图示(连线)\n三、议一议【教材易漏拾遗】1．[选修1P44旁栏思考题改编](1)为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？(2)在探究温度或pH对酶活性的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？2．配制海藻酸钠溶液是制备固定化酵母细胞成败的关键，为什么？将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。需要设置对照实验。不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。海藻酸钠的浓度影响固定化细胞的质量，如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成球形或椭圆形的凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，进而影响实验效果。\n高效课堂\n考点一　酶活性及加酶洗衣粉(国考5年1考)(全国卷：2020全国卷Ⅲ)任务驱动·探究突破任务1果胶酶在果汁生产中的作用(1)果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶细胞壁\n(2)酶的活性与影响酶活性的因素①酶的活性：酶催化一定化学反应的能力，可用在一定条件下，酶催化某一化学反应的________来表示。②影响酶活性的因素：____________、pH、酶的抑制剂等。(3)探究温度对果胶酶活性影响的实验①实验方案：确定温度梯度→探讨控制温度的方法和措施。②实验程序：制备苹果泥→苹果泥与果胶酶分别________→将苹果泥与果胶酶混合保温→过滤出果汁→记录果汁量→改变不同______后，重复上面实验。③记录实验数据，并填入表格。④得出结论：获得的果汁越多或果汁越澄清，表明果胶酶活性______。反应速率温度水浴保温温度越高\n任务2探究果胶酶活性最适条件的实验设计(1)思路方法：探究不同温度(或pH)对果胶酶活性的影响时，温度(或pH)作为自变量，应有效地控制其他无关变量，通过____________________来确定最适值。(2)衡量实验结果的指标：①在相同时间内，滤出苹果汁的______多少；②观察苹果汁的______。设置合理的温度(或pH)梯度体积澄清度\n任务3探究果胶酶的用量(1)原理：本实验是一个探究性的定量实验，所测出的最适用量是在本实验的温度、pH条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明________。(2)确定最适用量的方法：如果单位时间内随酶用量的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量______；当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是酶的________。温度和pH不足最适用量\n有关酶活性实验中的几个注意点(1)酶活性不等同于酶促反应速度同等条件下的酶促反应速度的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活性与酶促反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，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响反应速度，但不能影响酶的活性。(2)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pH条件，以避免混合后条件的变化，确保实验结果的可靠性。(3)探究某种酶的最适条件(温度、pH)及最适用量时都需设置一系列梯度，且不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间构成了相互对照，通过相互对照可确定果胶酶的最适温度或最适pH。\n任务4探讨加酶洗衣粉的洗涤效果中常用酶制剂的种类及洗涤原理种类洗涤原理洗涤实例蛋白酶可将蛋白质水解为易溶解或分散于洗涤液中的______________或________血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢脂肪酶把脂肪水解为较易溶解的________和游离的______食品的油渍、人体皮脂、口红淀粉酶能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等来自面条等污垢纤维素酶使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果小分子的肽氨基酸甘油脂肪酸\n任务5探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果(1)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。(2)变量(3)步骤加酶洗衣粉的种类奶渍布37℃\n[名师提醒]使用加酶洗衣粉时的注意事项(1)碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维(羊毛、蚕丝等)织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏。(2)使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在35℃～50℃时活性最强，在低温下或70℃以上就会失效。(3)酶为生物催化剂，具有一定的寿命，时间长了，酶的活性就会降低或丧失，因此加酶洗衣粉也不宜长期存放。(4)加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失。(5)添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。(6)与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉洗涤效果更好，又由于不含磷元素，酶制剂进入无机环境中后可以被微生物分解，因此不会对环境造成污染。\n考向分类·对点落实考向一影响果汁产量的物质、因素及探究方法1.[2022·广州调研]我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：\n在果汁生产中用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：(1)实验方法：按图中所示的顺序进行操作。(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图所示：①图中自变量是温度，除此之外还可用________表示。