【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（人教版）选修1教师用书：专题4《酶的研究与应用》

课题1果胶酶在果汁生产中的作用
(教师用书独具)
●课标要求
　探究利用苹果匀浆制成果汁的最佳条件，检测果胶酶的活性，观察果胶酶对果汁形成的作用。收集果胶酶其他方面利用的资料。
●课标解读
1．简述果胶酶的作用。
2．检测果胶酶的活性。
3．探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。
4．搜集有关果胶酶应用的资料。
●教学地位
　随着生活水平的提高，水果是日常生活中的必需品，果汁饮料也深受人们喜爱。将水果制成果汁，可以解决在水果收获季节，水果的运输、储存等多方面的问题，还能使人们在不同的季节品尝到该季节没有的水果味道，满足了不同层次人的需求。将水果制作成果汁的过程，使用果胶酶能够提高出汁率、增加果汁的澄清度，从而提高果汁品质。在使用果胶酶的过程中，控制好条件可以降低成本，增加收入。
●教法指导
1．对于果胶酶的教学，教师可通过图解展示细胞壁、胞间层，使学生认识到果胶在细胞中的存在，说明这些成分对果汁制作的影响，从而强调果胶酶在果汁生产中的重要作用。
2．关于酶活性与影响酶活性的因素，在必修教材中已经学习过，这部分内容重点应该放在实验设计上，引导学生认识到控制无关变量的重要性，以及酶活性大小的监测指标等。
(教师用书独具)
●新课导入建议
　利用课题背景，果汁生产、水果加工是学生比较熟悉的，可让学生计算产生一升苹果汁需要的苹果的量，来体会果汁的价值及提高出汁率的意义。通过果汁生产中遇到的问题：果肉出汁率低，耗时长及榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀等问题，引入果胶和果胶酶的学习。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P41－45，填写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2”。了解本课题的基础知识。?步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出课题。通过学生阅读、提问进行基础知识部分的教学。?步骤2：通过【课堂互动探究】探究1，通过比较纤维素与果胶、纤维素酶与果胶酶，掌握果胶及果胶酶的相关知识。通过例1检测、巩固。?步骤3：教师利用【课堂互动探究】探究2在必修学习的基础上理解酶活性的表示方法、环境因素对酶活性的影响。通过完成例2巩固、提升。?
课　标　解　读 重　点　难　点
1.简述果胶酶的作用。
2.检测果胶酶的活性。
3.探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。
4.搜集有关果胶酶应用的资料。 1.温度和pH对果胶酶活性的影响。(重点)
2.果胶酶的最适用量。(难点)
果胶和果胶酶
1.果胶
(1)成分：由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。
(2)特点：不溶于水。
(3)作用：组成植物细胞壁和胞间层的主要成分之一。
2．果胶酶
(1)来源：植物、霉菌、酵母菌和细菌等。
(2)组成：多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。
(3)作用
①分解果胶成可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清。
②瓦解植物细胞的细胞壁和胞间层，使榨取果汁变得更加容易。
1．利用果胶酶进行果泥处理时，可不可以再加入蛋白酶促进细胞壁分解？
【提示】　不能。因为果胶酶是蛋白质，加入蛋白酶后会使果胶酶被分解。
酶活性及影响酶活性的因素
1.酶的活性
(1)概念：指酶催化一定化学反应的能力。
(2)表示方法：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。
(3)酶反应速度的表示方法：用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
2．影响酶活性的因素
温度、pH和酶的抑制剂等。
2．新采摘的玉米有甜味，过一段时间甜味便会降低，如何使玉米的甜味保持时间长些？
【提示】　煮熟保存或冷藏。
实验设计
1.探究温度和pH对酶活性的影响
(1)实验原理
果胶酶的活性受温度和pH影响，处于最适值时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶活性大小成正比。
(2)实验流程
制备果泥
设置一系列梯度的pH和温度
加入果胶酶反应一段时间
过滤果汁
(3)该实验的自变量是温度或pH，因变量是酶活性，检测因变量是通过测定果汁的体积或澄清度来实现的。
2．探究果胶酶的用量
(1)变量分析
①自变量：酶的用量。
②无关变量：温度、pH、酶促反应的时间、苹果泥的用量等。
(2)判断的思路
①如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足。
②如果当酶的用量增加到某个值后，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。
1．果胶和蛋白质、核酸及多糖一样，都属于大分子物质。(√)
2．果胶酶专指分解果胶的一种酶。(×)
【提示】　果胶酶是分解果胶的一类酶的总称。
3．果胶酶能将果胶分解为可溶性的多聚半乳糖醛酸。(×)
【提示】　果胶被果胶酶分解的产物是半乳糖醛酸。
4．探究温度对果胶酶活性的影响时，酶的用量可以不同。(×)
【提示】　除温度不同外，其余各量都应相同。
纤维素与果胶、纤维素酶与果胶
　　 酶的比较
【问题导思】　
①纤维素与果胶的化学成分有什么区别？
②纤维素酶和果胶酶都是一种酶吗？
1．纤维素与果胶
相同点 不同点
纤维素
果胶 ①都是高分子化合物
②都不溶于水
③都参与细胞壁的组成
①组成的基本单位：葡萄糖
②分解所需的酶：纤维素酶
①组成的基本单位：半乳糖醛酸
②分解所需的酶：果胶酶
2.果胶酶与纤维素酶
组成 本质 作用
果胶酶 多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶 蛋白质 催化水解果胶成为可溶性半乳糖醛酸
纤维素酶 C1酶、Cx
酶、葡萄糖苷酶 蛋白质 纤维素纤维
二糖
葡萄糖
3.果胶酶的用途
(1)在食品工业上应用果胶酶可使果汁的黏度降低，澄清度提高，提高出汁率。
(2)在饲料工业中，果胶酶与纤维素酶、半纤维素酶等配合可使有效成分释放出来，提高饲料的营养价值。
　关于果胶酶的说法正确的是(　　)
A．果胶酶可以分解细胞壁的主要成分——纤维素
B．果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物
C．果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称
D．果胶酶的化学本质是蛋白质或RNA
【思维导图】　
果胶酶化学本质：蛋白质组成作用：催化果胶分解
【精讲精析】　果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。果胶酶的化学本质是蛋白质，其基本组成单位是氨基酸。果胶酶作为酶的一种，具有一般酶的特性，即专一性、高效性、受温度与酸碱度的影响，因此它只能将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，而不能将纤维素分解为葡萄糖。
【答案】　C
酶的活性与影响酶活性的因素
【问题导思】　
①如何表示酶的活性？
②影响酶活性的因素有哪些？
1．酶的活性
(1)含义：指酶催化一定化学反应的能力。
(2)表示方法：其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。酶的反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
2．影响酶活性的因素
(1)温度：温度对酶的活性具有两重性。
①在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强。
②超过一定温度后，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低直到活性全部丧失。如下图所示：
(2)pH：如下图所示，过酸或过碱都能使酶不可逆转的失活。酶促反应都有一个最适酸碱度。
(3)酶的抑制剂：某些物质虽然不能引起酶变性，但能使酶分子某些必须基团(主要是酶活性中心上的一些基团)发生变化，引起酶活性下降，甚至失活，致使酶促反应速度降低。能引起这种抑制作用的物质称为酶的抑制剂。
　(2013·宝鸡高二检测)下列与酶的活性有关的说法不准确的是(　　)
A．酶的活性是由蛋白质结构决定的，不受外界条件的影响
B．酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力
C．酶的活性受温度、pH等因素的影响
D．酶活性的高低与反应物浓度无关
【思维导图】　
酶的活性决定因素：遗传因素影响因素温度pH抑制剂
【精讲精析】　酶的活性是由蛋白质的结构决定的，不同酶的结构不同，活性也不同；同时酶的活性又受外界条件的影响，如温度、pH和酶的抑制剂等条件都会影响酶的活性。在其他条件不变时，一定范围内反应速度随底物浓度的增加而加快，当底物浓度达到一定限度时，反应速度不再变化，即反应速度大小与反应物浓度有关，但是酶活性高低与反应物浓度无关。
【答案】　A
实验设计
【问题导思】　
①实验中如何体现对照原则？
②探究温度对酶活性的影响时，怎样排除pH和其他因素对实验结果的干扰？
1．探究温度或pH对酶活性的影响实验流程
(1)实验原理
果胶酶受温度和pH的影响，处于最适温度或pH时，酶活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。
(2)实验操作
　　
↓均分装入　　　　　↓等量
　　　　 　　
　　　　?　　　　　　　?
各取一支试管分9组分别设置等温度梯度(pH
相同)或等pH梯度(温度相同)，水浴箱中保温
(3)实验分析
①本实验的实验对象是酶的活性，温度或pH作为自变量，属于探究性的定量实验。这类实验的自变量通常是通过设置梯度来确定最适值。第一轮实验通常设置的梯度差大，缩小范围后，在第二轮实验中可设置较小的梯度差。
②自变量与因变量及其之间的关系
变量名称 含义 实例 关系
实验变量(自变量) 实验中实验者所操纵的因素或条件 温度或pH
反应变量(因变量) 由于实验变量而引起的变化和结果 果汁量
无关变量 除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素 酶的新鲜程度 实验变量为原因，反应变量是结果，二者是因果关系
　(4)实验结果：温度和pH在很大程度上对酶的构象会产生影响，过高或过低都会影响酶活性(如图)。
　①在低于最适值时，酶的活性是随着温度或pH的升高而增大的。超过最适值时，酶活性是随着温度或pH的升高而降低的。
②低温只是抑制酶活性，升高温度酶活性会升高。高温、过酸、过碱对酶活性的影响是不可逆的，若它们使酶变性失活，再降低温度或恢复到最适pH，酶活性也不会再恢复。
2．探究果胶酶的用量实验流程
(1)实验原理
酶促反应也受酶量的影响，本实验中实验变量是酶的用量，反应变量为果汁体积，实验中要严格控制温度、pH、反应时间、底物用量等无关变量对实验的影响。
(2)实验过程
　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　?　　　　　　　　　 ?
