新步步高版高考生物一轮复习生物技术实践第讲酶的应用浙科版选修讲义

新步步高版高考生物一轮复习生物技术实践第讲酶的应用浙科版选修讲义

第2讲　酶的应用 ‎1．下列是有关固定化酶及细菌培养与分离的问题。请回答下列问题。‎ ‎(1)固定化酶是将水溶性的酶用物理或________的方法固定在某种介质上，使之成为________而又有酶活性的制剂。可用________法将α淀粉酶固定在石英砂上形成固定化酶柱。‎ ‎(2)为获取土壤中的芽孢杆菌，某同学进行了相关实验，操作流程如下。‎ 上图中步骤A为________，步骤B为________。要判断培养基灭菌是否彻底，可采用的方法是________。‎ ‎(3)下列消毒灭菌方法中，常用于接种环灭菌的是________。‎ A．70%酒精浸泡 B．紫外线照射 C．灼烧 D．高压蒸汽灭菌 ‎(4)请分析划线分离法能得到单菌落的原因：________。‎ 解析　(1)固定化酶技术常用化学结合法和物理吸附法将水溶性的酶固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。可用物理吸附法将α淀粉酶固定在石英砂上形成固定化酶柱。(2)配制的固体培养基经灭菌后就可以倒平板，制成固体平面培养基，划线分离后，把培养皿放在合适的温度条件下进行培养。(3)接种环常用灼烧法灭菌，微生物的培养基则用高压蒸汽法灭菌。划线分离法之所以能够获得单菌落的原因就是在不断地划线过程中，接种环上的菌液越来越少，到划线最后部分细菌间距离加大，经培养后能得到单菌落。‎ 答案　(1)化学　不溶于水　吸附 ‎(2)制平板　培养　将灭菌后的培养基培养一段时间后观察是否出现菌落 ‎(3)C ‎(4)划线过程中接种环上的菌液逐渐减少，到划线最后部分细菌间距离加大，经培养后能得到单菌落 ‎2． (1)在工业生产中，为提高酶的使用效率和产品纯度，一般需要将酶进行固定化处理。利用石英砂固定α淀粉酶的方法属于________。‎ A．吸附法 B．偶联法 C．交联法 D．包埋法 ‎(2)一定浓度的淀粉溶液流过α淀粉酶固化柱后，被水解成________，遇碘显________色。‎ ‎(3)α淀粉酶可以通过枯草杆菌发酵生产，以下是利用诱变育种方法培育获得产生较多淀粉酶的菌株的主要实验步骤。‎ ‎(原理：菌株生长过程可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈。)‎ 第一步：将枯草杆菌株接种到________培养基上进行扩大培养。‎ 第二步：将枯草杆菌株分成两组，A组用________处理，B组不处理(作对照)。‎ 第三步：制备多个含淀粉的固体培养基。‎ 第四步：将A、B组分别稀释后，分别在含淀粉的固体培养基上利用________法分离，适宜条件下培养得到单菌落。‎ 第五步：观察A、B组各菌落周围的________。‎ 实验结果预期：‎ 根据诱发突变率低的特点，预期________。‎ 根据诱发突变不定向性的特点，预期________。‎ 解析　石英砂固定α淀粉酶的方法属吸附法；淀粉流经α淀粉酶固化柱后，被水解为糊精，遇碘呈红色；获得诱变菌株需进行诱变剂处理，通过实验组与对照组培养基中菌落周围透明圈大小可确认淀粉分解程度。‎ 答案　A　糊精　红色　液体　诱变剂 涂布　透明圈大小　A组多数菌落周围的透明圈与B组差异不显著　A组有少数菌落周围的透明圈比B组明显小，有少数比B组明显大(或A组透明圈大小不一，B组较一致)‎ ‎3．(1)酶是生物体中生化反应的催化剂，在工业生产和食品加工中的应用日益广泛。为提高酶的利用率以及提高产品的纯度，一般需要对酶进行固定化处理，即将酶用物理或化学方法固定在________的介质上，具体方法有吸附法、共价偶联法、________法和________法。‎ ‎(2)如图为装有固定化酶a的实验装置。其中b是反应柱，c是催化底物。①若装置中的固定化酶为α淀粉酶，则通常是利用________法进行固定的，介质一般为石英砂。利用装置进行淀粉水解实验时，在漏斗中加入反应液后的操作是________，以保证反应充分。