A．酶的浓度B．苹果泥的量C．水的加入量D．pH②图中的纵坐标还可用________________来表示。③实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是_____________________。④步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中恒温的目的是_________________________________________。D苹果汁的体积同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物量不同而改变保证底物和酶在混合时的温度是相同的\n解析：果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所以每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。在衡量实验结果的指标中有两种，一是果汁的量，另一个是果汁的澄清度。为使实验中达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温达到要求后才能混合。\n2．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。果胶酶能够分解果胶，分解植物的细胞壁及胞间层。请完成以下有关果胶酶和果汁生产的问题：(1)在果汁生产中应用果胶酶可以提高____________和____________。(2)某实验小组进行了“探究果胶酶催化果胶分解的最适pH”的课题研究。本课题的实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥，试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面两种操作：第一种：将试管中果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、6……10。第二种：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调至4、5、6……10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。①请问哪一种操作更科学？________，其理由？出汁率澄清度第二种第二种的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH环境(或第一种的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应)\n②如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示________时，实验的操作和记录是比较可行的。根据你对酶特性的了解，分析图中最可能是实验结果的曲线图是________。若实验所获得的最适pH＝m，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。果汁体积甲\n解析：(1)果胶酶可以分解果胶，从而提高果肉的出汁率和果汁的澄清度。(2)①探究果胶酶催化果胶分解最适pH实验的关键是分别将果胶酶溶液和苹果泥调至一定的pH，然后把pH相等的这两种溶液混合，否则，在达到预定pH之前就会发生酶的催化反应，导致实验结果不准确。可见第二种操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH环境，因此第二种的操作更科学。②本实验自变量是不同的pH，因变量是果汁体积。如果用曲线图的方式记录实验结果，则横坐标表示pH，纵坐标表示果汁体积。在一定pH范围内，酶的活性随着pH的升高而逐渐增强，达到最适pH后，酶的活性随pH继续升高而逐渐下降，过酸或过碱会使酶永久失活，据此可推知，图甲最可能是实验结果的曲线图。过图甲曲线的峰值画一条与纵坐标相平行的线，该线与横坐标的交点即为m。\n考向二探讨加酶洗衣粉的洗涤效果3.[江苏卷]为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如图。由图中实验结果能直接得出的结论是()A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力解析：对污布类型2、3处理，洗衣粉类型、酶用量均相同，二者比较可以直接说明碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同。由图中实验结果不能直接得出A、B、D三项所述的结论，原因是它们都没有单一变量的对照实验来支持。答案：C\n4．加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题：(1)由下图推知，该实验的目的？50℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量约是________%。探究不同温度、碱性蛋白酶含量对加酶洗衣粉去污力的影响0.6\n(2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的实验记录，请据表回答问题。①该实验设计体现了____________原则。②若1号实验组洗净油污布所需时间接近7min，最可能的原因是________。(3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有________。①棉织品②毛织品③腈纶织品④蚕丝织品脸盆编号洗涤物(等量)洗涤温度洗衣粉(等量)水量洗净所需时间1油污布45℃加酶2L4min2油污布45℃普通2L7min3油污布5℃加酶2L9min4油污布5℃普通2L8min对照、单一变量酶失活②④\n(4)根据以上实验结果，请写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施：______________________________________。用温水浸泡；延长浸泡时间；增加洗衣粉的用量等\n解析：(1)由题图可知，实验中存在两个变量：温度与碱性蛋白酶含量，即实验探究的是温度、碱性蛋白酶含量对加酶洗衣粉去污力的影响。在50℃时，洗衣粉的去污力在碱性蛋白酶含量为0.6%时达到最大。(2)由表中数据可知，1、3号为实验组，2、4号为对照组，1、2号与3、4号中只有是否加酶一个变量，因此该实验设计体现了对照原则和单一变量原则。若1号实验组洗净油污布所需时间接近7min，最可能的原因是酶已经变性失活。(3)蛋白酶可分解蛋白质，故毛织品、蚕丝织品等以蛋白质为主要成分的衣料不能用含蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤。