高考生物總復(fù)習(xí) 專題10_ 生物技術(shù)實踐 第32講 酶的應(yīng)用

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第32講 酶的應(yīng)用 （時間：30分鐘） 1.（2015浙江高考）某工廠為了生產(chǎn)耐高溫植酸酶飼料添加劑，開展了產(chǎn)該酶菌株的篩選、酶的固定化及其特性分析研究，其流程如下圖所示。請回答下列問題。 ―→―→―→―→―→ （1）土壤懸液首先經(jīng)80 ℃處理15 min，其目的是篩選出　　　　。 （2）在無菌條件下，將經(jīng)過處理的土壤懸液進(jìn)行　　　　，然后涂布于含有植酸鈉的固體培養(yǎng)基上。培養(yǎng)后觀察到　　　　，其周圍出現(xiàn)透明水解圈，圈的直徑大小與　　　　強弱相關(guān)。 （3）篩選獲得的菌株經(jīng)鑒定后，將優(yōu)良菌株進(jìn)行液體擴大培養(yǎng)。培養(yǎng)時需要振蕩，其主要目的是____________________________________________________。 液體培養(yǎng)基與固體培養(yǎng)基相比，不含有的成分是　　　　。 （4）在合適條件下，將提純的植酸酶與海藻酸鈉混合后，滴加到一定濃度的鈣離子溶液中，使液滴形成凝膠固體小球。該過程是對酶進(jìn)行　　　　。 A.吸附 B.包埋 C.裝柱 D.洗滌 （5）溫度與植酸酶相對酶活性的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯誤的是　　　　。 A.測試溫度中，固定化與非固定化植酸酶的最適溫度分別為60 ℃和45 ℃ B.測試溫度范圍內(nèi)，固定化植酸酶的相對酶活性波動低于非固定化植酸酶 C.固定化與非固定化植酸酶相比，相對酶活性在80%以上時的溫度范圍較寬 D.65 ℃時固定化與非固定化植酸酶的相對酶活性因蛋白質(zhì)變性而位于最低點 解析?。?）土壤懸液首先經(jīng)80 ℃處理15分鐘，目的是使大多數(shù)的不耐高溫的微生物死亡而篩選出耐高溫菌株。（2）土壤懸液在無菌條件下進(jìn)行梯度稀釋，使用稀釋涂布平板法接種涂布于含有植酸鈉的固體培養(yǎng)基上，經(jīng)培養(yǎng)后可以觀察到單菌落的出現(xiàn)，且出現(xiàn)透明圈，透明圈的直徑大小與植酸酶的活性強弱相關(guān)。 （3）振蕩培養(yǎng)的目的是向培養(yǎng)液供氧，同時使微生物與培養(yǎng)液充分接觸，有利于微生物的繁殖與生長。液體培養(yǎng)基與固體培養(yǎng)基的區(qū)別是液體培養(yǎng)基不含凝固劑瓊脂。（4）固定化酶和固定化細(xì)胞的方法主要有包埋法、物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法。題干所述方法是將提純的植酸酶與海藻酸鈉混合后，滴加到一定濃度的鈣離子溶液中，使液滴形成凝膠固體小球，該過程屬于包埋法。故選：B。（5）根據(jù)題意，植酸酶屬于耐高溫酶，65 ℃時固定化與非固定化植酸酶的相對酶活性不是因蛋白質(zhì)變性而位于最低點，D錯誤。故選：D 答案?。?）耐高溫菌株（2）稀釋　單菌落　植酸酶的活性 （3）供氧　瓊脂（4）B（5）D 2.（2016浙大附中全真模擬）下列是有關(guān)固定化酶及細(xì)菌培養(yǎng)與分離的問題。請回答： （1）固定化酶是將水溶性的酶用物理或　　　　的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為　　　　而又有酶活性的制劑。可用　　　　法將α－淀粉酶固定在石英砂上形成固定化酶柱。 （2）為獲取土壤中的芽胞桿菌，某同學(xué)進(jìn)行了相關(guān)實驗，操作流程如下。 上圖中步驟A為　　　　，步驟B為　　　　。要判斷培養(yǎng)基滅菌是否徹底，可采用的方法是_____________________________________________________ _________________________________________________________________。 （3）下列消毒滅菌方法中，常用于接種環(huán)滅菌的是　　　　。 A.70%酒精浸泡 B.紫外線照射 C.灼燒 D.高壓蒸汽 （4）請分析劃線分離法能得到單菌落的原因：__________________________ ___________________________________________________________________。 答案　（1）化學(xué)　不溶于水　吸附?。?）制平板　培養(yǎng)　將滅菌后的培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時間后觀察是否出現(xiàn)菌落?。?）C?。?）劃線過程中接種環(huán)上的菌液逐漸減少，到劃線最后部分細(xì)菌間距離加大，經(jīng)培養(yǎng)后能得到單菌落 3.