百科
酶的应用
酶的家族与酶制剂的生产
(1)酶的分类:
①根据存在部位的不同,酶可以分为胞内酶和胞外酶。
②按照催化的反应和所起的作用,可以将酶分为氧化还原酶、水解酶、裂解酶、连接酶、转移酶和异构酶六大类型。
(2)酶的优点:催化效率高、反应条件温和等
(3)大量应用的酶都是利用微生物发酵方法生产的。一些重要的酶已经采用基因工程菌发酵生产,使酶的产量大幅度提高。
(4)酶制剂:为了保持酶的活性以及使用、储存和运输的方便,人们要将酶制备成不同的剂型,如液体、颗粒、粉末等,这种含有酶的制品就是酶制剂。
(5)固定化酶:将酶固定在一定的载体上,制备成不溶于水的固体颗粒,称为固定化酶。酶被固定化后,大多数酶稳定性增加,可以通过过滤等简单的方法将酶从反应系统中取出,既避免了污染产物,又可以反复利用,从而有利于实现反应的连续化和自动化。
酶在工业生产中的应用
(1)食品加工业(葡萄糖的生产、果汁的生产等);
(2)医药工业应用广泛(半合成青霉素的生产、多巴的生产);
(3)酶在轻工业和化工工业上的应用(棉布的生产、造纸工业中的应用)。
相关试题
下列说法不正确的是 [ ] A.葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触,转化成的是果糖
B.从固定化酶反应柱下端流出的是果糖
C.高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管疾病
D.酶溶解于葡萄糖溶液后,可从糖浆中回收下列有关固定化酵母细胞制备步骤不恰当的是 [ ]
A.应使干酵母与水混合并搅拌,以利于酵母菌活化
B.配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热方法
C.向刚溶化好的海藻酸钠溶液加入已活化的酵母细胞,充分搅拌并混合均匀
D.将与酵母混匀的海藻酸钠液注入CaCl2溶液中,会观察到CaCl2溶液有凝胶珠形成(选做题)果酒的制作离不开酵母菌。请回答下列问题: (1)在实际酿酒过程中,一般先让酵母菌在__________条件下进行繁殖,然后充分发酵,再通过_______的方法获得果酒。
(2)人工培养酵母菌,首先需要获得纯净的酵母菌菌种。
基本程序:①配制培养基→②接种→③培养→④观察记录→⑤纯化培养。
①.配制培养基时,原料称量溶解之后,要进行________________,然后分装包扎并灭菌,常用的灭菌方法是______________________。
②.平板划线是常用的接种方法,划线之前要对接种环进行_______灭菌,原因是__________________。
(3)将酵母细胞固定化之后,与传统的发酵相比具有哪些优点?请列举两条:___________;__________。固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶,以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率,包括酶活性和酶的数量。下图甲、乙、丙为部分研究结果。下列有关叙述中,错误的是 [ ] A.由甲图可知,固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强
B.由乙图可知,浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好
C.由丙图可知,固定化酯酶一般可重复使用3次,之后若继续使用则酶活力明显下降
D.固定化酶的酶活力较高,主要原因是增加了酶与底物的接触面积下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作,图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图,下列叙述正确的是 [ ]
A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液
B.图l中X溶液为CaCl2溶液,其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
C.图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触
D.图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是 [ ]
A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显
B.固定化酶的应用中,要控制好pH、温度和溶解氧
C.利用固定化酶降解水体中有机磷农药,需提供适宜的营养条件
D.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是作为反应底物酵母菌等微生物在人类的日常生活中发挥着越来越大的作用。请回答下列问题:
(1)利用酵母菌将葡萄汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现_____色。在发酵过程中,随着酒精度的提高,发酵液逐渐呈现深红色,原因是__________。
(2)为了提高葡萄酒品质可以在葡萄汁中加入人工培养的酵母菌,可利用_______培养基来分离获得较为纯净的酵母菌种。
(3)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种的原因是_________。对野生酵母菌进行诱变可筛选出具有耐高糖和耐酸性的高产突变菌株,利用_________技术可大量获得突变菌所携带的特殊基因。
