酶的应用.docx
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酶的应用
选修一：
第3章酶的应用技术实践
考点3：
酶的应用
【学习目标】
1、酶在洗涤方面的应用（A）2、探究酶在洗涤方面的作用（B）
【知识梳理】
一、酶活力的测定
1、酶活力概念：
酶活力（enzymeactivity）也称为酶活性，是指酶催化一定化学反应的能力。
酶活力的大小可用在一定条件下，酶催化某一化学反应的速度来表示，酶催化反应速度愈
大，酶活力愈高，反之活力愈低。
测定酶活力实际就是测定酶促反应的速度。
酶促反应速
度可用单位时间内、单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。
在一般的酶促反应
体系中，底物往往是过量的，测定初速度时，底物减少量占总量的极少部分，不易准确检
测，而产物则是从无到有，只要测定方法灵敏，就可准确测定。
因此一般以测定产物的增
量来表示酶促反应速度较为合适
2、制备果胶酶并观察其在果汁生产中的作用。
22、2、w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
活动1：
阅读“果胶酶的作用”，讨论并回答下列问题：
1．1果胶是植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一。
1．2在果汁加工中，果胶的存在易导致果汁出汁率低，果汁浑浊。
1．3果胶酶分解果胶的作用是：
①瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，
②把果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清，因此可以解决果汁加工中
出现的问题。
1．4果胶酶是一类酶的总称，包括：
多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶。
〖思考1〗在植物细胞工程中果胶酶的作用是与纤维素酶一起除去植物细胞的细胞壁。
活动2：
阅读“酶的活性与影响酶活性的因素”，讨论并回答下列问题：
1．5酶的活性是指：
酶催化一定化学反应的能力。
1．6酶的活性高低可用一定条件下的酶促反应速度来表示，即单位时间、单位体积内反应
物消耗量或产物生成量来表示。
1．7影响酶活性的因素有：
温度、PH、激活剂和抑制剂等。
活动3：
阅读“果胶酶的用量”，讨论并回答下列问题：
1.8食品工业生产中最常用的果胶酶是通过霉菌发酵产生。
1.9根据影响酶活性的因素，在实际生产中我们如何获得果胶酶的最高活性？
确定果胶酶的最适温度、最适PH等条件。
活动4：
阅读“资料一：
探究温度和PH对酶的活性的影响”，思考下列问题并尝试写出实验过程：
2．1实验目的：
定量测定温度或pH对果胶酶活性的影响。
〖思考2〗该实验与必修I中探究“影响酶活性的条件”实验有何不同？
前者属于是定量分析实验，后者属于定性分析实验。
2．2实验原理：
果胶酶瓦解细胞壁和胞间层增大果汁产量；果胶酶催化分解果胶增大果汁澄清度。
2．3变量设计与控制：
①你确定的温度梯度（或pH梯度）为10℃或5℃（或0.5、1.0）。
②实验的自变量是温度（或pH），控制自变量的方法是利用恒温水浴锅（或滴加酸碱等）。
③实验的因变量是酶的活性，检测因变量的方法是测定果汁的产出量或澄清度。
〖思考3〗果汁与果胶酶在混合之前，分装在不同试管中用同一恒温处理的目的是什么？
保证果汁与果胶酶混合前后的温度相同，避免因混合导致温度变化而影响果胶酶活性。
〖思考4〗该实验中是否设置了对照？
若设置，那么它是如何设置的？
若没有，则如何进行设置？
已经设置了对照。
不同的温度设置之间可以相互对照。
〖思考5〗怎样排除PH和其他因素对实验结果的干扰？
目的是什么?
控制PH和其他因素相同，保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。
〖思考6〗教材中A、B两个同学的实验设计有何不同？
测定的因变量不同（A测定果汁产量，B测定果汁澄清度）。
活动6：
阅读“课本”，回答下列问题
3．1制备果泥：
用榨汁机榨制果泥。
在榨制橙子汁时应怎样处理橙皮?
