选修一：酶的研究与应用课件

加酶洗衣粉普通洗衣粉哪个洗涤效果好？为什么？探究加酶洗衣粉的洗涤效果

加酶洗衣粉普通洗衣粉哪个洗涤效果好？为什么？探究加酶洗衣粉1【教材回扣】在课前时间通过阅读教材、同学交流和讨论，完成下列问题，并初步巩固。一、基础知识【活动1】阅读教材“课题背景”及“基础知识”，讨论并回答下列问题：1．（识记）加酶洗衣粉是指含有

的洗衣粉，常用的酶制剂有四类：

、

、

、

。其中应用最广泛、效果最明显的是

和

。2．（理解）碱性蛋白酶为什么具有很强的去污能力？3．（识记）影响酶活性的因素有

、

和

。4．（识记）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？【讨论】（理解）为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？蛋白酶脂肪酶淀粉酶纤维素酶酶制剂碱性蛋白酶碱性脂肪酶酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍中大分子蛋白质分解成可溶性小分子肽和氨基酸温度酸碱度表面活性剂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。不能，因为洗衣粉中的表面活性物质会影响酶的活性。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。【教材回扣】在课前时间通过阅读教材、同学交流和讨论，完成下列2注意：纤维素酶不能直接去除衣物上的污垢，但能使纤维的结构变得

；去除表面的

。蓬松浮毛1、该洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，说明该洗衣粉中加入的是什么酶？为什么？蛋白酶，因为血渍和奶渍的主要成分是蛋白质，蛋白酶能分解血渍和奶渍中的蛋白质。2、为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时？如何缩短衣物的浸泡时间？使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白质污渍；用温水浸泡衣物。3、为什么不能在60℃以上的水中使用此洗衣粉？碱性蛋白酶在30℃~50℃时活性最强，在70℃就会失效；4.为什么用后须彻底清洗双手？人体皮肤细胞有蛋白质，如不彻底清洗皮肤受到腐蚀，会患过敏性皮炎、湿疹等。注意：纤维素酶不能直接去除衣物上的污垢，蓬松浮毛1、该洗衣粉3活动主题：加酶洗衣粉比普通洗衣粉对衣物污垢的洗涤效果好。1.原理:生活中各种污垢主要是蛋白质、脂质、淀粉等多种不溶于水的有机物，这些有机物在相应的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下能水解成易溶于水的小分子有机物。2.实验组材料：加酶洗衣粉，同一品牌普通洗衣粉，大小相同的白纱布2块（滴植物油），500mL大烧杯两个，玻璃棒两根，水浴锅一个等（温度恒定），角匙两个，等等。活动主题：加酶洗衣粉比普通洗衣粉对衣物污垢的洗涤效果好。1.43.实验步骤1）带有污染物的实验用布的制取：取同一质地、大小相同的白纱布2块，在上面分别滴加4滴同种植物油，放置至干燥（已准备好）。2)取1000mL大烧杯2只，编号甲、乙，分别取500mL水放入大烧杯中，水温调至40℃。3）取等量的洗衣粉：分别用角匙取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉，分别放入甲、乙两只烧杯中。4)向甲、乙两只烧杯分别放入制好的带有污染物的纱布，用玻璃棒边搅拌边观察。5)记录洗涤效果。3.实验步骤1）带有污染物的实验用布的制取：取同一质地、大小5（1）在设计探究实验时应遵循什么原则？遵循：对照原则，单一变量原则控制其他变量：如水的用量、污染物的量，布的质地、大小、洗衣粉的用量，搅拌及洗涤时间等。（2）你认为应该控制的单一变量是：

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）完全相同。洗衣粉的种类小组活动：（1）在设计探究实验时应遵循什么原则？遵循：对照原则，单一变6活动主题2：探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：⑴水温的控制：通常情况下春、夏、秋、冬四季可分别选取、、、。15℃35℃25℃5℃⑵其他条件如何控制？洗涤方式,采用同一型号洗衣机其机械搅拌作用好。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

