复习与测试新颖的课程导入教案

4.1果胶酶在果汁生产中的作用

1.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，果胶酶能将果胶分解成可溶性的半乳醛酸，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使果汁变得澄清。

2.果胶酶是一类酶总称，包括果胶分解酶、多聚半乳糖醛酸酶、果胶酯酶等。

3.酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。在科学研究与工业生产中，酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减小量或产物的增加量来表示。

4．影响酶活性的因素包括温度

、PH、酶的抑制剂等。

5.在〔探究温度对酶活性的影响〕的实验设计中，自变量是温度；根据单一变量原则，应确保各实验组相同的变量（无关变量）有：底物的量及浓度、酶的用量和浓度、混合物的pH、水浴时间、实验器材等等。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。在实验中将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，保证了底物和酶在混合时的温度是相同的。

6.在〔探究PH对酶活性的影响〕的实验中，只须将上述实验的温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。此实验中不同的pH梯度之间进行相互对照。

7.在〔探究果胶酶的用量〕的实验中，果胶酶的用量是建立在最适温度和最适pH基础之上的。此时研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持不变。实验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。

8.果胶酶将果胶分解为可以通过滤纸的小分子物质，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。

4.2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

1.加酶洗衣粉是指含酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶四类。

2.普通洗衣粉中含磷，污水排放可能导致水体富营养化，使微生物和藻类大量繁殖造成水体污染。加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗衣粉朝低磷无磷的方向发展，减少对环境的污染。

3.应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。前者能将血渍、

奶渍等含有大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹容易从衣物上脱落，所以蛋白类纤维织物（羊毛、蚕丝等）不能用加酶洗衣粉来洗涤。脂肪酶可以将脂肪分解成甘油和脂肪酸；淀粉酶可以将淀粉分解成可溶性麦芽糖和葡萄糖，纤维素酶可以将纤维素分解成葡萄糖，以达到去污的目的。

4.衣物的洗涤不仅要考虑到洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。

5.实验设计要遵循单一变量原则、对照原则和等量原则，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，自变量是不同种类的洗衣粉，其他条件应完全一致；同时等量的普通洗衣粉与加酶洗衣粉处理相同的污渍物形成对照实验。

6.〔不同种类的酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果〕的实验原理是：不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有专一性

，所以对不同污渍的洗涤效果不同。

7.比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同

相同点

不同点

普通洗衣粉

加酶洗衣粉

表面活性剂可以产生泡沫，将油脂分子分散开，水软化剂可以分散污垢等

酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而与纤维分开

4.3 酵母细胞的固定化

1.高果糖浆是指果糖含量为42%的糖浆，作为蔗糖的替代品，高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病，对人类的健康更有益。

2.将葡萄糖转化为果糖的酶是葡萄糖异构酶。酶对高温、强酸、强碱及有机溶剂等条件非常敏感，容易使分子结构遭到破坏而失活。

3.在大规模的反应中，酶在溶液中很难回收，不能重复利用还影响产品品质，固定化酶技术解决了这个难题。

4.固定化酶技术是将酶固定在不溶于水的颗粒状载体上装到一个反应柱内。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入流过反应柱，与葡萄糖异构酶接触，转化成果糖从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。

1

5.固定化酶只能固定一种酶，而化学反应往往是一序列酶促反应过程，使用固定化细胞技术使微生物的发酵过程变成连续的酶促反应，且对酶活性的影响较小。

6.固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化，这是因为细胞个大，而酶分子很小。

7.包埋法固定化细胞即将微生物细胞均匀包埋在不溶于水的多孔性载体中，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。

8.酵母细胞的固定化实验操作包括制备固定化酵母细胞和用固定化酵母细胞发酵两个步骤。

9.制备固定化酵母细胞包括：酵母菌的活化、配制物质的量为0.05mol/L的Cacl2溶液、配制海藻酸钠溶液、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合、固定化酵母细胞五个步骤。

10.在缺水状态下，微生物处于休眠状态。酵母细胞的活化是指加蒸馏水使其代谢加快恢复正常生活状态的过程。

11.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，要注意小火间断加热并不断搅拌，防止焦糊。

12.凝胶珠是否制备成功可用用手挤压，如果不破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功；也可在实验桌上用力摔打，如果很容易弹起，也表明凝胶珠的制备的是成功的。

13.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。

14.利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味

。

专题4 酶的研究与应用

1.(2015·海南高考·T30)生产果汁时,用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题: (1)某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验,各组实验除酶的来源不同外,其他条件都相同,测定各组的出汁量,据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是

。

(2)现有一种新分离出来的果胶酶,为探究其最适温度,某同学设计了如下实验:取试管16支,分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液,混匀,平均分为4组,分别置于0℃、5℃、10℃、40℃下保温相同时间,然后,测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有