不必去橙皮
3．2在探究不同PH对果胶酶活性的影响时，可以用0.1%的NaOH溶液和盐酸调节pH。
3．3在果胶酶处理果泥时，为了是果胶酶能充分地催化反应，如何操作?
用玻璃棒不时搅拌。
结果分析与评价
1．绘制出温度和pH对果胶酶活性的影响曲线图。
出计量
（mL）
出计量
（mL）
pH
温度（℃）
2．绘制不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓度和体积相同的条件下）。
出计量
（mL）
果胶酶量（mL）
二、洗涤剂中常用的酶制剂
活动1：
阅读“课题背景”及“基础知识”，讨论并完成学案
1．1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、脂肪酶、淀粉酶、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。
〖思考1〗碱性蛋白酶为什么具有如此强的功效？
它的作用机理是怎样的？
请写出作用示意图。
酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质分解成可溶性小分子肽和氨基酸。
〖思考2〗你能写出脂肪酶、淀粉酶的作用示意图吗？
1．2．影响酶活性的因素有温度、酸碱度和表面活性剂。
〖思考3〗酶能直接添加到洗衣粉中吗？
为什么？
科学家是如何解决这一难题的？
不能，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性。
将基因工程生产出的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其它成分隔离开来。
〖思考4〗为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？
加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。
【补充】普通洗衣粉的化学成分有：
表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白粉等成分，有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素，以及填充剂等。
活动2：
探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的不同：
。
〖思考〗影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？
水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质料、大小及侵泡时间和洗涤时间等。
〖思考〗你认为应该控制的单一变量是普通洗衣粉和加酶洗衣粉的区别，其他条件（如洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料的大小和颜色、洗涤方式、洗涤时间等）完全性同。
〖思考〗水温的控制：
通常情况下春、夏、秋、冬四季可分别选取5℃、15℃、25℃、35℃。
其他条件控制：
洗涤方式有半自动和全自动，相比之下采用全自动方式比较好，并且应尽量使用同一型号小容量的洗衣机，其机械搅拌作用相同；洗涤材料以（衣物、布料）作为实验材料比较可行，做对照实验时可以控制布料的大小、颜色以及污物的量（可用滴管控制）使其相同，同时也便于洗涤效果的比较；水量和洗衣粉用量与布料的大小是成正比的。
实验操作
课题名称：
温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响
实验目的：
比较不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果
实验原理：
酶的催化活性受温度影响，在适宜温度下酶的催化活性最高，温度过低或过高酶的催化能力降低
实验材料：
加酶洗衣粉、天平、白色棉布、1000mL烧杯、玻棒、温度计、滴管、新鲜鸡血、水浴缸、温度分别为5℃、15℃、25℃、35℃的清水。
实验步骤：
（1）取10cm×10cm的白色棉布4块，用滴管各滴加5滴新鲜鸡血，晾干备用。
（2）取1000mL烧杯4个，用天平分别称取0.5g加酶洗衣粉，依次倒入4个烧杯中。
（3）将5℃、15℃、25℃、35℃清水各500mL依次倒入4个烧杯中，用玻棒搅拌溶化洗衣粉。
（4）取水浴缸4个，依次倒入5000mL5℃、15℃、25℃、35℃清水，插入温度计保持恒温。
（5）将4个烧杯分别放到相同水温的水浴缸中，将带鸡血的棉布分别放到烧杯中浸泡20min。
（6）按相同方式用不同玻棒搅拌棉布各，放到水浴缸中
结果分析与评价
