PAGEPAGE8第16講酶的應用、生物技術在食品加工及其他方面的應用1．(2024·石家莊二模)環境污染物多聚聯苯難以降解，受其污染的土壤中常有重金屬污染同時存在。探討發覺聯苯降解菌內的聯苯水解酶是催化多聚聯苯降解的關鍵酶。回答下列問題：(1)為了從富含多聚聯苯的環境中分別聯苯降解菌，培育基中加入多聚聯苯作為________，該培育基屬于________(填“選擇”或“鑒別”)培育基。用平板劃線法純化該細菌時，其次次劃線及其以后劃線總是從上次劃線的末端起先是為了____________________________________。(2)為了能夠反復利用聯苯水解酶，可以采納________技術，該技術的另一個優點是______________。(3)若從聯苯降解菌中分別并得到純度較高的聯苯水解酶，純化該酶常用的方法是__________，采納該方法先分別出分子質量________的蛋白質。(4)如圖實線表示聯苯水解酶催化的反應速度與酶濃度關系，虛線表示在其他條件不變狀況下，底物濃度增加一倍，反應速度與酶濃度的關系，能正確表示兩者關系的是________。解析(1)為了從富含多聚聯苯的環境中分別聯苯降解菌，應當用以多聚聯苯作為唯一碳源的選擇培育基培育。用平板劃線法純化該細菌時，在進行其次次及以后的劃線操作時要從上一次劃線的末端起先劃線。每次劃線后，線條末端細菌的數目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端起先，能使細菌的數目隨著劃線次數的增加而逐步削減，最終能得到由單個細菌繁殖而來的菌落。(2)為了能夠反復利用聯苯水解酶，可以采納固定化酶技術，該技術可使酶與產物分開，提高產物的純度。(3)純化該酶常用的方法是凝膠色譜法，該方法是依據相對分子質量的大小來分別蛋白質的有效方法，相對分子質量小的蛋白質簡單進入凝膠內部的通道，路程長，移動的速度慢，相對分子質量大的蛋白質不簡單進入凝膠內部的通道，路程短，移動的速度快，因此采納該方法先分別出分子質量較大的蛋白質。(4)起先時，酶濃度偏低，底物加不加倍都不能增加反應速度；隨著酶濃度增大，反應速度才有區分，故選B項。答案(1)唯一碳源選擇將聚集的菌體漸漸稀釋以便獲得單個菌落(2)固定化酶提高產物的純度(3)凝膠色譜法較大(4)B2．(2024·湖北模擬)請回答下列與酶和植物有效成分的提取有關的問題：(1)加酶洗衣粉中的酶是用特別的化學物質包袱的，遇水后包袱層很快溶解，釋放出來的酶快速發揮催化作用。請推斷這是否運用了酶的固定化技術，并說明理由。_______________________________________________________________________。(2)如圖是表示檢測某種堿性蛋白酶去污力的試驗結果曲線，該試驗的目的是_________________________________。50℃時加堿性蛋白酶的最適含量約是________%。(3)某植物的花中含有油性物質A、果肉中含有物質B。物質A是易揮發、難溶于水的無色物質；物質B是易溶于有機溶劑、不溶于水、不易揮發，受潮易分解的有色物質。①依據題干信息推斷，提取物質A是________(填“能”“不能”或“不確定能否”)利用水中蒸餾法，緣由是______________________________________________________。②物質B可運用________法提取，提取物質B時應選用________(填“干燥”或“簇新”)的果肉。③以上兩種提取得到的植物芳香油，可通過________法進行鑒定。解析(1)加酶洗衣粉發揮作用的過程沒有體現酶的固定化技術，緣由是酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復利用。(2)據圖分析可知，該試驗的目的是探究40℃和50℃條件下堿性蛋白酶含量對加酶洗衣粉去污力的影響。圖中50℃時加酶洗衣粉中堿性蛋白酶的含量達到0.6%時去污力達到最強，是最合適的用量。