(3)实验分析
①如果随着酶浓度的增加，过滤得到的果汁体积也增加，说明酶量不足；当酶浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤得到的果汁体积不再改变，说明酶的用量已经足够，这个值即为酶的最适用量。
②如果设置的酶浓度梯度无法满足实验，即出现过高或过低现象，应及时调整。
③苹果泥的用量和果胶酶的用量比例要适当。
④恒温水浴的温度可用上一实验测出的最适温度。
　胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底物)，温度保持在37 ℃，pH保持在最适值，生成物量与反应时间的关系如图所示，请回答下列问题。
(1)该酶作用的底物是__________。
(2)在140 min后，曲线变成水平，这是因为 __________________________。
(3)若增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请在原来图上画出生成物量变化的示意曲线。
(4)若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH由2逐渐升高到10，则酶催化反应的速度将________，原因是________________________________________________________________________。
(5)下列图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是______________________________。
【思维导图】
【精讲精析】　(1)酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化合物反应，蛋白酶只能催化蛋白质水解。
(2)随着反应时间的推移，反应底物逐渐耗尽，生成物量不再增加。
(3)催化性是指酶只能改变反应速度，不改变反应结果。故画坐标曲线时，反应速度加快，时间缩短，最终生成物量不变。
(4)受pH影响，酶在强酸或强碱环境中会因结构改变而失活，由于在pH为2时酶已变性失活，所以反应速度不变。
(5)酶活性受温度影响，低温影响酶活性，但不使其变性失活，随温度升高，反应速度加快，超过最适温度后，酶活性随温度升高而下降。本题侧重于考查胰蛋白酶的最适温度为37 ℃。
【答案】　(1)蛋白质
(2)底物量一定，底物已被耗尽
(3)如图
(4)不变　在pH＝2时酶已失活
(5)C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。
2．果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变的更容易。
3．果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶，果胶分解酶和果胶酯酶等。
4．酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
5．探究温度或pH对酶活性影响时，不需设置对照组，以不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间作为对照。
6．探究温度对果胶酶活性影响时，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所有其他条件相同。
1．果胶是植物细胞的组成成分之一，它主要存在于植物组织的哪一部分(　　)
A．细胞核　 B．细胞质
C．细胞间隙 D．细胞壁及胞间层
【解析】　果胶是植物细胞壁和胞间层的重要组成部分，不溶于水。
【答案】　D
2．下列不是果胶酶成分的是(　　)
A．纤维素酶 B．果胶分解酶
C．多聚半乳糖醛酸酶 D．果胶酯酶
【解析】　果胶酶是多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等一系列专一性分解果胶的酶的总称，不包括纤维素酶。
【答案】　A
3．下列不能表示酶活性高低的是(　　)
A．一定条件下所催化的某一化学反应的反应速度
B．单位时间内、单位体积中反应物的减少量
C．单位时间内、单位体积中酶的变化量
D．单位时间内、单位体积中产物的增加量
【解析】　酶作为催化剂，在反应前后量不变，因此单位时间内，单位体积中酶的变化量不能表示酶活性的高低。
【答案】　C
4．(2012·烟台高二检测)在探究果胶酶的用量时，下列说法不正确的是(　　)
A．在实验时可配制相同浓度的果胶酶溶液
B．苹果泥量一定时，酶用量越多，滤出的果汁就越多
C．本实验应控制在适宜温度和pH条件下
D．反应液的pH必须相同
【解析】　底物量一定时，当酶的用量增加到一定值时，再增加酶的用量，滤出的果汁不再改变。根据单一变量原则，该实验中除了酶的用量为变量外，其他因素均不变。
【答案】　B
5．某一有机物加酶后，先置于pH为2的环境中一段时间，然后把pH逐渐由2调到10，则此过程中，底物量的变化为(　　)
【解析】　过酸、过碱都能使酶变性失活，当pH为2时酶已变性失活，即使再把酶所处环境的pH调到最适值，酶促反应也不再进行，底物量不再变化。
【答案】　B
6．A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题。
(1)图A中，反应物达到某一浓度时，反应速率不再上升，其原因是________________________________________________________________________。
(2)图B中，a点所对应的温度称________________________________________________________________________。
(3)图B中，a点到b点曲线急剧下降，其原因是____________________________。
(4)将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12 ℃和75 ℃水浴锅中，20 min后取出转入37 ℃的水浴锅中保温，两试管内反应分别应为：甲______________，乙______________。
(5)若图C表示的是果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速率随pH变化的曲线，实验时可根据____________来判定果胶酶的最适pH。
【解析】　酶的催化作用受温度、pH的影响，还受底物浓度的影响。其他条件不变时，在一定范围内反应速率随底物浓度的增加而加快，当底物浓度达到一定限度时，反应速率不再变化。酶一般是蛋白质，较高的温度能使其变性，从而丧失催化功能，当再恢复其正常温度后也不再具有催化能力；而低温通常只是让酶活性降低，不使酶变性。探究果胶酶最适pH时，可根据果汁体积判定最适pH，获得果汁越多，说明酶活性越高，pH越接近最适值。
【答案】　(1)受反应液中酶浓度的限制
(2)酶反应的最适温度
(3)温度升高使酶活性下降
(4)反应速度加快　无催化反应
(5)果汁体积
一、选择题
1．下列有关酶的叙述，正确的是(　　)
A．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B．酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质
C．果胶酶能使榨取果汁变得比较容易
D．细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
【解析】　低温时，酶暂时失去活性，但其结构并未被破坏，温度升高时酶活性可以恢复，A项错误；酶的化学本质大多数是蛋白质，少数为RNA，B项错误；由于果胶酶能够分解植物细胞的细胞壁及胞间层中的果胶，因此能使榨取果汁变得比较容易，C项正确；细胞质中的DNA复制时需要解旋酶，因此细胞质中存在这种酶，D项错误。
【答案】　C
2．(2013·海口高二检测)下列关于果胶酶的作用叙述错误的是(　　)
A．分解水果细胞壁中的果胶，从而瓦解细胞壁
B．可将果胶分解成半乳糖醛酸，使果汁变澄清
C．分解水果细胞壁中的纤维素和果胶以及细胞间质
D．可使果汁榨取变得容易，提高出汁率
【解析】　细胞壁的成分是纤维素和果胶，果胶酶可将果胶分解为半乳糖醛酸，从而使果汁榨取的时候比较容易；要分解纤维素，需要纤维素酶。
【答案】　C
3．下列哪一项说法是错误的(　　)
A．酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力
B．温度、pH和酶的抑制剂等条件会影响果胶酶的活性
C．果胶酶是能催化果胶分解，从而提高水果的出汁率并使果汁变得澄清的一种酶
D．生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量
【解析】　酶是一种生物催化剂，其活性的发挥受温度、pH和酶抑制剂的影响。果胶酶是一类酶的总称，而不是一种酶，用于果汁生产中，可增加果汁产量，提高果汁透明度。酶浓度过高，不会增加果汁产量，反而会影响果汁品质，增加成本。
【答案】　C
4．下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明(　　)
温度 (℃) 10 20 30 40 50 60
果汁量(mL) 2 3 4 5 6 5
A.温度影响果胶酶的活性
B．40 ℃与60 ℃时酶的活性相等
C．50 ℃是该酶的最适温度
D．若温度从10 ℃升高到40 ℃，酶的活性将逐渐增强
【解析】　该实验设置的温度梯度较大，不能得出该酶的最适温度为50 ℃这一结论。如果要研究该酶的最适温度，应缩小温度梯度再次实验。
【答案】　C
5．探究温度对果胶酶活性的影响、pH对果胶酶活性的影响、果胶酶的用量三个实验中，实验自变量依次为(　　)
A．温度、酶活性、酶用量
B．苹果泥用量、pH、果汁量
C．反应时间、酶活性、酶用量
D．温度、pH、果胶酶用量
【解析】　自变量是实验中研究的因素，随自变量变化而变化的为因变量，其余为无关变量。