（2016浙江省六校聯(lián)考）下圖是利用土壤中L微生物提取脲酶，并純化和固定化的實驗流程 ―→―→―→ （1）篩選微生物L(fēng)時，用　　　　作為培養(yǎng)基中的唯一氮源，加入　　　　凝固劑。接種時應(yīng)采用　　　　方法。 （2）下列對尿素溶液進(jìn)行滅菌的最適方法是　　　　滅菌。 A.高壓蒸汽 B.紫外燈照射 C.70%的酒精浸泡液 D.過濾 （3）對微生物L(fēng)進(jìn)行擴大培養(yǎng)時宜采用　　　　培養(yǎng)基，并采用　　　　方法對接種環(huán)進(jìn)行滅菌。 （4）脲酶宜采用共價偶聯(lián)法進(jìn)行固定化，可通過檢測固定化脲酶的　　　　確定其應(yīng)用價值。除此法外，酶的固定化方法還包括　　　　、　　　　及交聯(lián)法等。 答案　（1）尿素　瓊脂糖　涂布分離法 （2）D （3）液體　灼燒 （4）活性　包埋法　吸附法 4.運用所學(xué)知識回答下列與生物技術(shù)實踐相關(guān)的問題： （1）微生物培養(yǎng)中的無菌技術(shù)主要包括　　　　。 （2）如圖為倒平板操作過程，操作時要待培養(yǎng)基　　　　　　　　　　　　時，在　　　　附近進(jìn)行。制備固體培養(yǎng)基時，要待平板冷凝后，將平板倒置，其主要目的是_________________________________________________________。 （3）生產(chǎn)中通常用葡萄作原材料制作果汁、果酒及果醋。 ①果醋的制作需要醋化醋桿菌。醋化醋桿菌是一種好氧細(xì)菌，只有當(dāng)氧氣充足時，才能進(jìn)行旺盛的生理活動。當(dāng)氧氣充足、缺少糖源時醋化醋桿菌將乙醇變?yōu)椤　　　?，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)椤　　　　? ②果膠酶能夠提高葡萄的出汁率并使渾濁的果汁變得澄清，其原因是_________________________________________________________________。 ③從發(fā)酵條件看，果酒和果醋的制作過程的不同之處主要是_______________________________________________________________。 答案　（1）消毒和滅菌 （2）冷卻至50 ℃左右　酒精燈火焰　防止培養(yǎng)皿蓋上的水珠滴入培養(yǎng)基造成污染 （3）①乙醛　醋酸 ②果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層 ③果酒制作需無氧條件，果醋制作需要充足的氧氣 5.生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅帶來了較好的經(jīng)濟效益和社會效益，更使人們的生活變得更加豐富多彩。 （1）工業(yè)生產(chǎn)上通常采用微生物發(fā)酵技術(shù)獲得果膠酶，選用的微生物通常是　　　　，在提取果膠酶后，首先要檢測　　　　，以便將其更好的應(yīng)用于生產(chǎn)實踐和科學(xué)研究。 （2）微生物在果酒、果醋、腐乳、泡菜等食品加工方面應(yīng)用廣泛，其中與泡菜制作有關(guān)的微生物是　　　　。在果酒基礎(chǔ)上釀制果醋的過程中，除需接種 　　　?。ㄎ⑸铮┩?，還必須保持　　　　條件。 （3）配制固體培養(yǎng)基時各種成分在溶化后分裝前必須進(jìn)行　　　　，接種前要進(jìn)行　　　　，在整個微生物的分離和培養(yǎng)中，一定要注意在　　　　條件下進(jìn)行。 解析?。?）要獲得果膠酶應(yīng)選用曲霉或青霉，在提取果膠酶后首先要檢測酶的活性，即酶活力。（2）微生物在泡菜制作過程中主要用的是乳酸菌的厭氧呼吸，所以是乳酸菌。在果酒的基礎(chǔ)上釀制果醋，需要接種醋化醋桿菌，因為果醋的制作需要有氧條件所以還必須保持有氧條件。 （3）配制固體培養(yǎng)基時各種成分在溶化后分裝前必須先調(diào)整pH再進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，在整個微生物的分離和培養(yǎng)中，一定要注意在無菌條件下進(jìn)行。因為微生物的培養(yǎng)過程中的關(guān)鍵是防止外來雜菌的污染。 答案　（1）曲霉、青霉　酶的活力 （2）乳酸菌　醋化醋桿菌　有氧 （3）pH調(diào)整　高壓蒸汽滅菌　無菌 6.（2015嘉興一中等五校聯(lián)考）利用制糖廢棄物糖渣生產(chǎn)工業(yè)酒精，是一種既能緩解能源危機，也能有效降低環(huán)境污染的符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的清潔能源技術(shù)。下面是利用糖渣來生產(chǎn)乙醇的流程： （1）為獲取微生物1的菌種，應(yīng)選取富含　　　　的土壤并制備適宜濃度梯度的懸浮液，在無菌條件下用　　　　將懸浮液涂布在相應(yīng)的固體培養(yǎng)基上，經(jīng)培養(yǎng)獲得單菌落。 （2）隨后挑取部分菌落，接種到　　　　培養(yǎng)基中進(jìn)行擴大培養(yǎng)得大量微生物1。