课件23张PPT。专题整合提升多聚半乳糖醛酸酶 细胞壁及胞间层 温度 温度和pH 脂肪酸酶 化学结 合法 配制CaCl2溶液 配制海藻酸钠溶液 用小火或间断加热 冷却至室温 1．物质：果胶和纤维素。
2．对果汁的影响：
(1)果汁的出汁率低，耗时长。
(2)果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。专题一 影响果汁产量的物质及处理 3．处理方法——酶解法：【易错警示】
(1)果胶酶可以将果胶水解成小分子的半乳糖醛酸，纤维素酶可以将纤维素水解成小分子的葡萄糖，两者都有利于提高果汁出汁率并使果汁变澄清。
(2)在实际应用中，可以同时加入果胶酶和纤维素酶，也可只加入果胶酶或纤维素酶。
(3)在探究影响酶活性的实验中，在反应物与酶混合之前都要分别进行处理达到预设条件，防止反应物与酶混合过程中引起自变量的变化对实验结果造成干扰。1．关于果胶和果胶酶的叙述中错误的是
A．组成植物细胞壁的主要成分是果胶和纤维素，果胶主要分布在细胞的细胞壁和胞间层
B．果胶酶有多种，如多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶等
C．果胶酶在食品工业中有广泛的用途，在其他方面则无用处，体现了酶的专一性
D．果胶酶、纤维素酶配合使用，可分解植物细胞壁中的果胶和纤维素，促使淀粉、脂质、维生素和蛋白质的释放，以提高饲料的营养价值［变式训练］解析 果胶酶的化学本质是蛋白质，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等，作用是分解细胞壁中的果胶，使果汁产量增加，透明度提高，在食品工业(如制作果汁、提高葡萄酒质量等)方面作用很大。也常与纤维素酶等共同使用，有提高饲料营养价值和降低饲料黏度、促进饲料在动物消化道内的消化等作用。但酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，而不是指酶只有一种用途，因此C错误。
答案 C1．探讨加酶洗衣粉的洗涤效果时，要有效地控制变量(如下表)：专题二 加酶洗衣粉的作用及使用 2.有关酶的探究实验设计思路：
(1)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。
(2)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。
(3)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。【易错警示】 探究最适温度时温度梯度的设置
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 ℃，直至测出较准确的最适温度。2．根据相关知识，回答酶应用方面的问题：
(1)若要提高衣物上血渍的去除效果，可在洗衣粉中加入________酶，因为该酶能将血红蛋白水解成可溶性的________或________；若要提高衣物上油渍的去除效果，洗衣粉中可添加________酶。
(2)使用加酶洗衣粉时，水温过低或过高时洗涤效果不好的原因分别是________________________。［变式训练］解析 (1)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。加酶洗衣粉中的碱性蛋白酶制剂可以使奶渍、血渍等含有的多种蛋白质污垢降解成易溶于水的小分子的肽或氨基酸。碱性脂肪酶制剂能将脂肪水解成容易被水冲洗掉的甘油和脂肪酸，从而达到清除衣物上脂质污垢的目的。(2)酶的活性易受温度影响：低温会大大降低酶的活性，高温则可能使酶变性失活。
答案 (1)碱性蛋白(或蛋白) 氨基酸 小分子的肽
脂肪 (2)水温过低时酶活性较低，水温过高会使酶变性失活专题三 直接使用酶、固定化酶与固定化细胞
的比较 【易错警示】 固定化细胞与固定化酶有许多相似之处，但也有较大的区别(酶与活细胞有区别)，固定化细胞主要应用在一些需要活体细胞进行持续性处理的生产过程中。3．酵母细胞固定化的实验中，下列实验操作与目的不相符的是
A．干酵母加入蒸馏水搅拌均匀后，放置一段时间，使酵母细胞活化
B．采用小火间断加热的方法，防止海藻酸钠发生焦糊
C．将活化的酵母细胞加入海藻酸钠溶液中，轻轻搅拌，以免产生气泡
D．用注射器滴加溶液时要接近CaCl2溶液的液面，防止凝胶珠出现“尾巴”［变式训练］解析 实验中，为了防止凝胶珠出现“尾巴”，注射器应离CaCl2溶液的液面远一些。
答案 D4．下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答：
活化酵母细胞→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重新恢复________________________状态。活化时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_____________________________________。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细胞活性较低。
(2)配制海藻酸钠溶液关系到该实验的成败，海藻酸钠的溶化及浓度直接影响凝胶珠的形成。
答案 (1)缺水 正常的生活 体积会增大
(2)配制海藻酸钠溶液专题4 酶的研究与应用
(本试卷满分100分，时间60分钟)
一、选择题(共15小题，每小题4分，共60分)
1．在果汁生产中，使用果胶酶的作用是
A．提高水果的出汁率并使果汁变得澄清
B．使大分子物质分解为小分子有机物便于人体吸收
C．解决人们不能利用纤维素的问题
D．进一步提高水果的营养价值
解析 植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一为果胶。在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，而且会使果汁浑浊。果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁和胞间层，使果汁变得澄清。
答案 A
2．下列有关加酶洗衣粉的叙述，不正确的是
A．加酶洗衣粉中的酶都是固定化酶
B．温度影响加酶洗衣粉的洗涤效果
C．与普通洗衣粉相比，用加酶洗衣粉可以减少磷对河流的污染
D．加酶洗衣粉中的纤维素酶不能直接去除污垢，但可以增强洗涤效果
解析 洗衣粉中的酶没有用包埋法、化学结合法和物理吸附法这些步骤，是完全游离状态的，不是固定化酶，A错误；温度影响酶的活性，不同温度必将影响加酶洗衣粉的洗涤效果，B正确；普通洗衣粉中含有磷相对较多，含磷的污水排放到水体中，可导致水体的富营养化而污染水体，而加酶洗衣粉不仅可以有效地清除衣物上的污渍，而且能够被微生物分解，减少对环境的污染。C正确；加酶洗衣粉中纤维素酶的作用主要是使纤维素的结构变得蓬松，从而使得渗入纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉接触，最终达到更好的去污效果，D正确。
答案 A
3．下列关于普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别，正确的说法是
A．普通洗衣粉中含磷，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洗衣粉中
解析 普通洗衣粉中含磷，会污染环境，造成水体的富营养化，A正确；表面活性剂不只存在于普通洗衣粉中，加酶洗衣粉中也含有表面活性剂，B错误；水软化剂存在于普通洗衣粉和加酶洗衣粉中，可以分散污垢，C错误；加酶洗衣粉中的酶是用特殊化学物质将酶包裹，使其与洗涤剂隔离，D错误。
答案 A
4．下列关于固定化酶的说法不正确的是
A．固定化酶是一种新型酶制剂
B．固定化酶可再次利用，降低了生产成本
C．固定后的酶既能与反应物接触，又能与反应物分离
D．固定化酶易溶于水
解析 固定化酶是一种新型酶制剂，A正确；固定化酶能够使酶反复使用，B正确；固定后的酶既能与反应物接触，又能与反应物分离，C正确；固定化酶不易溶于水，能够顺利从发酵产物中把酶分离出来，D错误。
答案 D
5．下列说法不正确的是
A．固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、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．由于细胞个大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法
D．反应物是大分子物质应采用固定化酶
解析 酶和细胞的固定化技术通常有包埋法、化学结合法和物理吸附法，由于酶分子小，又多带有电荷，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，因而应用包埋法。
答案 C
6．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将从大肠杆菌中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 大肠杆菌中的三酯磷酸酶可以催化有机磷农药分解，需要适宜的温度和pH，同时反应离不开水，但是不需要提供营养。
答案 D
7．关于固定化酶中用到的反应柱理解正确的是
A．反应物和酶均可自由通过反应柱
B．反应物和酶均不能通过反应柱
C．反应物能通过，酶不能通过
D．反应物不能通过，酶能通过
解析 固定化酶中用到的反应柱的底端装有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，所以C选项正确。
答案 C
8．下列有关固定化酶和固定化细胞的说法，正确的是
A．固定化酶和固定化细胞都能反复使用但酶的活性迅速下降
B．固定化酶技术一次只能固定一种酶
C．某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应
D．固定化技术常用的方法有包埋法、化学结合法、吸附法
解析 固化酶和固定化细胞都能反复使用，且酶的活性不会下降，A错误；固定化细胞技术能固定一系列的酶，B错误；固定化细胞的优势在于能催化一系列生化反应，固定化酶只能催化一种化学反应，C错误；固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法(交联法)，由于细胞相对于酶来说更大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法，固定化酶常用物理吸附法，D正确。
答案 D
9．关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法，错误的是
A．固定化酶生物活性强，可长久使用
B．一般酶制剂应用后和产物混在一起，产物的纯度不高
C．一般酶制剂参加反应后不能重复利用
D．固定化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量
解析 固定化酶与普通酶制剂相比，在活性上没有多大差别，固定化酶的成分也是蛋白质，蛋白质经过一定的时间后会变性失活，所以固定化酶一般能使用半年，不可能长久使用，所以A错误；一般酶制剂应用后和产物混在一起，产物的纯度不高，B正确；一般酶制剂参加反应后不能重复利用，C正确；固定化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量，所以D正确。
答案 A
10．分别用0 ℃和100 ℃的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但
A．经过0 ℃处理的酶活性能够恢复
B．经过100 ℃处理的酶活性能够恢复
C．经过0 ℃处理的酶的空间结构遭破坏
D．经过100 ℃处理的酶被水解成了氨基酸
解析 酶在低温处理后会暂时失去活性，一旦条件适合，又会恢复。所以，常用低温来保存酶。高温对酶可造成不可逆转的破坏。
答案 A
11．下列关于人体内各种酶与加酶洗衣粉中的酶的比较，正确的是
A．小肠中的纤维素酶和洗衣粉中的纤维素酶均为复合酶
B．胃蛋白酶与洗衣粉中的碱性蛋白酶的化学本质相同
C．胰脂肪酶和洗衣粉中的脂肪酶都能催化脂肪酸和甘油的水解
D．胃蛋白酶与洗衣粉中的蛋白酶最适pH均为7.0
解析 人体中没有纤维素酶，不能消化吸收纤维素，因此A错误。胃蛋白酶和洗衣粉中的碱性蛋白酶本质都是蛋白质，故B正确。脂肪酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸，但不能继续水解甘油和脂肪酸，故C错误。胃蛋白酶的最适pH约为1.5，而洗衣粉中的蛋白酶最适pH为8.1左右，故D错误。
答案 B
12．啤酒等放久后易产生蛋白质沉淀而使其浑浊，加入少量菠萝蛋白酶可以分解蛋白质，防止浑浊，加入其他种类的酶则无济于事，这个事实说明
A．酶的催化作用受环境的影响
B．酶的化学本质主要是蛋白质
C．酶的催化作用具有高效性
D．酶的催化作用具有专一性
解析 对蛋白质起水解作用的酶是蛋白酶，这是由酶的专一性决定的。
答案 D
13．为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗，是目前重要的生产手段(工艺流程见下图)。下列叙述中错误的是(多选)
A．纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似
B．在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用适当的包埋剂固定化酶
C．在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅
D．纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素
解析 本题主要考查纤维素酶的作用原理与应用。在仿旧和去污中，纤维素酶均作用于衣物，导致衣物中的部分纤维素被水解，二者作用相似，A项正确；由于纤维素酶较小，不能用包埋法固定化酶，B项错误；改变温度、酸碱度和处理时间会影响酶作用的结果，控制仿旧颜色的深浅，C项正确；纤维素酶通过催化葡萄糖残基之间的糖苷键水解而分解纤维素，磷酸二酯键是DNA分子中相邻脱氧核苷酸间形成的化学键，D项错误。
答案 BD
14．在“探究pH对果胶酶活性的影响”实验中，不正确的是