对流出的液体用________检测，若呈现________色反应，说明淀粉被水解成糊精。‎ ‎②若a是固定化酵母，要想得到较多的乙醇，加入反应液后的操作是________，装置中的长导管起的作用是_______。‎ 解析　(1)固定化酶主要是让水溶性的酶固定在相应的介质上，使之成为非水溶性的酶，达到重复使用、反应物和产物容易分离等目的。常用的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法。(2)固定α淀粉酶通常用吸附法，开始实验后只需打开图示活塞1和2，并使淀粉溶液以0.3 mL/min的流速过柱，不能过快，以保证反应充分。在流出5‎ ‎ mL淀粉溶液后接收0.5 mL流出液，加KII2溶液检测，若溶液呈现红色，说明有糊精的生成。要利用固定化酵母产生较多乙醇，需要创造无氧环境，所以要把活塞1和2关闭，而产生的CO2又可以通过长导管排放出去，并且这样形状的长导管还可以起到防止杂菌进入的作用。‎ 答案　(1)不溶于水　交联　包埋 ‎(2)①吸附　打开活塞1和2，并控制流速　KI～I2溶液　红　②关闭活塞1和2　排出反应产生的CO2气体，防止杂菌进入反应柱 ‎4．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：请将上图中所示的操作进行排序________。‎ ‎(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如下图中曲线甲所示：‎ ‎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．pH ‎②图中的纵坐标还可用________来表示。‎ ‎③实验步骤中，在果胶酶和苹果泥混合前，将二者分装在不同试管中并进行恒温的目的是______________________。‎ ‎④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_______________。‎ 引起曲线乙下移的原因是__________________________________(至少答出两条)。‎ ‎(3)下表是某实验小组的详细实验结果：‎ 温度/℃‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ ‎70‎ ‎80‎ 果汁量/mL ‎8‎ ‎13‎ ‎15‎ ‎25‎ ‎15‎ ‎12‎ ‎11‎ ‎10‎ 根据上述结果，说明当温度为________时果汁量最多，能不能确定该温度就是果胶酶的最适温度？________；如果不能，请设计出进一步探究果胶酶的最适温度的实验方案。‎ 解析　本题以探究果胶酶的某些特性的实验为载体，综合考查了影响酶活性的因素、探究温度对酶活性的影响的实验。(1)实验顺序是：准备水果泥和配置果胶酶、水果泥和果胶酶分别水浴保温、水果泥和果胶酶混合保温、过滤果汁后用量筒计量。(2)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；每一种酶都有一个最适温度和最适pH且该值恒定。衡量实验结果的指标有两个：一个是苹果汁的体积，另一个是苹果汁的澄清度。为了保证实验在相应温度下进行，必须使酶和底物分别保温达到要求后再混合。在相同温度条件下，pH、酶的浓度和底物浓度也会改变反应速率。(3)根据表中数据可看出，在‎40 ℃‎时产生的果汁量最多，该温度比较接近酶的最适温度。但要将温度确定得更加精确，以‎40 ℃‎为中心，以更小的温差(如‎0.5 ℃‎)设置自变量。‎ 答案　(1)acdb　(2)①D　②苹果汁的体积　③保证底物和酶在混合时的温度是相同的 ④同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物量的不同而改变　pH、酶的浓度和苹果泥的量等因素　(3)40 ℃　不能　应再设置多套装置，以‎40 ℃‎为中心，以更小的温差(如‎0.5 ℃‎)测量在更小的温度范围内产生的果汁量，产生果汁量最多的温度更接近酶的最适温度。‎