11-44 酶的应用

(2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果 的实验记录，请据表回答问题。
①该实验设计体现了________原则。 ②若1号实验组洗净油污布所需时间接近7 min，最可能的 原因是_____________________________________________。 (3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有 ________。 ①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品
为果糖。 (2)固定化酶技术：将酶固定在颗粒状的载体上，再将酶颗
酶颗粒 无法通过而 粒装到反应柱内，反应柱底端的孔应满足_________
反应溶液 可以自由通过。 __________
2. 固定化细胞技术 (1)概念：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。
包埋 法、化学结合法和_____________ 物理吸附 (2)方法：_________ 法。 活化 → (3)制备固定化酵母细胞的操作流程：酵母细胞的______
(2)制备固定化酵母细胞利用的方法是下图中的 [ ]________(填出号码及名称)。常用的载体是________。
(3)制备固定化酶母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液 可在饱和________溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝 胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是____________________ __________________________________________________。
海藻酸钠 溶液→海藻酸钠溶 配制0.05 mol/L CaCl2溶液→配制__________
液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞→冲洗→发酵。
效果自评 判断下列有关酶的研究与应用叙述的正误。 (1)酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶(√) (2)棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤(√) (3)相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉(×)
(4)酶在强酸、强碱中活性降低以至失活，所以加酶洗衣粉 不能与强酸、强碱同用。
考点二
酵母细胞的固定化[重要程度★☆☆☆☆]
知识整合 1.酵母细胞的固定化方法
2．直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
高考警示
(1)固定化细胞使用的都是活细胞，为了保证其
生长、增殖的需要，应该为其提供一定的营养物质。 (2)固定化细胞保证了细胞的完整性，因而酶的环境改变 小，对酶活性的影响较小。
C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酶
2.探究影响果胶酶活性因素实验的分析 (1)实验原则：单一变量原则、对照性原则。严格控制变 量，尽量减少无关变量的影响。 (2)实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响， 在最适温度或pH时，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度 都与果胶酶的活性大小成正比。
(3)设计实验： ①探究最适温度时，pH为不变量，最好是最适pH；探究 最适pH时，温度为不变量，最好是最适温度。 ②探究果胶酶的最适用量时，最适用量是在温度、pH等适 宜条件下测出来的，如果无关变量改变，最适用量也会发生变 化。
(7)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(×) (8)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(×)
[学后存疑] ① ② ③
师生互动•突破疑难
考点一 酶在果汁生产和洗涤方面的应用[重要程度★★☆☆☆] 知识整合 1.果胶酶与纤维素酶的比较 种类 组成 作用
果胶 多聚半乳糖醛酸酶、果胶 催化果胶水解成为可溶性半乳 酶 纤维 素酶 分解酶、果胶酯酶等 糖醛酸 C1酶 纤维素――→纤维二糖 Cx酶 葡萄糖苷酶 ――→ 葡萄糖
的活性)，延长浸泡时间(增加酶的催化时间)，增加酶的用量等 都可以提高加酶洗衣粉的洗涤效果。
答案：(1)探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响 0．6 (2)①对照、单一变量 ②酶失活 (3)②④ (4)用温水浸 泡；延长浸泡时间；增加洗衣粉的用量等(写出两项合理答案即 可)
酶使用时的注意事项 (1)温度对酶制剂影响较大，温度低，酶的活性受到抑制， 不能充分发挥作用；温度高，酶变性失活。故温度应控制在 40～60 ℃为宜。 (2)酶制剂有极强的选择性，应根据不同的污垢选用不同的 酶。 (3)加酶洗衣粉不宜长期储存，一般储存期为半年，超过一 年酶的活性显著下降。
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解析：探究果胶酶的用量时，pH、温度会影响实验结果； 葡萄糖异构酶不属于果胶酶的成分；探究温度对果胶酶活性的 影响实验中，温度为单一变量，其他因素应保持不变。
答案：D
2. 题：
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问
(1)由下图推知，该实验的目的是________________ __________________________________________________。 50 ℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量约是____%。