【答案】　D
6．能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是(　　)
A．淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶
B．纤维素酶、果胶酶、蛋白酶
C．果胶酶、溶菌酶、纤维素酶
D．磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶
【解析】　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，则用纤维素酶和果胶酶可以破坏细胞壁。细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成，所以用蛋白酶能够破坏细胞膜。
【答案】　B
7．在用果胶酶处理苹果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是(　　)
A．加大苹果泥用量
B．加大果胶酶用量
C．进一步提高温度
D．用玻璃棒不时地搅拌反应混合物
【解析】　果胶酶催化果胶分解时，先与果胶结合，搅拌能使酶与底物更充分的接触，从而提高反应速率。
【答案】　D
8．关于探究果胶酶最适用量的实验，叙述错误的是(　　)
A．配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量的该溶液
B．调节pH，使各组中的pH相同且处于适宜状态
C．用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不同
D．在相同且适宜的温度条件下进行实验
【解析】　搅拌能够使酶与底物更充分接触，从而影响反应速率，因此各组之间的搅拌速度、时间应该相同。
【答案】　C
9．下图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，下列叙述错误的是(　　)
A．在B点之前，果胶酶的活性和温度成正比，之后，成反比
B．当温度到B点时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用最强
C．A点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以上升
D．C点时，果胶酶的活性很低，当温度降低时，酶的活性也可以上升
【解析】　从图中可以看出随着温度升高，果胶酶的活性在上升，等达到B点时，酶的活性达到最高；随后，随着温度的继续上升，酶的活性迅速下降。但是A点和C点相比，虽然酶的活性都很低，但是A点是低温条件，对酶的分子结构无影响，所以，随着温度的上升，其活性也会不断上升；而C点是高温条件，当温度过高时，会破坏酶的分子结构，使酶的活性发生不可逆的变化。
【答案】　D
10．(2013·日照高二检测)在原材料有限的情况下，下列曲线中能正确表示相同时间内果胶酶的用量对果汁产量影响的曲线是(　　)
【解析】　解答该题过程中，同学们应注意该实验的自变量是果胶酶的用量，无关变量(如温度、pH、反应物量、反应时间)是保持恒定的。在一定的条件下(温度、pH、反应物量、反应时间相同)，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，即使再增加酶的用量，果汁的体积不再改变。
【答案】　C
二、非选择题
11．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层。请你完成以下有关果胶酶和果汁生产中的问题。
(1)在果汁生产中应用果胶酶可以提高________和________。
(2)某实验小组进行了“探究果胶酶催化果胶水解最适pH”的课题研究。本课题的实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥，试管中分别注入果胶酶溶液、编号、分组”之后，有下面两种操作：
方法一：将试管中果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、6……10。
方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥pH分别调至4、5、6……10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。
①请问哪一种方法更科学？________________________________________________________________________。
理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示____________时，实验的操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，分析图中最可能是实验结果的曲线图的是________。
【解析】　(1)果胶酶可以分解果胶，提高出汁率和澄清度，但果胶酶的作用需要一定的条件，如温度和pH等。(2)本题是探究pH对果胶酶活性的影响，实验关键是分别将果胶酶溶液和苹果泥调至一定的pH，然后把pH相等的这两种溶液混合，否则，在达到预定pH之前就发生酶的催化反应。(3)如图甲所示，在一定范围内，果胶酶的活性随pH增大而升高，达到最适pH之后，酶活性逐步降低，若过酸或过碱，则酶活性丧失。
【答案】　(1)出汁率　澄清度
(2)①方法二　方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH环境(或方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应)
②果汁体积　甲
12．(2012·天津测试)图A表示温度对果胶酶的影响，图B表示(一定量)果胶酶在催化苹果泥(足够量)水解为果汁时，温度对果汁的影响(图中累积量表示在一段时间内生成果汁的总量)。
(1)在图A中，T0表示果胶酶催化反应的________温度。
(2)图A中在Ta和Tb两个温度下，果胶酶催化效率都很低，两者有什么区别？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果图A中纵坐标表示果汁产生速率，横坐标表示温度，请在图A中画出温度对果汁产生速率的影响曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。
(4)请依据图A，在图B中画出T0位置。
(5)在图B中标上T0后，对图B的曲线加以分段描述并说明。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　(1)T0温度时酶的活性最高，所以T0为酶反应的最适温度。
(2)酶作为生物催化剂，有一个催化作用最强的最适温度，高于或低于这个温度，酶的活性都下降，但本质不同。低温条件下酶催化效率较低，是由于酶的活性受到抑制，当恢复到最适温度时，酶的活性仍可恢复。但高温使部分酶变性失活，酶的整体催化效率降低，即使温度再恢复到最适温度，酶的活性也不能恢复。
(3)果汁的产生速率与果胶酶的催化速率成正比，故其变化的趋势与果胶酶活性变化趋势相同。
(4)T0代表酶的最适反应温度，此温度时酶活性最高，果汁累积量的增加速率最快，故在B图中找出增加速率最快的点即为T0。
(5)描述图B所示曲线时要结合图A所给的信息，注意果汁累积量与酶活性之间的关系。
【答案】　(1)最适　(2)Ta温度时温度低，酶活性较弱(酶空间结构未被破坏)，Tb温度时温度较高，酶活性逐渐降低(酶空间结构遭受破坏)
(3)如图甲　(4)如图乙
　　　　　　　　甲　　　　　　　　　乙
(5)Ta至T0段随温度升高，酶的活性逐渐升高，果汁累积量增加；T0至Tb段随温度升高，酶的活性逐渐减弱，但苹果泥仍在分解，果汁累积量增加；Tb至Tc段温度过高，酶失活，果汁累积量不再增加
课题2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
(教师用书独具)
●课标要求
　用实验找出在什么条件下使用加酶洗衣粉效果最好。研究并试验将有油渍、汗渍、血渍的衣物洗净的办法。尝试应用脂肪酶、蛋白酶的洗涤效果。
●课标解读
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效果的影响。
3．探讨不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的区别。
●教学地位
　本课题的主要内容还是探究影响酶活性的因素，加酶洗衣粉中添加了酶制剂，因此酶活性的发挥也需要适宜的条件，通过本课题的学习，可以锻炼学生将所学知识应用于实际生活的能力。
●教法指导
　对于基础知识部分，蛋白质、脂肪等物质的水解，教师可以引导学生回顾以前学习过的有关消化酶的知识，以加深学生对加酶洗衣粉中酶的作用的理解。由于本课题内容的特殊性，教学时教师可给学生展示加酶洗衣粉的说明书，并将其与教材内容联系。在设计温度梯度时，可引导学生思考：设置0 ℃、80 ℃的温度有没有意义？设置的温度梯度根据何种原则确定？通过这些问题引导学生联系实际情况设置实验。
(教师用书独具)
●教学流程设计
　“去污快、效果好，不伤手的洗衣粉。”这是某品牌加酶洗衣粉的广告词。什么是加酶洗衣粉？加酶洗衣粉真的不伤手吗？
学生课前预习：阅读教材P46－48，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。了解本课题的基础知识。?步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出课题。通过学生阅读、提问进行基础知识部分的教学。?步骤2：通过【课堂互动探究】探究1，比较加酶洗衣粉与普通洗衣粉，以及影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素。通过例1检测、巩固。?步骤3：学生再次阅读教材实验设计部分的资料一、二、三，根据提示并联系生活实践，设计探究某一因素对加酶洗衣粉洗涤效果影响的实验。?