A．自变量是不同的pH梯度
B．控制不变的量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等
C．可通过测定滤出的果汁体积大小判断果胶酶的最适pH
D．pH过低时，果胶酶活性变小，但不失活
解析 过酸、过碱或温度过高，都会使酶变性，永久性失活。
答案 D
15．下列有关果胶酶及与果胶酶相关实验探究的叙述，正确的是
A．探究果胶酶的用量时，pH、温度不影响实验结果
B．探究温度对果胶酶活性的影响时，苹果泥与果胶酶先混合后恒温处理
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无关变量
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
解析 A项，探究果胶酶的用量时，pH、温度会影响实验结果；B项，应先将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，然后混合，其目的是保证底物和酶在混合时的温度相同；C项，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
二、非选择题(共4小题，共40分)
16．(10分)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。该种酶固定化后运用于生产，最佳温度范围是________________________。
(3)研究发现有甲、乙两种物质能降低该种酶的催化效率，该酶催化的底物浓度变化会改变甲物质对酶的影响，而不会改变乙物质对酶的影响。下图是降低酶活性的两种机制模型，符合甲、乙物质对酶影响的模型分别是____________、____________。
解析 (1)与普通酶制剂相比，固定化酶的优点是：可以反复使用。
(2)由于曲线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，而酶的最适温度为80 ℃，因此曲线中数据均为80 ℃下的数据；结合曲线②可知，酶的最适温度可以认为是既能使酶具有高的催化活性，又能维持较长时间的温度；该酶的最适温度范围是60～70 ℃。
(3)观察两个模型可知，图A中抑制剂和底物都可以和酶结合，因此底物浓度的变化，可以影响酶的催化效率；图B中抑制剂与酶结合后，酶的结构发生改变，不能和底物结合，因此底物浓度升高，也不能影响酶的催化效率。故甲乙分别对应图A和图B中模型。
考点：本题考查酶的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。
答案 (1)可反复使用 (2)80 60～70 ℃ (3)AB
17．(10分)紫甘薯现在成为人们餐桌上的时尚美食。利用紫甘薯制酒还可提高其附加值。请回答：
(1)为提高紫甘薯的利用率，工厂化生产时，可加入果胶酶和淀粉酶。由于酶在水溶液中不稳定，因此常将酶固定在某种介质上制成________。
(2)果胶酶可将紫甘薯匀浆中的果胶水解成________。
A．半乳糖醛酸和葡萄糖
B．半乳糖和果糖
C．半乳糖醛酸甲酯和果糖
D．半乳糖醛酸
(3)在发酵前，为使酵母菌迅速发生作用，取适量的干酵母，加入温水和________。一段时间后，酵母悬液中会出现气泡，该气泡内的气体主要是______________。将酵母菌接种到待发酵液后，随发酵的进行，酵母菌在________条件下产生了酒精和二氧化碳。
(4)下图表示发酵液pH对酒精浓度的影响。据图判断，最佳pH是________。
解析 (1)利用紫甘薯制酒过程中，为提高原料的利用率，可加入果胶酶；同时由于酶在水溶液中不稳定，可将酶固定在某种介质上制成固定化酶，以便于酶能稳定发挥作用。
(2)果胶在果胶酶的催化作用下生成可溶性的半乳糖醛酸。
(3)在发酵前，为使酵母菌迅速发生作用，应先用温水泡开干酵母，并加入酵母菌易利用的蔗糖。开始，培养液中酵母菌进行有氧呼吸产生H2O和CO2，因此酵母菌悬液中会出现气泡；随反应时间的延长，酵母菌将O2消耗尽后进行无氧呼吸，此时产生CO2和酒精。
(4)据图示信息分析，pH＝4.7的培养液中酒精浓度最高，故pH＝4.7是酵母菌进行酒精发酵的最佳pH。
答案 (1)固定化酶 (2)D
(3)蔗糖 CO2 无氧 (4)4.7
18．(10分)果粒生产在中国尚处于起步阶段。果粒除了可直接食用外，还可作为配料加入酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果胶酶作为一种新型加工辅助剂，可将果粒的组织结构损坏程度降到最小，最大限度地提高成形果粒的含量。根据以上内容回答下列问题：
(1)果胶酶作为一种果粒加工辅助剂，它能将果胶分解成可溶性的____________，由酶的____________性可知，组成果粒的另一种成分____________不会被分解。
(2)在40～45 ℃温度下搅拌处理的原因是____________________________；
最后升温到90～92 ℃再冷却罐装的目的是___________________________。
(3)下面左图表示温度对果胶酶活性的影响，如果纵坐标表示果粒的生成速率，横坐标表示温度，请在下面右图中画出果粒生成速率的曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。
解析 (1)果胶酶能将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，由于酶具有专一性，故纤维素不会被分解。
(2)在40～45 ℃温度下搅拌处理的原因是在40～45 ℃温度下果胶酶活性最高，最后升温到90～92 ℃再冷却罐装的目的是灭菌。
(3)酶活性越高生成速率越快，如图：
答案 (1)半乳糖醛酸 专一 纤维素
(2)在40～45 ℃温度下果胶酶活性最高 灭菌
(3)如图：
19．(10分)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题：
(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________%。
(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。
编脸盆号
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
9 min
4
油污布
5 ℃
普通
2 L
8 min
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
(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：____________________________________________________________________。
(5)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境保护，这是因为_______________________________________________________________。
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。
(5)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境保护，这是因为酶是有机物，可被分解，又避免水体富营养化。
考点：本题考查加酶洗衣粉的应用，意在考查学生分析实验的能力，解题的关键是理解对照实验的原则。
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(或酶的活性低)
(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)
(5)酶可被分解，又避免水体富营养化
专题4
课题1 果胶酶在果汁生产中的应用
[随堂巩固]
1．下列不属于果胶酶的是
A．多聚半乳糖醛酸酶 B．果胶分解酶
C．果胶酯酶 D．半乳糖醛酸酶
解析 果胶酶主要包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等，不包括半乳糖醛酸酶。
答案 D
2．探究温度对果胶酶活性的影响、pH对酶活性的影响、果胶酶的最适用量三个实验中，实验自变量依次为
A．反应时间、酶活性、酶用量
B．苹果泥用量、pH、果汁量
C．温度、pH、果胶酶用量
D．温度、酶活性、酶用量
解析 探究温度对果胶酶活性的影响实验中，温度是自变量；探究pH对酶活性的影响实验中，pH是自变量；探究果胶酶的最适用量实验中，果胶酶的用量是自变量，故选C。
答案 C
3．下列关于果胶酶说法正确的是
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．果胶酶不特指某种酶，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
解析 酶具有专一性，果胶酶可以分解细胞壁的果胶，A错误；果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，B错误；果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的三种酶的总称，C正确；果胶酶的化学本质是蛋白质，D错误。
答案 C
4．在观察果胶酶对苹果匀浆作用的实验中，将苹果匀浆放在90 ℃的恒温水浴中保温4 min，其目的是
A．杀灭苹果匀浆中的微生物
B．使果胶分解，从而提高出汁率
C．使苹果匀浆中的果胶酶变性失活，以排除对实验结果的干扰
D．果胶酶最适温度为90 ℃，此时酶的活性最高
解析 本实验是对照试验，其实验目的是证明果胶酶能将果胶分解，单一变量为是否有果胶酶。但由于植物组织中有可能含有果胶酶，如果不进行处理，会导致实验中未加入果胶酶的一组也混入果胶酶，违背单一变量原则。所以将苹果匀浆放在90 ℃恒温水中保温4 min，使植物细胞原有的果胶酶失活，再进行下一步实验。
答案 C
5．果胶酶能分解果胶等物质，可以用来澄清果蔬饮料，在食品加工业中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)果胶酶是分解果胶的酶的总称，包括________、果胶分解酶和____________。食品工业中之所以使用果胶酶澄清果蔬饮料，是因为果胶酶能破坏植物的________结构。
(2)微生物是生产果胶酶的优良生物资源。分离和筛选能产生果胶酶的微生物，使用的培养基应该以____________为唯一碳源；为了纯化该生物，需要在________(填“固体”或“液体”)培养基上接种菌种，最常用的接种方法有____________________________________________________________________。
(3)在榨制果汁前，要将果胶酶和果泥混匀保温，目的是提高出汁率；过滤后要用果胶酶处理果汁，目的是________________________________________。
(4)根据下表实验结果，________(填“能”或“不能”)确定40 ℃就是果胶酶的最适温度。
10
20
30
40
50
60
70
80
8
13
15
25
15
12
11
10
解析 (1)果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等，它们能催化果胶的分解，瓦解植物细胞壁。
(2)筛选和分离能够产生果胶酶的微生物时，应该使用以果胶为唯一碳源的选择培养基，为了纯化该生物，需要在固体培养基上进行，最常用的接种方法有平板划线法或稀释涂布平板法。
(3)榨制果汁前，要将果胶酶与果泥混匀保温，目的是分解细胞壁，提高出汁率．过滤后要用果胶酶处理果汁，目的是分解果汁中的果胶，使果汁变澄清。
(4)该实验只能得出在所设计的温度下，40 ℃的酶活性高，由于没有设计40℃左右，缩小温度梯度的实验，如梯度为1的实验，观察果汁量，因此不能确定40℃就是果胶酶的最适温度。
答案 (1)多聚半乳糖醛酸酶 果胶酯酶 细胞壁
(2)果胶 固体 平板划线法或稀释涂布平板法
(3)使果汁变澄清 (4)不能
[限时检测]
[时间45分钟，满分80分]
一、选择题(每小题5分，共50分)
1．某同学为探究温度对果胶酶活性的影响，在不同温度下，将等量的果胶酶加入到等量的苹果泥中，在反应同样的时间后，再将反应液滤过同样的时间，用量筒测定出苹果汁的体积，如图曲线能正确反映实验结果的是
解析 酶的催化需要适宜的温度，在最适温度，酶的催化活性是最高的，低于最适温度或高于最适温度，酶的催化活性都较低，由此，在最适温度，苹果汁的体积是最大的，故B正确。
答案 B
2．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相同而且处于适宜状态
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 实验的目的是探究果胶酶最适用量，所以可配制不同浓度的果胶酶溶液作为自变量，A正确；该实验中PH值为无关变量，故调节pH值，使各组中的pH值相同而且处于适宜状态，B正确；用玻璃棒搅拌加酶的果泥，属于无关变量，所以搅拌时间必须相同，C错误；实验应在相同的适宜温度条件下进行实验，D正确。
答案 C
3．下列关于果胶酶的说法错误的是
A．果胶酶的活性是指一定量的果胶酶催化一定量的果胶进行化学反应的能力
B．温度、pH和酶的抑制剂等条件会影响果胶酶的活性
C．果胶酶能催化果胶分解，但不能提高水果的出汁率，只能使果汁变得澄清
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 果胶酶不仅能使果汁变得澄清，而且还能提高水果的出汁率。
答案 C
4．如图表示某研究小组在探究果胶酶的用量的实验结果。下列有关说法不正确的是
A．在AB段限制反应速率的主要因素是酶的用量
B．在BC段限制反应速率的因素是温度、pH、反应物浓度
C．在AC段增加反应物浓度，可以明显加快反应速率
D．在该实验给定条件下，果胶酶的最佳用量是B点对应的值
解析 在AB段，限制反应速率的主要因素是酶的用量，A正确；在BC段限制反应速率的因素是温度、pH、反应物浓度等，B正确；在AB段，增加反应物浓度，反应速率不变；在BC段，增加反应物浓度，反应速率加快，C错误；在该实验给定条件下，果胶酶的最佳用量是B点对应的值，D正确。
