酶的研究与应用 1.随着生物科学技术的发展,酶已经走出实验室,走进了人们的生产和生活。结合所学知识回答下列问题: (1)在果汁生产中,果胶酶能提高出汁率并使果汁澄清,其原因是____________________________________。 在用果胶酶处理果泥时,为了使果胶酶能够充分地催化反应,可采取的操作是______________。 在探究果胶 酶的最适温度、最适 pH 和最适用量三个实验中,虽然各个实验的变量不同，但________________________ _的思想方法是不变的。 (2)在加酶洗衣粉中的酶制剂中，应用最广泛、效果最明显的是___________________________；酶洗衣粉 中的酶是用特殊的化学物质包裹的,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 运用了酶的固定化技术?________________。用加酶洗衣粉替代含磷洗衣粉,有利于保护环境,这是因为____ ____________________________________________________________________。 (3)如图是固定化酶的反应柱示意图,据图说出反应柱的作用原理___________________________________。 在用图示反-分布着小孔的筛板应柱催化反应时,需要控制反应物溶液流速不能过快，其目的是___________ ____________________________。 答案 (1)果胶酶能分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层；充分搅拌；通过设置梯度来确定最适值 (2)碱性蛋白酶和碱性脂肪酶；未运用；加酶洗衣粉中的酶木身无毒、含量少、能被微生物完全降解,对环 境无污染(合理即可) (3)反应物溶液从反应柱上端注入，使得反应物溶液通过反应柱，与固定化酶接触,得到的产物从反应柱下 端流出(合理即可)；使反应物溶液与酶充分接触(充分反应) 2.请回答下列有关酶应用的问题： (1)制作果汁时，榨取的果汁常常较浑浊、黏度高，容易发生沉淀，因此人们利用果胶酶来解决上述问 题，果胶酶的作用是___________________________________，使榨取果汁变得更容易，也使浑浊的果汁 变得澄清。果汁中的酶很难回收，不能被再次利用，生产成本较高；同时，反应后酶会混在产物中，可能 影响产品质量。而利用________技术可以做到酶的反复使用。酶是由细胞产生的，于是，人们设想把合成 酶的细胞直接固定用于生产，该技术的优点是____________。 (2)如图一表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图中的 X 溶液为____________，其作用是_____________ ___________________。在制备海藻酸钠与酵母细胞的混合液时，应将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室 温，才能加入已活化的酵母细胞，目的是防止____________________________。 (3)为了探究某加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果的关系，某同学通过实验获得如图二所示的结 果。由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是________%，本实验的自变量是________。 答案(1)分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层　 固定化酶 　成本低、操作简单　 (2)CaCl2 溶液　使海藻酸钠形成凝胶珠　高温杀死酵母细胞　 (3)0.6　碱性蛋白酶的含量 3. 利 用 柑 橘 可 制 作 果 酒 、 果 醋 ， 以 及 提 取 胡 萝 卜 素 和 精 油 ， 根 据 所 学 知 识 回 答 下 列 问 题 ： (1)在过程②中，压榨前可加_______________酶______________酶和来提高出汁率和果汁的清澈度。 由 过 程 ③ 到 过 程 ④ ， 环 境 条 件 的 变 化 是 ____________________________________ 。 (2)制备果酒使用的菌种是____________，代谢类型为_____________，果酒发酵过程中我们可以使 用_________________来检测酒精是否产生；为提高过程④制备的果醋品质，可通过选择培养基筛 选得到纯净的菌种，该菌种常用的接种方法有___________________和___________________。在 微生物的实验室培养中，获得纯净培养物的关键是_____________________________________，对 培养基常用____________________法进行灭菌，如果要检测培养基灭菌是否彻底，可以釆用_____ ________________________________________________________ 的 方 法 。 (3)过程⑤中常用的方法是_____________，需要在柑橘皮干燥去水后用______________浸泡时间为 _____________以上，橘皮浸泡透，这样压榨时不会_________，出油率高。过程⑥用___________ _法提取胡萝卜素，该提取过程应该采用__________加热，还要安装________________装置，提取 的胡萝卜素粗品可用_______________进行鉴定。 答案： 4.生物技术的广泛应用，给社会带来了较大的经济效益，受到社会广泛重视。