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1、第第4 4讲讲 酶的应用酶的应用 一、酶的制备及其活力测定 1果胶酶的制备(1)原理：细胞壁是原生质体生命活动的产物，是植物细胞周围没有生命的部分，具有一定的坚韧性。果胶是植物细胞壁的主要成分，由半乳糖醛酸聚合而成。果胶酶是分解果胶的多种酶的总称。广泛存在于植物果实和微生物中。(2)方法步骤：制果泥过滤离心取上清液，调pH为34,04 保存2酶活力测定酶活力也称酶的活性，是指酶催化一定化学反应的能力。通常用酶促反应的速率即酶促反应过程中单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示。3影响酶活性的因素(1)温度对酶活性的影响原理：酶的活性受温度的影响，酶促反应都有一个最适温度。在低于最适温度时，随
2、温度升高，酶活性增强；当高于最适温度时，随温度的升高，酶的活性减弱以至消失。操作步骤：制作苹果泥分类苹果泥及果胶酶放在不同温度水浴恒温果胶酶加入对应的试管中保温一段时间过滤观察比较注意事项a本实验为对照实验，因此每个试管中苹果泥的量及果胶酶的量都要相等。b由于温度影响酶的活性，因此，苹果泥和果胶酶都应先放到对应温度的水中恒温处理，使它们的温度都达到实验设定的温度，然后再混合进行化学反应。c温度梯度越小，实验结论越精确。(2)酸碱度对酶活性的影响原理：酶分子上有许多酸性、碱性氨基酸的侧链基团，这些基团随着pH的变化可处于不同的解离状态，进而影响酶的活性。操作步骤制备苹果泥分装调pH反应反应一段时
3、间过滤观察比较注意事项a本实验是对照实验，其变量是pH。因此，每个试管内加入的苹果泥的量及果胶酶的量应相等，温度也应相同且适宜，反应时间相同。b本实验可以通过观察果汁的体积大小来判断酶活性的高低，也可观察果汁的澄清度来判断果胶酶活性的强弱。4探究果胶酶的用量(1)原理在底物足够，其他条件不变的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利酶发挥作用的因素时，酶促反应的速度与酶浓度成正比。(2)操作过程制备果汁配制不同浓度的果胶酶溶液取16号烧杯，向1号烧杯加蒸馏水1 mL，向26号烧杯分别加入1 mL质量为2 g/L、4 g/L、6 g/L、8 g/L、10 g/L的果胶酶溶液向6只烧杯中
4、加入等量的苹果泥45 水浴恒温5 min沉淀过滤测量澄清滤液体积计算澄清苹果汁出汁率结论。(3)注意事项制备苹果匀浆后，迅速加热，使苹果匀浆中酶变性失活。由于Fe3、Ca2、Zn2等金属离子对果胶酶有抑制作用，所以在实验过程中不用金属容器。如果随着酶浓度或酶量的增加，过滤得到的果汁的体积也增加，说明酶用量不足；当酶的浓度增加到一定程度时，过滤得到的果汁体积不再增加，说明酶的用量已经足够，那么使果汁的量不再增加的最低酶的用量就是酶的最适用量。【例1】果胶酶常在04 下保存。其原因是()A此温度条件下，酶的活性最高B此温度条件下，酶变性失活C低温可降低酶的活性，但酶不变性失活D自然条件下，果胶酶常
5、在04 下发生催化作用 C【解析】酶的活性受温度的影响。酶都有一个最适温度，但果胶酶的最适温度是4550，而不是04。保存果胶酶时，降低温度，使其活性降低，但酶并不失活，当温度恢复到适宜时，酶的活性也处于最高。二、酶在洗涤方面的应用1原理加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶。其中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。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氨基酸或小分子肽，其他酶同样可以将大分子的物质水解成小分子的物质，使污迹容易从衣物上脱落。2试验设计注意事项(1)实验中注意控制变量。(2)探讨加酶洗衣粉最适温
6、度的实验中，根据实际生活中的情况，温度梯度可以进一步设置为20、30、40 等，若测出40 的洗涤效果最好，应设置更细的实验组，直至测出具体的最适温度。(3)使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件，如最适温度；还要考虑衣物的承受力，如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题，因污渍的成分比较复杂，一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。【友情提醒】影响酶活性的因素加酶洗衣粉使用的注意事项：a蛋白质类纤维(如毛、皮、丝等)衣物不能用加酶洗衣粉来洗涤；b因为此类洗衣粉能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期接触；c使用加酶洗衣粉时，注意洗涤用
7、水的温度。碱性蛋白酶在3550 时活性最强，在低温或70 以上就会失效。d加酶洗衣粉不能长期存放，否则会导致酶活力降低。【例2】(双选)用加酶洗衣粉洗涤衣物时，下列说法正确的是()A加酶洗衣粉不能用于洗涤毛料衣服 B一般先用热水泡开，然后调至适宜温度 C水温太低使洗衣粉中的酶丧失活性后不能再恢复 D使用了添加碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后立即冲洗双手【解析】酶的活性受温度的影响。酶都有一个最适温度，但果胶酶的最适温度是4550，而不是04。保存果胶酶时，降低温度，使其活性降低，但酶并不失活，当温度恢复到适宜时，酶的活性也处于最高。AD1.(2008江苏)为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣
8、粉分为3等份，进行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两种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录，请回答下列问题：(1)提高洗衣粉去污能力的方法有 。甲组在洗衣粉中加入了 。乙组在洗衣粉中加入了 。(2)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有 。(3)如果甲、乙、丙3组均在水温为80 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。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。加酶和适当提高水的温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶专一性没有差异，
9、因为高温使酶失活未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用【解析】由题干表格比较可知，甲、乙组清除血渍和油渍时间比不加酶的丙组短，加酶可去污，而酶需要适宜温度。通过比较可知甲组加的是蛋白酶，乙组加的是蛋白酶和脂肪酶，酶具有专一性。80 的高温使酶失活，3组洗涤效果没有差异。酶的固定化技术使酶固定在不溶于水的载体上，可以重复利用，而加酶洗衣粉既没有固定也不能重复利用。2.(2011江苏)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和纯化 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
10、片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层A3.(2010山东)生物柴油是一种可再生的清洁能源，其应用在一定程度上能够减缓人类对化石燃料的消耗。科学家发现，在微生物M产生的脂肪酶作用下，植物油与甲醇反应能够合成生物柴油。(如下图)(1)用于生产生物柴油的植物油不易挥发，宜选用 方法从油料作物中提取。榨、萃取压(2)筛选产脂肪酶的微生物M时，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供 ，培养基灭菌采用的最适方法是 法。(3)测定培养液中微生物数量，可选用 法直接计数；从微生物M分离提取的脂肪酶通常需要检测 ，以确定其应用价值；为降低生物柴油生产成本，可利用 技术使脂肪酶能够重复使用。(4)若需克隆脂肪酶基因，
11、可应用耐热DNA聚合酶催化的技术。碳源高压蒸汽灭菌显微镜直接计数酶活性(或：酶活力)(或：固定化细胞)固定化酶PCR(或：多聚酶链式反应，聚合酶链式反应)【解析】(1)植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取，蒸馏法常应用于挥发性较强的植物油的提取。(2)筛选产脂肪酶的微生物M时，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供碳源，这样不能产脂肪酶的微生物就无法利用植物油，将不能在该培养基上存活下来，只有能产脂肪酶的微生物M才能利用植物油从而在选择培养基上存活下来；培养基灭菌的最适方法是高压蒸汽灭菌法。(3)测定培养液中微生物的数量可分为直接计数法和间接计算法，直接计数法常用的是显微镜直接计数法；从微
12、生物M中提取的脂肪酶应检测其活性，这样才能保证酶发挥作用，确保具有利用价值；固定化酶和固定化细胞技术是利用化学或物理方法将酶固定在一定空间内的技术，是指将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以使酶能够反复利用，这样既可以降低生产成本，提高产品的质量，还可以减少对环境的污染。(4)PCR技术是一种体外扩增DNA片段的技术，克隆基因可用这种方法。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选择洗衣粉时应考虑洗涤成本B5.下列说法正确的是()A
13、植物、霉菌、酵母菌和细菌等所有生物活细胞均能产生果胶酶 B由酵母菌发酵产生的果胶酶是食品工业中使用量最大的酶制剂之一 C果胶酶是分解果胶的一类酶的总称 D温度过高或过低，果胶酶都丧失活性C【解析】考查了果胶酶的产生、作用、特性及种类。6.(双选)由反应生成物的量可知酶促反应的速率(酶作用强度)，则下列的实验中哪项是最必要的()A假设其他条件最适，改变温度，观察反应生成物的量 B假设其他条件最适，改变底物的浓度，观察反应生成物的量 C假设其他条件最适，改变温度，观察反应物的量 D假设其他条件最适，改变酶的浓度，观察反应物的量AB7.(双选)下列说法正确的是()A加酶洗衣粉就是将酶直接加到洗衣粉中 B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温度、酸碱度都会影响酶的活性 D普通洗衣粉只是缺少酶，不会污染环境【解析】加酶洗衣粉不是直接把酶加到洗衣粉中，因为洗衣粉本身为碱性，会导致酶失活，必须对酶先进行一定的处理以后才能加入到洗衣粉中。普通洗衣粉中含有磷，大量排放会导致水体富营养化。BC