1.(2021陕西西安一模)苹果酒风味清爽,且具有保健养生的功效。用新鲜苹果榨取果汁并制作果酒的简要流程如下:
(1)过程②分离酵母菌应采用 (填“选择”或“鉴别”)培养基,配制好的培养基灭菌方法为 。扩大培养的目的是 。 (2)过程③获得固定化酵母细胞常采用 法,选择此方法的原因
是 。如果反应物是大分子,应采用 技术。 (3)工业生产中,制备固定化酵母细胞的实验步骤是:酵母细胞的活化→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。
①影响实验成败的关键步骤是 。 ②该实验中CaCl2溶液的作用是 。
2.图1是利用苹果生产果汁、果酒和果醋的大致工艺流程,图2为某同学进行的澄清苹果汁生产实验,请回答下列问题。
苹果果汁图1
果酒果醋
图2
(1)用苹果加工成果汁的过程中,需要加入果胶酶,果胶酶可以将果胶分解成 ,使浑浊的果汁变得澄清。
(2)为了进行果酒的发酵生产,通常先分离纯化酵母菌,然后扩大培养、固定化酵母细胞,最后才接种、发酵。
①在分离纯化酵母菌时,需要进行无菌操作,其中对培养皿通常采用 法灭菌。 ②在使用液体培养基扩大培养的过程中,需要不断地进行振荡或搅拌,目的是 , 有利于酵母菌的繁殖。
(3)苹果酒经过进一步发酵可形成苹果醋,在此过程中,要适时向发酵液中通入空气,原因是 。
(4)如图2是某同学进行的澄清苹果汁实验,将洗涤过的固定化酶的反应柱在低温环境中保存若干天,该固定化酶的反应柱仍可用于苹果汁制作实验,说明固定化酶可被 使用;可通过控制阀调节苹果汁流出的 ,保证反应充分进行。
3.科研人员利用图1所示固定化乳糖酶反应装置降解牛奶中的乳糖,并研究了乳糖酶凝胶珠颗粒大小对降解效果的影响。实验时将3种不同大小的凝胶珠分别放在反应柱中,打开活栓,然后以相同的速度向每个反应柱中加入等量的牛奶,测定收集的牛奶中葡萄糖的浓度,结果如图2所示。请回答下列问题。
图1
图2
(1)乳糖酶催化乳糖降解为葡萄糖和 。
(2)制备固定化乳糖酶凝胶珠时,溶解海藻酸钠宜采用 的方法。应用 溶液浸泡凝胶珠使其形成稳定结构。
(3)与固定化细胞相比,固定化酶时使用的海藻酸钠浓度应适当 ,这样可以减少 。
(4)本实验结果表明,直径为 mm的乳糖酶凝胶珠降解乳糖的效果较好,分析其原因: 。
(5)在凝胶珠颗粒直径一定时,控制牛奶流经反应柱的速度,测定不同流速下收集的牛奶中的葡萄糖浓度。绘制收集的牛奶中葡萄糖浓度相对值与流速之间的关系曲线。
4.某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下。
①活化酵母细胞:称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌,使酵母细胞活化。 ②配制CaCl2溶液:将无水CaCl2溶解在定量蒸馏水中,配制成一定浓度的CaCl2溶液。 ③配制海藻酸钠溶液:用定量的海藻酸钠直接溶解在定量的蒸馏水中,配制成溶液。
④海藻酸钠溶液和酵母细胞混合:将活化的酵母细胞迅速加入刚配制成的海藻酸钠溶液中,充分搅拌混合均匀。
⑤固定化酵母细胞:用注射器以恒定的速度缓慢地将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中,观察凝胶珠形成。 (1)请你改正其中两处错误的操作: 第一处是 ; 第二处是 。
(2)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右,目的是 。
(3)如果制作的凝胶球颜色过浅,呈白色,则说明海藻酸钠浓度 (填“过低”或“过高”)。 (4)研究发现,固定化强度强的酵母颗粒发酵效果好,且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置将浓度为2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别用浓度为2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理,所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28 ℃下发酵48 h后的酒精产量见下表。
海藻酸钠的浓度/% 2 2.5 3 2 2.5 3 2 2.5 3 X溶液的浓度/% 2 2 2 3 3 3 4 4 4 相对固定化强度 930 950 990 1 030 1 100 1 140 1 170 1 170 1 160 酒精量/% 6.7 6.5 6.5 6.7 6.4 6.2 6.7 6.4 6.3