(3)①依據題意可知，物質A是易揮發、難溶于水的無色物質，可用蒸餾法，但不能確定水中蒸餾時是否會導致原料焦糊或者有效成分的水解，所以不確定能否運用水中蒸餾法提取該物質。②物質B是易溶于有機溶劑、不溶于水、不易揮發，受潮易分解的有色物質，故可以運用萃取法提取，提取該物質時須要將果肉干燥。③題述兩種提取得到的植物芳香油，可通過紙層析法進行鑒定。答案(1)否，因為酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復利用(2)探究40℃、50℃兩種溫度條件下堿性蛋白酶含量對加酶洗衣粉去污力的影響0.6(3)①不確定能否不確定水中蒸餾時是否會導致原料焦糊或者有效成分水解②萃取干燥③紙層析3．(2024·廣州二模)某探討小組以橘子為材料，進行精油提取和果汁制取，其中果汁的制取流程如下：果汁→瞬間高溫消毒(90℃)→酶處理(45℃，1～3h)→分別→過濾濃縮→瞬間高溫消毒(90℃)→成品。回答下列問題：(1)利用橘子皮提取橘皮精油時一般不采納水蒸氣蒸餾法而采納壓榨法，緣由是__________________________________，為提高出油率，應進行的處理是________________________。(2)果汁制作過程中須要進行瞬間高溫消毒，與煮沸消毒法相比，這種方法的優點是______________。(3)加入果膠酶進行酶處理的目的是______________________。工業生產中將果膠酶進行固定化，與干脆運用游離酶相比，此方法的優點是__________________________________________________(答兩點)。(4)在進行果膠酶固定化時，應當限制CaCl2溶液和____________的濃度，以獲得孔徑大小合適、包埋效果良好的凝膠珠。試驗發覺，制備時添加了過多果膠酶的凝膠珠成品催化效果反而下降，請從單個酶分子如何發揮作用的角度說明其緣由：________________________________________________。解析(1)利用橘子皮提取橘皮精油時一般不采納水蒸氣蒸餾法而采納壓榨法，緣由是壓榨法可避開原料焦糊及有效成分水解，為提高出油率，應進行的處理是干燥去水，并用石灰水浸泡。(2)果汁制作過程中須要進行瞬間高溫消毒，與煮沸消毒法相比，這種方法的優點是養分成分損失少。(3)植物細胞壁的成分主要是纖維素和果膠，制備果汁時為了提高出汁率，常用果膠酶處理果汁，加入果膠酶進行酶處理的目的是提高出汁率和果汁澄清度。工業生產中將果膠酶進行固定化，與干脆運用游離酶相比，此方法的優點是酶可以重復利用，降低生產成本；使酶既能與反應物接觸，又易與產物分別。(4)在進行果膠酶固定化時，應當限制CaCl2溶液和海藻酸鈉溶液的濃度，以獲得孔徑大小合適、包埋效果良好的凝膠珠。試驗發覺，制備時添加了過多果膠酶的凝膠珠成品催化效果反而下降，緣由是凝膠珠內酶分子過多使內部酶分子無法與底物充分接觸。答案(1)壓榨法可避開原料焦糊及有效成分水解干燥去水，并用石灰水浸泡(2)養分成分損失少(3)提高出汁率和果汁澄清度酶可以重復利用，降低生產成本；使酶既能與反應物接觸，又易與產物分別(4)海藻酸鈉溶液凝膠珠內酶分子過多使內部酶分子無法與底物充分接觸4．(2024·海南)回答下列問題。(1)玫瑰精油可用玫瑰花瓣為原料，采納水蒸氣蒸餾法提取。水蒸氣蒸餾法的原理是__________________________________________________________________________________________________。在進行蒸餾時，冷凝管的進水口比出水口________(填“高”或“低”)。蒸餾收集到的乳濁液是玫瑰精油和水的混合物，要得到玫瑰精油，須要向乳濁液中加入NaCl，其目的是________________；得到的油層還須要加入無水Na2SO4，其目的是______________________。