(4)用温水浸泡(提高酶的活性)、延长浸泡时间(延长酶的催化时间)、增加酶的用量等都可以提高加酶洗衣粉的洗涤效果。\n考点二　固定化酶(细胞)的制备和应用(国考5年1考)(全国卷：2020全国卷Ⅱ)任务驱动·探究突破任务1固定化细胞技术的概念及常用的固定方法(1)固定化酶和固定化细胞技术是利用______或______方法将酶或细胞固定在________的技术。(2)固定化酶或固定化细胞技术常用的固定方法有________、________和________。一般来说，酶更适合采用________和________固定化，细胞多采用________固定化。物理化学一定空间内包埋法化学结合法物理吸附法化学结合法物理吸附法包埋法\n任务2酵母细胞的固定化及发酵程序\n任务3固定化技术的比较名称原理图示包埋法将酶或细胞均匀地包埋在不溶于水的________载体中化学结合法利用共价键、离子键将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到纤维素、________等载体上物理吸附法通过物理吸附作用，把酶或细胞固定在________、多孔玻璃等吸附剂表面多孔性琼脂糖活性炭\n任务4固定化酶与固定化细胞的比较固定化酶固定化细胞固定酶的种类一种一系列适用方法化学结合法、物理吸附法________法优点酶与反应物结合，又与产物分离，固定在载体上的酶可________利用成本低，操作更容易缺点一种酶只能催化一种或一类化学反应可能导致反应效果下降实例固定化葡萄糖异构酶________细胞包埋反复固定化酵母\n酵母细胞固定化实验中的易错总结(1)海藻酸钠溶液的浓度对包埋酵母细胞数量的影响①海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠。②浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。(2)海藻酸钠溶液配制注意事项①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糊。②将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温杀死酵母细胞。③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器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。\n考向分类·对点落实考向一固定化酶(细胞)的制备原理及过程1.某同学欲通过制备固定化酵母细胞来进行葡萄糖溶液发酵实验，图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是进行葡萄糖发酵的装置(a是固定化酵母细胞，b是反应柱，c是分布着小孔的筛板)，下列叙述正确的是()A．刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合以制备混合液B．利用固定化酵母细胞进行发酵时，糖类的作用仅是作为反应底物C．图1中X溶液为CaCl2溶液，将酵母细胞与海藻酸钠溶液混匀后快速注入CaCl2溶液中，会观察到有凝胶珠形成D．图2装置中的长导管主要是排出CO2，以防止空气中的杂菌进入反应柱答案：D\n解析：在制备固定化酵母细胞的实验中，将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞，否则高温会导致酵母细胞死亡，A错误；利用固定化酵母细胞进行发酵时，糖类除了作为反应底物外，还为酵母菌提供营养和能量，B错误；图1中X溶液为CaCl2溶液，将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，才会观察到有凝胶珠形成，C错误；装置中的长导管用于排出CO2，并能防止空气中杂菌进入反应柱，D正确。\n2．[江苏卷]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：\n(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24h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24～48h间Zn2＋浓度下降速度较快的主要原因是________________________；72～96h间Zn2＋浓度下降速度较慢的原因有____________________________________。包埋绿球藻与海藻酸钠反应形成凝胶球培养液海藻酸钠浓度过低2.0%凝胶吸附Zn2＋绿球藻生长(增殖)速度快绿球藻生长(增殖)速度减慢，溶液中Zn2＋浓度较低\n解析：(1)海藻酸钠溶液在CaCl2溶液中会形成凝胶球，可用于包埋绿球藻。(2)用培养液或生理盐水洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，可保持绿球藻的活性。溶液呈绿色，说明固定化的绿球藻数量少，原因是海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)。(3)根据图1可知，浓度为2.0%的海藻酸钠制备的凝胶球最有利于绿球藻的繁殖。(4)空白凝胶球可吸附Zn2＋，导致溶液中Zn2＋浓度下降；根据图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48h间绿球藻数量增加最快，导致Zn2＋浓度下降速度较快，72～96h间绿球藻数量基本不再增加，且溶液中Zn2＋浓度已较低，导致Zn2＋浓度下降速度较慢。\n考向二固定化酶(细胞)的应用3.如今，酶已经大规模地应用于食品、化工、轻纺、医疗等各个领域。(1)在酶的应用过程中人们发现了一些实际问题：酶容易失活；溶液中的酶很难回收，不能再次被利用；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量，现代的________技术可解决这些实际问题，________技术也能解决这些问题，且该技术成本更低，操作更容易。(2)选择新鲜的葡萄制作葡萄汁过程中，________不仅会影响葡萄汁出汁率，还会使葡萄汁混浊，可通过使用________物质，使制作葡萄汁变得更加容易，也使得混浊的葡萄汁变得更澄清。(3)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，其中应用最广泛、效果最明显的是含有脂肪酶和蛋白酶制剂的洗衣粉。使用该类加酶洗衣粉过程中需注意水温，因温度会影响________(填“碱性”或“酸性”)蛋白酶或脂肪酶的活性。酶的活性是指________________________。固定化酶固定化细胞果胶果胶酶碱性酶所催化一定化学反应的能力\n解析：(1)固定化酶的优点是使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用。