课　标　解　读 重　点　难　点
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.探讨不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的区别。 1.区别不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物的洗涤效果。(重点)
2.实验过程中各种变量的控制。(难点)
加酶洗衣粉的去污原理
1.加酶洗衣粉
(1)概念：是指含有酶制剂的洗衣粉。
(2)目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。
2．酶制剂
(1)应用最广泛、效果最明显的酶制剂：碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
(2)作用原理：大分子物质小分子物质。
如：蛋白质 氨基酸(或小分子肽)。
(3)影响因素：温度、酸碱度和表面活性剂。
(4)生产方法：通过基因工程生产出能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶。
3．与环境的关系
降低了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷无磷的方向发展，减少对环境的污染。
4．普通洗衣粉
普通洗衣粉中含有磷。含磷污水的排放可能导致微生物和藻类的大量繁殖，造成水体的污染。
　为什么用含碱性蛋白酶的洗衣粉较容易将血渍、奶渍洗涤掉？
【提示】　血渍、奶渍的主要成分是蛋白质。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子肽，使污迹容易从衣物上脱落。
洗涤条件对加酶洗衣粉去污效
　　 果的影响
1．遵循原则
单一变量原则和对照原则。
2．探究问题
(1)普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍洗涤效果的区别
①单一变量：洗衣粉类型。
②对照实验
(2)加酶洗衣粉的最适温度
①单一变量：温度。
②对照实验：不同实验组之间形成相互对照。
(3)不同类型的加酶洗衣粉的洗涤效果
①单一变量：加酶洗衣粉的种类。
②无关变量：污渍的种类、程度等。
1．加酶洗衣粉的洗涤效果总是好于普通洗衣粉。(×)
【提示】　加酶洗衣粉需要一定的作用条件。
2．探究含蛋白酶的洗衣粉的洗涤效果时可用丝绸作实验材料。(×)
【提示】　不能用丝绸。因为丝绸的成分为蛋白质，含蛋白酶的洗衣粉会损坏衣物。
3．为了提高去污效果，加酶洗衣粉应用开水溶解。(×)
【提示】　温度过高会使酶失活。
4．对于不同的污渍，应选择不同的洗衣粉。(√)
加酶洗衣粉的去污原理及影响因素
【问题导思】　
①加酶洗衣粉含有哪些种类的酶制剂？
②影响洗涤效果的因素有哪些？
③加酶洗衣粉与普通洗衣粉有什么区别？
1．常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例
种类 洗涤原理 洗涤实例
蛋白酶 将蛋白质分解为易溶解或分散于洗涤液中的多肽或氨基酸 血渍、奶渍及各种食品类蛋白质污垢
脂肪酶 把脂肪水解为较易溶解的甘油和脂肪酸 食品的油渍、人体皮脂、口红
淀粉酶 使淀粉分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等 来自面条、巧克力等污垢
纤维素酶 使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果 洗涤含棉织物，可使其增白、增艳、柔软，去除颗粒污垢
2.种类
(1)单一加酶洗衣粉：只加入一种酶制剂的洗衣粉。
(2)复合加酶洗衣粉：加入了多种酶制剂的洗衣粉。
3．影响洗涤效果的因素
酶制剂的种类、污物的类型、水温、水量、水质、衣物的质地、洗衣粉的用量、浸泡时间、洗剂时间等。
4．加酶洗衣粉与普通洗衣粉的比较
加酶洗衣粉 普通洗衣粉
不同点
成分 普通洗衣粉成分＋酶制剂，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 以三聚磷酸盐为主要助洗剂
环境污染 污染轻甚至无污染 导致水体富营养化
相同点 表面活性剂可以产生泡沫，可将油脂分子分散开；水软化剂可分开污垢等
　
酶作为一种生物催化剂，具有一定的寿命，时间长了，酶的活性就会降低或丧失，因此加酶洗衣粉不能放置时间太长。
　(2013·长沙高二检测)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
【思维导图】　
【精讲精析】　加酶洗衣粉因加入的酶种类不同，所以洗涤的对象也有所不同，通常加酶洗衣粉中加入的酶制剂是碱性蛋白酶，它能有效地除去汗、血、奶渍等蛋白质类污垢，而毛类衣物的主要成分是蛋白质，所以不能用加酶洗衣粉洗涤。
【答案】　D
实验设计
【问题导思】　
①每个探究实验的自变量是什么？如何设置对照？
②探究加酶洗衣粉的洗涤效果时，对选择的洗涤材料有什么要求？
1．探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物上污渍的洗涤效果
(1)实验变量：洗衣粉的类型。
(2)实验过程
①取大烧杯两只，用量筒量取等量水放入其中。
②将制好的污染布块和洗衣粉(一组为污染布块与普通洗衣粉，一组为污染布块与加酶洗衣粉)分别放入两只烧杯中。
③用玻璃棒同时充分搅拌。一段时间后再搅拌，可重复进行。
④相同的时间后观测洗涤效果。
(3)结果分析与注意事项
①加酶洗衣粉有很多种，注意实验用的加酶洗衣粉的说明，是单一加酶洗衣粉，还是复合加酶洗衣粉。
②所滴加的污染物种类与实验结果有着密切的关系。
③洗涤材料可选用纯棉制品。
④水温保持自然温度。
2．探究加酶洗衣粉使用时的最适温度
(1)实验变量：温度，其他条件相同且适宜。
(2)实验原理：温度影响酶的活性，从而影响加酶洗衣粉的洗涤效果。
(3)实验步骤：同上一实验，不同的是，设置温度梯度，如10 ℃、15 ℃……55 ℃，若测出在40 ℃时洗涤效果较好，可设置更细的实验组如35 ℃、36 ℃……45 ℃，直至测出具体的最适温度。
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
①自变量：加酶洗衣粉。
②无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。
(3)实验步骤
步骤
烧杯编号
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
注入自来水 500 mL 500 mL 500 mL
步骤
烧杯编号
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
加入物质(等量) 奶渍布 奶渍布 奶渍布
控制水温 37 ℃ 37 ℃ 37 ℃
加入洗衣粉(等量) 蛋白酶洗衣粉 复合酶洗衣粉 脂肪酶洗衣粉
用玻璃棒搅拌 5 min 5 min 5 min
观察实验现象
　某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。下表是他们记录的不同温度下除去不同污渍所需时间的对照表，请依据表中数据作答。
水温(℃) 10 20 30 40 50 60 70 80
植物油 48 39 30 20 17 11 12 20
蓝墨水 93 86 80 72 68 67 81 105
奶渍 48 43 28 12 6 4 12 17
(1)要达到最佳洗涤效果，使用加酶洗衣粉的最适温度范围是________。
(2)在适宜温度范围内，加酶洗衣粉对衣物上的______的洗涤效果最佳，对________的洗涤效果最差，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)羊毛、蚕丝等织物________(填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤，因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从以上实验数据可得：酶具有________性。
【思维导图】
题意单一变量为温度酶活性洗涤效果。
【精讲精析】　本题考查表格分析能力，由表中数据可知，加酶洗衣粉在50～60 ℃条件下洗涤效果最好；对不同的污渍洗涤效果不同，对奶渍洗涤效果最佳，对蓝墨水洗涤效果最差，说明加酶洗衣粉中含有蛋白酶；羊毛和蚕丝的主要成分是蛋白质，若使用加酶洗衣粉，会对衣物造成破坏；由于加酶洗衣粉对不同的污渍洗涤效果不同，说明酶具有专一性。
【答案】　(1)50～60 ℃　(2)奶渍　蓝墨水　奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪，加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶，能使蛋白质和脂肪等有机物水解，而很难使蓝墨水的成分水解　(3)不能　羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质水解，从而使织物受到破坏　(4)专一
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽。
2．加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷无磷的方向发展，减少对环境的污染。
3．普通洗衣粉中常含有表面活性剂、水软化剂、漂白剂等成分。
4．影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量，衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的时间等。
1．下列不属于加酶洗衣粉添加的酶制剂的是(　　)
A．蛋白酶　　　　　　B．脂肪酶
C．淀粉酶 D．麦芽糖酶
【解析】　目前常用的酶制剂包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶，不包括麦芽糖酶。
【答案】　D
2．普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别正确的是(　　)
A．普通洗衣粉中含有较多的磷，会污染环境
B．表面活性剂只存在于普通洗衣粉中，会产生泡沫，可以将油脂分子分散开
C．水软化剂只存在于普通洗衣粉中，可以分散污垢
D．加酶洗衣粉是将酶直接添加到普通洗衣粉中
【解析】　表面活性剂和水软化剂在普通洗衣粉及加酶洗衣粉均有使用；加酶洗衣粉中的酶是经过处理后添加的；普通洗衣粉含有较多的磷，含磷的污水排放至水域中会引起藻类大量繁殖。
【答案】　A
3．(2013·运城高二联考)在研究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响时的不变因素是(　　)
A．水量、水质
B．洗衣粉的用量和洗涤方式及时间
C．衣物的材料、大小和浸泡时间
D．以上都是不变因素
【解析】　在研究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响时，根据单一变量原则，在设置的几组实验中，除了温度变化之外，影响洗涤效果的其他因素均应为不变因素。
【答案】　D
4．生物体内的酶很容易降解、失活，而洗衣粉中的酶却能长时间保持活性的原因是(　　)
A．生物体内酶的活性受温度影响，洗衣粉中酶的活性不受温度的影响
B．洗衣粉中的酶外层有特殊的化学物质层层包裹，保持其活性
C．生物体内的酶是蛋白质，洗衣粉中的酶是无机物
D．以上全部正确
【解析】　酶的活性容易受外界环境因素影响，因此添加到洗衣粉中的酶有特殊的化学物质层层包裹。
【答案】　B
5．在探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响实验时，往往采用同一型号的小容量自动洗衣机洗涤衣物，其原因是(　　)
A．便于更好地控制变量
B．洗涤时间短
C．洗涤时更省力
D．可洗涤的衣物多
【解析】　探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响时，洗衣的方式、时间及用水量等都属于无关变量，应在各组间保持一致。
【答案】　A
6．(2012·太原高二测试)下列关于加酶洗衣粉说法不正确的是(　　)
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．加酶洗衣粉与普通洗衣粉相比更利于环保
【解析】　加酶洗衣粉与普通洗衣粉相比，虽然表面活性剂和三聚磷酸钠的含量较少，但添加了一定量的酶制剂。在酶的作用下，构成污渍的一些生物大分子被分解为可溶性的小分子，使污渍容易从衣物上脱落，即加酶洗衣粉的洗涤效果不仅没有降低反而加强了。但是，由于酶具有专一性，只有洗衣粉中的酶与污渍相对应时，其优势才能发挥出来，如果不对应，加酶洗衣粉的洗涤效果可能不如普通洗衣粉好。