答案 C
5．探究温度对果胶酶活性影响的实验中，得到如下实验结果。据此分析不正确的是
温度(℃)
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
果汁量(ml)
3.5
4.6
8.6
10.9
12.3
11.7
10.1
5.4
3.9
4.8
5.6
A.实验过程中应先将苹果泥和果胶酶分别调节到对应温度后再混合
B．为了实验结果的科学性，各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同
C．应在50－55 ℃之间设置更细温度梯度进行实验探究果胶酶的最适温度
D．该实验结果表明高温能使果胶酶失活，但高温也可能促进果胶分解
解析 实验过程中应先将苹果泥和果胶酶分别调节到对应温度后再混合，A正确；为了实验结果的科学性和控制单一变量，各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同，B正确；实验中的温度梯度跨度较大，要想确定最适温度，需要设置更细温度梯度进行实验，分析数据，应该在45～55℃之间设置更细温度梯度进行实验探究果胶酶的最适温度，C错误；高温可以使酶失活，由表格数据可以看出，高温也可能促进果胶分解，D正确。
答案 C
6．下图表示果胶酶加入苹果泥后在0～80 ℃的环境中，苹果泥的分解总量与温度的关系图，依图判断，在0～80 ℃环境中，酶的活性变化曲线(pH适宜)
解析 由题图可知，当温度为37 ℃左右时，分解苹果泥的速率最快(即曲线斜率最大)，此时酶的活性最高；温度达到大约50 ℃时，苹果泥分解总量不再改变，说明此时酶已经变性失活，酶的活性为零。
答案 B
7．加工橘子罐头时采用酸碱处理脱去中果皮(橘络)会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物，不能产生所用酶的是
A．生长在麦麸上的黑曲霉
B．生长在酸奶中的乳酸菌
C．生长在棉籽壳上的平菇
D．生长在木屑上的木霉
解析 橘络的主要成分是纤维素，使用酶解法去除橘络应选用纤维素酶。麦麸、棉籽壳、木屑的主要成分是纤维素，能在其上生长的微生物一定可以产生纤维素酶。生长在酸奶中的乳酸菌以葡萄糖为原料经无氧呼吸产生乳酸，不会产生纤维素酶。
考点：本题主要考查微生物的利用，考查对酶专一性的理解。
答案 B
8．下列关于果胶酶在果汁生产实验中作用的操作，错误的是
A．用橙子做本课题实验，应去掉橙皮
B．用体积分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸进行pH调节
C．为了使果胶酶能够充分地催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物
D．制作苹果泥时，可先将苹果切成小块放入榨汁机中
解析 在用橙子制作果汁时，不必去除橙皮，这样可以增加果汁的口味和颜色，A项错误；调节pH用体积分数为0.1%的NaOH或HCl溶液，B项正确；玻璃棒搅拌可使混合物均匀，能够使果胶酶充分地催化反应，C项正确；制作苹果泥时，为方便榨汁，可先将苹果切成小块，再放入榨汁机中，D项正确。
答案 A
9．探究果胶酶被加热到65 ℃后是否影响其活性(果胶酶的最适温度为40 ℃)。某小组进行了如下实验，下列说法不正确的是
甲组：
甲烧杯(40 ℃清水)
乙组：
乙烧杯(65 ℃清水)
第一步
A1试管5 mL苹果泥
B1试管2 mL果胶酶溶液
A2试管5 mL苹果泥
B2试管2 mL果胶酶溶液
保温5 min
第二步
将B1注入A1中
将B2注入A2中
保温10 min
第三步
过滤并测量果汁的体积T1
过滤并测量果汁的体积T2
第四步
将A2试管放入甲烧杯中
A.该实验的自变量是温度，其中乙组为实验组
B．实验中两次保温的目的不同
C．若T1＞T2，说明65 ℃使果胶酶的活性降低
D．第四步实验的目的是进行对照
解析 该实验是探究65 ℃处理对酶活性的影响，自变量是温度，因变量是果汁的体积，A项正确；第一次保温的目的是使果胶酶与苹果泥都达到预设温度，第二次保温的目的是使酶促反应在预设温度下进行相同的时间，B项正确；若T1＞T2，说明65 ℃时获得的果汁少，65 ℃降低了酶的活性，C项正确；将A2试管放入甲烧杯中一段时间后若果汁量增加，说明65 ℃处理并未使果胶酶失活，D项错误。
答案 D
10．果胶酶在果汁生产中发挥重要作用，下列说法正确的是
A．果胶酶只存在于植物中
B．果胶酶易溶于水，而不溶于乙醇
C．果胶酶和纤维素酶均能分解果胶
D．果胶酶和纤维素酶一起使用可以除去植物细胞壁
解析 A．果胶酶由黑曲霉经发酵精制而得，A错误；B.果胶酶不溶于水，B错误；C.酶具有专一性，只有果胶酶能够分解果胶，C错误；D.植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此果胶酶和纤维素酶一起使用可以除去植物细胞壁，D正确。
答案 D
二、非选择题(共3小题，共30分)
11．(12分)工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高水果的出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了如下实验：
Ⅰ.将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10 ℃水浴中恒温处理10 min(如图甲)。
Ⅱ.将步骤Ⅰ处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10 ℃水浴中恒温处理10 min(如图乙)。
Ⅲ.将步骤Ⅱ处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图丙)。
Ⅳ.在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：
果汁量/mL
8
13
15
25
15
12
11
10
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
80
根据上述实验，请分析回答下列问题。
(1)果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以分解细胞壁中的果胶，产物是________________。
(2)实验结果表明，当温度为________左右时，果汁量最多，此时果胶酶的活性________________。本实验是否设置了对照实验________(“是”或“否”)
(3)为什么该实验能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？____________________。
解析 (1)果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一，是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。果胶酶可以将细胞壁中的果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。
(2)本实验设置了不同温度下的对照实验。实验结果数据表明，当温度为40 ℃左右时，果汁量最多，说明此时果胶酶的活性最高。
(3)果胶酶将果胶分解为小分子物质半乳糖醛酸，小分子物质可以通过滤纸，果胶酶的分解能力大，产生的果汁多，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化果胶分解的能力。
答案 (1)半乳糖醛酸 (2)40 ℃ 最高 是
(3)果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化果胶分解的能力(答案合理得分)
12．(8分)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)果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解，产物是____________。
(2)果胶酶作用于一定量的某种物质(底物)，保持温度、pH在最适值，生成物量与反应时间的关系如下图：在35 min后曲线变成水平是因为________________。若增加果胶酶浓度，其他条件不变，请在图中画出生成物量变化的示意曲线。
解析 (1)果胶酶催化植物细胞壁中的果胶分解为半乳糖醛酸。
(2)图2是当果胶酶作用于一定量的某种物质，并保持温度、pH在最适宜时，生成物量与反应时间的关系图，35min后底物消耗完毕，生成物的量不再增加，因此曲线变成水平，若从反应开始时就增加该酶的浓度，会加快反应的速率，但不会改变化学反应的平衡点，因此在其他条件不变的情况下，生成物量变化的曲线如下：
答案 (1)半乳糖醛酸 (2)底物量一定，底物已被消耗尽
13．(10分)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，瓦解植物的细胞壁和胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。
实验用具和材料：磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布等；苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。
实验方法及步骤：
①将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。
②取7个洁净烧杯和7支试管并分别编号。
③烧杯中注入等量的苹果泥，试管中注入等量的2%的果胶酶溶液，之后进行下面两种操作：
方法一：将试管中的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：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的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)请问上述哪一种方法更科学？________。
理由是：________________________________________________________。
(2)该实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使________________，以减少实验误差。
(3)如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，以横坐标表示pH，纵坐标表示____________(填“果汁体积”或“试管体积”)，实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图____________。
解析 (1)分析两种方法可知方法二比较科学，因为其操作能确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH。
(2)玻璃棒搅拌的操作目的是酶和反应物(果胶)充分地接触。
(3)如果用曲线图的方式记录实验结果，以横坐标表示pH，纵坐标表示果汁体积，果胶酶发挥最大作用有适宜的pH，故应为甲图。
答案 (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
(2)酶和反应物充分地接触 (3)果汁体积 甲
课件52张PPT。专题4 酶的研究与应用课题1 果胶酶在果汁生产中的应用 一、果胶和果胶酶 ［基础梳理］胞间层半乳糖醛酸细胞壁多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶细胞壁及胞间层半乳糖醛酸1．酶的活性：是指酶___________________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___________来表示。
2．酶的反应速度：用单位时间内、单位体积中________________或______________来表示。二、酶的活性与影响酶活性的因素 催化一定化学反应反应速度反应物的减少量产物的增加量3．影响酶活性的因素：主要有______、______和酶的________等。
4．酶的用量：
酶用量过多，会导致酶的_______；酶用量过少，会_______酶促反应的速度。因此要得到适宜的酶用量，需通过设计实验进行探究。温度pH抑制剂浪费限制1．探究温度和pH对果胶酶活性的影响：
(1)实验原理。
①果胶酶的活性受温度(或pH)影响，处于_______________时，酶的活性最高。
②果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成______。三、探究温度和pH对果胶酶活性的影响和探究
果胶酶的用量 最适温度(或pH)正比(2)实验流程。
①处理原料：搅拌器搅拌制_______
↓
②分组处理：将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在___________的恒温水浴中保温(或调节至不同的pH)
↓
③反应阶段：加入果胶酶反应一段时间
↓
④测量记录：过滤果汁，用量筒测量____________并记录苹果泥不同温度果汁体积2．探究果胶酶的用量：
(1)自变量：______________。
(2)无关变量：温度、pH、酶催化反应的时间、________________等。果胶酶的用量苹果泥的用量1．果胶酶是由半乳糖醛酸组成的高分子化合物。
解析 果胶的基本组成单位是半乳糖醛酸；果胶酶的基本单位是氨基酸。
答案 ×［即时反馈］2．纤维素和果胶都是细胞壁的主要成分，在制取果汁时可同时加入纤维素酶和果胶酶。
解析 纤维素和果胶都是组成细胞壁的主要成分，同时加入纤维素酶和果胶酶可同时水解细胞壁的两种成分。
答案 √3．过滤得到的果汁体积越大，说明果胶酶的活性越低。
解析 过滤得到的果汁体积越大，说明果胶酶的活性越高。
答案 ×4．可通过观察果汁澄清度判断果胶酶的最适pH。
解析 果汁的澄清度与果胶酶的活性呈正相关。
答案 √5．探究果胶酶的用量时，温度和pH不影响实验结果。