(4)在酵母菌的纯化培养中,培养基上会出现一些分别由一个酵母菌繁殖而成的________。为了能反复利用,需要将纯化后并经过繁殖培育得到的酵母菌与海藻酸钠溶液混合制成“凝胶珠”,这是使用_______技术来固定酵母细胞。酶制剂、固定化酶、固定化细胞已经广泛地应用于各个领域,下列有关叙述错误的是 [ ] A.90℃高温会使TaqDNA聚合酶失去催化活性
B.制备固定化酶的方法主要有包埋法、交联法和吸附法
C.固定化酶固定时可能会造成酶的损伤而影响活性
D.固定化细胞可以催化一系列酶促反应下列有关生物技术实践操作的叙述正确的是 [ ] A.果醋发酵过程中,要适时充气,有利于醋酸菌的代谢
B.制作腐乳时,加盐腐制可使豆腐块变硬且能抑制杂菌生长
C.制备固定化酵母细胞时,配制海藻酸钠溶液需小火或间断加热
D.家庭制作果酒时,用洗涤剂反复冲洗葡萄表面可能影响发酵效果关于固定化酶技术说法正确的是 [ ]
A.固定化酶技术就是固定反应物将酶依附着载体围绕反应旋转的技术
B.固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应
C.固定化酶中的酶无法重复利用
D.固定化酶是将酶固定在一定空间的技术研究认为,用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。如将从大肠杆菌得到的磷酸二酯酶固定到尼龙布上制成制剂,可用于降解残留在土壤中的有机磷农药,与微生物降解相比,其作用不需要适宜的 [ ]
A.温度
B.pH
C.水分
D.营养下列属于固定化酶应用特点的是
①可以被反复利用 ②有利于酶与产物分离 ③能自由出入载体 ④一种固定化酶只催化一种酶促反应 ⑤酶多用包埋法固定化[ ] A.①②③
B.③⑤
C.①②④
D.①②⑤下列说法不正确的是 [ ]
A.固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法
B.固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法
C.由于细胞个体大,而酶分子很小,因此细胞多采用物理吸附法固定
D.反应物是大分子物质应采用固定化酶下面是制备固定化酵母细胞的步骤,正确的是
①配制CaCl2溶液 ②海藻酸钠溶化 ③海藻酸钠与酵母细胞混合 ④酵母细胞的活化 ⑤固定化酵母细胞[ ] A.①②③④⑤
B.④①③②⑤
C.④⑤②①③
D.④①②③⑤在制备固定化酵母细胞的过程中错误的操作是 [ ] A.取干酵母,加入蒸馏水,使其活化
B.配制海藻酸钠时,加热用大火,直到海藻酸钠溶化为止
C.将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入已活化的酵母细胞
D.将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右细胞固定化技术与酶固定化技术相比,所具备的特点是 [ ]
A.成本更低、操作更容易、不能连续性生产
B.成本更高、操作更难、不能连续性生产
C.成本更低、操作更容易、能连续性生产
D.成本更低、操作更难、能连续性生产关于固定化酶中用到的反应柱的理解正确的是 [ ]
A.反应物和酶均可以自由通过反应柱
B.反应物和酶均不能通过反应柱
C.反应物能通过反应柱,酶不能通过反应柱
D.反应物不能通过反应柱,酶能通过反应柱下列关于固定化细胞的说法错误的是 [ ] A.固定化细胞是利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术
B.酶固定化技术是固定化细胞技术的基础
C.一般来说,细胞常采用物理吸附法固定
D.包埋法常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等下列关于固定化细胞的叙述,正确的是 [ ] A.催化效率高,低耗能、低污染
B.对环境的条件非常敏感,容易失活
C.既能与反应物充分接触,又能与产物分离
D.成本低、操作简单,但反应效果可能很低下列关于酵母细胞活化的说法,不正确的是 [ ] A.酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸
B.活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态
C.酵母细胞活化所需要的时间较短
D.酵母细胞活化后体积增大相对固定化酶而言,固定化细胞对酶的活性影响较小,根本原因是 [ ]
A.避免了细胞破碎、影响酶的提取纯化过程
B.固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用
C.催化反应结束后,能被吸收和重复利用
D.细胞结构保证了各种酶在细胞内的化学反应中有效地发挥作用下列对配制海藻酸钠溶液的叙述不正确的是 [ ]
A.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环
B.海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量
C.海藻酸钠的浓度过高,易形成凝胶珠
D.海藻酸钠的浓度过低,形成凝胶珠内包埋细胞过少下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤,请回答:
酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液一配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
(1)在________状态下,微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复_____状态。活化前应选择足够大的容器,因为酵母细胞活化时_________________。
