复习与测试教学评价实录

专题4 酶的研究与应用复习教学设计

【复习要点】

1.果胶酶在果汁生产中的作用

2. 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

3. 固定化酶和固定化细胞

【复习过程】

一、果胶酶在果汁生产中的作用

【知识点讲解】

果胶酶与纤维素酶的比较

种类

果胶酶

酯酶等

纤维素酶

C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶

【探究果胶酶活性的影响及其最适用量】 1.实验原理：

(1)酶活力的测定：酶的活力通常以单位时间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成量来表示。

(2)果胶酶的活性受温度、pH 和酶抑制剂等的影响；在最适的影响因素下，果胶酶的活性最高；果汁的出汁率、澄清度与果胶酶的活性大小成正比。果胶酶的用量建立在最适的温度和pH 的基础之上，此时研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持不变。

(3)果胶在果胶酶的催化下形成半乳糖醛酸。

2.实验设计：

(1)探究果胶酶的最适温度时，设计多个温度梯度，其他条件应保持一致(如 pH 应保持一致，且最好是最适合的 pH)，通过比较出汁率或者澄清度，确定最适合的温度。

(2)同理，探究果胶酶的最适 pH 时，设计多个 pH 梯度，其他条件保持一致。

(3)探究果胶酶的最适用量时，可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可；其他条件(如温度和 pH)应保持一致且是最适合的条件。

特别提醒：

(1)实验中所用的果胶酶尽量使用纯酶制剂或不含抑制物的粗酶制剂，以免影响对酶用量的估算。

组成

多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶催化水解果胶成为可溶性半乳糖醛酸

作用

(2)确定最适用量的方法：若随着酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，这个值就是酶的最适用量。

【考向 探究果胶酶活性的影响及其适用量】

1.在果汁生产中需要用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：

(1)实验方法：请将上图中所示的操作进行排序_________。

(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如下图中曲线甲所示：

①图中自变量是温度，除此之外还可用________表示。

A.酶的浓度

B.苹果泥的量

C.水的加入量

D.pH ②图中的纵坐标还可用______________来表示。

③实验步骤中，在果胶酶和苹果泥混合前，将二者分装在不同试管中并进行恒温目的是_________________________________________________________________________________。

④实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是_____________________________________________________。

引起曲线乙下移的原因是____________________________。

(3)下表是某实验小组的详细实验结果：

温度/ ℃

果汁量10 20 30 40 50 60 70 80 8 /mL 13 15 25 15 12 11 10 根据上述结果，说明当温度为________时果汁量最多，能不能确定该温度就是果胶酶的最适温度？________。如果不能，请设计出进一步研究果胶酶的最适温度的实验方案。___________________________。

二、测定酶活力及不同类型的加酶洗衣粉的洗涤效果

1.酶活力的测定：

(1)通过测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的活力。由于麦芽糖与 3,5-二硝基水杨酸试剂反应，能生成黄褐色产物，利用分光光度法进行比色，可以测出麦芽糖的生成量。