【答案】　A
7．某洗衣粉的包装袋上印有如下说明，请回答下列问题。
成分：含碱性蛋白酶等。
用法：洗涤前先将衣物浸于含洗衣粉的水内数分钟，使用温水效果更佳。
注意：切勿用于丝质及羊毛衣料，用后彻底洗手。
(1)质监局针对该洗衣粉设计了如下实验：
步骤 A组 B组
1 加入一定浓度的该洗衣粉溶液 加入经煮沸并冷却的相同浓度的该溶液(与A组等量)
2 加入相同的涂有蛋白膜的胶片
3 置于适宜且相同的温度条件下
质监局做该实验的目的是____________________________，可通过观察________________________________________予以确认。
(2)某中学生为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上表中的材料及方法进行了有关实验，并把实验结果以曲线图A、B的形式表示了出来。
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，酶的催化效率基本降为零，用语言描述0 ℃升到45 ℃时酶催化效率变化趋势________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③B图中温度从75 ℃降到45 ℃的催化效率变化曲线与横轴重合，这样画的理由是________________________________________________________________________。
④该学生在实验过程中可通过直接测定不同温度下________________________________________来表示酶的催化效率的高低。
【解析】　依图示，在45 ℃时，酶的催化效率最高；在0 ℃和75 ℃时，酶活性为零，但0 ℃时酶并未失活，温度升高，酶活性恢复；从75 ℃降到45 ℃，酶活性不能恢复，说明此时酶已失活。
【答案】　(1)检查该洗衣粉是否含有蛋白酶　一段时间后，A、B两组中胶片上蛋白膜的变化情况
(2)①45 ℃　②在0 ℃升到45 ℃时，随温度的升高，酶的催化效率逐渐增强　③75 ℃酶的结构已被破坏(或酶的活性已丧失)　④胶片上蛋白膜完全消失所需时间的长短(或相同时间内胶片上蛋白膜消失的多少)
一、选择题
1．加酶洗衣粉中的“酶”有多种，对各种污渍要考虑其不同情况选用不同的加酶洗衣粉，主要原因是(　　)
A．酶具有多样性　　　　　　B．酶具有高效性
C．酶具有专一性 D．酶易受环境影响
【解析】　由于酶具有专一性，因此针对不同种类的污渍应选择不同的加酶洗衣粉。
【答案】　C
2．关于加酶洗衣粉的叙述中，正确的是(　　)
A．加酶洗衣粉是指仅加入蛋白酶的洗衣粉
B．加酶洗衣粉里的酶制剂对人体有毒害作用
C．加酶洗衣粉里的酶制剂会污染环境
D．加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉
【解析】　 本题是对加酶洗衣粉基础知识的考查。加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂，如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等。这些酶制剂不仅可以有效地清除衣物上的污渍，而且对人体没有毒害作用，并且这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解，不会污染环境。
【答案】　D
3．(2013·南通高二检测)与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉的优点不包括(　　)
A．容易除去汗渍 B．容易除去油污
C．容易除去奶渍 D．可以重复使用
【解析】　加酶洗衣粉与普通洗衣粉一样，均不能重复使用。
【答案】　D
4．在探讨不同温度对加酶洗衣粉影响的实验中，下列说法不正确的是(　　)
A．应根据当地一年中实际气温变化来确定水温
B．可选择洗涤不同污渍的白布作对照
C．选择水温应考虑衣物的承受能力
D．选择水温应考虑洗涤成本
【解析】　衣物的洗涤，既要考虑洗涤效果，又要考虑衣物的承受能力和洗涤成本。设计实验时，根据当地一年中实际气温的变化来确定水温，这既是确定实验变量的基本原则，也可引导学生将课堂学习与现实生活相联系。根据单一变量原则，在该实验中温度是变量，其他条件应该是相同的，包括污渍的种类和数量。
【答案】　B
5．下列关于加酶洗衣粉的使用方法，正确的是(　　)
A．向盆中加入温水后加洗衣粉，再加衣物
B．向盆中加入冷水后加洗衣粉，再加衣物
C．向盆中加入沸水后加洗衣粉，再加衣物
D．将洗衣粉直接加到衣物上干洗，不能加水
【解析】　酶的作用条件较温和，因此加酶洗衣粉应用温水溶开之后再使用。
【答案】　A
6．某同学探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响，选择10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃和70 ℃的温度梯度，在其他条件都一致的情况下，发现40 ℃时的洗涤效果最好，由此得出(　　)
A．40 ℃为该酶的最适温度
B．40 ℃不是该酶的最适温度
C．40 ℃时酶活性最高
D．不能确定该酶的最适温度
【解析】　本题考查对实验结果的判断。因为该同学设计的变量的梯度差为10 ℃，在30～50 ℃之间还有很多温度，这些温度条件下的酶活性与40 ℃的酶活性的高低没有进行比较。考生易忽视变量的梯度差对实验结果的干扰。
【答案】　D
7．有关加酶洗衣粉使用注意事项的叙述正确的是(　　)
①蛋白质类织物不能用加酶洗衣粉来洗涤
②加酶洗衣粉使用的水温一般在50 ℃以下
③加酶洗衣粉不宜存放太久，加酶洗衣粉有保质期
④碱性蛋白酶洗衣粉会分解人体皮肤表面蛋白质，从而损伤人体皮肤，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触
A．①② B．②③④
C．①③④ D．①②③④
【解析】　加酶洗衣粉一般含有碱性蛋白酶，能将蛋白质类织物及皮肤表面蛋白质分解，酶的活性受温度等因素影响，一般酶的活性在35～50 ℃之间，高温会破坏酶的结构，使酶的活性丧失，酶存放太久，也会使酶丧失活性，所以加酶洗衣粉有保质期。
【答案】　D
8．(2012·沈阳高二质检)下列是“探究某种加酶洗衣粉使用的最适温度”的实验设计，最合理的是(　　)
A．加酶洗衣粉在30 ℃的水中洗涤效果没有45 ℃的好，说明45 ℃为最适温度
B．在不同温度的水中，加入相同的污物及不等量洗衣粉，看哪种效果好
C．取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入等量相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度下洗衣粉的洗涤效果最好
D．将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37 ℃的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉洗涤效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37 ℃
【解析】　探究某种加酶洗衣粉使用的最适温度时，应该遵循单一变量原则，除了温度不同外(取一系列不同温度)，其他条件都应相同。
【答案】　C
9．如图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果进行的研究结果。下列有关叙述，不正确的是(　　)
A．本研究的自变量有温度和洗衣粉是否加酶
B．本研究的因变量可能是污渍残留量
C．两类洗衣粉的最佳使用温度都为t1
D．温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活
【解析】　由图可知实验的因变量为污渍的残留量。加酶洗衣粉的最佳使用温度为t1，普通洗衣粉的最佳使用温度为t2。
【答案】　C
10．(2012·江苏高考)下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述，合理的是(　　)
A．先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度
B．实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度
C．相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
D．衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果
【解析】　由于温度会影响酶的活性，高温会导致加酶洗衣粉中的酶变性失活，A项错误；本实验的目的是探究两种洗衣粉的洗涤效果，所以观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度或达到同样洗涤效果所需时间的长短，B项正确；在适宜的pH下，加酶洗衣粉的洗涤效果高于普通洗衣粉，但pH过高或过低时酶都会变性失活，则两者洗涤效果相似，C项错误；酶具有专一性，加有蛋白酶的洗衣粉不能用于洗涤真丝、羊毛等衣料，适当增加洗衣粉的用量会使洗涤效果增强，D项错误。
【答案】　B
二、非选择题
11．为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见的污垢的去除能力，洗衣粉中常常会添加多种酶类。下表为某品牌洗衣粉的部分说明，据此请回答有关问题。
注意事项
①请将本品置于阴凉、干燥处，避热、避湿、避光。
②不慎溅入眼中，立即用水冲洗。
③水温以30～50 ℃为宜，切忌用70 ℃以上的热水。
(1)根据衣物上常见的污垢，加酶洗衣粉中添加的酶制剂有碱性蛋白酶、________________________________________________________________________。
(2)碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等中含有的大分子蛋白质水解成可溶性的________________________________________________________________________。
(3)根据你所学的有关知识和上表中的说明，解释注意事项②③：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)下面是有关加酶洗衣粉洗涤效果的探究实验，请据表回答问题。
脸盆
编号 洗涤物
(等量) 洗涤
温度 洗衣粉
(等量) 水量 洗净所
需时间
1 油污布 45 ℃ 加酶 2 L 4 min
2 油污布 45 ℃ 普通 2 L 7 min
3 油污布 5 ℃ 加酶 2 L 8 min
4 油污布 5 ℃ 普通 2 L 9 min
①该实验设计体现了________________原则。
②若1号实验组洗净所需时间接近7分钟，请分析最可能的原因：________________________________________________________________________。
【解析】　(1)血渍、奶渍、油污、土豆泥等的主要成分是蛋白质、脂肪、淀粉等，因此加酶洗衣粉中需含相应的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。(2)蛋白酶的作用是把大分子的蛋白质水解为可溶性的氨基酸或小分子的肽。(3)加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶，溅入眼中会损伤角膜；酶的活性受温度影响，30～50 ℃是洗衣粉中酶的适宜温度范围。(4)本实验中普通洗衣粉与加酶洗衣粉形成对照，1和2组或3和4组是同一温度下普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果对照组，保证了单一变量；若1号实验组洗净所需时间接近7分钟，和普通洗衣粉的洗涤效果一样，说明酶没有发挥作用，故最可能的原因是酶失活。
【答案】　(1)脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶
(2)氨基酸或小分子的肽
(3)②洗衣粉中含有碱性蛋白酶，溅入眼中会损伤角膜，③酶的活性受温度影响，30～50 ℃是洗衣粉中酶的适宜温度范围
(4)①单一变量、对照
②洗衣粉中酶失活
12. (2013·长春高二调研)洗衣粉是人们日常生活所必需的，有同学对加酶洗衣粉的作用很感兴趣，为此，做了以下实验探究。
实验过程：
①用天平称取加酶洗衣粉若干份，每份5克。
②制作被牛奶(主要含蛋白质和脂肪)和蓝墨水[主要成分：阿拉伯树胶(植物纤维)、鞣酸与硫酸亚铁]处理过的同一布料若干份(污渍大小以滴管滴数为准)。
③取2只500毫升烧杯，依次编号A、B，分别加入200毫升水和一份称好的洗衣粉，放入冷水水浴锅中并搅拌。