(2)影响实验成败的关键步骤是_______________。
(3)如果海藻酸钠浓度过低,形成的凝胶珠中所包埋的酵母细胞数目_______。
(4)观察形成的凝胶珠的颜色和形状,如果颜色过浅,说明___________;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明_________________。
(5)固定化细胞技术一般采用包埋法固定化,原因是________________。
(6)该实验中CaCl2溶液的作用是______________。如图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作,图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图,下列叙述正确的是 [ ] A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液
B.图1中X溶液为CaCl2溶液,其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
C.图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触
D.图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中下列使用固定化酶技术生产高果糖浆正确的是 [ ] A.高果糖浆的生产需要使用果糖异构酶
B.在反应柱内的顶端装上分布着许多小孔的筛板,防止异物进入
C.将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,果糖从反应柱下端流出
D.用固定化酶技术复杂,成本较高酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化的原因是 [ ] A.酶分子很小,个小的酶容易从包埋材料中漏出
B.酶分子很大,且带有电荷
C.酶分子化学性质稳定
D.酶的化学本质是蛋白质,易于发生化学反应在配制海藻酸钠溶液的过程中,下列叙述不正确的是 [ ] A.在加热过程中边加热边搅拌
B.加热时要用小火,或者间断加热
C.加热完全溶化后用蒸馏水定容
D.加热时应急火加热以节省时间在制备固定化酵母细胞的操作中正确的是 [ ] A.制备好海藻酸钠后,需立即将其与酵母细胞混合以防凝固
B.制备固定化酵母细胞过程应用注射器
C.以恒定的速度把混合液注射到CaSO4溶液内
D.凝胶珠在溶液中应浸泡10min左右固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法,即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接),海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶,研究固定化酶的性质,并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果(注:酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率,包括酶活性和酶的数量),分析回答下列问题。 (1)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析,甲图所示结果可以得出的结论是_________________。
(2)乙图曲线表明浓度为__________的海藻酸钠包埋效果最好,当海藻酸钠浓度较低时,酶活力较低的原因是____________________。
(3)固定化酶的活力随使用次数的增多而下降,由丙图可知,固定化酯酶一般可重复使用____次,酶活力明显下降。
(4)固定小麦酯酶不仅采用海藻酸钠直接包埋,同时用戊二醛作交联剂,这是因为________________。酵母菌是生物科学研究中的重要生物之一,在高中生物学中涉及多个知识点,如图所示,请回答有关问题: (1)在①中,酵母菌与大肠杆菌最大的不同点在于酵母菌具有________。
(2)酵母菌通过②和③的过程都能产生CO2,产生的场所分别是____和_____。
(3)在④课题研究中,用特定的培养液培养酵母菌,定时________,将培养液滴在______上,经处理后观察和计数,最后建立了酵母菌种群数量动态变化的_________。
(4)酵母菌在⑤中担任的角色是_________,能够将有机物分解成无机物。
(5)若选择酵母菌细胞中的质粒作为基因工程中的载体时,与目的基因之间形成***质粒通常需要的工具酶有______________。
(6)在⑦过程中,不需要灭菌的原因是________________。
(7)酵母菌在⑧操作中,最关键的步骤是______________。下列有关固定化酶和固定化细胞的说法,正确的是 [ ] A.某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应
B.固定化细胞技术只能固定一种酶
C.固定化酶和固定化细胞都能反复使用,但酶的活性迅速下降
D.固定化细胞常用包埋法,固定化酶常用物理吸附法下图是应用固定化酵母进行葡萄糖发酵的装置,下列说法中不正确的是 [ ] A.为使固定化酵母可以反复使用,实验过程一定要在无菌条件下进行
B.加入反应液后应保持活塞1始终打开,活塞2则必须关闭
C.装置的长导管主要是为了释放CO2并防止杂菌进入反应柱
D.加入反应液的浓度不能过高以免酵母细胞因失水过多而死亡某校学生尝试用琼脂作载体,用包埋法固定α一淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验如下表(假设:加入试管中的固定化淀粉酶量与普通α一淀粉酶量相同):实验结果表明,1号试管中淀粉未被水解,你认为最可能的原因是 [ ] A.实验中的温度过高,导致固定化淀粉酶失去活性