请回答下列有关问题： (1)制作泡菜需要测定亚硝酸盐含量，其方法是________；其原理是在盐酸酸化的条件下，亚硝酸盐与对 氨基苯磺酸发生________反应后，与 N1萘基乙二胺盐酸盐结合形成________，将显色反应后的样品与已 知浓度的标准液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。 (2)1993 年，美国科学家 Mullis 因发明了 PCR 技术获得了诺贝尔化学奖。PCR 和生物体内 DNA 的复制 都必需的条件包括 DNA 聚合酶、模板 DNA、能量、游离脱氧核苷酸和________；在生物体内 DNA 复制 所必需的，而在 PCR 技术中不需要的成分是________。 (3)在香料工业提取的“液体黄金”玫瑰精油中，要求不含有任何添加剂或化学原料，其提取方法主要是____ ____；玫瑰精油的提取需大量原料，通常采用________技术实现玫瑰的快速繁殖。 (4)为了节约成本可将酶或细胞固定在一定空间内。科研人员采用戊二醛使酶相互连接，该种固定方法为_ _______；而细胞多采用________法进行固定。 答案：(1)比色法 重氮化 玫瑰红色染料 (2)引物 DNA 解旋酶 (3)水蒸气蒸馏法 (化学结合法) 包埋 植物组织培养 (4)交联法 5.蛋白质提取、分离在分子生物学研究中具有重要意义。 （1）蛋白质提取和分离的步骤一般分为_____________________________________________________。 （2）提取血红蛋白时，选用猪血，而不选用鸡血。理由是____________________________________。 （3）实验前采取新鲜的猪血，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，目的是_______________。若要从 红细胞中提取血红蛋白，则要对获得的红细胞进行________、________________和分离血红蛋白溶液、透 析，才能获得含杂质较少的血红蛋白溶液。其中分离血红蛋白溶液时需要用到 ____ (仪器)分出下层红色透 明液体。 （4）通过____________法将样品进一步纯化，经____________方法进行纯度鉴定。 （5）在凝胶色谱法制作过程中，装填凝胶柱时，不得有气泡存在，原因是____________。 （6）收集的血红蛋白溶液在透析袋中可以经过透析进行粗分离。 ① 透析的目的是____________________________________; ② 透析的原理是____________________________________________________________。 （7）然后通过凝胶色谱法将样品进一步纯化,最后经 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。 ① 样品纯化的目的是_______________________; ② 血红蛋白的特点是___________ ;这一特点对分离血红蛋白的意义是________________________________ _________________________________________。 答案 （1）样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定 （2）哺乳动物红细胞中没有细胞核，减少干扰。 （3）防止血液凝固 （4）凝胶色谱法 洗涤 血红蛋白释放 分液漏斗 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳 （5）气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果 （6） 呈现红色 在用凝胶色谱法分离血红蛋白时，可 以通过观察颜色来判断什么时候该收集洗脱液，这使血红蛋白的分离过程非常直观，大大简化了实验操 作。 (7)通过凝胶色谱法将相对分子质量大的杂蛋白除去 6.在对蛋白质的生产研究中，需要从复杂的细胞混合物中提取、分离高纯度的蛋白质。下图是利用凝胶色 谱法分离血红蛋白的示意图，请回答与血红蛋白的提取和分离的有关问题： (1)血红蛋白提取和分离的程序可分为四大步，分别是：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。首先通过 洗涤红细胞、________________、离心等操作收集到血红蛋白溶液，即样品的处理；再经过________去除 分子量较小的杂质，即样品的粗分离；然后通过____________法将相对分子质量大的杂质蛋白除去，即样 品的纯化；最后经__________________进行纯度鉴定。 (2)上图显示相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶色谱法分离时，试管中收集到的液体最先出现的是_____ _____________，原因是__________________________________________________________________。 答案 (1)血红蛋白的释放(1 分)　 透析(1 分) 　凝胶色谱(1 分) 　聚丙烯酰胺凝胶电泳(1 分) (2)相对分子 量较大的蛋白质(1 分)　 蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，因而路程短、移动速度 快(2 分) 配制 CaCl2 溶液 配制海藻酸钠溶液 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 固定化酵母细胞。根据材料回答下列问题： （1）这种固定化酵母细胞的方法属于_____________法，一般固定化酶时不采用这种方法，原因是______ ___________________________