④取2块被牛奶和蓝墨水处理过的布料各一份，分别同时放入烧杯中，用玻璃棒搅拌，并用秒表记录除去污渍所需时间。
然后，分别以水浴锅温度依次为20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃重复步骤③④实验，记录除去污渍所需时间，结果如下表。
不同温度除去不同污渍所需时间(分钟)
　　水温
(℃)　　 10 20 30 40 50 60 70 80
奶渍 48 43 28 12 6 4 12 17
蓝墨水 93 86 80 72 68 67 81 105
(1)请以温度为横坐标，酶促反应速度为纵坐标画出清洗奶渍的实验的大致情况图。
(2)在同一水温下除去两种污渍时间不同的可能原因是____________________________。
(3)请你为上述探究实验命题：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)上述探究过程(①至④)隐含________和________两个步骤。
(5)上述实验包含两种对照关系，一种是针对______的成分对照，另一种是针对________的条件对照。
【解析】　(2)根据图表数据，在相同温度下，同一种酶除去两种污渍时间不同，说明同一种酶对不同污渍的处理效果不同，体现了酶的专一性。(3)本实验探究的是不同温度下洗衣粉对不同污渍的去污效果。(4)科学探究的一般过程包括观察现象、发现问题、提出假设、设计实验验证假设和对结果进行交流和评价，本题探究过程(①至④)为设计实验过程，设计思路中隐含了要探究的问题(即提出的假设)。(5)图表每一列的数据反映的是同一种酶对不同污渍的作用效果，实验变量为污渍的种类(即底物的种类)；每一行的数据反映的是不同温度下同一种酶对同一污渍的作用效果，实验变量为温度的高低。
【答案】　(1)如图所示。
(2)加酶洗衣粉含蛋白酶和脂肪酶，酶有专一性，只能催化蛋白质和脂肪的分解　(3)不同温度条件下，洗衣粉对不同污渍的洗涤效果　(4)提出假设　设计实验
(5)不同底物　不同温度
课题3酵母细胞的固定化
(教师用书独具)
●课标要求
　尝试制备和应用固定化酶。通过此实验了解并探讨固定化酶的应用价值。
●课标解读
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。
●教学地位
　本课题是本专题的重点内容，是高考的常考点之一，使用固定化酶能够节约成本，且能够反复使用，并提高产物的质量。固定化细胞与固定化酶相比，固定化细胞操作更加简单，且能够催化一系列的化学反应。固定化酶和固定化细胞技术，都是工业生产中比较常用的一种技术。
●教法指导
1．对于固定化酶的应用实例，教学时应该通过该实例归纳固定化酶的优点，可事先提出问题：在葡萄糖异构酶催化葡萄糖转化为果糖的反应中，如果不使用固定化的葡萄糖异构酶，而是直接使用酶，会对反应过程产生哪些影响？让学生带着问题去阅读教材，体会固定化酶的优点。
2．酶和细胞固定的方法及适用范围，应该先由教师引导学生比较酶和细胞的特点，从而确定这三种固定方法的适用范围。并指出酶来自于活细胞，那么固定化细胞的优势在哪里？细胞中存在的酶的种类？通过这些问题再归纳固定化细胞的优、缺点，并引导学生理解固定化细胞和固定化酶这两种技术的区别与联系，辩证的认识这两种技术的优势与不足。
(教师用书独具)
●新课导入建议
　利用课题背景导入，以葡萄糖为原料生产果糖的实验作为示例，生产得到的果糖中含有葡萄糖异构酶，这些酶混杂在果糖中，影响果糖的品质，并且造成了浪费。进而引出固定化酶和固定化细胞等内容。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P49－52，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。了解本课题的基础知识。?步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出课题。通过学生阅读、提问进行基础知识部分的教学。?步骤2：通过【课堂互动探究】探究1，比较直接使用酶、固定化酶及固定化细胞的优、缺点，并明确三种固定方法的适用范围。通过例1检测、巩固。??
课　标　解　读 重　点　难　点
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。 　制备固定化酵母细胞。(重难点)
固定化酶的应用实例
1.普通酶应用中的缺点
(1)酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活。
(2)溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本。
(3)反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。
2．固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产
(1)原理：葡萄糖果糖。
(2)生产过程：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，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。
(3)反应柱：酶固定在一种颗粒状的载体上，再将其装入反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由出入。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。
酶和细胞的固定化技术
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。
2．方法
3．载体
包埋法固定化细胞常用的是不溶于水的多孔性载体，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
4．优点
(1)固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离，可以反复作用。
(2)固定化细胞技术制备的成本低，操作容易。
　从操作角度考虑，固定化酶和固定化细胞哪一种方法对酶活性的影响更小？固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？
【提示】　固定化细胞操作更容易，对酶活性影响更小。固定化细胞可以催化一系列反应，故固定的是一系列酶。比如固定化酵母细胞将葡萄糖转化形成酒精的过程就是一系列酶催化反应的结果。
酵母细胞的固定化
1.制备固定化酵母细胞
(1)酵母细胞的活化：向干酵母中加入蒸馏水，使其恢复正常的生活状态。
(2)配制CaCl2溶液。
(3)配制海藻酸钠溶液。在加热时要用小火或间断加热。
(4)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合。
(5)固定化酵母细胞。
2．用固定化酵母细胞发酵
(1)操作步骤：固定好的酵母细胞(凝胶珠)用于发酵的葡萄糖溶液中。
(2)现象
1．固定化酶操作比固定化细胞操作简单、成本更低。(×)
【提示】　酶一般是从细胞中获得的，固定化细胞操作简单、成本低。
2．固定化酶可催化一系列的反应。(×)
【提示】　固定化酶只能催化一种或一类化学反应。
3．配制的海藻酸钠溶液的浓度越低，越难形成凝胶珠。(×)
【提示】　浓度越高，越难形成凝胶珠。
4．用不含酵母菌的凝胶珠作对照实验时，则不产生气泡，同时也闻不到酒味。(√)
直接使用酶、固定化酶及固定化
　　 细胞的比较
【问题导思】　
①固定化酶和固定化细胞各有哪些优、缺点？
②固定化酶和固定化细胞应采用何种方法？
1．直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较
直接使用酶 固定化酶 固定化细胞
酶的种数 一种或几种 一种 一系列酶
常用载体 高岭土、皂土、硅胶、凝胶 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺
制作方法 化学结合固定化、物理吸附固定化 包埋法固定化
是否需要
营养物质 　　　否 　　　否 是
催化反应 单一或多种 　　单一 一系列
反应底物 各种物质(大分子、小分子) 各种物质(大分子、小分子) 小分子物质
缺点 ①对环境条件非常敏感，易失活
②难回收，成本高，影响产品质量 不利于催化一系列的酶促反应 反应物不易与酶直接接触，尤其是大分子物质，反应效率下降
优点 催化效率高、耗能低、低污染 ①既能与反应物接触，又能与产物分离
②可以反复利用 成本低、操作容易
2.固定化技术的比较
方法 定义 适用范围 模型
包埋法 将酶包裹在多孔的载体中。常见的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等 多用于细胞的固定
方法 定义 适用范围 模型
化学结合法 将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上 多用于酶的固定　　 酶连接
物理吸附法　 将酶吸附到固体吸附剂的表面。固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等 多用于酶的固定　　 酶吸附在载体表面
　
1．固定化细胞使用的都是活细胞，因而为了保证其生长、增殖的需要，应该为其提供一定的营养物质。
2．固定化细胞由于保证了细胞的完整性，因而酶的环境改变小，所以对酶的活性影响最小。
　(2013·青岛高二调研)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是(　　)
A．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显
B．固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧
C．利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，需提供适宜的营养条件
D．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
【思维导图】 　(1)固定化酶酶的种类：一种所需条件：适宜的温度、pH等
(2)固定化细胞酶的种类：多种所需条件：适宜的温度、pH、营养物质
【精讲精析】　本题考查固定化酶和固定化细胞技术的优点。固定化细胞可连续催化多步反应；应用固定化酶需控制好温度和pH，无氧参与的反应不需控制溶解氧；利用固定化酶降解有机磷农药，农药是反应底物，不需另外提供营养；利用固定化酵母细胞发酵，糖类既作为反应底物，又作为酵母细胞生命活动的能源物质。
【答案】　A
固定化酵母细胞的制备与应用
【问题导思】　
①制备固定化酵母细胞的程序是怎样的？
②配制海藻酸钠溶液时应注意什么？
1．固定化酵母细胞的制备
(1)酵母细胞的活化：在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
(2)配制CaCl2溶液：0.83 g无水CaCl2＋150 mL蒸馏水→200 mL烧杯→溶解备用。
(3)配制海藻酸钠溶液：0.7 g海藻酸钠＋10 mL水→50 mL烧杯→酒精灯小火(或间断)加热，并不断搅拌，使之溶化→蒸馏水定容到10 mL。
(4)海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞，充分搅拌后吸入到注射器中。
(5)固定化酵母细胞：以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，形成凝胶珠。
2．用固定化酵母细胞发酵
(1)冲洗：将固定好的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗2～3次，刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，形成稳定结构。
(2)发酵：150mL质量分数为10%葡萄糖溶液＋固定化酵母细胞→200 mL锥形瓶→密封→250 ℃下发酵24 h。
　
制备固定化酵母细胞的易错提醒
1．CaCl2要称量准确，不能用自来水配制溶液，防止自来水中各种离子影响实验效果，应用蒸馏水。
2．加入活化酵母细胞时，海藻酸钠溶液必须冷却至室温，以免温度过高而杀死酵母菌。
3．制备过程严格要求无菌操作，防止微生物污染。
4．海藻酸钠溶液的浓度涉及固定化细胞的质量，如果海藻酸钠浓度过高，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就少，影响实验效果。
　某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。
(1)酵母细胞的固定常用的方法是________。
(2)该实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程为：