解析 探究果胶酶的用量时，温度和pH也会影响实验结果。
答案 ×6．高温和低温均能破坏酶的结构，使其失去活性。
解析 低温时酶只是活性降低，结构未被破坏，高温使酶变性失活。
答案 ×1．果胶和果胶酶：
(1)从果胶是植物细胞壁和胞间层的成分分析果胶对果汁生产的不利影响：知识点一 果胶和果胶酶以及影响酶活
性的因素［互动探究］①________________。
②________________。果胶会降低出汁率果胶使果汁浑浊(2)分析下图，说出果胶酶的作用原理。提示：果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使得浑浊的果汁变得澄清，将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。2．影响酶活性的因素：
(1)影响酶促反应速度的外界因素有___________________________________________，其中能影响酶活性的有温度、pH和酶抑制剂。温度、pH、酶抑制剂、酶的用量、底物浓度等(2)甲、乙两图是温度、pH对酶活性影响的数学模型。①甲、乙两图中B对应的横坐标代表的含义分别是__________________________。
②甲、乙两图中A点对应的值酶活性相同吗？
提示：不相同。甲图中A点对应的酶活性较低，而乙图中A点对应的酶已失活。
③甲、乙两图中C点对应的值酶活性相同吗？
提示：相同。甲、乙两图中的C点对应的酶均已失去活性。酶的最适温度和最适pH1．果胶与果胶酶的比较：［核心归纳］1．下列关于果胶酶的叙述中，全部正确的一组是
①果胶酶是一类催化剂，可以改变反应速度
②果胶酶能瓦解植物的细胞壁和胞间层，使榨取果汁变得容易
③果胶酶可使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变澄清［对点训练］④果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等
⑤植物、霉菌、酵母菌和细菌均能生产果胶酶，动物也能产生果胶酶
⑥果胶酶是果胶分解酶的简称
A．①②③④ B．②③④⑤
C．①②③⑤ D．②③⑤⑥解析 果胶酶特指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，因此果胶酶是一类催化剂，可以改变反应速度，①④正确；果胶酶能瓦解植物的细胞壁和胞间层，使榨取果汁变得容易，②正确；果胶被果胶酶分解成半乳糖醛酸可使果汁变得更加澄清，③正确；植物、霉菌、酵母菌和细菌在生活过程中，都会发生分解果胶的过程，动物不能产生果胶酶，⑤错误。
答案 A2．如下图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，此曲线不能说明的是A．在B点之前，果胶酶的活性和温度呈正相关；之后，呈负相关
B．当温度达到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，果胶酶的活性也很低，当温度降低时果胶酶的活性也可以恢复上升解析 从图中可以看出，在B点之前，随着温度的上升，果胶酶的活性逐渐升高，达到B点时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用最强，A、B项正确；A点和C点相比，虽然酶的活性都很低，但A点是低温条件，对酶的分子结构无影响，所以，随着温度的升高，果胶酶活性会升高。而C点是高温条件，当温度过高时，会破坏酶的分子结构，使酶变性失活，所以在C点条件下降低温度，酶的活性不会恢复上升，故C项正确，D项错误。
答案 D1．实验方案：
(1)填表比较三个实验中的有关变量。知识点二 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 ［互动探究］温度酶活性pH酶活性果胶酶
的用量果汁体积pH、苹果泥用量、果胶酶用量、反应时间、过滤时间等温度、苹果泥用量、果胶酶用量、反应时间、过滤时间等温度、pH、反应时间、底物浓度等(2)在探究温度或pH对酶活性的影响时，是否需要设置对照？若需要该如何设置？
提示：不需要另外设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。2．实验操作：
(1)在苹果泥和果胶酶混合之前，为什么要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中用同一恒温处理？
提示：使酶与反应物混合前就分别达到预设的温度，因酶具有高效性，避免混合后达到预设温度前发生反应，进而导致实验误差。(2)分析判断果胶酶活性高低的方法。
①通过测定单位时间内滤出的果汁体积大小来判断：获得的果汁越多，说明__________________。
②通过比较果汁的澄清度来判断：__________，说明果胶酶的活性越高。果胶酶活性越高果汁越澄清(3)在探究果胶酶用量的实验中，如何判断果胶酶已达到最适用量？
①如果随着酶用量的增加，过滤到的果汁体积也增加，说明_______________。
②如果当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁体积不再改变，说明
________________________________________。酶的用量不足酶的用量已经足够，这个值就是酶的最适用量酶相关实验的变量控制
(1)探究温度对酶活性的影响：可以选用10 ℃作为梯度差，设置的具体温度为10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等，也可以尝试以5 ℃作为梯度差。［核心归纳］(2)探究pH对酶活性的影响：只需将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液的pH可以用体积分数为0.1%的氢氧化钠溶液或盐酸溶液进行调节。
(3)探究酶的用量：该实验是建立在探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的，此时，研究的变量是酶的用量，其他因素都应保持不变且适宜。3．果汁生产中果胶酶能提高果汁出汁率和澄清度。为了节约成本，某工程人员在适宜的温度和pH下，利用苹果汁和一定浓度的果胶酶溶液探究果胶酶的最适用量，实验结果如图。对实验失误可能的原因分析及改进方法都合理的是［对点训练］A．酶促反应时间不合理；延长反应时间
B．苹果汁的用量不合理；减少用量
C．果胶酶用量不合理；减少用量
D．果胶酶体积梯度不合理；增大体积梯度解析 分析图中的实验结果可知，该实验中苹果汁的用量太少或者果胶酶用量太多，导致实验组的实验结果没有差异，因此加大苹果汁的用量或者减少果胶酶的用量即可。
答案 C4．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的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、D4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O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____________________________________________。解析 (1)根据题意可知，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，据此计算各组果胶酶的活性的平均值并进行比较，说明该实验的自变量是果胶酶的来源，因变量是果胶酶的活性，所以该实验的目的是探究不同来源果胶酶的活性。
(2)根据实验设计可知，该实验是探究果胶酶的最适温度，所以自变量是温度，因变量是果胶酶的活性，用出汁量进行衡量，出汁量越多则果胶酶活性越高。该实验方案中，温度应该在常温范围内设置系列温度梯度且梯度差值相等，所以4组的温度应分别设置为15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃；另外探究温度对酶活性的影响时，应保证酶促反应只能在设定的温度下进行，同一实验组的反应温度只能是一个，所以实验操作应该是将各组盛有果胶酶的试管与盛有果泥的试管分别在设定温度下处理一定时间后再将两只试管混合，才能保证实验在设定的温度下进行。(3)根据题意，若要检测加入酶的量等于O而其他条件均与实验组相同时的出汁量，则实验的自变量是果胶酶的量，因变量是出汁量。对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则，根据实验设置，E组应加入缓冲液而不是蒸馏水，才符合实验设计应遵循单一变量原则。
答案 (1)探究不同来源果胶酶的活性
(2)温度范围设置不合适 温度梯度设置不合理(或各组的酶促反应受两个不同温度影响)
(3)不能 E组加入蒸馏水而不是缓冲液违背了单一变量原则本讲结束
请按ESC键返回［综合训练·能力提升］专题4
课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
[随堂巩固]
1．用加酶洗衣粉洗涤衣物时，下列说法正确的是
A．可用加酶洗衣粉洗涤毛料衣服
B．一般先用热水泡开，然后调至适宜温度
C．水温太低，洗衣粉中的酶丧失活性后不能再恢复
D．使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后应立即冲洗双手
解析 加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中应用最广泛的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。毛料本身主要由蛋白质组成，不能用加酶洗衣粉来洗涤，A错误；酶的活性受温度的影响，太高的温度容易使酶失活，B错误；低温不会使酶失去活性，只是活性受到抑制，C错误；碱性蛋白酶的洗涤效果最好，但其中的碱和酶对皮肤都有腐蚀性，所以使用后一定要及时用清水将手冲洗干净，D正确。
答案 D
2．加酶洗衣粉是人们生活中所必需的，但如何使用加酶洗衣粉，尤其是水温多少才算合适，却不为人们所熟知。下面我们就对加酶洗衣粉的最适温度进行探究。
实验原理：略。
实验器材：烧杯(500 mL)、温度计、天平、加酶洗衣粉、植物油、蓝墨水、牛奶、玻璃棒、秒表、布料和水浴锅等。
实验过程：
(1)用天平各称取加酶洗衣粉若干份，每份5 g。
(2)制作分别被植物油、蓝墨水(主要成分是胶体)、牛奶处理过的同一种布料各若干份(污渍大小以加入滴数为准)。
(3)在3个编号为甲、乙、丙的烧杯中分别注入200 mL水和一份称量好的加酶洗衣粉，放入冷水浴锅(10 ℃)中并搅拌。
(4)将3块分别被植物油、蓝墨水、牛奶处理过的相同布料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的时间。
(5)水浴锅中的水温依次为10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃。在不同水温下重复步骤(3)、(4)七次，分别记录除去污渍所需要的时间。结果如下表：
温度(℃)
10
20
30
40
50
60
70
80
甲(植物油)
48
39
30
20
11
13
17
20
乙(蓝墨水)
105
86
80
72
68
62
54
45
丙(奶渍)
48
43
28
12
4
7
12
17
请据此分析回答：
(1)该实验的自变量是__________________，因变量是________________，实验中最好用全自动洗衣机进行洗涤，原因是___________________________________________________________________。
(2)加酶洗衣粉必须在适宜温度下，即________℃左右时才会达到最佳洗涤效果，在此温度下，对___________________________________________________
的洗涤效果最好。
(3)三种污渍中洗涤效果最差的是________________，原因是___________________________________________________________________。
解析 (1)由实验设计可知，实验的自变量为水温和污渍的种类，因此可以得出的结论包括温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响和加酶洗衣粉对不同污渍洗涤效果的影响两个方面。实验的因变量通过除去污渍需要的时间反映出来，实验中用全自动洗衣机进行洗涤可以更好地控制水量、洗涤时间和洗涤力度等无关变量。
(2)由表可知，温度为50 ℃时，用该加酶洗衣粉洗去奶渍仅需4 min，因此该加酶洗衣粉需在50 ℃左右时才会达到最佳洗涤效果，在此温度，对奶渍的洗涤效果最好。
(3)蓝墨水的主要成分是胶体，而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶，且酶具有专一性，不能分解胶体，因此对蓝墨水的洗涤效果最差。
答案 (1)水温和污渍的种类 除去污渍需要的时间 更好地控制水量、洗涤时间和洗涤力度等无关变量
(2)50 奶渍
(3)蓝墨水 蓝墨水的主要成分是胶体，而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶，不能分解胶体
[限时检测]
[时间45分钟，满分80分]
一、选择题(每小题5分，共50分)
1．下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 本题考查探讨加酶洗衣粉的洗涤效果。根据实验目的而人为改变的变量是自变量，随着自变量的变化而变化的变量是因变量。加入的洗衣粉不同，温度不同，都会造成洗涤效果的差异，故A正确。可用污渍的残留量来表示洗涤效果，故B正确。若纵坐标表示污渍残留量，则加酶洗衣粉的最适温度为t1，普通洗衣粉的最佳使用温度为t2，故C错误。温度过高，酶的活性降低甚至失活，故D正确。
答案 C
2．关于酶和加酶洗衣粉的描述正确的是
A．清洗有血渍、奶渍衣服时，可选用含有淀粉酶的洗衣粉
B．酸、碱等化学因素会使酶变性，从而影响酶的活力
C．目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、蔗糖酶