、

以及

（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。全自动大小颜色污物的量活动主题2：探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：⑴水温的控制：通7二、实验设计【活动2】阅读教材“如何有效地控制变量”，探究加酶洗衣粉的洗涤效果：1．（分析）A同学的实验方案是否存在问题吗？请说明理由。2．（分析）你是否同意B同学观点？请说明理由。3．（创新）实验应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、洗涤时间等应相同且适宜有问题。未说明控制相同的适宜温度；玻棒搅拌强度难于控制相同；未确定布料颜色等不同意。B同学忽略了实验中变量的控制问题。二、实验设计【活动2】阅读教材“如何有效地控制变量”，探究8【活动3】阅读教材“考虑实际生活中的具体情况”，探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：1．（设计）自变量的设置与控制：

。2．（设计）无关变量设置与控制：洗涤方式采用

（半自动、全自动）比较好，并且使用的洗衣机和洗涤模式应

；实验材料以

（衣物、布料）比较可行，做对照实验时可以控制布料的

、

以及

（可用滴管控制）等使其相同，以便于比对。3．（记忆）你认为一个完整的实验方案应包括哪些基本内容？5℃、15℃、25℃、35℃、45℃、55℃。全自动布料大小颜色污物量课题名称、实验目的、实验原理、实验材料、实验步骤、实验结果、实验结论等。相同【活动3】阅读教材“考虑实际生活中的具体情况”，探究温度对9活动4】探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的比较1．（记忆）在探究不同种类的加酶洗衣粉实验中，

是自变量，而其他因素在实验中应保持

；（记忆）在探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果影响的实验中，

是自变量，而其他因素在实验中应保持不变。（分析）在该实验中，酶的种类和污渍种类是自变量，而其他因素在实验中应保持不变。2．（分析）有位同学打算用丝绸做实验材料，探讨加酶洗衣粉的洗涤效果，你认为他这样做合适吗？为什么？酶的种类温度不适合。因为丝绸面料属于蛋白质成分，加酶洗衣粉会分解破坏丝绸。相同且适宜活动4】探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果10【题组训练】某同学进行温度对酶活性影响的研究，设计了如下实验：实验步骤：①取三支试管，分别加入质量分数为3％的可溶性淀粉溶液。②将试管分别放在25℃、60℃的水中和冰块中，在三支试管中分别加入质量分数为2％的淀粉酶溶液，两支试管中的pH=6．8，第三支试管中的pH=4，摇均后维持各自温度5min。③在三支试管中各滴1滴碘液，并摇均。观察并记录：(略)结论：温度过高或过低都影响酶的活性。请回答：(1)该实验能否得出上述结论?

。(2)指出步骤中不正确之处并在此基础上加以纠正或补充相应的内容。

。试管上没贴标签，应贴标签1，2,3；

步骤①②中加入试管中的两种溶液应有量的的描述“适宜等量”

实验组与对照组末遵循单一变量原则，pH应都为6．8。不能

【题组训练】某同学进行温度对酶活性影响的研究，设计了如下实验11【变式训练】下表是某同学探究温度对果胶酶活性的实验结果。该结果不能说明()A.温度影响果胶酶的活性B．40℃与60℃时酶的活性相等C．50℃是该酶的最适温度D．若温度从10℃升高到40℃，酶的活性将逐渐增强C【变式训练】下表是某同学探究温度对果胶酶活性的实验结果。该结12【变式训练】下面3图是研究人员对黑曲霉A，果胶酶性质的研究结果，据图分析温度、pH和Ca2+浓度等与酶活力的关系。

(1)从图上可以看出，对酶活力影响最小的是

。(2)这三个图的共同点说明

。(3)若探究温度对黑曲霉A：果胶酶活力的影响，则在该实验中，实验组和对照组的：pH及Ca2+浓度是否进行调节?