①使干酵母与蒸馏水混合并搅拌，使酵母细胞活化。
②将无水CaCl2溶解在蒸馏水中，配制成CaCl2溶液。
③用酒精灯大火连续加热配制海藻酸钠溶液。
④向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀。
⑤将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液中，观察凝胶珠的形成。
请你改正其中错误的操作：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。
①图中a为________________；b是反应柱。
②从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是
________________________________________________________________________。
③为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程一定要在________条件下进行。
④加入反应液后的操作是关闭活塞1和活塞2。
⑤装置的长导管起到什么作用？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【思维导图】　
(1)酵母细胞个体大：多采用包埋法发酵酒精：厌氧环境活细胞：需要适宜的条件和营养
(2)海藻酸钠溶液防焦糊：小火或间断加热
【精讲精析】　(1)制备固定化酵母细胞的方法通常用包埋法。(2)海藻酸钠溶解应用小火或间断加热，以免海藻酸钠焦糊，为了防止刚溶化好的海藻酸钠溶液杀死酵母细胞，应冷却至室温后再加入活化的酵母细胞。
(3)通过图可知，a为固定化酵母细胞，c为分布着小孔的筛板；反应液浓度过高，酵母细胞会因失水过多最终导致死亡；实验过程应保证无菌操作，以免受其他微生物的影响；因为进行的是发酵，所以酵母菌进行的是无氧呼吸，长导管的作用就是防止氧气进入并且把无氧呼吸产生的CO2释放出去。
【答案】　(1)包埋法
(2)③中海藻酸钠溶解应用小火或间断加热；④中海藻酸钠溶液冷却至室温再加入酵母细胞
(3)①固定化酵母细胞
②浓度过高酵母细胞会因失水过多而死亡
③无菌
⑤释放CO2，防止空气进入反应柱
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。
2．制备固定化酵母细胞的基本步骤是：酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。
3．配制海藻酸钠溶液要用小火或间断加热。
4．海藻酸钠溶液浓度过高，很难形成凝胶珠；过低，凝胶珠包埋的酵母菌少。
5．固定化酶固定的是一种酶，固定化细胞固定的是一系列酶。
1．(2013·石家庄高二测试)关于固定化酶中用到的反应柱的理解，其中正确的是(　　)
A．反应物和酶都可以自由通过
B．反应物能通过，酶不能通过
C．反应物和酶都不能通过
D．反应物不能通过，酶能通过
【解析】　反应柱中的酶都是被固定的，因此酶不能通过反应柱；反应物需要在反应柱中流动，以便于和酶接触，因此反应物可以通过反应柱。
【答案】　B
2．关于固定化酶技术，说法正确的是(　　)
A．固定化酶技术就是固定反应物，将酶依附着载体围绕反应物旋转的技术
B．固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应
C．固定化酶中的酶无法重复利用
D．固定化酶技术是将酶固定在一定空间内的技术
【解析】　固定化酶技术是利用物理或化学的方法将酶固定在一定空间内的技术，其优点是酶被固定在一定装置内可重复利用，缺点是无法同时解决一系列酶促反应。
【答案】　D
3．下列不属于固定化酶在利用时的特点的是(　　)
A．有利于酶与产物分离
B．可以被反复利用
C．能自由出入依附的载体
D．一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应
【解析】　本题考查固定化酶的定义和固定化酶作用的特点。固定化酶由于酶被固定在不溶性的载体上，很容易与产物分离，同时酶也能反复使用，这是固定化酶的主要优点。通常固定化酶的种类单一，所以不能催化一系列酶促反应。
【答案】　C
4．试分析下图中，哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似(　　)
【解析】　A、B选项适合于酶的固定化，C选项既用于酶固定，也可用于细胞固定。制备固定化酵母细胞用的是包埋法，即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中，所以与D选项相似。
【答案】　D
5．(2012·天津高二期末)在制备固定化酵母细胞的实验中，CaCl2溶液的作用是(　　)
A．用于调节溶液pH　　　B．用于进行离子交换
C．用于胶体聚沉 D．用于为酵母菌提供Ca2＋
【解析】　海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质溶液的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，其作用机理是由于盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引，形成更大的胶体颗粒，类似于人体红细胞与抗凝集素之间的凝集反应。
【答案】　C
6．某同学实验中制备固定化酵母细胞，下面是其实验的步骤环节，那么他遵循的实验步骤顺序应该是(　　)
①配制CaCl2溶液　②海藻酸钠溶化　③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合　④酵母细胞活化　⑤固定化酵母细胞
A．①②③④⑤　　　　　　　B．④①③②⑤
C．④⑤②①③ D．④①②③⑤
【解析】　制备固定化酵母细胞的正确步骤为：酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→海藻酸钠溶化→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。
【答案】　D
7．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)，分析回答下列问题。
(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，酶活力较低的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用________次，酶活力明显下降。
(4)固定小麦酯酶不仅采用海藻酸钠直接包埋，同时用戊二醛作交联剂，这是因为________________________________________________________________________。
【解析】　本题考查分析图表的能力，由甲图可知，固定化酶在较高温度下仍然具有较高的活性。 乙和丙图均较为简单，但对考生读图识图的能力有一定的要求。
【答案】　 (1)固定化酶比游离酶对温度变化适应性更强且应用范围较广　(2)3%　海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足
(3)3　(4)酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出
一、选择题
1．下列关于使用固定化酶技术生产高果糖浆的说法正确的是(　　)
A．高果糖浆的生产需要使用果糖异构酶
B．在反应柱内的顶端装上分布着许多小孔的筛板，防止异物的进入
C．将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，果糖从反应柱下端流出
D．固定化酶技术复杂，成本较高
【解析】　生产高果糖浆时所用的酶应为葡萄糖异构酶，将这种酶固定在一种颗粒状的载体上，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筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，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，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本。
【答案】　C
2．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将从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
【解析】　微生物降解有机磷农药时需要消耗营养物质，而固定化酶在使用过程中不需要提供营养。
【答案】　D
3．下列说法不正确的是(　　)
A．固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法
B．固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法
C．由于细胞个体大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法固定
D．反应物是大分子物质时应采用固定化酶技术
【解析】　在酶和细胞的固定化技术中，通常有包埋法、化学结合法和物理吸附法，其中由于酶分子小，又多带电荷，易从多孔性物质中漏出，因此多使用化学结合法与物理吸附法，而细胞个体大，难以被多孔性物质吸附或结合，因而多采用包埋法。
【答案】　C
4．在制备固定化酵母细胞的过程中错误的操作是(　　)
A．取干酵母，加入蒸馏水，使其活化
B．配制海藻酸钠时，加热用大火，直到海藻酸钠溶化为止
C．将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞
D．将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右
【解析】　干酵母需加蒸馏水使其活化恢复生活状态。配制海藻酸钠时应用小火或间断加热，以免焦糊。海藻酸钠溶液与活化酵母细胞混合时应在室温下进行，防止温度过高杀死酵母细胞，最后将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右。
【答案】　B
5．下图中所示的酶固定化技术中属于包埋法的一组是(　　)
　　　　①　　　　　　　　　　　②
　　　　③　　　　　　　　　　④
A．①②　　　　　　B．①③④
C．①④ D．③④
【解析】　图中①～④依次表示的固定化方法为：物理吸附法、化学结合法、包埋法、包埋法。
【答案】　D
6．(2013·抚州高二测试)下列有关固定化酶和固定化细胞的说法不正确的是(　　)
A．固定化酶活性的发挥需要适宜的温度和pH
B．固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要有机营养的供应
C．固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都在细胞外起作用
D．固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性不变
【解析】　酶的活性的正常发挥都需要适宜的温度和pH。固定化细胞发挥作用的是活细胞，活细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要有机营养的供应。固定化酶所固定的酶都在细胞外起作用；固定化细胞所固定的酶有的在细胞外起作用，有的在细胞内起作用。固定化酶和固定化细胞都能反复使用，而且酶的活性不变。
【答案】　C
7．下列有关固定化酶和固定化细胞的说法正确的是(　　)
A．某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应
B．固定化细胞技术一次只能固定一种酶
C．固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离
D．固定化酶和固定化细胞都能适宜用包埋法制备
【解析】　固定化酶和固定化细胞，就是利用理化方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时酶还可以被反复利用，其中酶的特性没有发生改变。固定化细胞能固定一系列酶，可以进行一系列反应。固定化细胞适宜用包埋法制备，固定化酶适宜用化学结合法、物理吸附法制备。
【答案】　C
8．(2012·西城检测)下图是应用固定化酵母进行葡萄糖发酵产生酒精的装置，下列说法中不正确的是(　　)
A．为使固定化酵母可以反复使用，实验过程一定要在无菌条件下进行
B．加入反应液后保持活塞1始终打开，活塞2则必须关闭
C．装置的长导管主要是为了释放CO2并防止杂菌进入反应柱
D．加入反应液的浓度不能过高，以免酵母细胞因失水过多而死亡
