酶的应用考点突破
酶的应用考点突破
高中生物苏教版选修中《酶的应用》专题，考点：1、酶在洗涤方面的应用，包括课题研究，探究洗衣粉中的酶制剂在洗涤中的作用；2、制备和应用相化酶，包括边做边学，酶母细胞的固定化技术。
一、酶在洗涤方面的应用
1、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：蛋白质酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，常用的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等大分子蛋白质水解成可溶性酶、淀粉酶和纤维素酶，也能将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解成小分子物质。根据酶加入种类多少，可分为单一加酶洗衣粉和复合加酶洗衣粉。
例1：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、加酶洗衣粉相对普通洗衣粉讲有利于环保
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，使污迹容易从衣物上脱落。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才能不如普通洗衣粉。
答案：A
二、探究洗衣粉中的酶制剂在洗涤中的作用
1、判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法
在洗涤后比较污物的残留状况，如已消失，颜色变浅，面积缩小等。
2、加酶洗衣粉洗涤效果的探究方法
实验设计要遵循对照原则和单一变量原则。在此探究中，以控制洗衣粉的种类为变量，其它条件完全一致。如：各种单一加酶洗衣粉、复合加酶洗衣粉、普通洗衣粉为变量来探究洗衣粉的洗涤效果有何不同，普通洗衣粉与加酶洗衣粉处理污物形成对照实验。
3、变量的分析和控制
影响加酶洗衣粉洗涤效果因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质地、衣物大小、浸泡时间，洗涤的方式和洗涤的时间等。在选择适宜的变量作为探究课题时，学生应注意切合实际。
4、使用加酶洗衣粉时注意点
（1）碱性蛋白酶能使蛋白质水解，羊毛、蚕丝蛋白类纤维不能用加酶洗衣粉来洗涤。
（2）注意洗涤时水的温度，碱性蛋白酶在35℃–50℃时活性最强，在低温
或70℃以上就会消失。
（3）碱性蛋白酶洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质，应避免与这类洗衣粉长时间接触。
（4）长期存放会导致酶活力损失。
5、探究加酶洗衣粉最适温度时，温度梯度可设置为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃，若测出40℃时洗涤效果较好，应设置温度梯度更细的实验组，直至测出具体最适温度。
例2：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”的活动。下列说法不正确的是：
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均可看做无关变量
D、洗涤过程中水温只要保持相同即可
解析：对于无关变量应该控制相同并且适宜，所以洗涤过程中，水温要保持相同且适宜，还要保持其他无关变量均相同。
答案：D
三、固定化酶应用
对固定化酶的作用，原理及其在生产中的应用主要是通过高果糖浆生产实例来了解。
能将葡萄糖转化为果糖的酶是葡萄糖异构酶。使用固定化酶技术，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的小孔，而反应溶液却可以自由出入。葡萄糖溶液在流经反应柱时与固定化葡萄糖异构酶接触，转化为果糖，也实现了酶的连续使用，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。
例3：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，将酶依附着载体围绒反应物旋转的技术
B、固定化酶的优势在于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，将酶固定在不溶于水的载体上，使酶与反应物接触，又能与产物分离，还可以使酶能够重复利用，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。由于固定化酶只能固定一种酶，不可能催化一系列的酶促反应。
答案：D
四、固定化细胞技术
1、酶和细胞的固定方法
一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法，通常使用的方法为交联法、吸附法、包埋法，而细胞多采用包围法固定。原因是细胞个大，酶分子很小；个大的细胞难以吸附或结合，个小的酶容易从包士材料中漏出。固定化细胞使用的
都是活细胞，在应用时要注意为其提供适宜的生存条件。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，所以对酶活性影响较小。
2、固定化酶与固定化细胞比较
类型固定酶
种类
适用方法
是否
需要
营养
常用载体优点及缺点
固定化酶一种
化学结合法
物理吸附法
否
高岭土、皂土、
硅胶凝胶
可反复利用，但只催
一种或一类化学反应
固定化细胞一系列包埋法是
成本低，操作容易，
但反应效果下降
3、制备固定化酶母细胞应注意的问题
（1）酶母细胞活化，活化时间1h左右，活化前应选择足够大的容器，因为酶母细胞活化时体积会变大。
（2）加热使海藻酶钠溶化，用小火或间断加热，若海藻酸钠浓度过高，很难形成凝胶珠，若浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酶母细胞数目少，影响实验效果。
（3）刚形成的凝胶珠应在Cad2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检查凝胶珠制作成功方法，一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，若凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠制作成功；二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果“凝胶珠”容易弹起，也表明制备的凝胶珠制作成功。
例4：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，糖类的作用只作为反应物
解析：固定化酶的使用要控制好PH、温度，但与氧气无关。固定化酶的使用不需要适宜的营养条件，葡萄糖在固定化酵母细胞发酵中不仅作为底物，还可以为酵母细胞提供营养和能量。
答案：A
巩固练习
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、一般先用热水浸开，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、使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后应立即冲洗双手
2、有人设计探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普通洗衣粉，实验分为两组，一组衣物用加酶洗衣粉洗涤，一组衣物用普通洗衣粉洗涤。该实验设计缺少：
A、用加酶洗衣粉洗涤和用适量普通洗衣粉洗涤的对照
B、既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照
C、用普通洗衣粉洗涤和用少量加酶洗衣粉洗涤的对照
D、用少量普通洗衣粉洗涤和用大量加酶洗衣粉洗涤的对照
3、下列关于固定化酶的叙述中，不正确的是：
A、既能与反应物接触，又能与反应物分离
B、固定在载体上的酶可反复利用
C、可催化一系列反应
D、酶的活性和稳定性受到影响
4、下列制备固定化酵母细胞的正确步骤是：
①配制CaCl2溶液②海藻酸钠溶液
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
5、加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题：
（1）为了探究甘加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果关系，某同学通过实验获得右图所示的结果。由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是________%。
（2）下表是围绕加酶洗衣粉的一项研究结果：
温度/℃203040455060普通洗衣粉去污力1%1518202121.522
加酶洗衣粉去污力1%304048504837
上述实验结果可以得出的结论有：
①______________________________________________；
②______________________________________________。
（3）在使用加酶洗衣粉过程中，对于特别脏的衣服，较大的洗衣量，写出两项提高洗涤效果的措施。
①______________________________________________；
②______________________________________________。
6、某生物兴趣小组进行了固定化酵母细胞的实验研究，请根据他们的研究内容回答问题：
（1）在制备固定化酵母细胞过程中，溶化好的海藻酸钠溶液要冷却到室温，才能加入已活化的酵母细胞，原因是________________。
（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）该实验中，CaCl2溶液的作用是_____________。
（6）为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可反复运用，实验过程一定要在_____________条件下进行。
答案：
1、D
2、B
3、C
4、D
5、（1）0.6，碱性蛋白酶（2）①在相同温度条件下，加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高；②使用加酶洗衣粉时的适宜温度为40–50℃（3）①温水浸泡延长浸泡时间；②增加洗衣粉的用量等。
6、（1）防止酵母细胞在高温下死亡；（2）配制海藻酸钠溶液；（3）较少；（4）海藻酸钠浓度偏低，海藻酸钠浓度偏高；（5）使胶体聚沉；（6）无菌。