(2)某同學在通過發酵制作果酒時，發覺在制作原料中添加肯定量的糖，可以提高酒精度，緣由是__________________________________________________________________________________。在家庭以葡萄為原料制作葡萄酒時，可以不添加酵母菌，緣由是__________________________；在制作葡萄酒的過程中，假如密封不嚴混入空氣，發酵液會變酸，可能的緣由是____________。解析(1)水蒸氣蒸餾法是利用水蒸氣將揮發性較強的植物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會重新分出油層和水層。在進行蒸餾時，為達到最佳的冷凝效果和防止冷凝管炸裂，進水口比出水口低。蒸餾收集到的乳濁液是玫瑰精油和水的混合物，要得到玫瑰精油，須要向乳濁液中加入NaCl，NaCl可以促進油和水的分別；得到的油層還須要加入無水Na2SO4，以除去芳香油中殘留的水分。(2)糖類是主要的能源物質，可以為酵母菌的生長、繁殖供應能源物質，還可以作為酒精發酵的原料，故在通過發酵制作果酒時，在制作原料中添加肯定量的糖，可以提高酒精度。家庭中以葡萄為原料制作葡萄酒時，由于葡萄皮上附著有野生的酵母菌，故可以不添加酵母菌；在制作葡萄酒的過程中，假如密封不嚴混入空氣，會造成醋酸菌大量增殖，進行醋酸發酵，發酵液會變酸。答案(1)利用水蒸氣將揮發性較強的植物芳香油攜帶出來，形成油水混合物，冷卻后，混合物又會重新分出油層和水層低促進油和水的分別除去芳香油中殘留的水分(2)糖類是主要的能源物質，可以為酵母菌的生長、繁殖供應能源物質，還可以作為酒精發酵的原料葡萄皮上附著有野生的酵母菌醋酸菌大量增殖，進行醋酸發酵5．(2024·雨花區校級模擬)薄荷葉富含維生素、蛋白質和薄荷油等物質，具有疏散風熱、清利咽喉、消炎鎮痛的作用。請回答下列問題：(1)提取薄荷油可否用水蒸氣蒸餾法？________。緣由是______________________________________________________________________。(2)薄荷葉中含有物質W，該物質為無色針狀晶體，易溶于極性有機溶劑，難溶于水，且受熱、受潮易分解。若用萃取法提取，現有丙酮(沸點56℃)、乙醇(沸點約78℃)兩種溶劑，在提取物質W時，應選用________作為提取劑，理由是________________________________________________________________________。(3)探討小組用凝膠色譜法分別薄荷葉中的無色蛋白質B，在裝填色譜柱時不得有氣泡存在，緣由是____________________________________________。用此方法分別薄荷葉中的蛋白質和紅細胞中的血紅蛋白相比，有何困難之處？______________________________________________________。有人認為可以用鹽析法分別該蛋白質，其依據的原理是__________________________。解析(1)植物芳香油的提取方法有蒸餾法、壓榨法和萃取法。薄荷油的揮發性較強，水蒸氣可以將揮發性較強的薄荷油攜帶出來，因此可利用水蒸氣蒸餾法提取。(2)薄荷葉中含有物質W，該物質為無色針狀晶體，易溶于極性有機溶劑，難溶于水，且受熱、受潮易分解。分析該物質的特點可以確定分別該物質相宜用萃取法，由于該物質受熱易分解，因此選取沸點較低的丙酮作為萃取劑，這樣在蒸餾時物質W分解較少。(3)裝填色譜柱時不得有氣泡存在，緣由是當有氣泡存在時，會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分別效果。蛋白質B沒有顏色，分別時無法直觀推斷什么時候收集洗脫液，只能全部收集，然后通過后期檢測再進一步確定目標蛋白存在于哪個收集管中。用鹽析法分別該蛋白質的原理是該蛋白質和其他雜質在鹽溶液中的溶解度不同。