固定化细胞的优点是成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化学反应。所以固定化酶和固定化细胞可以解决酶容易失活；溶液中的酶很难回收，不能再次被利用；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量等问题。(2)水果榨汁时，果胶会影响出汁率和浑浊度，使用果胶酶可以提高果汁的出汁率和澄清度。(3)酶的活性易受到温度和pH的影响，加酶洗衣粉使用中温度过高会影响碱性蛋白酶或碱性脂肪酶的活性。酶的活性是指酶所催化一定化学反应的能力。\n4．下面是某同学所做的生成啤酒酿造实验，请根据其实验过程，回答相关问题：实验原理：利用固定化酵母菌分解麦芽汁，生成啤酒。实验步骤：第一步：酵母细胞活化。取1g干酵母，放入50mL的小烧杯中，加蒸馏水10mL，用玻璃棒搅拌均匀，放置1h，使其活化。第二步：配制海藻酸钠溶液。取0.7g海藻酸钠，放入另一只50mL的小烧杯中，加蒸馏水10mL，并搅拌直至溶化，用蒸馏水定容至10mL。加热时，注意火候。第三步：海藻酸钠与酵母细胞混合。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入活化的酵母细胞，充分搅拌均匀。\n第四步：用注射器以恒定的速度将上述混合液缓慢滴加到0.05mol/L的CaCl2溶液，制成凝胶珠。第五步：倒去CaCl2溶液，加无菌水洗涤三次后，将凝胶珠放入500mL三角瓶中，加入300mL麦芽汁溶液，置于25℃下封口，发酵五天后，倒出发酵后的麦芽汁即为啤酒，品尝其口味。\n(1)酵母细胞活化的作用是________________________________。第二步中注意火候指的是______________。第三步中为什么要等海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入活化的酵母细胞？__________________________________。(2)上述固定化细胞的方法称为__________法，形成的凝胶珠颜色为________色。如果形成的凝胶珠颜色过浅，则配制的海藻酸钠溶液浓度________，如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则配制的海藻酸钠溶液浓度________。(3)与固定化酶相比，该方法的优点是______________________________________________________。(4)要想反复使用固定化酵母细胞，实验过程要在严格的________条件下进行，同时要控制适宜的________和________。让休眠状态的酵母细胞恢复到正常生活状态用小火或间断加热防止高温杀死酵母细胞包埋浅黄过低过高成本更低，操作更容易；省去酶的分离、提纯等工序，同时酶的活性更稳定无菌温度pH\n解析：(1)活化酵母细胞的目的是让休眠状态的酵母细胞恢复到正常生活状态。第二步中注意火候指的是用小火或间断加热，防止海藻酸钠焦糊。为防止高温杀死酵母细胞，第三步中要等海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入活化的酵母细胞。(2)上述固定化细胞的方法称为包埋法，形成的凝胶珠颜色为浅黄色。如果形成的凝胶珠颜色过浅，则配制的海藻酸钠溶液浓度过低，如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则配制的海藻酸钠溶液浓度过高。(3)与固定化酶相比，固定化细胞的优点是成本更低，操作更容易；省去酶的分离、提纯等工序，同时酶的活性更稳定。(4)要想反复使用固定化酵母细胞，实验过程要在严格的无菌条件下进行，同时要控制适宜的温度和pH，以保证酵母细胞的活性。\n课堂总结\n[网络建构提升]固定化细胞\n[长句应答必备]1．果胶酶的活性受温度影响，处于最适温度时活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性呈正相关。2．酶制剂中的蛋白酶、淀粉酶等并非是单一酶，而是复合酶，如蛋白酶制剂实际包括蛋白酶和某些肽酶，这些酶可将蛋白质水解成小分子肽和氨基酸。3．酶的催化作用需要适宜的温度，用温水浸泡衣物可以缩短衣物的浸泡时间，加快洗涤。4．细胞的固定化要在严格无菌条件下进行，对制备的海藻酸钠溶液、CaCl2溶液以及注射器等器材要进行严格灭菌。5．海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；浓度过低，凝胶珠所包埋的酵母细胞数量少。\n历届真题\n[翻阅教材品原味]1．[2021·全国甲卷]加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果(“＋”越多表示去渍效果越好)，实验结果见下表。根据实验结果回答下列问题：(1)加酶洗衣粉A中添加的酶是_______________________________；加酶洗衣粉B中添加的酶是_______________________________；加酶洗衣粉C中添加的酶是__________________________。加酶洗衣粉A加酶洗衣粉B加酶洗衣粉C无酶洗衣粉(对照)血渍＋＋＋＋＋＋＋＋油渍＋＋＋＋＋＋＋＋碱性蛋白酶碱性脂肪酶碱性蛋白酶和碱性脂肪酶\n(2)表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有________，原因是_____________________________________________________。(3)相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是___________________________________________________________。(4)关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指__________________________________________。固定化酶在生产实践中应用的优点是______________________________(答出1点即可)。A和C其中所含有的碱性蛋白酶可将蚕丝蛋白水解为可溶性氨基酸和小分子肽，对蚕丝织物造成破坏加酶洗衣粉中的酶制剂可将污渍中的蛋白质、脂肪等大分子水解为可溶性小分子，使污物更容易从衣物上脱落利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术易于回收，可重复使用\n解析：(1)日常生活中遇到的血渍中含有大量的蛋白质，油污中含有大量的脂肪。