命题探究 1. ( ) A. 探究果胶酶的用量时，pH、温度不影响实验结果 B. 果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异 构酶等 C. 探究温度对果胶酶活性的影响时，温度、苹果泥、果胶 酶用量及反应时间等都是变量 D. 可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的 用量 下列有关果胶酶及与果胶酶实验探究的叙述正确的是
高考警示(1)最适温度不是加酶洗衣粉中酶的特征物理常 数，而是一个综合结果，它并不是一个固定值。不同种类的加 酶洗衣粉最适温度不同，即使是同一种加酶洗衣粉的最适温度 也可能不同，还与pH、浸泡时间、洗涤时间等有关。 (2)在使用加酶洗衣粉时，不但要考虑获得最佳洗涤效果的 条件，如最适温度、pH，还要考虑衣物的承受能力，如蛋白酶 洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题，若污渍 的成分比较复杂，一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。
第44讲 酶的应用
自主梳理•激活思维
知识梳理 一、酶在洗涤等方面的应用 1．加酶洗衣粉和酶制剂
酶制剂 的洗衣粉，常用的酶制剂有四 加酶洗衣粉是指含有________ 蛋白酶 、脂肪酶、_________ 淀粉酶 和纤维素酶。 类：________
2．加酶洗衣粉的去污机理
特别提醒
(1)经果胶酶处理的果汁比较稳定，不再产生
命题探究 3. 下列关于固定化酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述 中，错误的是( )
A. 从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小 B. 作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药 C. 尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复 使用 D. 菌 将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂
限时特训 第44讲
解析：化学结合法可能影响酶的活性部位而影响反应效 果，而吸附法是物理方法，不影响酶的分子结构，A正确；消 化酶在消化道内起作用，B正确；尿糖试纸由于使用后不能将 反应物和酶分开，而不能再次使用，C错误；固定化酵母细胞 在凝胶珠中，用无菌水冲洗可洗去CaCl2和表面的杂菌，D正 确。
答案：C
4. [2015· 无锡模拟]20世纪50年代，酶已经大规模地应用于 各个生产领域，到了20世纪70年代又发明了固定化酶与固定化 细胞技术。请回答： (1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是____________。 与固定化酶技术相比，固定化细胞技术固定的是________，与 固定化酶相比，固定化细胞技术的优点是_____________ ____________________________________________________。
答案：(1)可以回收利用，提高产品品质 低，操作更容易，且能催化一系列化学反应 海藻酸钠 (3)CaCl2 海藻酸钠溶液浓度偏高
活细胞 (2)③
成本更 包埋法
多角度理解固定化细胞的优点 (1)不需要进行酶的分离纯化，减少起始投资。 (2)酶的回收率高，酶在原有的细胞环境下，稳定性更高。 (3)细胞保持生命活动状态，细胞中的辅助因子可自动再 生。 (4)细胞含有多酶体系，可催化一系列的反应。 (5)反应中抗污染能力强。
(4)从酶的固定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性 影响小[2012· 江苏高考T17A](√) (5)将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和 杂菌[2012· 江苏高考T17D](√) (6)在探究果胶酶用量实验中，虽然实验的变量发生了变 化，但通过设置梯度来确定最适值的思路方法是不变的 (√)
3.探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加 入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都 有较好的洗涤效果。 (2)实验变量的控制： ①自变量：加酶洗衣粉(酶种类)。 ②无关变量：其他条件(如温度、pH等)相同且适宜。
(3)实验步骤
(4)实验结论： 复合酶洗衣粉的洗涤效果比单一加酶洗衣粉洗涤效果好。
混浊，在制备浓缩果汁时，果胶酶的作用显得尤为重要。 (2)果胶酶与纤维素酶、半纤维素酶等配合，可分解植物细 胞壁中的果胶和纤维，促使淀粉、脂质、维生素和蛋白质等释 放出来，提高饲料的营养价值。
二、固定化酶和酵母细胞的固定化 1. 固定化酶
葡萄糖异构酶 将葡萄糖转化 (1)应用实例——果糖生产：_______________
解析：(1)固定化酶技术将酶固定于不溶于水的载体上，实 现了酶的回收利用，并且还能提高产品品质(产品中不含酶)； 固定化细胞技术是将活细胞固定起来，成本更低，操作更容 易，且可以催化一系列化学反应。 (2)制备固定化酵母细胞应采用包埋法，图中①②③依次表 示化学结合法、物理吸附法和包埋法。包埋法制备固定化酵母 细胞常用的载体是海藻酸钠。 (3)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合后需要利用CaCl2固定， 海藻酸钠溶液浓度偏高会导致凝胶珠不是圆形或椭圆形。
(4)根据以上实验结果，请写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效 果的措施：__________________________________________。
解析：(1)由题图可知，实验中存在两个变量：温度与碱性 蛋白酶含量，即实验探究的是温度、碱性蛋白酶含量对去污力 的影响。在50 ℃时，洗衣粉的去污力在碱性蛋白酶含量为0.6% 时达到最大。(2)由表中数据可知，1、3号为实验组，2、4号为 对照组，1、2号与3、4号中只有是否加酶一个变量，因此该实 验设计体现了对照原则和单一变量原则。若1号实验组洗净油污 布所需时间接近7 min，最可能的原因是酶已经失活。(3)蛋白酶 可分解蛋白质，故毛织品、蚕丝织品等以蛋白质为主要成分的 衣料不能用含蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤。(4)用温水浸泡(提高酶