(2)通过测定单位时间内淀粉的消耗量来检测淀粉酶的活力。

2.常用酶制剂的种类及其洗涤原理和实例：

种类

洗涤原理

可将蛋白质水解为易溶

血渍、奶渍及各种食品

蛋白酶

解或分散于洗涤液中的

类的蛋白质污垢

小分子肽或氨基酸

把脂肪水解为较易溶解

脂肪酶

的甘油和游离的脂肪酸

能使淀粉迅速分解为可

淀粉酶

溶性的麦芽糖、葡萄糖等

污垢

口红

来自面条、巧克力等的

食品的油渍、人体皮脂、

洗涤实例

种类

洗涤原理

洗涤实例

使纤维的结构变得蓬松，

从而使渗入到纤维深处

纤维

的尘土和污垢能够与洗

素酶

衣粉充分接触，达到更好

的去污效果

3.探究加酶洗衣粉的洗涤效果：

衣服去污

(1)实验原理：

①加酶洗衣粉中含有酶制剂(蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶)。

②污渍中的蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素在酶制剂的分解下形成小分子物质。

③温度、pH、表面活性剂会影响酶的活性。

④酶具专一性。

(2)实验变量：

实验名称

探究普通洗衣粉与加酶

洗衣粉的种类

洗衣粉的洗涤效果

探究加酶洗衣粉的最适

水温

温度

探究不同类型的加酶洗

衣粉的洗涤效果

【考向

酶活力的测定】

2.某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明：

成分：含碱性蛋白酶等。

用法：洗涤前先将衣服浸于洗衣粉水内数小时，使用温水效果最佳。

注意：切勿用于丝质及羊毛衣料的洗涤；用后彻底清洗双手。

请回答下列问题：

(1)质检局针对该洗衣粉设计了如下图所示装置进行实验：

不同类型的

加酶洗衣粉

情况

去污

自变量

因变量

该实验的目的是___________________________________。

(2)一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述(1)的实验材料及方法进行了如下实验，并把结果用曲线图

A、B 表示如下：

①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为________。

②在 0 ℃和 75 ℃时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到 45 ℃，后者的催化作用已不能恢复，这是因为_________________________。

③该学生在实验过程中可通过观察______________________________现象来判断酶的催化效率。

(3)该加酶洗衣粉的去污原理是_____________________________________________。

(4)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于保护生态环境，这是因为______________ 三、制备和应用固定化酶

1.游离酶、固定化酶和固定化细胞的比较：

项目

与底物的接充分接触

触面积

催化反应

催化效率

回收与重复难

利用

物理吸附法、化学

固定方法

无

结合法

酶分子小，容易从

固定理由

特别提醒：

(1)物理吸附法(吸附法)是将酶吸附在载体表面的一种固定方法。特点是工艺简便且条件温和，应用广泛。实质是利用酶与载体之间的范德华力实现吸附。

(2)化学结合法(交联法)是利用酶与载体之间形成的共价键将酶进行固定的。

2.酵母细胞的固定化：

无

包埋材料中漏出

结合

细胞大，难以被吸附或

包埋法

可以

催化某种酶促反应

最高

较高

催化一系列的酶促反应

部分接触

游离酶

固定化酶

固定化细胞

操作过程

活化酵

母细胞

配制 CaCl2溶理论依据

新陈代谢旺盛的细

胞自由水含量多

注意事项

适宜的水温，容器

成功标记

出现大量泡沫

要足够大

CaCl2 溶于水

液

海藻酸钠难溶于

配制海藻

水，固定需要适宜

酸钠溶液

的浓度

温度高会杀死活化

搅拌充分溶解

—

小火或间断加热，

没有焦糊，并完全

边加热边搅拌；定

溶化

容

冷却至室温，再加

的酵母菌；温度过

入活化的酵母菌，

混合

低海藻酸钠溶液会

充分搅拌，防止出

凝固，不能与活化

现气泡

的酵母菌混合

凝胶珠的颜色较深，一恒定速率缓慢滴加到

海藻酸钠形成的凝

般为乳白色或黄色，形CaCl2 溶液中，要在

胶能够固定酵母细

状为圆形或椭圆形。凝CaCl2 溶液中固定 30 胞

胶般沉在 CaCl2溶液min左右

的底部

没有气泡，液体状

固定化酵母细胞

(1)加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一步。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。

(2)刚形成的凝胶珠应在 CaCl2 溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。

【考向

固定化酶的应用】

3.固定化酶技术运用于工业化生产前，需要获得酶的有关参数。如下图：曲线①表示某种酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比；曲线②是将该种酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，由此得到酶的热稳定性数据。请回答下列问题：

(1)与普通酶制剂相比，固定化酶在生产中的优点是______ (2)曲线②中，35 ℃和 80 ℃的数据点是在________℃时测得的。通过本实验，你对酶的最适温度的认识是__________________________________________。该种酶固定化后运用于生产，最佳温度范围是____________。

(3)在酶的活性不受抑制时，起始反应速率与底物浓度的关系如下图所示。请画出加入甲物质时，起始反应速率与底物浓