结合表格实验结果可以直接看出加酶洗衣粉A去除血渍的效果较好，说明其中添加的酶是碱性蛋白酶；加酶洗衣粉B去除油渍的效果较好，说明其中添加的酶是碱性脂肪酶；加酶洗衣粉C去除血渍和油渍的效果都好，说明其中添加的酶是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。(2)蚕丝织物的主要成分是蛋白质，不宜用含蛋白酶的洗衣粉洗涤，加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C中都含有碱性蛋白酶。(3)加酶洗衣粉洗涤效果好，其主要原因是其中的酶制剂可将污渍中的蛋白质、脂肪等大分子水解为可溶性小分子，使污物更容易从衣物上脱落。(4)固定化酶技术是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术。由于将酶进行了固定，所以固定化酶在生产实践中具有稳定性高、回收方便、易于控制、可反复使用、成本低廉等优点。\n(高考VS教材)小题号相关教材原文教材页码(1)(3)[人教选修1]P46(2)答案：不合适。因为丝绸的主要成分是蛋白质，它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，损坏衣物。[人教选修1]P48“练习”(4)[人教选修1]P50\n2.[2020·全国卷Ⅱ，37]研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α淀粉酶A3，并对其进行了研究。回答下列问题：(1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是______，也可采用斐林试剂检测______________的增加。(2)在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用是_______________________________________和____________________。碘液还原糖消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响使蛋白质发生变性\n(3)本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是____________________________________。(4)在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是____________________________________(答出1点即可)。在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出\n解析：(1)淀粉遇碘液显蓝色，还原糖与斐林试剂水浴加热生成砖红色沉淀，故可用碘液和斐林试剂分别检测淀粉的减少和还原糖的增加。(2)鉴定蛋白质纯度常用方法是SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳。由于蛋白质的迁移率取决于它所带净电荷的多少以及分子的大小等因素，故在凝胶中加入SDS，以消除净电荷对迁移率的影响，使蛋白质发生完全变性从而解聚成单条肽链。(3)据题图可知，在相同的pH条件下，不同的缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同。(4)相对于细胞而言，酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出，故更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化。\n[人教选修1]P66(高考VS教材)[人教选修1]P50(高考VS教材)\n3．[2020·全国卷Ⅲ]水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题：(1)制作果汁时，可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、__________________(答出2种即可)。纤维素酶可以分解植物________(填“细胞膜”或“细胞壁”)中的纤维素。(2)用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，需要控制反应的温度，原因？果胶分解酶、果胶酯酶细胞壁温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶活性最高，出汁率最高\n(3)现有甲乙丙三种不同来源的果胶酶，某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常，酶活性的高低可用____________________________________________________来表示。(4)获得的果汁(如苹果汁)可以用来制作果酒或者果醋，制作果酒需要____菌，这一过程中也需要O2，O2的作用是____________________________。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌属于________(填“好氧”或“厌氧”)细菌。在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量酵母促进有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖好氧\n解析：(1)果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。纤维素是植物细胞壁的主要组成成分之一，纤维素酶可以将其分解。(2)用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，需要控制反应的温度，这是因为温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶活性最高，出汁率最高。(3)酶活性的高低可以用在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量来表示。(4)利用获得的果汁制作果酒时需要用酵母菌，果酒发酵前期需要O2，O2可促进酵母菌的有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌是一种好氧细菌，其对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。\n[人教选修1]P42(高考VS教材)[人教选修1]P2(高考VS教材)[人教选修1]P3(高考VS教材)\n4．[海南卷，30]回答下列问题：(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是__________________________________________。