酶的研究与应用（名师课 知识点 练习）
一、视频课
主讲：毕诗秀
二、知识点
1.酶和酵母细胞常用的几种固定方式
(1)是包埋法，是将酶或者细胞包埋在细微的网格里。
(2)是化学结合法，是将酶或者细胞相互结合或者结合到载体上。
(3)是物理吸附法，是将酶或者细胞吸附到载体表面。
2.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
3.固定化酵母细胞制备流程中的4个关键点
(1)酵母细胞的活化：加入蒸馏水使酵母细胞从休眠状态重新恢复到正常的生活状态。此过程中酵母细胞体积增大，应选择容积足够大的容器，避免活化液溢出。
(2)配制海藻酸钠溶液：宜采用小火或间断加热的方法以防其焦糊。
(3)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：混合之前，海藻酸钠溶液要冷却至室温，然后加入已活化的酵母细胞并进行充分搅拌，混合均匀后，再转移至注射器中。
(4)固定化酵母细胞：以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，将形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min 左右。
三、练习
1.下列关于加酶洗涤剂的叙述，错误的是（ ）
A. 加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶
B. 用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水
C. 含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物
D. 加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的
答案
【答案】A
【解析】加酶洗衣粉中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶，A错误； 加酶洗衣粉含酶制剂，酶具有高效性，故可以节约洗涤时间，B正确； 棉织物的主要成分是纤维素，纤维素酶可以使织物更蓬松，有利于洗去污渍，C正确； 科学家通过基因工程生产出了耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶，制作加酶洗衣粉，D正确。
2.下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是（ ）
A. 用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞
B. 进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜
C. 注射器（或滴管）出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状
D. 包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性
答案
【答案】D
【解析】用小火间断加热使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞，A错误； 进行包埋时，CaCl2溶液浓度要适宜，用于凝胶柱的聚沉，B错误； 注射器（或滴管）出口应尽量离液面一段距离，以保证凝胶珠成为球状，C错误； 包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，这样包埋的酵母细胞数量适宜，D正确。
A．在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白
B．化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小
C．温度、pH 和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性
D．酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分
答案
【答案】C
【解析】透析法是利用膜的选择透过性去除混合物中的小分子物质，不能去除杂蛋白，A错误；物理吸附法比化学结合法对单宁酶活性影响更小，B错误；温度、pH和重金属离子都会影响酶活性，C正确；酶的专一性决定了单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分，D错误。
4.为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如下图。由图中实验结果能直接得出的结论是
A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
答案
【答案】C
【解析】若不考虑是否加酶，图中自变量有三种，即洗衣粉的种类、污布的种类及酶用量，虽然污布类型2中加酶的去污力最高，但不能说明碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强，A错误； 由于污布的种类不同，因此不能说明不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力，B错误； 第2组和第3组相比，单一变量是污布的类型，结果第2组去污力明显高于第3组，由此说明碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同，C正确；本实验并没有以加酶量为单一变量的实验，因此不能说明加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力，D错误。
A．活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状
B．配制CaCl2 溶液时，需要边小火加热边搅拌
C．将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2 溶液时，凝胶珠成形后应即刻取出
D．海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色，过低时凝胶珠易呈蝌蚪状
答案
【答案】A
【解析】活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合，并搅拌成糊状，A正确；配制CaCl2溶液时，不需进行加热，B错误；CaCl2溶液使酵母细胞可以形成稳定的结构，固定在凝胶珠中，需要一段时间，时间不宜过短或过长，C错误；海藻酸钠溶液浓度过低时凝胶珠呈白色，过高时凝胶珠易呈蝌蚪状，D错误。
6.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是（ ）
A. 固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用
B. 溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素
C. 固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物
D. 凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合
答案
【答案】B
【解答】同直接利用酶相比，固定化酶实现了酶与底物分离，酶可多次重复利用，A正确；利用固定化酶，是酶促反应，没有生物参与，所以不需提供营养条件和氧气，B错误；固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物，C正确；包埋法是指是将微生物或相比包埋在凝胶的微小格子或微胶囊等有限空间内，微生物被包裹在该空间内不能离开，而底物和产物能自由地进出这个空间，故凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合，D正确。
7.回答下列问题：
（1）蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是_______________________。若要去除衣服上的血渍，应选择含有_____________________（填“蛋白酶甲”、“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”）的碱性洗衣粉，理由是___________________。
（2）某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的做法___________________（填“合理”或“不合理”），理由是_________________________。
（3）已知溶液的pH可以影响酶的活性，请推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中_________________（填“羧基和氨基”、“氨基和甲基”、“羧基和甲基”或“甲基和甲基”）等基团的解离状态。
解：（1）用清水洗涤衣服上的新鲜血迹是，不应该使用开水，原因是开水使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗。注意该题不能答高温使酶失活，因为题目说的是应清水洗，不是用加酶洗衣粉。血渍的主要成分是蛋白质，因为碱性条件下只有蛋白酶丙有活性，故选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣粉。 （2）脂肪酶的化学本质是蛋白质，蛋白酶会降解脂肪酶，故为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶是不合理的。 （3）氨基酸是两性化合物，羧基显酸性、氨基显碱性，pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中羧基和氨基等基团的解离状态。
8.乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下：
（1）筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用______作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是______。从功能上讲，这种培养基属于______。
（2）培养微生物L前，宜采用______方法对接种环进行灭菌。
（3）纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下，带电荷相同的蛋白质电泳速度越快，说明其分子量越______。
(4）乳糖酶宜采用化学结合法（共价键结合法）进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的______确定其应用价值。除化学结合法外，酶的固定化方法还包括______、______、离子吸附法及交联法等。
答案
【答案】（1）乳糖 ； 凝固剂 ； 选择培养基 （2） 灼烧 （3）小 （4）（酶）活性 [或（酶）活力] ；包埋法 物理吸附法
【解析】（1）已知乳糖乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用乳糖作为培养基中的唯一碳源，培养基中琼脂的作用是凝固剂，从功能上讲，这种培养基属于选择培养基。 （2）为了避免杂菌污染，在培养微生物前，对接种环等接种工具应采用灼烧灭菌。 （3）用电泳法纯化乳糖酶时，若在相同条件下分离带电荷相同的蛋白质，则其分子量越小，电泳速度越快。 （4）固定化酶的应用价值与酶的活性（或活力）有关，因此用化学结合法固定化乳糖酶时，可通过检测固定化乳糖酶的活性（或活力）来确定其应用价值。固定酶化的方法包括化学结合法、包埋法、物理吸附法、离子吸附法及交联法等。