。若需用调节，则pH及Ca2+浓度分别调节到

和

。其原因是

。Ca2+浓度

在最适条件下，酶活力最高需要4，1遵循单一变量原则，无关变量相同且适宜【变式训练】下面3图是研究人员对黑曲霉A，果胶酶性质的研究13例．实验探究pH对酶活性的影响：准备5支含有等量酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1cm3的正方体凝固蛋白质，试管均置于25℃室温条件下，将各试管蛋白质消失的时间记录于下表：(1)酶活性最强时的pH是

．(2)蛋白质块消失的时间与酶活性强弱的关系是

．(3)请用2种方法改进实验．使实验在更短的时间内完成．①

；②

．(4)在人体消化道中，能分泌本实验中酶的部位是______________。胃

2酶活性越强，蛋白质块消失的时间越短增加酶的量将凝固蛋白质块切碎例．实验探究pH对酶活性的影响：准备5支含有等量酶溶液但pH14

[例题1]下列验证某种加酶洗衣粉，需要的最适温度实验，正确的是()。A.取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度中酶的效果最好B．在不同温度的水中，加入相同的污物及不等量洗衣粉，看哪种效果好C．将加酶洗衣粉加入30℃水中的洗涤效果没有45℃水中的好，说明45℃为最适温度D．将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37℃的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃A[例题1]下列验证某种加酶洗衣粉，需要的最适温度实验，正15[变式训练].生物兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。下表是他们记录的不同温度除去污渍所需时间对照表，请依据表中数据作答：(1)要达到最佳洗涤效果，使用加酶洗衣粉的最适宜温度范围是

。(2)在适宜温度范围内，加酶洗衣粉对衣物上的

洗涤效果最佳，对

的洗涤效果最差，其原因是

。(3)羊毛、蚕丝等织物

(填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤，因为

。(4)加酶洗衣粉与普通洗衣粉相比，其优点是()。①去污能力强②能长期存放③不受环境因素的影响④不污染环境A．①②B．③④C．①④D．②③50℃～60℃奶渍蓝墨水奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪，加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶，只能将蛋白质和脂肪等有机物水解，而难使蓝墨水水解不能因为羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质水解，使织物受到破坏C[变式训练].生物兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测161.下面是探索影响酶活性的条件的两个实验。Ⅰ．在研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响实验中，某同学进行了如下操作：①取6支洁净的试管，编上号，并且分别注入2mL新鲜乳汁。②将6支试管中分别放入不同水浴温度下，维持各自的温度5min。③在6支试管中各注入1mL新鲜凝乳酶溶液，摇匀后，在各自的水浴温度下保温。④观察记录凝乳所需时间。结果如下表所示。请回答：(1)将装有凝乳酶和新鲜乳汁的A、F两支试管在各自的水浴温度下保温20分钟后，同时转入40℃的水浴温度下保温，两支试管内的反应为：A

。F

。(2)根据以上所有实验结果的分析，可以得出哪些实验结论?

。乳汁凝固速度加快乳汁不凝固1.下面是探索影响酶活性的条件的两个实验。请回答：乳汁凝固17Ⅱ．受上述实验的启发，某同学设计了一个在室温20℃条件下，证明影响加酶洗衣粉洗涤效果的实验方案。实验材料和用具：(略)实验方法和步骤：①取3个洁净的500mL的烧杯，编号为A、B、C。②向3个烧杯中加入等量的加酶洗衣粉和等量的清水。③各加一小块质地相同，污渍程度相同的白布。④向3个烧杯分别加入适量的、等量的蒸馏水、质量分数为5％的盐酸、质量分数为5％的氢氧化钠溶液。⑤用玻璃棒均匀搅拌5分钟后观察洗涤效果。该实验步骤最佳的实验步骤应该是：

。该实验方法最应该注意的是：

。④①②③⑤使酶在催化时即已经处于预设的温度下Ⅱ．受上述实验的启发，某同学设计了一个在室温20℃条件下，证184.2酵母细胞的固定化4.2酵母细胞的固定化19【教材回扣】在课前时间通过阅读教材、同学交流和讨论，完成下列问题，并初步巩固。一、课题背景【活动1】阅读教材“课题背景”，讨论并回答下列问题：1．（记忆）在应用酶的生产中，人们遇到的实际问题有：酶受环境条件影响而

；酶分子很难回收利用而

；酶分子混合在产物中而

。2．（记忆）固定化酶（细胞）的原理：将酶（细胞）固定在

。使酶（细胞）既能

，又能

，还可以

利用。【开拓视野】固定化酶和固定化细胞的技术发展发展阶段优点问题酶催化效率高，低能耗低污染，应用广泛对环境敏感易失活，很难回收，影响质量。固定化酶既能与底物反应，又能分离回收利用很多产物是由多种酶催化形成的，应用受限固定化细胞成本低，操作更容易细胞具有一定寿命，形成其他产物容易失活提高生产成本影响产品质量不溶于水的载体上与反应物接触与产物分离被反复