D．某同学探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响时，设置20 ℃、30 ℃、40 ℃三组温度下洗涤同一污渍，40 ℃时洗涤效果最好，则说明40 ℃为该酶的最适温度
解析 血渍、奶渍的主要成分是蛋白质，所以清洗有血渍、奶渍衣服时，可选用含有蛋白酶的洗衣粉，A错误；强酸、强碱和高温都会使得酶变性失活，B正确；目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶，C错误；根据提供信息只能证明在题目中的四个温度中40℃时酶的活性最高，但是不一定是最适宜温度，D错误。
答案 B
3．下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是
A．在pH略低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用
B．洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用
C．高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好
D．洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用
解析 碱性蛋白酶的最适宜pH是8～9，在PH略低于7.0的自来水中，仍然能够起作用，只是与最适宜PH条件下相比，作用较弱，A正确；洗衣粉中的表面活性剂对碱性蛋白酶活性没有促进作用，B错误；温度过高酶容易失去活性，但是温度过低酶的活性降低，冷水洗涤去污效果应该比温水差，C错误；洗衣粉中酶主要是通过使蛋白质等水解成可溶性的小分子的氨基酸或多肽等，使污渍容易从衣物上脱落，D错误。
答案 A
4．在探究温度和pH对酶活性的影响实验中，不需要始终保持的思想方法是
A．设置梯度 B．等量原则
C．单因子变量原则 D．重复性原则
解析 设置梯度才能得出最适温度和PH，A正确；等量原则排除无关变量，B正确；单因子变量原则是自变量，C正确；重复性原则只是为了验证试验，不一定要始终保持，D错误；答案是D。
答案 D
5．某兴趣小组准备开展“不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效果”的探究活动。对下列说法，你认为不正确的是
A．该实验的原理是酶的专一性
B．自变量是不同种类的加酶洗衣粉
C．水质、水量、pH均可看作无关变量
D．洗涤过程中只要水温保持相同即可
解析 该实验探究的原理是酶的专一性，即一种加酶洗衣粉只能洗涤一种污染物，A正确；根据题干信息“不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效果”，说明自变量为不同种类的加酶洗衣粉，B正确；酶需要适宜的条件，则水质、水量、适宜pH等属于无关变量，均应处于相同且适宜状态，C正确；洗涤过程中不仅要水温保持相同而且要适宜，D错误。
答案 D
6．某种生物活性洗衣粉盒上印有以下资料，对资料中的信息理解错误的是
A．这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍
B．在60℃以上的水中，蛋白酶会失去活性
C．该洗衣粉不适合洗涤丝绸面料衣物
D．这种洗衣粉对衣服上油渍也能较易清除
解析 蛋清污渍的主要成分是蛋白质，该洗衣粉中含有蛋白酶，因此这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍，A正确；高温会使酶变性失活，使用该洗衣粉时不能用60 ℃以上的水，说明在60 ℃以上的水中，蛋白酶会失去活性，B正确；该洗衣粉中含有蛋白酶，能水解蛋白质，因此不能洗涤毛料、丝绸等富含蛋白质的衣料，C正确；根据酶的专一性原理可知，蛋白酶能够水解蛋白质污渍，这种洗衣粉对衣服上油渍不易清除，D错误。
答案 D
7．下列对“探究某种加酶洗衣粉使用的最适温度”的说法，最合理的是
A．加酶洗衣粉在30 ℃的水中洗涤效果不如45 ℃时好，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的洗衣粉，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相同的加酶洗衣粉，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，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37 ℃
解析 加酶洗衣粉在30 ℃的水中洗涤效果没有45 ℃的好，说明30 ℃时酶的活性没有45 ℃时高，但不能说明45 ℃为最适温度，A错误。探究实验要遵循对照原则和单一变量原则，该实验的单一变量是温度，其他变量都要保持相同且适宜，因此在不同温度的水中，加入相同的污物及等量洗衣粉，看哪种效果好，B错误。该实验的单一变量是温度，其他变量都要保持相同且适宜，因此取一系列不同温度、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，C正确。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，发现加酶洗衣粉效果好，说明适宜温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好，但不能说明加酶洗衣粉的最适温度为37 ℃，D错误。
答案 C
8．下列有关酶制剂应用的叙述，正确的是
A．纤维素酶可用于处理棉、麻制品，使其柔软
B．加酶洗衣粉的洗涤效果总比普通洗衣粉好
C．固定化葡萄糖异构酶可催化一系列化学反应
D．腐乳前期发酵主要依赖毛霉产生的淀粉酶
解析 纤维素酶可催化纤维素水解为小分子物质，因此可用于处理棉、麻制品，使其柔软，A项正确；酶的催化作用需要适宜的条件，若洗涤条件不适宜，其洗涤效果不一定比普通洗衣粉的洗涤效果好，B项错误；固定化葡萄糖异构酶只能催化葡萄糖转化为果糖，不能催化一系列化学反应，C项错误；腐乳前期发酵主要是依赖毛霉分泌蛋白酶将蛋白质分解为小分子肽和氨基酸，D项错误。
答案 A
9．(2018·江苏卷)下列关于加酶洗衣粉的叙述，错误的是(多选)
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
解析 洗衣粉中添加的酶通常由微生物发酵生产而来，A正确；洗衣粉中的酶往往通过特殊的化学物质将酶层层包裹，因此蛋白酶不会将添加的其他酶迅速分解，B错误；加酶洗衣粉的使用过程中水温以30～50 ℃为宜，其中的酶具有耐较高温度的特点，所以在50 ℃的热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶不会迅速失活，C错误；加酶洗衣粉受潮后，酶表面的保护剂会被破坏，酶的活性会受到影响，D错误。
答案 BCD
10．某同学探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响，选择了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 ℃时洗涤效果最好，由此可以得出
A．40 ℃为该酶的最适温度
B．40 ℃不是该酶的最适温度
C．40 ℃酶活性最高
D．不能准确确定该酶最适温度
解析 该同学在其他条件都一致的情况下做实验，符合实验设计原则。本实验中温度梯度差过大，因此只能说在该条件下40 ℃时洗涤效果较好。
答案 D
二、非选择题(共3小题，共30分)
11．(10分)据图分析回答下列问题：
(1)酶所降低的活化能可用图1中________段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将________(填“上移”或“下移”)。
(2)图2纵轴为酶促反应速率，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系的是________(填“A”或“B”)。
(3)某实验小组为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行了3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录：
水温/℃
10
20
30
40
50
组别
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
清除血渍时间/min
67
66
88
52
51
83
36
34
77
11
12
68
9
11
67
清除油渍时间/min
93
78
95
87
63
91
82
46
85
75
27
77
69
8
68
①甲组在洗衣粉中加入的酶是________；乙组在洗衣粉中加入的酶是____________________________________________________________________。
②如果甲、乙和丙3组均在水温为90 ℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。
_______________________________________________________________。
解析 (1)酶能降低化学反应的活化能，由图可知，ab段表示酶所降低的活化能；由于无机催化剂催化效率没有酶高，如果将酶催化改为无机催化剂b在纵轴上将上移。
(2)酶浓度增加，反应速率加快，选B。
(3)①由表格可知，甲组洗衣粉中加入的酶是蛋白酶和脂肪酶。
②如三组的水温都在90 ℃，则三组洗涤效果几乎没有差别，因为高温使酶失活。
答案 (1)ab 上移
(2)B
(3)①蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶
②没有差异 因为高温使酶失活
12．(10分)某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下部分说明。
①成分：含碱性蛋白酶等 ②用法：洗涤前先将衣物浸于洗衣粉的水内数小时。使用温水效果更佳 ③注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。请回答以下问题：
(1)质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验：
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有关实验，并把结果以下列曲线图A、B表示。
①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度约为________。
②在O ℃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直接测定________指标来表示酶的催化效率。
(3)加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质及羊毛衣料，其原因是____________________________________________________________________。
解析 (1)由图可知单一变量是是否将洗衣粉煮沸加热，如果含有酶的话，酶在高温下会变性，经过煮沸的洗衣粉洗涤效果较差，如果洗涤效果相同说明该洗衣粉不含有酶，故目的是检验该洗衣粉是否含有蛋白酶。
(2)①由图可知该酶在45 ℃下催化效率最高，故该温度是最适温度。②酶在低温下是活性被抑制但空间结构没有被破坏，而在高温时空间结构被破坏，会永久失活。
③酶的催化效率可以通过反应物的减少，即蛋白膜消失所需时间的长短来表示。
(3)因为含的是蛋白酶，丝质和毛质衣物所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣物。
答案 (1)探究温度对加酶洗衣粉效果的影响
(2)①45℃ ②高温使酶失活 ③蛋白膜消失的时间
(3)丝质和毛质衣物所含的蛋白质会被洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣物
13．(10分)一般洗衣粉不易清除衣物上的奶渍，但是含有蛋白酶的生物活性洗衣粉则可以。该生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分是否是蛋白质，一研究性学习小组用以下所给的条件进行了探究。如果你是小组中的一员，请完成下列实验：
实验材料：0.1 g/mL的NaOH溶液、0.01 g/mL的CuSO4溶液、生物活性洗衣粉溶液、普通洗衣粉溶液、试管、滴管。
实验原理：______________________________________________________。
实验步骤：
(1)取两支试管并分别编号为1、2，然后向1、2号试管中分别加___________；
(2)先向两支试管中分别加入____________，并摇均匀，再向两支试管中分别加入____________，并摇均匀；
(3)观察两试管中溶液的颜色变化。
可能的现象与结论：
①____________________，说明生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分是蛋白质；
②____________________，说明生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分不是蛋白质。
解析 实验原理：蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。
(1)根据实验的对照性原则，取两支试管并分别编号为1、2，然后向1、2号试管中分别加2毫升生物活性洗衣粉溶液和2毫升普通洗衣粉溶液；
(2)双缩脲试剂的使用方法，先向两支试管中分别加入1 ml 0.1g/ml的NaOH溶液，并摇均匀，再向两支试管中分别加入3－4滴0.01 g/ml的CuSO4溶液，并摇均匀；
(3)可能的现象与结论有两种(有与无)：①1号试管出现紫色2号试管未出现，说明生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分是蛋白质；②两支试管都没有出现紫色，说明生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分不是蛋白质。