不同种类的洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的列表比较：
污染物
蛋白酶洗衣粉
复合酶洗衣粉
普通洗衣粉
油渍
血渍
奶渍
果汁渍
【典型例题】
【例1】下列不属于酶制剂的是
A．蛋白酶B．脂肪酶
C．淀粉酶D．麦芽糖酶
【例2】下列质地的衣物不能用加酶洗衣粉洗涤的是
A．化纤类衣物B．棉麻类衣物
C．尼龙类衣物D．毛类衣物
【例3】下面是有关普通洗衣粉和加酶洗衣粉对洗涤物效果是否相同的探究实验，请据表回答：
脸盆编号
洗涤物
（等量）
洗涤
温度
洗衣粉
（等量）
水量
洗净褪色所需时间
l
油污布
37℃
加酶
2L
4min
2
油污布
37℃
普通
2L
7min
3
油污布
5℃
加酶
2L
9min
4
油污布
5℃
普通
2L
8min
该实验可证明：
（1）能说明加酶洗衣粉效果好的组合方式是。
（2）能说明酶活性受温度影响的实验是。
例4、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。
请回答下列问题。
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）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、乙和丙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。
例5现有相同容积的玻璃缸几只，利用自然的清水、同龄且发育状态相同的小蝌蚪60只、饲喂蝌蚪的饲料、未经处理的具有生物活性的甲状腺激素，并把具有生物活性的甲状腺激素放在50℃的温水中处理10min。
根据这些现有的条件，请你设计一个实验，验证甲状腺激素经过处理以后，是否还有生物活性。
（1）实验方案的设计
第一步，取玻璃缸3只，分别标记为甲、乙、丙；
第二步，；
第三步，如果甲缸每天饲喂饲料，丙缸每天饲喂用具有生物活性的甲状腺激素相拌的饲料，则乙缸怎样饲喂?
；
最后经过一定时间的饲喂，观察现象，得出结果和结论。
（2）结果分析
①若乙、丙缸的蝌蚪发育同步，迅速变态为小青蛙，而甲缸还是蝌蚪状态，说明；
②若甲、乙缸的蝌蚪发育同步，而丙缸发育变态迅速，说明了。
③若乙缸的蝌蚪发育比甲缸快，比丙缸慢，则说明了。
（3）该实验设置甲、丙两组实验的目的是。
【基础检测】
1．科学家通过技术手段生产出了能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶。
A．细胞工程B．基因工程C．发酵工程D．酶工程
2．蛋白酶不能洗去
A．油渍B．血渍C．奶渍D．果汁渍
3．下列不能影响加酶洗衣粉活性的是
A．温度B．酸碱度C．表面活性剂D．水的数量
4．普通洗衣粉中含有元素，会使环境污染？
A．氮B．磷C．铁D．镁
5．加酶洗衣粉可以降低的数量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展，减少对环境的污染。
A．表面活性剂B．碱剂C．漂白剂D．水软化剂
6．与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉的优点不包括
A．容易去汗渍B．容易去油污C．容易除去奶渍D．可以重复使用
7．酶制剂中的酶化学本质是
A．蛋白质B．有机物C．RNAD．核酸
8．当前生产酶制剂所需要的酶主要来自
A．动物的组织和器官B．植物组织和器官C．微生物D．基因工程
9．加酶洗衣粉能够除去衣物上的顽固油渍，则它含有（）
A、脂肪酶B、蛋白酶C、淀粉酶D、氧化酶
10、实验探究设计的原则是
A、根据实际，控制单一变量B、设置对照实验
C、实验用品等量原则D、以上三者
11．（多选）加酶洗衣粉可以使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展，减少对环境的污染，是因为降
低了
A．表面活性剂B．三聚磷酸钠C．漂白剂D．水软化剂
12．（多选）用加酶洗衣粉洗涤衣物时，下列说法错误的是
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
13．（多选）下列关于加酶洗衣粉说法中，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来讲有利于环保
14．一般洗衣粉不易清除衣物上的血渍或奶渍，但加酶洗衣粉可以。
一般加酶洗衣粉袋子上印有以下说明：
用法：
洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时；温水效果最佳；切勿用60℃以上的水。
注意：
切勿用于丝质及羊毛衣料；用后彻底清洗双手。
请根据以上资料回答有关问题：
（1）该洗衣粉较易清除衣物上的血渍或奶渍，该洗衣粉加入的是什么酶?