若要去除衣服上的血渍，应选择含有____________(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉，理由是_____________________________________________。(2)某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的做法________(填“合理”或“不合理”)，理由是___________________________。(3)已知溶液的pH可以影响酶活性，请推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中______________(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基团的解离状态。开水使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗蛋白酶丙碱性条件下只有蛋白酶丙有活性不合理蛋白酶会降解脂肪酶羧基和氨基\n解析：(1)新鲜血迹中含有蛋白质，开水会使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗；若要去除衣服上的血渍，应选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣粉，因为碱性条件下只有蛋白酶丙具有活性。(2)因为洗衣液中含有的蛋白酶会降解脂肪酶，所以添加脂肪酶无效。(3)只有羧基和氨基可解离，pH通过影响酶和底物分子羧基和氨基的解离状态而影响酶的活性。\n[人教选修1]P46(高考VS教材)\n[同类选做找共性]5．20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了20世纪70年代，人们又发明了固定化酶和固定化细胞技术。请回答下列有关固定化酶和固定化细胞方面的问题：(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是_______________________________________________；与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是____________。(2)制备固定化酵母细胞常用的包埋材料是____________，使用了如图所示的方法[]__________(填图号及名称)。酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，且能反复利用多酶系统海藻酸钠C包埋法\n(3)酶活性一般用酶催化某一化学反应的速率来表示。在酶活性测定过程中，酶促反应速率用单位时间内或单位体积中________________________来表示。(4)使用纤维素酶和化学方法都能分解纤维素，请指出使用酶处理的优点：___________________________________________。(5)为什么一般不能用含有蛋白酶的加酶洗衣粉来洗涤丝绸或羊毛衣物？_____________________________________________________。反应物的减少量或产物的增加量处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低洗衣粉中的蛋白酶会将丝绸及羊毛衣物中的蛋白质成分水解，损坏衣物\n解析：(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是酶既容易与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复利用；与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是多酶系统(或一系列酶或多种酶)。(2)制备固定化酵母细胞时，由于细胞体积大，难以被吸附或结合，故多采用包埋法，即图C所示方法，常用的载体是海藻酸钠。(3)在酶活性测定过程中，酶促反应速率用单位时间内或单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。(4)与利用化学方法分解纤维素相比，使用纤维素酶分解纤维素具有处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低等优点。(5)洗衣粉中的蛋白酶会将丝绸及羊毛衣物中的蛋白质成分水解，损坏衣物，所以一般不能用含有蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤丝绸及羊毛衣物。\n6．[浙江4月选考]回答与果胶和果胶酶有关的问题：(1)通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，还有_____________________________________。(2)为了获得高产果胶酶微生物的单菌落，通常对分离或诱变后的微生物悬液进行__________________。(3)在某种果汁生产中，用果胶酶处理显著增加了产量，其主要原因是果胶酶水解果胶使_______________________。果汁生产中的残渣果皮等可用于果胶生产，通常将其提取液浓缩后再加入__________，使之形成絮状物，然后通过离心、真空干燥等步骤获得果胶制品。(4)常用固定化果胶酶处理含果胶的污水，其主要优点有____________________和可连续处理等。在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等因素外，还需考虑的主要有________________和________________。腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多涂布分离(或划线分离)水果组织软化疏松及细胞受损95%乙醇提高果胶酶的稳定性固定化的方法固定化所用的介质\n解析：(1)通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，腐烂的水果中含产果胶酶的微生物也较多。(2)对微生物悬液进行涂布分离(或划线分离)可获得单菌落。(3)果胶能将植物细胞粘合在一起，果胶酶水解果胶可以使水果组织软化疏松及细胞受损。果胶不溶于乙醇，所以将其提取液浓缩后再加入95%乙醇使之形成絮状物，然后通过离心、真空干燥等步骤获得果胶制品。(4)固定化酶工艺具有可提高酶的稳定性以及可连续处理等优点。在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等因素外，还需考虑的主要有固定化的方法和固定化所用的介质。