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1、高考复习-选修一酶的研究与应用一、 知识点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响的实验设计中，自变量是温度；根据单一变量原
2、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
3、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
4、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
5、形成对照实验。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
6、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
7、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
8、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 。二、练习题（一）单选题1目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列哪项属于应用中面临的实际
9、问题(C)A酶通常对强酸、强碱、高温非常敏感，但对有机溶剂不敏感B酶的结构比较稳定，所以催化功能很高C酶直接用于生产时可能会混在产物中，影响产品的质量D直接用于生产中的酶可以多次利用2以下关于果胶酶的叙述，正确的是(A)A它是一类酶的总称 B果胶酶的化学成分为类脂C果胶酶的催化作用不受温度影响 D果胶酶可以催化多种化学反应3下列叙述中正确的是(B)A人体小肠中的纤维素酶和洗衣粉中的纤维素酶最适pH不同B胃蛋白酶与洗衣粉中碱性蛋白酶化学本质相同C胰脂肪酶与洗衣粉中的脂肪酶都催化脂肪酸和甘油水解D胃蛋白酶与洗衣粉中的蛋白酶的最适温度均为374为保证加酶洗衣粉的洗涤效果，应注意(D)A使用沸水冲泡洗
10、衣粉 B用含氯较高的自来水C和其他洗涤剂混合使用 D用温水先溶解洗衣粉5下列关于洗衣粉使用的叙述中，正确的是(A)A水的用量和洗衣粉的用量呈正比关系 B机洗和手洗衣物用相同量的水，洗衣粉用量也相同C相同条件下，加酶洗衣粉的用量要少一些 D普通洗衣粉对血渍、奶渍等无去污能力6生物体内的酶很容易降解、失活。洗衣粉中的酶却能长时间保持活性的原因是(B)A生物体内的酶活性受温度影响，洗衣粉中的酶活性不受温度影响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，且酶的稳定性也更强些C生物体内的酶是蛋白质，洗衣粉中的酶是无机物D加入的酶种类很多，总有一部分保持活性7关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是(D
11、)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8海藻酸钠在水中溶解的速率较慢，需要通过加热促进其溶解，下列有关加热溶解过程的叙述，不正确的是(C)A溶解海藻酸钠最好采用小火或间断加热的方法 B如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊C用酒精灯加热一直到海藻酸钠完全溶化为止 D用酒精灯小火加热，边加热边搅拌9下列关于制备固定化酵母细胞的过程，错误的是(A)A酵母细胞活化时，其吸水方式为渗透作用 B将凝胶珠在0.05 mol/L的CaCl2中浸泡C固定好的凝胶珠用蒸馏水冲洗23次 D固定化酵母细胞的发酵成本较
12、低10用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时发现无酒精产生，其原因不可能是(A) A试验瓶盖了塞子 B瓶内氧气充足，进行了有氧呼吸C固定化的凝胶珠内可能没有酵母细胞 D所谓的葡萄糖溶液可能是其他物质11下图所示是酶的几种固定方式示意图，其所采用的固定方法依次是(D)A物理吸附法、化学结合法、包埋法 B化学结合法、物理吸附法、包埋法C包埋法、物理吸附法、化学结合法 D包埋法、化学结合法、物理吸附法12固定化酶技术与固定化细胞技术的关系是(A)A固定化酶技术是固定化细胞技术的基础B固定化细胞技术是固定化酶技术的基础C固定化酶技术与固定化细胞技术是同时发展起来的D固定化细胞技术先于固定化酶技术13用固定化
13、酶技术处理污染物是很有前途的，如将从大肠杆菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龙膜上，制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，与用微生物降解相比，其起作用不需要适宜的(D)A温度 BpH C水分 D营养14有关配制海藻酸钠溶液的叙述中，不正确的是(C)A加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环 B海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量C海藻酸钠可在水中迅速溶解，无须再加温 D海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠内包埋的细胞过少15右图所示为应用固定化酵母进行葡萄糖发酵的装置，下列说法中不正确的是( B )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加入反应液后应保持活塞1始终打开，活塞2
14、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加入的反应液浓度不能过高以免酵母细胞因失水过多而死亡16市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物中的汗渍、血渍以及人体排放的蛋白质等遇到它，皆能被水解而除去。下列衣物中不能用加酶洗衣粉洗涤的是(D)棉丝品毛织品腈纶织品蚕丝织品涤纶织品尼龙织品A B C D17关于加酶洗衣粉，以下说法错误的是(B)A洗衣粉中的蛋白酶对皮肤有损伤，因为皮肤上有蛋白质成分B洗衣粉中的蛋白酶对皮肤和所有衣物无刺激作用C使用加酶洗衣粉时要特别注意水温D加酶洗衣粉有保质期18要破除植物细胞的细胞壁，要用到的物质是( A ) A果胶酶 B盐酸 C氢氧化钠 D氯化钙19多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，具有辅助消化的作用。其片剂是糖衣片，这样制作的 目的是( B ) A补充体内糖类物质的供给 B防止胃液的消化 C经唾液消化后即可迅速起作用 D使其中各种酶缓慢的起作用20、（03-04高考模拟二）人在发烧时，食欲较差，其机理可解释为( C ).胃不能及时排空 .摄入的食物未被消化.消化酶活性受到影响 .完全抑制了消化酶的分泌21下列不能产生果胶酶的是( D ) A植物 B霉菌 C酵母菌 D放线菌