答案 蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应
(1)2 mL生物活性洗衣粉溶液和2 mL普通洗衣粉溶液(适量且等量的生物活性洗衣粉溶液和普通洗衣粉溶液)
(2)1 mL(适量)0.1 g/mL的NaOH溶液 3－4滴(适量)0.01 g/mL的CuSO4溶液
(3)1号试管出现紫色，2号未出现 两支试管都没有出现紫色
课件42张PPT。课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 1．加酶洗衣粉：是指含有_________的洗衣粉。一、加酶洗衣粉的洗涤原理［基础梳理］酶制剂2．加酶洗衣粉去污原理：小分子的肽 氨基酸 脂肪酸 麦芽糖 纤维 3.影响酶活性的因素：______、________和表面活性剂等。温度酸碱度1．遵循原则：_____________原则、______原则和等量原则。
2．探究问题：
(1)普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果的区别。
①单一变量：_______________。二、探究加酶洗衣粉的洗涤效果单一变量对照洗衣粉的类型加酶洗衣粉 温度 种类 1．不同酶制剂水解的物质不同，说明酶的催化作用具有专一性。
解析 不同酶制剂催化的底物不同，体现了酶作用的专一性。
答案 √［即时反馈］2．碱性蛋白酶与碱性脂肪酶是最常用的酶制剂，主要是因为难以清洗的污渍中蛋白质和脂类物质较多。
解析 碱性蛋白酶与碱性脂肪酶可以水解污溃中的蛋白质和脂肪。
答案 √3．探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果时温度和pH都应相同且适宜。
解析 该实验中温度和pH属于无关变量，应该保持相同且适宜。
答案 √4．使用加酶洗衣粉洗涤衣物时的水温越高越好。
解析 温度过高会使酶失活，应该用适宜的水温最好。
答案 ×5．加酶洗衣粉比普通洗衣粉含磷高。
解析 加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，较普通洗衣粉含磷少。
答案 ×1．洗衣粉的去污原理：
饮食中的蛋白质等大分子物质需要经消化酶消化为小分子物质才能被吸收。知识点一 加酶洗衣粉的洗涤原理 ［互动探究］分析衣物上的奶渍、油渍等被加酶洗衣粉去除的原理是将难以清洗的大分子物质水解成
_______________________________________________________。小分子物质，小分子物质易溶于水，通过水洗较易去除蛋白酶 血渍的主要成分是蛋白质，能被蛋白酶 水解 脂肪酶 油渍的主要成分是脂肪，能被脂肪酶 水解 淀粉酶 粥渍的主要成分是淀粉，能被淀粉酶 水解 3．加酶洗衣粉的优缺点：
(1)从酶的特性角度分析含蛋白酶的洗衣粉能否洗涤羊毛、蚕丝类衣物。
判断：________。(填“能”或“不能”)
原因：
______________________________________________________________________________。不能因为羊毛、蚕丝类衣物的主要成分是蛋白质，蛋白酶能分解蛋白质而损坏衣物(2)从影响酶活性因素的角度，分析不同条件下的加酶洗衣粉的洗涤效果是否一定大于普通洗衣粉。
判断：__________。(填“一定”或“不一定”)
原因：
_______________________________________________________________________________________________________。不一定 酶活性受温度、pH等影响，在低温等不利于酶活性发挥的条件下，加酶洗衣粉的洗涤效果不一定好于普通洗衣粉使用加酶洗衣粉时的注意事项
(1)碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维(羊毛、蚕丝等)织物就不能用加蛋白酶的洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏。［核心归纳］(2)使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在35～50 ℃时活性最强，在低温下活性降低，70 ℃以上就会失效。
(3)加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活性损失。
(4)加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失。(5)添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间接触。1．市场上有加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入了少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物上的汗、血渍及人体排放的蛋白质污渍遇到它，皆能水解而除，下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是［对点训练］①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品 ⑤涤纶织品 ⑥锦纶织品
A．①②③ B．③④⑤
C．③⑤⑥ D．②④解析 加酶洗衣粉含有生物催化剂酶，可以催化蛋白质的分解反应，由题意可知这种加酶洗衣粉能分解蛋白质，凡由蛋白质组成的衣料皆不宜用加酶洗衣粉洗涤。
②毛织品④蚕丝织品属于蛋白质，所以不能用加酶洗衣粉；棉织品为天然纤维，涤纶制品、锦纶制品、腈纶织品的主要成分是合成纤维，可用加酶洗衣粉洗；故选D。
答案 D2．加酶洗衣粉中通常加入蛋白酶而不加肽酶，原因是
A．肽酶制备成本高
B．肽酶会影响蛋白酶活性
C．衣服上的大分子蛋白质变为多肽后容易脱落
D．蛋白酶把蛋白质全水解成可溶性氨基酸解析 加酶洗衣粉中通常加入蛋白酶而不加肽酶，原因是衣服上的大分子蛋白质变为多肽后容易脱落。
答案 C1．实验变量控制：
(1)探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉洗涤效果的不同时必须_____________为唯一自变量。其余无关变量_____________。知识点二 探究加酶洗衣粉的洗涤效果 ［互动探究］以洗衣粉种类相同且适宜(2)在探究加酶洗衣粉的最适温度时，如何设置温度梯度？
提示：①设置温度要围绕常温进行。
②根据当地一年中的实际气温变化来确定常温，如冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水温，不同季节对应不同水温设置梯度。(3)若测出在40℃时洗涤效果比其他条件下好，应如何设置温度梯度探究最适温度？
提示：可设置温度梯度差更小的实验变量，如35 ℃、36 ℃、37 ℃、38 ℃、39 ℃、40 ℃、41 ℃、42 ℃、43 ℃、44 ℃、45 ℃，进行重复实验，直至测出具体的最适温度。2．实验过程分析：
(1)布料和衣物更适合作为洗涤材料的是______，原因是
__________________________________________。
(2)水的用量和洗衣粉用量与布料的大小的关系是_________。
(3)为加快实验进程可采取的措施是：
________________________________。布料布料容易控制其大小、颜色以及污渍的量，使其相同成正比用玻璃棒进行充分搅拌相同的时间3．实验结果分析：
说出判断洗涤效果的方法和标准：
(1)相同时间内比较__________________。
(2)相同污渍时比较________________________。污渍的洗涤状况彻底清除所需时间的长短1．变量的分析和控制
(1)影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量和种类，衣物的材料、大小及浸泡时间和洗涤时间等。［核心归纳］(2)在探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件实验中，水温是要研究的对象，实验自变量是水温；在探究加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的实验中，实验自变量为洗衣粉的种类；在探究不同种类的加酶洗衣粉洗涤效果的实验中，实验自变量为加酶洗衣粉的种类。在设计实验时，应遵循单一变量原则和对照原则等。2．洗涤材料的选择
洗涤材料的选择也有一些讲究。选用布料作为实验材料比较可行。在设置对照实验时，可以控制布料的大小、颜色及污物的量，使其相同；同时，也便于洗涤效果的比较。3．在“探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果”的实验中，变量控制方法正确的是［对点训练］A．实验材料的污染程度属于本研究的无关变量，实验过程中不必考虑
B．若采用手洗法进行去污操作，需尽可能保证各组洗涤用力程度、时间等基本相同
C．水温属于本研究的变量，实验过程中必须保证各组实验温度相同且恒定
D．水的用量和布料的大小是成正比的，实验用的布料越大、水量越多实验效果越好解析 实验材料的污染程度属于本研究的无关变量，实验过程中应适宜且统一，A错误；若采用手洗法进行去污操作，各组洗涤用力程度、时间等都是无关变量，应统一，B正确；温度是自变量，实验过程中必须保证各组实验温度不同，C错误；本实验中水量和布料也是无关变量，各组应保持相同，D错误。
答案 B4．某学生进行“加酶洗衣粉和复合酶洗衣粉的洗涤效果”的课题研究。他的实验设计如下：
①设置2组实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉
②2组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部设置相同③根据污渍去除程度得出结果
对这个实验的评价，正确的是
A．未设置对照实验
B．无关变量设置太多
C．无关变量无法控制
D．因变量不能描述解析 设置2组实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉，没有空白对照，A正确；无关变量不是设置的，B错误；无关变量应该保持相同且适宜，是可以人为控制的，C错误；因变量为污渍消失程度，能描述，D错误。
答案 A本讲结束
请按ESC键返回［综合训练·能力提升］专题4
课题3 酵母细胞的固定化
[随堂巩固]
1．如图所示的固定化方式中，适宜固定化酶的方法是
A．①②③ B．①②
C．②③ D．①③
解析 据图分析，①表示化学结合法，将酶互相连接起来；②表示包埋法，将酶包埋在细微网格内；③表示物理吸附法，将酶吸附在载体表面，由于酶分子较小，不适用包埋法，适用化学结合法和物理吸附法。
答案 D
2．下列有关说法中不正确的是
A．可用包埋法制备固定化酵母细胞
B．固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要营养物质的供应
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被反复利用，但酶的活性可能下降
解析 固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法(交联法)，由于细胞相对于酶来说更大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法，A正确；由于活细胞需要生活在适宜的温度、PH和一定的营养环境中，所以固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要营养物质的供应，B正确；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，C错误；固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但是因酶所处的环境条件的改变，可能会导致酶的活性下降，D正确。
答案 C
3．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、过氧化氢酶和无色化合物，不可以反复使用
D．固定化酶的应用中要控制好温度、pH和溶解氧
解析 吸附法是利用离子键作用、物理吸附等方法，将酶固定在载体上，而化学结合法是利用多功能试剂进行酶与载体之间的交联，从而得到三维的交联网架结构，后者有可能影响酶活性部位，A项正确；消化酶是在消化道中起作用的，因此蛋白酶制剂以口服方式给药，B项正确；尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶、过氧化氢酶和无色的化合物，主要是利用原子氧将某种无色化合物氧化成有色化合物，所以不可以反复使用，C项正确；固定化酶活性的维持需要一定的温度、pH，但由于酶不是生物体，其活性的维持不需要溶解氧，D项错误。
答案 D
4．下列不属于酶的固定方式的是
A．将酶包埋在细微网格中
B．将酶相互连接起来
C．将酶吸附在载体表面
D．将酶加上糖衣做成胶囊
解析 将酶包埋在细微网格中即酶固定方式中的包埋法，故A正确；将酶相互连接起来即酶固定方式中的化学结合法，故B正确；将酶吸附在载体表面即酶固定方式中的物理吸附法，故C正确；将酶加上糖衣只不过是为了防止胃液里的胃蛋白酶消化酶制剂的方法，并不是酶固定的方法，故D错误。
答案 D
5．下图是人体内某化学反应的图解，其中英文字母代表物质，数字表示反应前、中、后过程。请据图回答：
(1)图中代表酶的是____________，作出判断的依据是__________________。
(2)从图①和图②可以反映出酶具有________性，作出判断的依据是____________________________________________________________________。
(3)如果D代表麦芽糖，那么E和F则是____________和____________，A是____________。
(4)酶固定化的方法很多，目前采用的固定化技术大致可分为三类：化学结合法、物理吸附法和包埋法。上述几种方法也可并用，称为混合法。在选择固定化方法及固定的材料上，主要考虑的因素是_____________________________。
