复习与测试教学创新设计

专题4酶的研究与应用

4.2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果导学案

【学习目标】

1．说出加酶洗衣粉的洗涤原理；

2．探讨温度对加酶洗衣粉洗涤的影响；

3．探讨不同种类加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的区别。

【学习重点】

区别不同种类加酶洗衣粉对同一污物和不同污物的洗涤效果。

【学习难点】

实验过程中各种变量的控制。

【学习方法】

讨论法、归纳、总结

【知识梳理】

（一）、基础知识

1、酶绝大多数是蛋白质，少数为 ；酶具有 作用；酶具有 性、

性特点，但易受 、 、表面活性剂等因素的影响。

（1）加酶洗衣粉是指含 的洗衣粉，目前常用的酶制剂有 、 、淀粉酶和纤维素酶四类。

（2）脂肪酶可以将脂肪分解成 和 ，蛋白酶可以将蛋白质分解成 ，然后在 作用下分解成氨基酸。

（3）应用最广泛、效果最明显的是 酶和 酶。 酶能将 、 等含有大分子蛋白质水解成可溶性的 或 ，是污迹容易从衣物上脱落。

〖思考1〗普通洗衣粉中包含哪些化学成分？：

（二）、实验设计

（1）实验设计遵循原则：是 、 和 ，比如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，用控制 洗衣粉为变量，其他条件完全一致；同时普通洗衣粉处理污渍物与加酶洗衣粉处理污渍物形成 实验。

（2）实验过程

0①取两只大烧杯并

，用量筒分别量500mL蒸馏水放入其中，放入40C的水浴锅保温。

②将制好的污染布和洗衣粉（一组为

和

，另一组为

和

）分别放入两只烧杯中。

③用玻璃棒同时充分搅拌

时间，一段时间后搅拌可重复进行。

④过相同的时间后观察洗涤效果，探究加酶洗衣粉使用时的最适温度。

（3）使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点：

① 能使蛋白酶水解，因此，蛋白质类织物就不能用加酶洗衣粉洗涤；

②使用加酶洗衣粉时。必须注意洗涤用水的 ；

③加酶洗衣粉不宜长期存放，存放时间过长会导致 损失；

④添加了 的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质。

〖思考2〗你打算使用什么方法和标准判断洗涤效果？

【例1】下列不属于酶制剂的是…………………………………………………………（

）

A．蛋白酶 B．脂肪酶 C．淀粉酶 D．麦芽糖酶

【例2】下列质地的衣物不能用加酶洗衣粉洗涤的是

…………………………………（

）

A．化纤类衣物 B．棉麻类衣物 C．尼龙类衣物 D．毛类衣物

【例3】下面是有关普通洗衣粉和加酶洗衣粉对洗涤物效果是否相同的探究实验，请据表回

答：………………………………………………………………………………………（

）

洗涤物

洗涤

洗衣粉

洗净褪色所需脸盆编号

水 量

(等量) 温度

(等量) 时间

l 2 3 4 油污布

油污布

油污布

油污布

37℃

37℃

5℃

5℃

加酶

普通

加酶

普通

2 L 2 L 2 L 2 L 4 min 7 min 9 min 8 min 该实验可证明：

(1)能说明加酶洗衣粉效果好的组合方式是 。

(2)能说明酶活性受温度影响的实验是 。

【当堂检测】

1．蛋白酶不能洗去………………………………………………………………………（

）

A．油渍 B．血渍

C．奶渍 D．果汁渍

2．酶制剂中的酶化学本质是

A蛋白质

B．有机物 C．RNA

D．核酸

3．下列不能影响加酶洗衣粉活性的因素是……………………………………………（

）

A．温度 B．酸碱度

C．表面活性剂 D．水的数量

4．与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉的优点不包括……………………………………（

）

A．容易去汗渍 B．容易去油污 C．容易除去奶渍 D．可以重复使用

5．当前生产酶制剂所需要的酶主要来自………………………………………………（

）

A．动物的组织和器官 B．植物组织和器官

C．微生物 D．基因工程

6．酶制剂中含有蛋白酶，不含有肽酶的原因是…………………………………………（

）

A．蛋白酶把蛋白质全水解成可溶性氨基酸 B．肽酶会影响蛋白酶活性

C．衣物上的大分子蛋白质变为多肽后已很容易脱落D．肽酶制备成本太高

7．实验探究没计的原则是………………………………………………………………（

）

A．根据实际，控制单一变量 B．设置对照实验 C．实验用品等量原则

D．以上皆是

8．（多选）下列关于加酶洗衣粉说法中，正确的是……………………………………（

）

A．加酶洗衣粉的效果总比普通洗衣粉的效果好B．加酶洗衣粉效果的好坏受很多因素影响

C．加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶

D．加酶洗衣粉相对普通洗衣粉来讲有利于环保

【课后作业】

【课后反思】

专题4酶的研究与应用

4.3酵母细胞的固定化导学案

【学习目标】

1．说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。

2．尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。

【学习重点】

制备固定化酵母细胞。

【学习难点】

制备固定化酵母细胞。

【学习方法】

讨论法、归纳、总结

【学习过程】

（一）、基础知识

酶：优点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。

实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本；反应后的酶会混合在产物中，如不除去，会影响产品质量。

设想： 。

固定化酶：优点 。

实际问题：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的。

设想： 。

固定化细胞：优点 。 2、固定化酶的应用实例

高果糖浆是指 。 能将葡萄糖转化为果糖的酶是 。使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种 上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的 。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与 接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。