依照表格分析,随着X溶液浓度的增加, 增加;凝胶固定化效果最好时的海藻酸钠与X溶液浓度分别是 、 。
5.为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将一种无酶洗衣粉分成3等份,进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶,丙组不加酶,在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍,其他实验条件均相同,下表为实验记录。请回答下列问题。
水温/℃ 组 别 清除血渍时间 min清除油渍时间 min10 甲 67 93 乙 66 78 丙 88 95 20 甲 52 87 乙 51 63 丙 83 91 30 40 甲 乙 丙 甲 36 34 77 11 82 46 85 75 乙 12 27 丙 68 77 50 甲 乙 丙 9 11 67 68 69 8
(1)加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量,使洗涤剂朝 的方向发展,减少对环境的污染。
(2)甲组在洗衣粉中加入了 ,乙组在洗衣粉中加入了 ;甲、乙组洗涤效果的差异,说明酶的作用具有 。
(3)提高无磷洗衣粉去污能力的方法有 、 。 (4)如果甲、乙和丙3组均在水温为80 ℃时洗涤同一种污渍,请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理
由。 。
6.(2021黑龙江哈三中期末)传统的辣椒油炒制过程,需将辣椒绞碎,再与食用油混合炒制,但辣椒中辣椒素类物质(辣椒油中引起辛辣感和灼烧感的物质统称为辣椒素类物质,主要含辣椒素、二氢辣椒素)的提取效率较低,若在炒制前使用果胶酶处理绞碎的辣椒,则可有效改善此问题。回答下列问题。 (1)果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括 等。它能分解果胶,破坏辣椒细胞的 ,从而促进辣椒素类物质的释放。
(2)某研究小组为探究果胶酶处理辣椒的适宜条件,设计并进行了三组相关实验,实验结果如下图曲线所示。
图1
图2
图3
①上述实验的自变量分别为 。
②有同学认为,图2中随pH继续降低,曲线会与X轴相交。你认为这种说法是否正确并说明理由。 。
③由上述结果可知:果胶酶处理辣椒所需的适宜pH和适宜温度条件分别约为 。
(3)辣椒素与二氢辣椒素的分子式分别为C18H27NO3、C18H29NO3,据此结合所学知识推测,凝胶色谱法 (填“适用于”或“不适用于”)分离辣椒素与二氢辣椒素。
参考答案
课时规范练35 酶的研究与应用
1.答案 (1)选择 高压蒸汽灭菌 增加目的菌(酵母菌)的浓度 (2)包埋 细胞体积较大,难以被吸附或结合 固定化酶 (3)①配制海藻酸钠溶液 ②使胶体聚沉
2.答案 (1)半乳糖醛酸 (2)①干热灭菌 ②增加溶解氧含量,同时有利于酵母菌与营养物质充分接触 (3)醋酸菌是好氧细菌,发酵过程需要氧气 (4)重复 速率
3.答案 (1)半乳糖 (2)小火间断加热 CaCl2 (3)升高 酶分子从凝胶珠中漏出 (4)2 凝胶珠小,彼此间靠得紧密,牛奶流速慢,反应时间长(或凝胶珠小,相对表面积大,与外界物质交换能力强) (5)如图所示
4.答案 (1)③溶解海藻酸钠时应小火间断加热至完全溶化 ④海藻酸钠溶液需冷却至室温再加入活化的酵母细胞 (2)让凝胶珠形成稳定的结构 (3)过低 (4)固定化强度 2% 4%
5.答案 (1)低磷无磷 (2)蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶 专一性 (3)加酶 适当提高洗涤温度 (4)酶的作用条件较温和,高温(80 ℃)会使酶变性失活,因此3组洗涤效果之间没有明显差异
6.答案 (1)多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶 细胞壁及胞间层 (2)①果胶酶用量、pH、温度 ②不正确,随pH继续降低,果胶酶会失活而不能发挥作用,但在没有果胶酶的作用下,pH也会影响细胞结构,导致细胞膜破裂释放辣椒素,且绞碎的辣椒也会有细胞破裂释放辣椒素 ③5.5、38 ℃ (3)不适用于
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