【教材回扣】在课前时间通过阅读教材、同学交流和讨论，完成下列20二、知识理解识记【活动2】阅读教材“固定化酶的应用实例”，讨论并回答下列问题：1．（记忆）高果糖浆的生产原理是：

2．（理解）在生产高果糖浆过程中，将

固定在

状载体上，并装入到反应柱中。从反应柱上端注入

溶液，从下端流出果糖溶液。包埋法化学结合法吸附法葡萄糖异构酶颗粒葡萄糖二、知识理解识记1．（记忆）高果糖浆的生产原理是：

2．（理21例题．右图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：（1）请请在横线上填出各标号名称。①______；②______；③_______。（2）与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是_________和_________。（3）③的作用是______________________________________（4）制作固定葡萄糖异构酶所用的方式有___________或_____

___。（5）据图说出反应柱的作用原理

。葡萄糖果糖①②③反应柱固定化酶分布着小孔的筛板既能与反应物接触，又能与反应物分离能被反复利用酶颗粒无法通过筛板上的小孔，反应溶液可自由出入物理吸附包埋反应物溶液从反应柱上端注入，使反应物溶液流过反应柱，与固定化酶接触，得到产物，从反应柱下端流出。例题．右图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：葡萄糖果糖22（一）吸附法离子键作用将酶固定在载体上。载体：纤维素、多孔玻璃优点：

操作简单，条件温和

缺点：

易脱落，污染产物。

（二）化学结合法（交联法）戊二醛将酶和载体之间以共价键交联优点：牢固

缺点：戊二醛可能影响酶活性（三）包埋法将酶包埋于多孔载体中载体：海藻酸钠、硝酸纤维素。类型：网格包埋、微胶囊包埋。优点：温和、很少改变酶结构缺点：只适合小分子底物和产物；酶可能漏出（一）吸附法离子键作用将酶固定在载体上。（二）化学23【“生物技术实践”模块】（10分）固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂（使酶相互连接），海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果（注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量），分析并

（1）固定化酶技术是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使酶能与

接触，又能与

分离，固定在介质上的酶还能

。常见的酶固定化的方法有多种：如对本题的小麦酯酶使用了

和

，在“α—淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”这一实验中，α—淀粉酶固定在石英砂上，使用了右图中［

］（2）从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是

。（3）乙图曲线表明浓度为

的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低原因是

。（4）固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用

次，酶活力明显下降。浓度较低时包埋不紧密，酶易漏出，数量不足反应物产物反复利用交联法包埋法固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强，故应用范围较广③3%3【“生物技术实践”模块】（10分）固定化酶是从20世纪6024【活动3】阅读教材P50“固定化技术的方法”，讨论并回答下列问题：1．（记忆）将酶和细胞固定化方法

、

法和

法。2．（理解）酶和细胞的固定方法和特点比较固定对象酶细胞适宜方法特点

3．（理解）对固定酶的作用影响较小的固定方法是

法。【思考1】若将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定

；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定

（酶、细胞）。4．（记忆）固定细胞时应当选用不溶于水的

载体材料，如

、

、

、

和聚丙烯酰胺等。化学结合法、物理吸附法包埋法体积小，固定一种酶。包埋法容易丢失体积大，固定一系列酶。难以化学结合和吸附包埋法化学结合物理吸附物理吸附细胞多孔性明胶、琼脂糖海藻酸钠醋酸纤维素【活动3】阅读教材P50“固定化技术的方法”，讨论并回答下列25三、实验操作【活动4】阅读教材“制备固定化酵母细胞”，讨论并回答下列问题：1．（记忆）活化酵母细胞：1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放置1h使之活化（即：将处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程）2．（记忆）配制CaCl2溶液：0.83gCaCl2＋150mL

→200mL烧杯→溶解备用。3．（记忆）配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸纳＋10mL水→50mL烧杯→酒精灯