【解析】　酵母菌发酶产生酒精需要无氧环境，因此活塞1应该关闭。
【答案】　B
9．许多病原菌对青霉素产生了抗药性，科学家用青霉素酰化酶研制出了氨苄青霉素。利用固定化青霉素酰化酶反应器除严格控制温度和pH外，还必须严格控制的条件是(　　)
A．高压　　　B．无菌　　　C．搅拌　　　D．光照
【解析】　为保证产物纯度，固定化青霉素酰化酶在使用时应该严格无菌。
【答案】　B
10．(2012·江苏高考)下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，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．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌
【解析】　酶的固定方式有包埋法、化学结合法和物理吸附法，物理吸附的过程是利用吸附剂本身的表面张力，从而对附近的分子产生吸附，吸附剂不会与被吸附物质发生化学反应而使其发生性质改变，所以吸附法对酶活性影响很小，A项正确；消化酶在人体消化道内发挥作用，蛋白酶制剂一般在最外面加上糖衣后通过口服方式给药，B项正确；尿糖试纸是一种酶试纸，是将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色化合物固定在纸条上，制成测试尿糖含量的酶试纸，这种酶试纸与尿液相遇时，很快会因为尿液中葡萄糖含量的多少而呈现一定的颜色，再次使用时颜色会有掩盖作用，所以不能反复利用，C项错误；制备固定化酵母细胞时，将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗的目的是洗去CaCl2和杂菌，防止凝胶珠硬度过大和杂菌的污染，D项正确。
【答案】　C
二、非选择题
11．根据下面制备固定化酵母细胞的实验流程回答问题。
酵母细胞活化→配制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
(1)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________________________________________________________________________
____________。
(2)影响实验成败的关键步骤是________________________________________________________________________。
(3)如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目________。
(4)观察形成的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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)制备固定化酶不宜用包埋法，为什么？__________________________________。
________________________________________________________________________
【解析】　(1)酵母菌在干燥时，处于休眠状态，需加水活化，否则制成的固定化酵母菌在发酵时酶活性较低且酵母菌增殖缓慢。(2)该实验的关键是海藻酸钠溶液的配制。(3)如果海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞的数目少，影响实验效果。(4)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。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。(5)由于酵母菌细胞个体较大，不易从包埋材料中漏出，故细胞的固定化一般采用包埋法；而酶分子很小，容易从包埋材料中漏出，不宜采用包埋法。
【答案】　(1)缺水　正常的生活　体积增大　(2)配制海藻酸钠溶液　(3)少　(4)海藻酸钠浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少　海藻酸钠浓度偏高，制作失败
(5)因为酶分子很小，容易从包埋材料中漏出
12．如图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答问题。
(1)请在横线上填出各标号的名称。
①________，②________________，③________________。
(2)固定化酶的优点在于(多选)(　　)
A．能被重复利用
B．减少生产成本，操作容易
C．有利于提高酶活性
D．有利于产物的纯化
(3)③的作用是________________________________________________________________________。
(4)制作固定化葡萄糖异构酶所用的方式有____________________或____________________。
【解析】　与一般的酶制剂相比，固定化酶不仅能与反应物充分接触，还能与产物分离，并且可以反复利用。但是与固定化细胞相比，固定化酶不能催化一系列的化学反应，并且固定化细胞成本更低，操作更容易。
使用固定化酶技术往往利用一个反应柱，下端有一个分布着小孔的筛板，酶颗粒无法通过筛板，而反应溶液却可以自由出入。
制作固定化葡萄糖异构酶的方式有将酶相互连接起来、将酶吸附在载体表面上。
【答案】　(1)反应柱　固定化酶　分布着小孔的筛板
(2)ABD　(3)酶颗粒无法通过③，反应溶液却可以自由出入　(4)将酶相互连接起来　将酶吸附在载体表面上
影响酶活性的因素
　酶活性是指催化一定化学反应的能力。酶活性的高低用酶活力单位表示。酶活力单位是指标准状态下，1 min内转化1 mmol的底物所需的酶量。温度、pH和酶的抑制剂等条件都会影响酶的活性。
1．温度对酶活性的影响
温度对酶活性的影响具有双重性。即：在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；超过一定温度之后，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低；当达到一定温度后，酶的活性全部丧失。酶的活性随温度的升高而变化的趋势可用下图表示：
2．pH对酶活性的影响
pH影响酶活性的结果：过酸、过碱都会使酶发生不可逆失活。
3.底物浓度和酶浓度对酶促反应速度的影响
(1)甲图：在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速度随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量限制，酶促反应速度不再增加。
(2)乙图：在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速度与酶浓度成正比。
(3)甲、乙两图中底物浓度、酶浓度都是通过底物与酶的接触面积大小影响酶促反应速度的。
　某同学用实验来探究pH对酶活性的影响。他准备了5支含有等量果胶酶溶液的试管，用0.1%的盐酸或氢氧化钠溶液调节至不同的pH，每支试管加5块1 cm3的正方体的苹果块，试管均置于25 ℃室温条件下。
(1)请你帮助选择pH梯度：________________________________________________________________________。
(2)请以两种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是：____________________________________，可根据________________________来判断最适pH。
(4)为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶的作用，还应对实验进行怎样的设计？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　(1)通过设置梯度来确定最适值，是本节的一个重点。设置梯度来确定最适值时，第一轮实验通常设置的梯度差较大，缩小范围后，在第二轮实验中可设置较小的梯度差。(2)结合题干中的内容，要想缩短实验时间，既可以提高温度，以提高酶的活性，也可以将苹果块处理成苹果泥，以增大与酶的接触面积。(3)酶活性的强弱一般是通过一定条件下果汁的滤出量来表示的。(4)可以增设对照实验。
【答案】　(1)5、6、7、8、9　(2)方法一：将温度由25 ℃提高到大约50 ℃；方法二：将正方形苹果块处理成苹果泥
(3)酶活性越大，果胶分解越快，生成果汁越多　生成果汁最多时，酶活性最大　(4)另增加一个试管，放入与果胶酶溶液等量的清水和等量的苹果泥，但不加酶溶液作对照
酶的生产方法
　通常有提取法、发酵法或化学合成法三种。
1．提取法是直接从动物或微生物的细胞或组织中将酶提取出来，是最早也最常见的方法，但是相应酶的提取量少。
2．发酵法是通过微生物发酵而获得人们所需要的酶。一般包括固体发酵、液体深层发酵、固定化细胞发酵、原生质体发酵等。
3．化学合成法是20世纪60年代出现的一种方法，直接通过化学合成有关酶，但成本太高，仍处在实验阶段。
　无论上述哪种方法获得的酶，在使用之前都必须进行酶活力(活性)的测定。
　下列关于酶的叙述中正确的是(　　)
A．酶是由有分泌功能的细胞产生的并且能调节生物体的生命活动
B．活细胞都可产生酶，酶可在细胞外起作用
C．酶都是在核糖体上合成的
D．所有的酶与双缩脲试剂发生作用都可产生紫色反应
【解析】　逐项分析如下：
选项 内容指向·联系分析
A 酶是活细胞产生的，只起催化作用，不具有调节生物体生命活动的作用
B 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，一般来说，凡是活细胞都可产生酶。酶既可在细胞内起作用，也可在细胞外起作用
C 绝大多数酶是蛋白质，在核糖体上合成；少数酶是RNA，由DNA转录形成
D 只有是蛋白质成分的酶与双缩脲试剂发生作用才产生紫色反应
　【答案】　B
1．如图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系，从图中不能获得的信息是(　　)
A．酶反应的最适温度
B．酶因热而失活
C．酶反应生成物量与时间的关系
D．酶反应速度和酶量的关系
【解析】　解本题时要看清坐标曲线图横坐标、纵坐标的含义分别为时间和生成物的量，不同曲线的形成是由于不同的温度而导致的。但图中没有表示出酶量的变化，因此能得到的结论是A、B、C，不能得到结论D。
【答案】　D
2．(2013·宝鸡高二检测)下列能够同时使用且效果较好的一组是(　　)
A．纤维素酶和蛋白酶
B．胰蛋白酶和加酶洗衣粉(含碱性蛋白酶)
C．木瓜蛋白酶和胃蛋白酶
D．乳糖酶和果胶酶
【解析】　胰蛋白酶作用的适宜pH为偏碱性，而含碱性蛋白酶的加酶洗衣粉作用的环境条件也是偏碱性。
【答案】　B
3．制备果汁的工艺过程，离不开果胶酶，下列关于果胶酶的叙述正确的是(　　)
A．凡是活细胞都能产生果胶酶
B．果胶酶特指分解果胶的一种酶
C．组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸
D．纤维素酶和果胶酶可用于除去植物细胞壁
【解析】　果胶酶是一类酶的总称，并不是所有的活细胞都能产生果胶酶；果胶酶的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸。
【答案】　D
4．石榴成熟后，如果软化快，耐贮运性就会差。果实的软化与细胞壁中物质的降解有关，下列与此过程关系密切的酶是(　　)
A．蛋白酶　　　　　　　B．淀粉酶
C．纤维素酶和果胶酶 D．纤维素酶和淀粉酶
【解析】　组成细胞壁的成分是纤维素和果胶，果实软化时，对这些物质的降解起关键作用的是纤维素酶和果胶酶。
【答案】　C
5．嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是(　　)
A．炒肉的过程中加入
B．肉炒熟后起锅前加入
C．先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟
D．室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟
【解析】　酶的活性易受温度等条件的影响而失活，因此酶在使用时应考虑条件是否适宜。A、B、C项中在高温条件下，酶无法发挥作用。
【答案】　D
6．现有磨浆机、烧杯、滴管、量筒、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、试管、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液，下表是某小组利用上述材料进行的有关实验：(“/