说明理由。
（2）为什么洗涤前需先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时?
如何缩短衣物浸泡时间?
（3）为什么袋上的用法指明切勿在60℃以上的水中使用该洗衣粉?
（4）试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料。
（5）试解释为什么用后须彻底清洗双手。
15．下图中A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。
请据图回答下列问题：
（1）图A中，反应物浓度达到一定时，反应速度不再上升，其原因是。
（2）图B中，a点所对应的温度为。
（3）图B中，a点到b点的曲线急剧下降，其原因是。
（4）图C表示了催化反应的速度变化曲线。
A．唾液淀粉酶B．胃蛋白酶C．胰蛋白酶D．植物淀粉酶
加酶洗衣粉简介
加酶洗衣粉就是在合成洗衣粉中，加入0.2％～0.5％的酶制剂制成的。
在洗衣粉中添加的酶的种类很多，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶等。
我国在洗衣粉中添加的酶最主要的是碱性蛋白酶。
这种酶能耐碱性条件，而且耐贮存，对皮肤、衣物没有刺激和损伤作用。
碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸。
衣物上附着的血渍、汗渍、奶渍、酱油渍等污物，都会在碱性蛋白酶的作用下，结构松弛、膨胀解体，稍加搓洗，污迹就会从衣物上脱落。
使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点：
（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）织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏；
（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，在低温下或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力损失；
（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地接触。
选修一：
第3章酶的应用技术实践
考点3：
酶的应用答案：
【典型例题】
例1解析：
目前常用的酶制剂有四大类：
蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。
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的氨基酸或小分子的肽，使污迹从衣物上脱落。
脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更强的去污能力。
答案;D
例2解析：
因为加酶洗衣粉中含的蛋白酶较多，蛋白酶可将蛋白质分解，所以蛋白质类纤维织物不能用加酶洗衣粉洗涤。
答案：
D
例3解析：
（1）只有通过比较，才能说明活性高低，所以需有加酶洗衣粉与普通洗衣粉之间的对照，同时油污褪色时间不能由其他变量干扰，这样的组合只能为1与2或3与4，结合题干是加酶洗衣粉效果好，所以只能为l与2的组合。
（2）由题意知变量为温度不同对酶的影响，所以应为1与3的组合。
答案：
（1）1与2
（2）1与3
启示：
实验设计题的分析一定要紧扣单一变量原则和对照原则。
例4答案：
（1）加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶
（2）专一性
（3）没有差异，因为高温使酶失活
（4）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。
例5解析：
这是有关甲状腺激素对蛙发育的实验，利用甲状腺激素生理作用的知识学习如何进行实验设计和结果分析预测，答案：
（1）分别加入等量的清水和20只蝌蚪每天饲喂用经过处理过的甲状腺激素相拌的饲料
（2）①甲状腺激素经过50℃的温水处理后，对其生物活性没有影响
②甲状腺激素经过50℃的温水处理后，完全丧失了生物活性
③甲状腺激素经过50℃的温水处理后，使生物活性有所降低
（3）起对照作用
【基础检测】
1．B2．A3．D4．B5．A6．D7．B8．C9、A10、D
11．AB12．ABC13．BCD
14．提示：
⑴蛋白酶；因酶具有专一性，血渍、奶渍的主要成分是蛋白质，蛋白酶可将其分解
⑵是为了使洗衣粉中的蛋白酶充分分解衣物中的蛋白质污渍；用温水浸泡衣物，是因为酶的催化作用需要适宜的温度
⑶因为温度过高会使酶失去活性
⑷因为丝质及羊毛衣料中含蛋白质，这样会损坏衣物⑸因为皮肤细胞中有蛋白质，如不清洗双手，会使手的皮肤受到腐蚀
15．
（1）受反应液中酶浓度的限制
（2）酶反应的最适温度（3）温度过高使酶活性下降（4）C
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