火（或间断）加热，并不断搅拌使之溶化→

定容到10mL。4．（记忆）海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将海藻酸钠溶液冷却至

，加入活化酵母细胞液，搅拌后吸入到

中。5．（记忆）固定酵母细胞：将注射器中的混合液缓慢滴加到

溶液中，形成

状颗粒，并且浸泡一段时间，目的：以便形成稳定的机构。蒸馏水小蒸馏水室温注射器CaCl2凝胶珠三、实验操作2．（记忆）配制CaCl2溶液：3．（记忆）配制26〖小组讨论1〗什么叫活化？如何实现酵母细胞的活化?〖小组讨论2〗配制海藻酸钠溶液应该注意的是什么？〖小组讨论3〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？防止高温杀死酵母细胞。加入蒸馏水让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程。微火加热并不断搅拌防止海藻酸钠焦糊。〖小组讨论4〗如何通过凝胶珠的特点来判断细胞固定化是否成功？〖小组讨论5〗如何检测凝胶珠质量是否合格？〖小组讨论1〗什么叫活化？如何实现酵母细胞的活化?〖小组讨27【活动5】阅读教材P50“固定化酵母细胞的发酵”，讨论并回答下列问题：1．（记忆）将固定的酵母细胞凝胶珠用

冲洗2～3次。2．（记忆）150mL10％葡萄糖＋固定化酵母细胞→200mL锥形瓶→

→25℃发酵24h。【思考2】发酵过程中锥形瓶为什么要密封？

【思考3】在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作码？

3．根据以上设计，绘出酵母细胞的固定化及其酒精发酵的流程图：

蒸馏水酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件需要，反复使用时要避免微生物污染密封目的：除去凝胶珠上附着的电解质。【活动5】阅读教材P50“固定化酵母细胞的发酵”，讨论并回答28〖思考4〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？〖思考5〗在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作吗？酵母菌进行无氧呼吸产生的。需要()1．高果糖浆生产需要的酶是A．葡萄糖异构酶B．蔗糖酶C．麦芽糖酶D．果糖酶()2．下列关于固定化酶中用到的反应柱的理解中。正确的是A．反应物和酶均可自由通过反应柱B．反应物和酶均不能通过反应柱C．反应物能通过，酶不能通过D．反应物不能通过，酶能够通过()3.如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制A．直接使用酶B．使用化学方法结合的酶C．使用固定化细胞D．使用物理吸附法固定的酶()4．固定化细胞常用包埋法固定，原因是A．包埋法固定操作最简便B．包埋法对酶活性的影响最小C．包埋法固定具有普遍性D．细胞体积大，难以被吸附或结合√√√√酵母菌进行无氧呼吸产生的。需要()1．高果糖浆生产需29()5．下列不属于固定化酶在利用时的特点的是A．一种固定化酶一般不能催化一系列酶促反应B．有利于酶与产物分离，提高产物品质C．能自由出入依附的载体D．酶是催化剂，但固定化酶也不可永远利用()6、下列关于固定化酶技术说法中，正确的是A．固定化酶技术就是固定反应物，让酶围绕反应物旋转的技术B．固定化酶的优势在于能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()7、目前，酶应用中所面临的实际问题的是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．酶用于生产时可能会混在产物中，影响产品质量D．直接用于生产中的酶可以多次利用()8.固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是A．避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程B．固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用C．促化反应结束后，能被吸收和重复利用D．细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用√√√√()5．下列不属于固定化酶在利用时的特点的是(30()9、使用固定化酶的优点是A．有利于增加酶的活性B．有利于产物的纯化C．有利于提高反应速度D．有利于酶发挥作用()10.酶的固定方式不包括A.将酶吸附在载体表面上B．将酶相互连接起来C．将酶包埋在细微网格里D．将酶加工成固体()11.使用固定化细胞的优点是A.能催化大分子物质的水解B．可催化一系列化学反应C．与反应物易接近D．有利于酶在细胞外发挥作用()13．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸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，与微生物降解相比，其作用不需要适宜的A．温度B．酸碱度C．水分D．营养√√√√()9、使用固定化酶的优点是√√√√31某同学，欲制备固定化酵母细胞（包埋法）进行葡萄糖溶液发酵(1)该实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程为：①使干酵母与蒸馏水混合并搅拌，使酵母菌活化；②将无水CaCl2，溶解在蒸馏水中，配成CaCl2溶液；③用酒精灯大火连续加热配制海藻酸钠溶液；④向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀；⑤将与酵母混匀的海藻酸钠液滴加到CaCl2溶液中，观察凝胶珠形成。请你改正其中错误的操作：

。(2)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵①图中a为

．b是反应柱。②从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是

。③为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程一定要在

条件下进行。④加入反应液后的操作是关闭活塞l和活塞2。⑤装置的长导管起到什么作用?

。葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡无菌释放CO2；防止空气中的杂菌进入反应柱①配制氯化钙溶液时用蒸馏水②配制海藻酸钠溶液用小火或间断加热③待海藻酸钠溶液冷却至常温再加入已活化的酵母细胞④将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液用注射器滴加到配制好的CaCl2溶液中固定化酵母细胞某同学，欲制备固定化酵母细胞（包埋法）进行葡萄糖溶液发酵葡萄32加酶洗衣粉普通洗衣粉哪个洗涤效果好？为什么？探究加酶洗衣粉的洗涤效果

加酶洗衣粉普通洗衣粉哪个洗涤效果好？为什么？探究加酶洗衣粉33【教材回扣】在课前时间通过阅读教材、同学交流和讨论，完成下列问题，并初步巩固。一、基础知识【活动1】阅读教材“课题背景”及“基础知识”，讨论并回答下列问题：1．（识记）加酶洗衣粉是指含有

的洗衣粉，常用的酶制剂有四类：

、

、

、

。其中应用最广泛、效果最明显的是

和

。2．（理解）碱性蛋白酶为什么具有很强的去污能力？3．（识记）影响酶活性的因素有

、

和

。4．（识记）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？【讨论】（理解）为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？蛋白酶脂肪酶淀粉酶纤维素酶酶制剂碱性蛋白酶碱性脂肪酶酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍中大分子蛋白质分解成可溶性小分子肽和氨基酸温度酸碱度表面活性剂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。不能，因为洗衣粉中的表面活性物质会影响酶的活性。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。【教材回扣】在课前时间通过阅读教材、同学交流和讨论，完成下列34注意：纤维素酶不能直接去除衣物上的污垢，但能使纤维的结构变得

；去除表面的

。蓬松浮毛1、该洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，说明该洗衣粉中加入的是什么酶？为什么？蛋白酶，因为血渍和奶渍的主要成分是蛋白质，蛋白酶能分解血渍和奶渍中的蛋白质。2、为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时？如何缩短衣物的浸泡时间？使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白质污渍；用温水浸泡衣物。3、为什么不能在60℃以上的水中使用此洗衣粉？碱性蛋白酶在30℃~50℃时活性最强，在70℃就会失效；4.为什么用后须彻底清洗双手？人体皮肤细胞有蛋白质，如不彻底清洗皮肤受到腐蚀，会患过敏性皮炎、湿疹等。注意：纤维素酶不能直接去除衣物上的污垢，蓬松浮毛1、该洗衣粉35活动主题：加酶洗衣粉比普通洗衣粉对衣物污垢的洗涤效果好。1.原理:生活中各种污垢主要是蛋白质、脂质、淀粉等多种不溶于水的有机物，这些有机物在相应的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下能水解成易溶于水的小分子有机物。2.实验组材料：加酶洗衣粉，同一品牌普通洗衣粉，大小相同的白纱布2块（滴植物油），500mL大烧杯两个，玻璃棒两根，水浴锅一个等（温度恒定），角匙两个，等等。活动主题：加酶洗衣粉比普通洗衣粉对衣物污垢的洗涤效果好。1.363.实验步骤1）带有污染物的实验用布的制取：取同一质地、大小相同的白纱布2块，在上面分别滴加4滴同种植物油，放置至干燥（已准备好）。2)取1000mL大烧杯2只，编号甲、乙，分别取500mL水放入大烧杯中，水温调至40℃。3）取等量的洗衣粉：分别用角匙取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉，分别放入甲、乙两只烧杯中。4)向甲、乙两只烧杯分别放入制好的带有污染物的纱布，用玻璃棒边搅拌边观察。5)记录洗涤效果。3.实验步骤1）带有污染物的实验用布的制取：取同一质地、大小37（1）在设计探究实验时应遵循什么原则？遵循：对照原则，单一变量原则控制其他变量：如水的用量、污染物的量，布的质地、大小、洗衣粉的用量，搅拌及洗涤时间等。（2）你认为应该控制的单一变量是：