3、固定化细胞技术

固定化酶和固定化细胞是利用 或 方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括 、 和 法。一般来说，酶更适合采用 和 法固定，而细胞多采用 法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被 或 ，而个小的酶容易从 中漏出。

包埋法法固定化细胞即将微生物细胞 包埋在不溶于水的 中。常用的载体有 、 、 、 和 等。

〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？

〖思考2〗将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定 ；

若将蛋白质变成氨基酸，应当固定 。

4、实验操作

(1)制备固定化酵母细胞

制备固定化酵母细胞需要的材料是 、 和 。

1. 酵母菌的活化

活化就是处于 状态的微生物重新恢复正常的生活状态。

2. 配制物质的量尝试为0.05mol/L的CaCl2溶液。

3. 配制海藻酸钠溶液。

加热溶化海藻酸钠时要注意： 。

4. 海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合。

5. 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 溶液中，并浸泡 (时间)。

(2) 用固定化酵母细胞发酵

1. 将固定好的酵母细胞用 冲洗2-3次。

2. 发酵时的温度就为 ，时间 。

〖思考3〗加热溶化海藻酸钠时微火加热并不断搅拌的目的是什么？

〖思考4〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？

〖思考5〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封？

〖思考6〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？

〖思考7〗在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作吗？

5、结果分析与评价

⑴

观察凝胶珠的颜色和形状

如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。

⑵

观察发酵的葡萄糖溶液

利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多 ，同时会闻到 。

【当堂检测】

1．高果糖浆生产需要的酶是……………………………………………………………（

）

A．葡萄糖异构酶 B．蔗糖酶

C．麦芽糖酶 D．果糖酶

2．下列关于固定化酶中用到的反应柱的理解中。正确的是……………………………（

）

A．反应物和酶均可自由通过反应柱 B．反应物和酶均不能通过反应柱

C．反应物能通过，酶不能通过 D．反应物不能通过，酶能够通过 3. 如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制……………………………（

）

A．直接使用酶 B．使用化学方法结合的酶

C．使用固定化细胞 D．使用物理吸附法固定的酶

4．固定化细胞常用包埋法固定，原因是…………………………………………………（

）

A．包埋法固定操作最简便 B．包埋法对酶活性的影响最小

C．包埋法固定具有普遍性 D．细胞体积大，难以被吸附或结合

5．下列不属于固定化酶在利用时的特点的是…………………………………………（

）

A．

一种固定化酶一般不能催化一系列酶促反应

B．

有利于酶与产物分离提高产物品质

C．

能自由出入依附的载体

D．

酶是催化剂，但固定化酶也不可永远利用

6．下列关于酵母菌的叙述，正确的是……………………………………………………（

）

A．酵母菌在营养物质充足、环境适宜时，依靠有性生殖进行繁殖 B．酵母菌的代谢类型是异养厌氧型 C．酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种细胞器膜等

D．用酵母菌酿酒时，应先密封后通气

7．目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列属于应用中所面临的实际问题的是（

）

A．酶通常对强酸、强碱、高温非常敏感，但对有机溶剂不敏感

B．酶的结构比较稳定，所以催化功能很高

C．酶用于生产时可能会混在产物中，影响产品质量 D．直接用于生产中的酶可以多次利用

8. 固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是……………………………………（

）

A．避免了细胞破碎、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．促化反应结束后，能被吸收和重复利用

D．细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用

9. 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．

酵母细胞活化所需要的时间较短 C．

活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态 D．

酵母细胞活化后体积增大

10．下列关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法中，错误的是……………（

）

A．固定化酶生物活性强，可长久使用

B．一般酶制剂应用后和产物混在一起，产物的纯度不高

C．一般酶制剂只能一次性利用 D．固定化酶可降低生产成本，提高产量和和质量

11．使用固定化酶的优点是………………………………………………………………（

）

A．有利于增加酶的活性 B．有利于产物的纯化 C．有利于提高反应速度 D．有利于酶发挥作用

12. 酶的固定方式不包括………………………………………………………………（

）

A. 将酶吸附在载体表面上 B．将酶相互连接起来 C．将酶包埋在细微网格里 D．将酶加工成固体

13. 使用固定化细胞的优点是…………………………………………………………（

）

A. 能催化大分子物质的水解 B．可催化一系列化学反应 C．与反应物易接近 D．有利于酶在细胞外发挥作用

14.下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是…………………………………………（

）

A.酶分子很小，易采用包埋法

B.酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶

C.细胞个大，难被吸附或结合 D.细胞易采用包埋法固定

15．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，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．酸碱度 C．水分 D．营养

16．下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是…………………………………………（

）

A．琼脂糖 B．醋酸纤维素 C．聚丙烯酰胺 D．聚乙烯树脂

17．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，但反应效率可能很低

18．溶解海藻酸钠，最好采用下列哪种加热的方法……………………………………（

）

A．小火间断 B．小火持续 C．大火间断 D．大火持续

19. 对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是

…………………………………………（

）

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

20.下图是制备固定化酵母细胞实验步骤图解，请据图回答：

酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→配置海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞

⑴

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________________。

⑵

影响实验成败的关键步骤是 ____ 。

⑶

如果海藻酸钠浓度过低，形成凝胶珠包埋酵母细胞数目____________。

⑷

观察形成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 。

21.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：

（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，酶活力较低原因是___________。

（3）固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丁图可知，固定化酯酶一般可重复使用______次，酶活力明显下降。

（4）固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，同时用戊二醛作交联剂，这是因为_______。

【课后作业】

【课后反思】