和

。

(3)某同学取5组试管(A～E)分别加入等量的同种果泥,在A、B、C、D 4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶,然后,补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同;E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后,测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中,若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量,E组设计

(填“能”或“不能”)达到目的,其原因是

。

2.（2018江苏卷，21）下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是（

）

A．洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来 B．洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解

C．在50℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶会迅速失活

D．加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不会影响其中酶的活性

3.(2016·海南高考·T30)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

。

2

(3)已知溶液的pH可以影响酶活性,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。

4. (2017·江苏高考·T17)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

5.（2017•江苏卷.12）固定化单宁酶应用于茶饮料加工，可消除其中的苦涩味。下列有关叙述正确的是

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

6. (2017·江苏高考·T20)下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述,正确的是

(

) 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

7.（2018江苏卷，14）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

8.(2015·浙江高考·T17)某工厂为了生产耐高温植酸酶饲料添加剂,开展了产该酶菌株的筛选、酶的固定化及其特性分析研究,其流程如下图所示。请回答: 土样中的菌种筛选→

菌株鉴定→

优良菌株扩大培养→

植酸酶提纯→植酸酶固定化→

植酸酶特性分析

(1)土壤悬液首先经80℃处理15分钟,其目的是筛选出

。

(2)在无菌条件下,将经过处理的土壤悬液进行

,然后涂布于含有植酸钠的固体培养基上。培养后观察到

,其周围出现透明水解圈,圈的直径大小与

强弱相关。

(3)筛选获得的菌株经鉴定后,将优良菌株进行液体扩大培养。培养时需要振荡,其主要目的是

。液体培养基与固体培养基相比,不含有的成分是

。

(4)在合适条件下,将提纯的植酸酶与海藻酸钠混合后,滴加到一定浓度的钙离子溶液中,使液滴形成凝胶固体小球。该过程是对酶进行

。

A.吸附

B.包埋

C.装柱

D.洗涤

(5)温度与植酸酶相对酶活性的关系如图所示。下列叙述错误的是

。

A.测试温度中,固定化与非固定化植酸酶的最适温度分别为60℃和45℃

B.测试温度范围内,固定化植酸酶的相对酶活性波动低于非固定化植酸酶

C.固定化与非固定化植酸酶相比,相对酶活性在80%以上时的温度范围较宽

D.65℃时固定化与非固定化植酸酶的相对酶活性因蛋白质变性而位于最低点

2+9.(2016·江苏高考·T27)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响,以及固定化藻对含Zn污水的净化作用,科研人员用筛选到的一株绿球藻进行试验,流程及结果如下。请回答下列问题: (1)实验中的海藻酸钠作用是

, CaCl2的作用是

。

(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物,并保持绿球藻活性,宜采用

洗涤。

3

图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h后,移去凝胶球,溶液呈绿色,原因是

。

2+(3)为探索固定化藻对含Zn污水的净化作用,应选用浓度为

海藻酸钠制备凝胶球。

2+(4)图2中空白凝胶球组Zn浓度下降的原因是

。结合图1和图22+2+分析,固定化藻的实验组24～48 h间Zn浓度下降速度较快的主要原因是

;72～96 h间Zn浓度下降速度较慢的原因有

。

10.(2014·浙江·自选模块·T17)下面是关于固定化酶和细菌培养实验的问题,请回答: (1)某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验,分组见下表。

流将吸附了α-淀粉酶的石英砂装入柱中后,需用蒸馏水充分洗涤固定组固定化酶柱淀粉溶液的-1别

长度(cm) 速(mL·min) 化酶柱,以除去

。按上表分组,将配制好的淀粉甲

10 0.3 溶液加入到固定化酶柱中,然后取一定量的流出液进行KI-I2检测。若乙

10 0.5 流出液呈红色,表明有

生成,若各组呈现的颜色有显著差丙

15 0.3 异,则流出液中淀粉水解产物浓度最高的是

组。

丁

15 0.5 (2)下列关于上述固定化酶实验的叙述,错误的是

。

A.固定化酶柱长度和淀粉溶液流速决定了酶柱中酶的含量B.淀粉溶液流速过快会导致流出液中含有淀粉

C.各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同 D.淀粉溶液的pH对实验结果有影响

(3)现有一份污水样品,某兴趣小组欲检测其中的细菌数,进行以下实验。将一定量的污水样品进行浓度梯度稀释。取适量不同稀释度的稀释液,用

法分别接种于固体平面培养基上,经培养后进行计数。该实验应注意,接种前,从盛有

的容器中将玻璃刮刀取出,放在酒精灯火焰上灼烧,冷却后待用;分组时,需用

作为对照。

(4)在上述细菌培养实验中进行计数时,应计数的是接种了

。

A.各个稀释度样品的培养基上的细菌数 B.合理稀释度样品的培养基上的细菌数

C.各个稀释度样品的培养基上的菌落数 D.合理稀释度样品的培养基上的菌落数

4