答案(1)可以水蒸氣可以將揮發性較強的薄荷油攜帶出來(2)丙酮丙酮沸點低于乙醇，蒸餾時物質W分解較少(3)氣泡會攪亂洗脫液中蛋白質的洗脫次序，降低分別效果蛋白質B沒有顏色，分別時無法直觀推斷什么時候收集洗脫液蛋白質和其他雜質在鹽溶液中的溶解度不同6．(2024·赤峰模擬)酵母菌是真核生物，是在人類文明史中被應用的最早的微生物，現今被廣泛應用于人們的生活和生產中。請回答下列與酵母菌有關的問題：(1)在測定土壤中微生物的數量時，酵母菌選用102、103、104倍的稀釋液進行平板培育，而細菌一般選用104、105、106倍的稀釋液進行，緣由是__________________________。純化的菌株如需短時間保存則將菌種接種到________培育基上，并置于4℃冰箱中保存。(2)制備固定化酵母細胞的試驗步驟是：酵母細胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母細胞。①影響試驗成敗的關鍵步驟是________________。視察形成凝膠珠的顏色和形態，假如顏色過淺，說明__________________________________________________。試驗中CaCl2溶液的作用是__________。②固定化酵母細胞的方法屬于________法，一般固定酶時不采納這種方法，緣由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)由于土壤中細菌的含量比真菌高，因此在測定細菌和真菌的數量時，細菌一般選用104、105、106倍的稀釋液進行平板培育，而真菌則選用102、103、104倍的稀釋液進行平板培育。臨時保存菌種時須要將菌種接種到固體斜面培育基上，并置于4℃冰箱中保存。(2)影響制備固定化酵母細胞的試驗成敗的關鍵步驟是配制海藻酸鈉溶液，若海藻酸鈉濃度偏低，則固定的酵母細胞數目較少，制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色；若海藻酸鈉的濃度偏高，則導致形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，制作失敗，須要再作嘗試。試驗中CaCl2溶液的作用是使海藻酸鈉膠體聚沉，形成凝膠珠。固定化酵母細胞的方法屬于包埋法，由于酶分子小，簡單從包埋材料中漏出，故固定酶時不采納包埋法。答案(1)土壤中酵母菌的數量比細菌少固體斜面(2)①配制海藻酸鈉溶液固定化酵母細胞數目較少，海藻酸鈉濃度偏低，制作失敗使海藻酸鈉形成凝膠珠②包埋酶分子小，簡單從包埋材料中漏出7．(2024·河北模擬)酵母菌是釀酒中常用的菌種。回答下列問題：(1)利用酵母菌人工釀造果酒時，葡萄可不經過滅菌處理，緣由是____________的環境不適合絕大多數微生物的生存。(2)傳統的產酒過程中酵母菌只能利用一次。若將酵母菌中的酶提取出來，可采納____________________法固定酶，酵母細胞多采納包埋法固定的緣由是__________________________________。制備固定化酵母細胞常用海藻酸鈉作載體，溶解海藻酸鈉最好采納____________的方法。還要留意海藻酸鈉的濃度要相宜，若濃度低會導致________________________________。(3)提取和分別紅細胞中的血紅蛋白一般分為四步：樣品處理、粗分別、純化和________。蛋白質分別可采納________法，從洗脫柱先流出來的蛋白質從行程和分子質量的角度看__________________。解析(1)由于缺氧、呈酸性的環境不適合絕大多數微生物的生存，因此利用酵母菌人工釀造果酒時，葡萄可不經過滅菌處理。(2)酶分子較小，簡單從包埋材料中漏出，因此固定酶常采納化學結合法和物理吸附法；而酵母細胞體積大難以被吸附或結合，因此酵母細胞多采納包埋法固定。制備固定化酵母細胞時，溶解海藻酸鈉最好采納小火間斷加熱的方法，目的是防止海藻酸鈉焦糊。還要留意海藻酸鈉的濃度要相宜，若濃度低會導致包埋的酵母細胞少，凝膠珠顏色過淺；若濃度高會導致凝膠珠不易成形。