【知识点详解】
1. 固定化酶技术:固定化酶是通过物理或化学方法将酶固定在某一介质上,使其在保持活性的同时能够被重复使用。与游离酶相比,固定化酶在生产中有诸多优势,比如可以提高酶的稳定性和利用率,减少酶的损失,同时还能方便地分离和回收。
2. 酶的活性与温度的关系:酶的活性受到温度的影响,存在一个最适温度,在这个温度下,酶的活性最高。曲线①展示了酶活性与温度的关系,曲线②则表示酶在不同温度下保温后的残余活性,表明酶的热稳定性。例如,35℃和80℃的数据可能是在80℃时测得,因为它们代表了酶在80℃处理后的活性。酶的最适温度不仅要求酶具有高的催化活性,也需要有足够的热稳定性以维持较长时间。对于工业化生产,选择酶的最佳工作温度通常在60~70℃之间。
3. 抑制剂对酶活性的影响:酶的活性可能受到抑制剂的影响,分为竞争性抑制和非竞争性抑制。根据题目中给出的模型,甲物质的抑制作用类似于竞争性抑制,即甲物质可以与底物竞争结合酶,底物浓度的改变会影响酶的活性;而乙物质的抑制作用则类似非竞争性抑制,即使底物浓度增加,也无法改变乙物质对酶的抑制效果。
4. 固定化酵母细胞的制备:在图1中,X溶液通常是CaCl2溶液,用于使海藻酸钠凝固成凝胶珠,以便包埋酵母细胞。在发酵过程中搅拌是为了让培养液与酵母细胞充分接触,提高发酵效率。在制作凝胶珠时,需要小火加热溶解海藻酸钠,然后冷却至室温再加入酵母细胞,避免高温导致酵母细胞死亡。
5. DNA的提取与纯化:在图2中,a步骤的过滤取滤液进行下一步实验,因为DNA主要存在于滤液中;b步骤中,加入2mol/L NaCl溶液是为了溶解DNA分子;c步骤中,加入冷却的95%酒精是用于沉淀DNA,去除脂溶性杂质,得到更纯的DNA。
6. 固定化酵母的发酵性能:固定化酵母在啤酒发酵中的应用优于游离酵母,因为它可以提高发酵效率且易于分离。实验结果显示,氯化钙浓度对凝胶珠的机械强度和发酵性能有影响,合适的氯化钙浓度可以保证良好的发酵效果。过高或过低的氯化钙浓度都可能导致发酵效率降低,例如,过高浓度可能导致糖度上升而酒精度下降。
7. 海藻酸钠的溶解与浓度控制:溶解海藻酸钠时,最好采用小火或间断加热的方式,以防烧焦。溶化的海藻酸钠溶液冷却后再与酵母细胞混合,可以避免对酵母细胞的热损伤。海藻酸钠浓度过低可能导致凝胶珠的机械强度不足,固定效果减弱。
这些内容涵盖了固定化酶技术、酶的活性与温度的关系、抑制剂对酶活性的影响、固定化酵母细胞的制备过程、DNA提取纯化技术以及固定化酵母在发酵中的应用等多方面的生物学知识。这些知识点在高中生物学习中尤为重要,是理解和应用生物技术的基础。