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1、1 高中生物选修一高中生物选修一 4.1 果胶酶在果汁生产中的作用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
2、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
3、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
4、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
5、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。 2 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。 8.比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同 普通洗衣粉加酶洗衣粉 相同点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 不同点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4.
6、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
7、成本，提高了果糖的产量和质量。 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。 7.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
8、定化酵母细胞 发酵两个步骤。 8.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。 10.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。 11.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。 12.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 。