B.淀粉是大分子物质,难以通过琼脂与淀粉酶充分接触
C.水浴保温时间过短,固定化淀粉酶未将淀粉完全水解
D.实验顺序错误,应先向试管中加入碘液后再保温固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶,以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率,包括酶活性和酶的数量。图2甲、乙、丙为部分研究结果。下列有关叙述中,错误的是 [ ] A.由甲图可知,固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强
B.由乙图可知,浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好
C.由丙图可知,固定化酯酶一般可重复使用3次,之后若继续使用则酶活力明显下降
D.固定化酶的酶活力较高,主要原因是增加了酶与底物的接触面积目前,酶已经大规模地应用于各个领域,下列属于酶应用中面临的实际问题的是 [ ]
A.酶对有机溶剂不敏感,但对高温、强酸、强碱非常敏感
B.加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂,比普通洗衣粉更易污染环境
C.固定化酶可以反复利用,但在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性
D.酶的催化功能很强,但需给以适当的营养物质才能较长时间维持其作用酵母菌等微生物在人类的日常生活中发挥着越来越大的作用。请回答下列问题:
(1)利用酵母菌将葡萄汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现_____色。在发酵过程中,随着酒精度的提高,发酵液逐渐呈现深红色,原因是__________。
(2)为了提高葡萄酒品质可以在葡萄汁中加入人工培养的酵母菌,可利用_______培养基来分离获得较为纯净的酵母菌种。
(3)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种的原因是_________________________。对野生酵母菌进行诱变可筛选出具有耐高糖和耐酸性的高产突变菌株,利用_______技术可大量获得突变菌所携带的特殊基因。
(4)在酵母菌的纯化培养中,培养基上会出现一些分别由一个酵母菌繁殖而成的_________________。为了能反复利用,需要将纯化后并经过繁殖培育得到的酵母菌与海藻酸钠溶液混合制成“凝胶珠”,这是使用____________技术来固定酵母细胞。下图表示葡萄酒酿制的简单过程,请据图分析: (1)从上图可知,甲图是为了使酵母菌进行_______,以增加酵母菌的数量,乙图是为了使酵母菌______获得葡萄酒。最后,可以用_______试剂检验是否有酒精生成。整个酿制过程一般将温度控制在18-25℃,原因是__________。
(2)甲图中葡萄汁和白糖的混合液为酵母菌提供的营养成分有_______________。为防止发酵液被污染,对使用的器具要___________并晾干,并用___________消毒。
(3)从野生酵母菌群中分离纯化酵母菌时,最常用的接种方法有__________和___________两种。接种后,培养基上会出现一些分别由一个酵母菌繁殖而成的菌落,在生态学上,这些菌落被称为____________。
(4)工业生产上为提高葡萄出汁率并使果汁变得澄清,生产中常需用到________。为了能反复利用酵母菌,需要将纯化后并经过繁殖培育得到的酵母菌与海藻酸钠溶液混合制成“凝胶珠”,这是使用________法来固定酵母细胞。下列固定化酵母细胞的制备步骤中不恰当的是 [ ] A.应使干酵母与水混合并搅拌,以利于酵母菌活化
B.配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热的方法
C.向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母菌细胞,充分搅拌并混合均匀
D.将与酵母菌混匀的海藻酸钠溶液注入CaCl2溶液中,会观察到CaCl2溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形成某一实验小组的同学,欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验,实验材料及用具齐全。 (1)酵母细胞的固定采用的方法是_____________。
(2)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵
①.请指出标号为a、b、c的名称:a________;b________;c________。
②.从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是:_____________。
③.为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用,实验过程中,一定要在________条件下进行。
④.加入反应液后的操作是___________。
⑤.装置的长导管起到什么作用?_______________。
(3)实验过程中,可能会观察到的现象_________________。
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