解析 (1)从上图可看出，反应前后分子结构不变的是A，说明A是酶。
(2)图①过程中反应物有B、C、D三种，从图②过程来看，酶只与物质D结合，催化其进行化学反应，因此，说明酶的催化作用具有专一性。
(3)麦芽糖是二糖，即是由2分子葡萄糖组成的，所以麦芽糖在麦芽糖酶的作用下，水解成葡萄糖。
(4)固定化的结果往往引起酶性质的改变。主要原因是：一方面是酶本身的变化，主要由于活性中心的氨基酸残基、空间结构和电荷状态发生了改变；另一方面是载体的理化性质的影响，常常会引起底物特异性、最适pH、最适温度的改变等。因此，在酶固定方法及材料的选择上，主要考虑的因素是对酶活性的影响。
答案 (1)A A反应前后本身没有变化
(2)专一 在B、C、D存在时，只催化D物质
(3)葡萄糖 葡萄糖 麦芽糖酶 (4)对酶活性的影响
[限时检测]
[时间45分钟，满分80分]
一、选择题(每小题5分，共50分)
1．下列有关酵母细胞固定化实验操作目的及结果分析，错误的是
A．干酵母细胞处于休眠状态，需置于蒸馏水中活化
B．配制海藻酸钠溶液时需要小火或间断加热，以防海藻酸钠焦糊
C．若海藻酸钠的浓度偏低时凝胶珠呈白色，固定的细胞数目过少
D．凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡时间的长短，不影响发酵效果
解析 干酵母细胞处于休眠状态，需置于蒸馏水中活化，A正确；配制海藻酸钠溶液时需要小火或间断加热，以防海藻酸钠焦糊，B正确；若海藻酸钠的浓度偏低时凝胶珠呈白色，固定的细胞数目过少，C正确；凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡时间的长短，影响发酵效果，D错误。
答案 D
2．酶制剂、固定化酶、固定化细胞已经广泛地应用于各个领域，下列有关叙述错误的是
A．90 ℃高温会使Taq酶失去催化活性
B．制备固定化酶的方法主要有包埋法、交联法和吸附法
C．固定化酶固定时可能会造成酶的损伤而影响活性
D．固定化细胞可以催化一系列酶促反应
解析 TaqDNA聚合酶是从一种水生栖热菌株中分离提取的，具有耐高温的特性，在90 ℃仍具有酶活性，A错误；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，B正确；某些反应产物可能与酶结合，致使酶的结构产生变化，从而改变酶的催化活性，C正确；固定化细胞在多步酶促反应中发挥连续催化作用，但如果反应底物是大分子物质，则难以自由通过细胞膜，从而限制固定化细胞的催化反应，D正确。
答案 A
3．(2019·黄冈检测)某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验，分组如表所示，下列有关说法错误的是
组别
固定化酶柱
长度(cm)
淀粉溶液的流速(mL·min－1)
甲
10
0.3
乙
10
0.5
丙
15
0.3
丁
15
0.5
A.固定化酶柱长度和淀粉溶液的流速决定了酶柱中酶的含量
B．淀粉溶液的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
解析 固定化酶柱长度决定了酶柱中酶的含量，A项错误；淀粉溶液流速过快，酶来不及催化反应发生，会导致流出液中含有淀粉，B项正确；实验要遵循等量原则，C项正确；pH影响酶的活性，D项正确。
答案 A
4．下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是
A．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
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中有机磷农药，需要提供适宜的营养条件
D．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显
解析 利用固定化酵母细胞进行发酵时，糖类除了作为反应底物外，还为酵母菌提供碳源，A错误；固定化酶的应用中，要控制pH、温度，但与溶解氧无关，B错误；利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，是酶促反应，没有细胞参与，所以不需提供营养条件，C错误；固定化细胞技术固定的是一系列酶，所以在多步连续催化反应方面优势明显，D正确。
答案 D
5．下列关于酶制剂和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，正确的是(多选)
A．从酶的固定方式看，吸附法比交联法对酶活性影响大
B．可以用包埋法将各种消化酶固定化形成多酶片，并口服使用
C．探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验中，洗涤方式、水温、浸泡时间等都属无关变量
D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2
解析 酶的固定方法有包埋法、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，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，交联法可能引起酶分子结构发生改变而改变酶的活性，所以吸附法比交联法对酶活性影响小，A项错误；消化酶在消化道中起作用，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项错误；探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验中，洗涤方式、水温、浸泡时间等都属无关变量，C项正确；制备固定化酵母细胞时，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混合均匀后移至注射器中，然后以恒定速度缓慢将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中而形成凝胶珠，再用无菌水冲洗2～3次，所以用无菌水冲洗的目的是洗去CaCl2，D项正确。
答案 CD
6．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 高果糖浆需要使用葡萄糖异构酶，分布有筛板的目的是防止酶分子的通过，选C。
答案 C
7．固定化脂肪酶的方法一般是：将酶液和一定浓度的海藻酸钠溶液混合后，用注射器滴到一定浓度CaCl2溶液中，25 ℃静置固定化2 h，过滤洗涤，再加入到戊二醛溶液中，25 ℃化学结合2 h，过滤、洗涤和干燥后就可得到颗粒状固定化脂肪酶。兴趣小组对固定化脂肪酶的性质和最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果(注：纵坐标为酶活力，包括酶活性和酶的数量，a为游离酶，b为固定化脂肪酶)。下列分析中正确的是
A．在温度或pH变化时，与游离酶相比固定化脂肪酶具有的缺点是稳定性较低
B．这种固定化脂肪酶使用的是物理吸附法、包埋法和化学结合法三种方法的结合
C．氯化钙的量太少时，酶活力较低的原因可能是包埋不完全，包埋在内部的部分酶会流失
D．海藻酸钠浓度较高时，酶活力低的原因可能是形成的凝胶孔径较大，影响酶与底物的结合
解析 在温度或pH变化时，与游离酶相比，固定化酶的优点是稳定性比较高；此酶采用了包埋法和交联法两种方法相结合，并未用物理吸附法；氯化钙的作用是使凝胶珠稳固聚沉，如果含量太少，可能会使部分酶流失；海藻酸钠浓度较高时，形成的凝胶孔径比较小。
答案 C
8．下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述错误的是
A．固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用
B．溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素
C．固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物
D．凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合
解析 固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上，实现酶的反复利用，A项正确；酶的催化作用不需要氧气，故固定化酶的应用不需要氧气，与溶解氧交换受阻无关，B项错误；固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物，如分泌蛋白等，C项正确；凝胶与被包埋细胞之间没有化学键，不通过共价键结合，D项正确。
答案 B
9．(2018·江苏卷)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
解析 溶解海藻酸钠时，应先加水，小火间断加热并不断搅拌，完全溶化后用蒸馏水定容，冷却至室温后加入活化的酵母细胞充分搅拌，使其混合均匀，再固定，A错误；进行包埋时，CaCl2溶液的作用是让胶体聚沉，使海藻酸钠形成凝胶珠，不是用于悬浮细胞，B错误；滴加时注射器或滴管不能贴近液面，否则凝胶珠会呈蝌蚪状，C错误；制作成功的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，D正确。
答案 D
10．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．细胞由于个体大，多采用物理吸附法固定
D．固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离
解析 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，酶分子较小，容易从包埋材料中漏出，因此酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，细胞多采用包埋法固定化，AB正确；细胞个大，难被吸附或结合，C错误；固定后的酶既能与反应物接触，又能与反应物分离，D正确。
答案 C
二、非选择题(共3小题，共30分)
11．(10分)下图1表示制备固定化酵母细胞的某步操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，请据图分析回答：
(1)图1中，将溶化好的海藻酸钠溶液____________，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。
(2)图1中X溶液为________，其作用是____________________。
(3)某同学在图1步骤结束后得到图3所示的实验结果，出现此结果的可能原因有海藻酸钠浓度过______(“高”或“低”)或注射器中的混合液推进速度过______(“快”或“慢”)。
(4)图1中制备的凝胶珠用________后再转移到图2装置中，发酵过程中搅拌的目的是__________________________________________________________。
解析 (1)刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温，才能与活化的酵母细胞混合制备混合液，以免高温使酵母细胞失活，(2)混合液加入CaCl2溶液进行固定化酵母细胞，故图1中X溶液为CaCl2溶液，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠。
(3)图3中所示的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明海藻酸钠浓度偏高或注射器中的混合液推进速度过快形成的。
(4)制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤(去除残留的CaCl2)后再转移到图2装置中进行发酵，发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母细胞充分接触，以利于发酵过程的顺利进行。
答案 (1)冷却至室温 (2)CaCl2溶液 使海藻酸钠形成凝胶珠 (3)高 快 (4)蒸馏水洗涤 为了使培养液与酵母菌充分接触
12．(10分)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Zn2＋污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验，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。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_______________________________________________________。
(3)为探索固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，应选用浓度为________海藻酸钠制备凝胶球。
(4)图2中空白凝胶球组Zn2＋浓度下降的原因是____________________。结合图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48 h间Zn2＋浓度下降速度较快的主要原因是________________________；72～96 h间Zn2＋浓度下降速度较慢的原因有_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
解析 (1)海藻酸钠溶液在CaCl2溶液中形成凝胶球，包埋绿球藻。
(2)可采用生理盐水洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性。溶液呈绿色，说明固定化的绿球藻数量少，原因是海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)。
(3)根据图1可知，浓度为2.0%的海藻酸钠制备的凝胶球最有利于绿球藻的繁殖。
(4)空白凝胶球容易吸附Zn2＋，导致溶液中Zn2＋浓度下降；根据图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48 h间绿球藻数量增加最快，导致Zn2＋浓度下降速度较快，72～96 h间绿球藻数量基本不再增加。