同時，為了提高生產(chǎn)效率，也可大量提取微生物1所含的酶，并將該酶固定在適宜介質(zhì)上制成　　　　。 （3）微生物2主要是　　　　。為了確保酒精發(fā)酵正常進(jìn)行，發(fā)酵時要注意　　　　。發(fā)酵獲得的低濃度酒精經(jīng)蒸餾、提純等加工，就可以得到濃度大于90%的工業(yè)酒精。 （4）下列有關(guān)涂布分離法的敘述錯誤的是（　?。? A.為減少細(xì)菌受損，稀釋或取樣時應(yīng)盡量避免振蕩 B.接種前，涂布工具需先在酒精燈火焰上灼燒 C.涂布分離法比劃線分離法更易獲得大量單菌落 D.培養(yǎng)后菌落在整個平板表面分散均勻 （5）下列有關(guān)固定化酶的說法中錯誤的是（　?。? A.固定化酶可以重復(fù)利用，降低生產(chǎn)成本 B.固定化酶既易溶于水又有酶的活性 C.固定化酶的不足是由于與底物的接觸面積下降導(dǎo)致催化效率有所下降 D.固定化酶活性的發(fā)揮需適宜的溫度和pH值 答案　（1）纖維素或糖渣　玻璃刮刀或三角刮刀 （2）液體或發(fā)酵　固定化酶 （3）酵母菌　確保無氧 （4）A?。?）B 7.為了滿足不同人群對葡萄的需求，可以將葡萄加工制作成果汁、果酒、果醋等。如圖所示是簡單的生產(chǎn)果汁、果酒、果醋的流程.結(jié)合所學(xué)知識，回答下列問題： （1）生產(chǎn)果汁的時候，果膠酶的使用至關(guān)重要，其能將果膠分解成可溶性的　　　　，使渾濁的果汁變得澄清.為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，生產(chǎn)果汁時需要控制好　　　　，判斷不同溫度下果膠酶活性的高低，除利用果汁的體積作為檢測指標(biāo)外，還可以通過比較　　　　來判斷。 （2）果酒的制作離不開酵母菌。在葡萄酒的自然發(fā)酵過程中起主要作用的是 ________________________________________________________________。 若想對初步篩選得到的酵母菌進(jìn)行純化并計數(shù)，可采用的接種方法是_________________________________________________________________。 果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可以用　　　　來檢驗。 （3）果醋的制作需要醋化醋桿菌，當(dāng)氧氣、糖源都充足時，醋化醋桿菌將葡萄汁中的糖分解成　　　　。醋化醋桿菌的最適生長溫度為　　　　℃。 解析　（1）由于植物細(xì)胞壁的成分為纖維素和果膠，因此生產(chǎn)果汁的時候，果膠酶的使用至關(guān)重要。果膠酶能將果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，使渾濁的果汁變得澄清。為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，生產(chǎn)果汁時需要控制好酶的用量。判斷不同溫度下果膠酶活性的高低，除利用果汁的體積作為檢測指標(biāo)外，還可以通過比較果汁的澄清度來判斷。（2）果酒的制作過程中利用的酵母菌是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。若想對初步篩選得到的酵母菌進(jìn)行純化并計數(shù)，可采用的接種方法是涂布分離法。果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可以用酸性重鉻酸鉀來檢驗。（3）果醋的制作需要醋化醋桿菌，當(dāng)氧氣、糖源都充足時，醋化醋桿菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸。醋化醋桿菌的最適生長溫度為30～35 ℃。 答案?。?）半乳糖醛酸　酶的用量　果汁的澄清度 （2）附著在葡萄皮上的野生型酵母菌　稀釋涂布平板法　酸性重鉻酸鉀 （3）醋酸　30～35 8.（2016杭州第二中學(xué)仿真模擬）現(xiàn)代人吃什么都講究天然，所以目前市場上果汁飲料、果酒、果醋越來越受到人們的青睞。請回答下列問題： ＋―→ （1）新鮮的蘋果在壓榨之前需要用　　　　浸泡，并沖洗。 （2）鮮蘋果果汁中的果膠不僅影響　　　　率，還使果汁渾濁，制備時常加入來自　　　?。ㄌ钜环N）等微生物的果膠酶。為便于工業(yè)化使用，常對酶采用　　　　技術(shù)。 （3）果膠酶可以將鮮蘋果汁中的果膠水解成　　　　。 A.半乳糖醛酸和葡萄糖 B.半乳糖和果糖 C.半乳糖醛酸甲酯和果糖 D.半乳糖醛酸甲酯和半乳糖醛酸 （4）蘋果醋是最受歡迎的飲料之一，圖中生產(chǎn)過程②利用了　　　　的發(fā)酵作用，過程①需將溫度控制在　　　　。 （5）將甲罐中的蘋果酒全部流經(jīng)乙罐制成蘋果醋，則乙罐中CO2的產(chǎn)生量是　　　　。 A.甲罐的兩倍 B.與甲罐的相等 C.甲罐的一半 D.幾乎為零 答案?。?）高錳酸鉀溶液（2）出汁　黑曲霉（或蘋果青霉）　固定化酶 （3）D （4）醋化醋桿菌　25～30 ℃?。?）D