(3)提取和分別紅細胞中的血紅蛋白一般分為四步：樣品處理、粗分別、純化和純度鑒定。蛋白質分別可采納凝膠色譜法，由于分子質量大的分子不通過多孔凝膠顆粒的間隙，路程短，流淌快；分子質量小的分子穿過多孔凝膠顆粒內部，路程長，流淌慢，因此從洗脫柱先流出來的蛋白質行程短，分子質量大。答案(1)缺氧、呈酸性(2)化學結合法和物理吸附酵母細胞體積大難以被吸附或結合小火間斷加熱凝膠珠顏色過淺，包埋的酵母細胞少(3)純度鑒定凝膠色譜行程短，分子質量大8．(2024·成都模擬)花青素是一類廣泛存在于植物細胞中的自然色素，易溶于甲醇等有機溶劑中，在中性或堿性溶液中不穩定，在60℃以下的熱穩定性較好。花青素的提取流程如圖所示，回答下列問題：原料洗凈→切碎→加入溶劑eq\o(→,\s\up7(酶解))調整pHeq\o(→,\s\up7(水浴))冷卻過濾→花青素粗品(1)提取花青素的酶解過程中，通常會運用纖維素酶和果膠酶，其目的是__________。果膠酶是一類酶的總稱，包括果膠酯酶、果膠分解酶和__________________等。(2)據圖分析可知，影響花青素提取效果的主要因素，除提取溶劑的性質和用量外，同時還受到原料含水量、____________________________(寫出兩點)等條件的影響。花青素粗品往往采納真空干燥(可使水的沸點降至40℃)的方法除去水分，不宜采納加熱烘干，緣由是________________________。(3)某同學試圖通過比色法測定粗品中的花青素含量，請幫助其完善下面的試驗步驟。①制備標準顯色液：將__________________________加入甲醇溶液中制成顏色深淺不同的系列標準顯色液。②制備樣品處理液：用電子天平稱取肯定量的待測樣品，加入________溶液中得到樣品處理液。③比色：________________________________________________，記錄對應的花青素含量。解析(1)細胞壁的主要成分為纖維素和果膠，運用纖維素酶和果膠酶，可以去除細胞壁，有利于細胞裂開和花青素的提取。果膠酶是一類酶的總稱，包括果膠酯酶、果膠分解酶和多聚半乳糖醛酸酶等。(2)花青素在中性或堿性溶液中不穩定，在60℃以下的熱穩定性較好，因此溶劑的pH和提取時的溫度是影響花青素提取效果的主要因素；原料的顆粒越小，溶劑溶解的時間越長，越有利于花青素的提取。依據題意可知，溫度過高會導致花青素分解，因此不宜采納加熱烘干，可采納真空干燥(可使水的沸點降至40℃)的方法除去水分。(3)通過比色法測定粗品中的花青素含量，利用花青素易溶于甲醇的特點，標準顯色液和樣品處理液均應用甲醇作為溶劑。①制備標準顯色液，可將一系列等質量(濃度)梯度的花青素加入甲醇溶液中制成顏色深淺不同的系列標準顯色液。②制備樣品處理液：用電子天平稱取肯定量的待測樣品，加入甲醇溶液中得到樣品處理液。③比色：將樣品處理液與標準顯色液進行比較，找出與樣品顏色最相近的標準顯色液，以確定樣品處理液中花青素的含量。答案(1)去除細胞壁多聚半乳糖醛酸酶(2)pH、溫度、顆粒大小、時間溫度過高會導致花青素降解(3)①一系列等質量(濃度)梯度的花青素②甲醇③將樣品處理液與標準顯色液進行比較，找出與樣品顏色最相近的標準顯色液9．(2024·鄭州三模)探討生物材料或細胞的某些化學成分時，通常須要對相應的成分進行分別、純化及鑒定。(1)若要鑒定大腸桿菌可用________培育基，若要篩選、鑒定纖維素分解菌常用________染色法，若要鑒定尿素分解菌則須要在培育基中加入________指示劑。(2)萃取胡蘿卜素的裝置中，實行水浴加熱的緣由是________________________________，還要在加熱瓶口安裝冷凝裝置的緣由是______________________。(3)從生物材料中得到的蛋白質提取液中往往含有一些無機鹽類的小分子，可以用________(填“鹽析”或“透析”)的方法去除這些小分子，該方法________(填“能”或“不能”)分別不同的蛋白質。(4)進一步提純蛋白質可用凝膠色譜法或電泳法，