答案 (1)包埋绿球藻(包埋剂) 与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)
(2)培养液(生理盐水) 海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)
(3)2.0%
(4)凝胶球吸附Zn2＋ 绿球藻生长(增殖)速度快 绿球藻生长(增殖)速度减慢，溶液中Zn2＋浓度较低
13．(10分)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)酵母细胞的固定采用的方法是__________________________________________________。
(2)该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞时应注意：
①配制CaCl2溶液时应用蒸馏水；
②海藻酸钠溶液应用________________加热；
③海藻酸钠溶液必须________________才能加入酵母细胞；
④注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应以恒定速度缓慢地滴入________________中形成________________。
(3)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。
①为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在________________条件下进行。
②加入反应液后的操作是关闭_____________________________________。
③装置的长导管的作用是__________________________________________
_______________________________________________________________。
解析 (1)制备固定化酵母细胞常用包埋法。(2)溶化海藻酸钠时，需用小火或间断加热，防止加热过快，海藻酸钠焦糊；溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，才能加入活化的酵母细胞，以免温度过高杀死酵母菌；将海藻酸钠溶液和酵母细胞的混合物缓慢滴入CaCl2溶液中形成凝胶珠。(3)为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用，实验过程一定要在无菌条件下进行。酵母菌发酵需要无氧条件，因此，加入反应液后，要想得到较多的酒精，需将活塞1和活塞2都关闭。装置中的长导管用于释放CO2，减小反应柱内压力，防止空气中的杂菌进入反应柱。
答案 (1)包埋法
(2)②小火或间断 ③冷却至室温 ④CaCl2溶液 凝胶珠
(3)①无菌 ②活塞1和活塞2 ③释放CO2，减小反应柱内压力并可防止其他微生物污染
课件43张PPT。课题3 酵母细胞的固定化一、固定化酶和固定化细胞技术 ［基础梳理］果糖 (2)生产过程。
将______________固定在颗粒状载体上
↓
放入底端装有分布着许多小孔的筛板的________内(酶颗粒不能通过，反应液能通过)
↓
葡萄糖溶液从反应柱的上端注入
↓葡萄糖异构酶反应柱 流过反应柱
↓
与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖
↓
果糖从反应柱的_______流出下端物理或化学 细胞 物理吸附法 1．实验操作流程：
酵母细胞的活化：称取干酵母放入小烧杯中，加入_________使其活化。
↓
配制CaCl2溶液：称取无水CaCl2放入烧杯中，加入__________，使其充分溶解。
↓二、固定化酵母细胞的制备及发酵 蒸馏水蒸馏水配制海藻酸钠溶液：要用__________加热的方法。
↓
海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：先将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至_______，再加入已活化的酵母细胞。
↓
固定化酵母细胞：将混合物滴在_________溶液中形成凝胶珠。
↓
发酵：先用蒸馏水冲洗，再加入________溶液中发酵。小火或间断室温CaCl2葡萄糖气泡 酒味 3．用固定化酵母细胞发酵：
将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用_________冲洗2～3次，放入用于发酵的葡萄糖溶液中，再置于25 ℃下发酵24 h后，会发现有______产生，同时有酒味散发。蒸馏水气泡1．固定化细胞操作容易，对酶活性的影响较小，且能催化一系列的反应。
解析 用包埋法固定细胞操作容易，由于酶位于细胞内，因此对酶活性的影响较小，又由于细胞内含有多种酶，因此能催化一系列的反应。
答案 √［即时反馈］2．将干酵母细胞加入蒸馏水中的目的是溶解酵母细胞。
解析 干酵母细胞由于缺水处于休眠状态，将其加入蒸馏水中的目的是使其恢复正常的生活状态。
答案 ×3．用蒸馏水冲洗凝胶珠的目的是洗去多余的海藻酸钠溶液。
解析 凝胶珠是在CaCl2溶液中形成的，用蒸馏水冲洗以去除附着的CaCl2溶液。
答案 ×4．生产高果糖浆时葡萄糖溶液流过反应柱后，其中的葡萄糖全部转化为果糖，从下部流出。
解析 葡萄糖溶液流过反应柱后，其中的葡萄糖并非全部转化为果耱，从下部流出的是葡萄糖与果糖的混合物。
答案 ×5．固定化酶反应柱可重复使用，极大地降低了生产成本。
解析 反应柱中酶的活性稳定，能多次使用，从而降低了生产成本。
答案 √6．在实际应用中，固定化酶更适合采用包埋法和化学结合法，而固定化细胞多采用物理吸附法。
解析 由于酶分子小，容易被多孔性物质吸附，适合与化学物质结合，但容易从包埋材料中漏出，因此常用物理吸附法和化学结合法固定，但是细胞体积大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法固定。
答案 ×1．固定化酶和固定化细胞的原理及优点：
(1)根据教材“高果糖浆的生产”分析固定化酶依据的原理与其优点。
①原理：______________________________。 知识点一 固定化酶和固定化细胞技术 ［互动探究］将酶固定在不溶于水的载体上②优点：
________________________________________________________________。
(2)探讨固定化细胞采用的固定方法、固定原理和固定化细胞的优点。
①方法：_________。
②原理：
__________________________________________。
③优点：与固定化酶技术相比较，该方法______________________。使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以反复利用包埋法将微生物细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中成本更低，操作更容易2．固定化酶和固定化细胞的特点：
(1)一种酶只能催化一种或一类化学反应，而在生产实际中很多产物的形成都需要通过一系列的酶促反应才能进行，怎样解决这一问题？
提示：可采用固定化细胞技术。因为固定化细胞固定的是活细胞，而细胞中有多种酶，因此可以催化一系列反应。(2)列表比较固定化酶和固定化细胞。酶细胞化学结合法、包埋法固定化酶和固定化细胞的两个区别
(1)从固定方法上看。
①在实际应用中，酶更适合用化学结合法和物理吸附法固定化，原因是酶分子小，容易被多孔性物质吸附，更适合与化学物质结合，但容易从包埋材料中漏出。②细胞体积大难以被吸附或结合，因而多采用包埋法固定。［核心归纳］(2)从催化作用上看。
固定化细胞操作更容易，对酶活性的影响更小，可以催化一系列反应，但是，由于大分子物质难以自由通过细胞膜，因此固定化细胞的应用也受到限制。所以，催化的反应物为大分子物质时，最好选用固定化酶技术。1．下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是［对点训练］A．温度、pH值是固定化酶活性的重要限制因素
B．利用包埋法固定化细胞时，包埋材料需具有较好的透水、透气性
C．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
D．与固定化酶相比，固定化细胞对酶活性的影响更小解析 酶的活性受温度、pH值等因素的影响，A正确；利用包埋法固定化细胞时，包埋材料需具有较好的透水、透气性，B正确；利用固定化酵母细胞进行发酵时，糖类除了作为反应底物外，还为酵母菌提供碳源，C错误；固定化细胞内的酶有细胞膜的保护，所以比固定化酶对酶活性的影响更小，D正确。
答案 C2．关于固定化酶技术说法正确的
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．固定化酶是将酶固定在一定空间内的技术解析 固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，A错误；固定化细胞中含有多种酶可以催化一系列的酶促反应，B错误；固定化酶的优势为可以重复利用，既能与反应物接触，又能与产物分离等，C错误；固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上，实现酶的反复利用，并提高酶稳定性，酶的各项特性(如高效性、专一性和作用条件的温和性)依然保持，D正确。
答案 D1．实验过程分析：
(1)用于固定酵母细胞的载体是海藻酸钠。探讨载体的浓度对固定效果的影响：
①载体浓度过高__________________；
②载体浓度过低____________________________。知识点二 固定化酵母细胞的制备及发酵 ［互动探究］不易形成凝胶珠形成的凝胶珠内包埋的细胞过少(2)配制海藻酸钠时小火或间断加热并不断搅拌的目的是：
①加热的目的是___________。
②用小火或间断加热并不断搅拌的目的是
_____________________________。促进其溶化防止加热过程中海藻酸钠焦糊(3)为什么要等海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？
提示：固定的酵母细胞必须保持活性才能发挥作用，冷却后加入酵母细胞的原因是防止高温杀死酵母细胞。2．实验结果分析：
(1)合格的凝胶珠呈淡黄色，圆形或椭圆形，分析凝胶珠形态异常的表现和原因。
①表现：__________________，原因是：
__________________________________________。
②表现：___________________，原因是：
___________________________。颜色过浅呈白色海藻酸钠溶液浓度过低，固定的酵母细胞数目较少凝胶珠形状不规则海藻酸钠的浓度偏高(2)分析固定化酵母细胞发酵产生酒精的标志是___________________________________。观察到产生许多气泡，同时闻到酒味固定化酵母细胞的三个注意事项
(1)溶化海藻酸钠：应采用小火或间断加热，并不断搅拌直至海藻酸钠完全溶化，以防加热过快，导致海藻酸钠焦糊。［核心归纳］(2)制备固定化酵母细胞：要等海藻酸钠溶液冷却后加入酵母细胞，防止高温杀死酵母细胞。同时加入酵母细胞的海藻酸钠溶液不能直接“注入”而应缓慢“滴入”CaCl2溶液中，使刚形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。(3)检测凝胶珠质量的方法：用镊子夹取一个凝胶珠放在实验桌上，用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠制作成功；也可以在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。3．下列有关固定化酵母细胞制备步骤不恰当的是
A．应使干酵母与水混合并搅拌，以利于酵母菌活化
B．配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热方法
C．向刚溶化好的海藻酸钠溶液加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀
D．将与酵母混匀的海藻酸钠液注入CaCl2溶液中，会观察到CaCl2溶液有凝胶珠形成［对点训练］解析 应使干酵母与蒸馏水混合进行活化，A正确；配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法，否则海藻酸钠会发生焦糊，B正确；刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡，C错误；将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液匀速滴入CaCl2溶液中，会观察到CaCl2溶液有凝胶珠形成，D正确。
答案 C4．图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。下列叙述不正确的是A．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
B．图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
C．图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触
D．图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中解析 A项，溶化好的海藻酸钠应冷却至室温才能加入活化的酵母，温度过高会杀死酵母菌，故A项错误。B项，X溶液为CaCl2溶液，CaCl2可以使海藻酸钠形成凝胶珠，故B项正确。C项，图2中搅拌器搅拌可以使酵母菌与葡萄糖溶液充分接触，保证微生物和底物的均匀分布，故C项正确。D项，凝胶珠表面有CaCl2溶液，需要洗涤后再转移到培养液中去，故D项正确。
答案 A本讲结束
请按ESC键返回［综合训练·能力提升］
