专题4酶的研究与应用专题整合

探讨加酶洗衣粉最适温度的实验中，根据实际生活中的情况，温
度梯度可进一步设置为20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、
50 ℃、55 ℃，若测出40 ℃时洗涤效果较好，应设置更细的实验组， 如35 ℃、36 ℃、37 ℃、38 ℃、39 ℃、40 ℃、41 ℃、42 ℃、43
℃、44 ℃、45 ℃，直至测出具体的最适温度。
2．有关酶的探究实验设计思路 在 保证无关变量相同的前提下，在一恒定温度下设置 pH 梯度，
可确定酶催化作用的最适 pH；在一恒定pH条件下，通过设置
温度梯度，可确定酶催化作用的最适温度；在温度和 pH 都相 同的条件下，通过设置酶的用量梯度可以确定酶的最适用量。
探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验设计
【典例 2】 在上个世纪 50年代，酶已经大规模地应用于各个生产 领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术，大大 降低了生产成本，请回答有关问题。 (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，固定化细胞固定的是____________。
(2)制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是________，使用了 下图中方法[ ]________(填出号码及名称)。
设计遵循单一变量原则，有效地控制其他变量(如水质、水温等)， 具体实验程序分析(如下表)：
知识点
加酶wk.baidu.com衣粉
知识点要素
种类 实验流程
梳理知识要点
蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维 素酶
探究加酶洗 衣粉与普通 洗衣粉的洗 涤效果
制备污渍物→设置对照→加入洗 衣粉→加入污渍物→搅拌→观察 洗涤效果 洗衣粉种类(是否加酶)
(3)制作固定化酵母菌细胞时，充分混合均匀的酵母细胞胶液可在 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__________________________。
解析
(1)固定化酶使酶与反应物易接触，与产物易分离，并且能
反复利用，降低了生产成本。固定化酶固定的是纯净的酶，酶会 失活。固定化细胞能固定一系列酶。 (2)制备固定化酵母细胞，由于细胞比酶分子体积大，难以被吸附 或结合，多采用包埋法，常用的载体是海藻酸钠。
入等量的不同类型的洗衣粉和水 →将污渍物分别放入烧杯中→搅 拌→观察实验效果
【典例 1】 有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优 于普通洗衣粉。实验分为两组，一组衣物用加酶洗衣粉洗涤， 一组衣物用普通洗衣粉洗涤。该实验设计缺少 ( )。
A．用加酶洗衣粉洗涤和适量普通洗衣粉洗涤的对照
B．既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照 C．用普通洗衣粉洗涤和少量加酶洗衣粉洗涤的对照 D．用少量普通洗衣粉洗涤和大量加酶洗衣粉洗涤的对照 解析 本探究实验为定性探究实验，不涉及量的变化，缺乏
口离液面距离过近，高度不够)
【例1】 (2011·江苏单科，15)下列有关酶的制备和应用的叙述，
正确的是 ( )。
A．酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶 B．透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化 C．棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤
D．多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层
解析
专题4 酶的研究与应用专题整合
有关酶的实验设计
1．探讨加酶洗衣粉的洗涤效果时，要有效地控制变量(如下表) 实验 探究普通洗衣粉 和加酶洗衣粉的 洗涤效果 探究不同种类加 酶洗衣粉的洗涤 效果 探究不同温度对加 酶洗衣粉的影响 自变量 因变量 无关变量
洗衣粉种类 (普通和加酶)
加酶洗衣粉 中酶的种类 温度 洗涤 效果 水的用量，污物 的量，实验用布 的质地与大小， 不同洗衣粉的用量， 搅拌、洗涤时 间等
(3) 酵母细胞胶液能在饱和的 CaCl2 溶液中形成凝胶珠。若海藻酸
钠浓度过高或针筒距离液面过近，得到的凝胶珠可能不是圆形。
答案
(1)酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体 多酶系统(一系列酶、多种酶) 包埋法 (3)CaCl2 海藻酸钠浓度过高 (或针筒
上的酶能反复利用 (2)海藻酸钠 ③
空白对照，补充空白对照实验后，实验结果更具说明力。
答案 B
酶的固定化技术
名称 原理 图示
将微生物细胞均匀地包埋在 包埋法 不溶于水的多孔性载体中
利用共价键、离子键将酶分 化学结 子或细胞相互结合，或将其 合法 结合到载体上 通过物理吸附作用，把酶固 物理吸 定在纤维素、琼脂糖、多孔 附法 玻璃和离子交换树脂等载体 上
利用酶解法和吸水涨破法使细胞解体，用于制备胞内酶；
酶的纯化和分离的方法有透析法、离心沉降法和电泳法；纤维素
酶能去除棉纺织品表面浮毛，平整织物表面，故可用添加纤维素
酶的洗衣粉洗涤棉织物；多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的最外层， 保持其他酶在胃中不被破坏。 答案 A
【例2】 (2011·上海单科，五)回答下列关于微生物和酶的问题。 环境污染物多聚联苯难以降解，研究发现联苯降解菌内的联 苯水解酶是催化多聚联苯降解的关键酶。 (1) 下列培养基中能有效分离联苯降解菌的是 ________ ，原因 是_________________________________________________。
加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗 衣粉好 温度 制备污渍物→设置温度梯度对照 →加入洗衣粉→加入污渍物→搅 拌→观察洗涤效果
实验变量(自 变量)
实验结果
探究加酶洗 衣粉的最适 温度
实验变量 实验流程
探究不同种 类的加酶洗 衣粉的洗涤 效果
实验变量
加酶洗衣粉中酶的种类 三等份各类污渍物→烧杯中各加
实验流程
A培养基(g/L)：某生长因子2.0，(NH4)2SO4 2.0，K2HPO4 3.0，
MgSO4 1.0，pH7.4，多聚联苯50 mL B 培养基 (g/L) ：牛肉膏 10.0 ，蛋白胨 20.0 ，葡萄糖 20.0， NaCl 5.0，pH 7.4
C 培养基 (g/L) ：某生长因子 2.0 ，淀粉 20.0 ， NH4NO3 2.5 ， MgCl2 0.5，K2HPO4 3.0，多聚联苯50 mL，pH 7.4 进一步研究发现，不同的金属离子对联苯水解酶的活性有一定影 响，结果见下表：