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）完全相同。洗衣粉的种类小组活动：（1）在设计探究实验时应遵循什么原则？遵循：对照原则，单一变38活动主题2：探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：⑴水温的控制：通常情况下春、夏、秋、冬四季可分别选取、、、。15℃35℃25℃5℃⑵其他条件如何控制？洗涤方式,采用同一型号洗衣机其机械搅拌作用好。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

、

以及

（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。全自动大小颜色污物的量活动主题2：探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：⑴水温的控制：通39二、实验设计【活动2】阅读教材“如何有效地控制变量”，探究加酶洗衣粉的洗涤效果：1．（分析）A同学的实验方案是否存在问题吗？请说明理由。2．（分析）你是否同意B同学观点？请说明理由。3．（创新）实验应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、洗涤时间等应相同且适宜有问题。未说明控制相同的适宜温度；玻棒搅拌强度难于控制相同；未确定布料颜色等不同意。B同学忽略了实验中变量的控制问题。二、实验设计【活动2】阅读教材“如何有效地控制变量”，探究40【活动3】阅读教材“考虑实际生活中的具体情况”，探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：1．（设计）自变量的设置与控制：

。2．（设计）无关变量设置与控制：洗涤方式采用

（半自动、全自动）比较好，并且使用的洗衣机和洗涤模式应

；实验材料以

（衣物、布料）比较可行，做对照实验时可以控制布料的

、

以及

（可用滴管控制）等使其相同，以便于比对。3．（记忆）你认为一个完整的实验方案应包括哪些基本内容？5℃、15℃、25℃、35℃、45℃、55℃。全自动布料大小颜色污物量课题名称、实验目的、实验原理、实验材料、实验步骤、实验结果、实验结论等。相同【活动3】阅读教材“考虑实际生活中的具体情况”，探究温度对41活动4】探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的比较1．（记忆）在探究不同种类的加酶洗衣粉实验中，

是自变量，而其他因素在实验中应保持

；（记忆）在探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果影响的实验中，

是自变量，而其他因素在实验中应保持不变。（分析）在该实验中，酶的种类和污渍种类是自变量，而其他因素在实验中应保持不变。2．（分析）有位同学打算用丝绸做实验材料，探讨加酶洗衣粉的洗涤效果，你认为他这样做合适吗？为什么？酶的种类温度不适合。因为丝绸面料属于蛋白质成分，加酶洗衣粉会分解破坏丝绸。相同且适宜活动4】探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果42【题组训练】某同学进行温度对酶活性影响的研究，设计了如下实验：实验步骤：①取三支试管，分别加入质量分数为3％的可溶性淀粉溶液。②将试管分别放在25℃、60℃的水中和冰块中，在三支试管中分别加入质量分数为2％的淀粉酶溶液，两支试管中的pH=6．8，第三支试管中的pH=4，摇均后维持各自温度5min。③在三支试管中各滴1滴碘液，并摇均。观察并记录：(略)结论：温度过高或过低都影响酶的活性。请回答：(1)该实验能否得出上述结论?

。(2)指出步骤中不正确之处并在此基础上加以纠正或补充相应的内容。

。试管上没贴标签，应贴标签1，2,3；

步骤①②中加入试管中的两种溶液应有量的的描述“适宜等量”

实验组与对照组末遵循单一变量原则，pH应都为6．8。不能

【题组训练】某同学进行温度对酶活性影响的研究，设计了如下实验43【变式训练】下表是某同学探究温度对果胶酶活性的实验结果。该结果不能说明()A.温度影响果胶酶的活性B．40℃与60℃时酶的活性相等C．50℃是该酶的最适温度D．若温度从10℃升高到40℃，酶的活性将逐渐增强C【变式训练】下表是某同学探究温度对果胶酶活性的实验结果。该结44【变式训练】下面3图是研究人员对黑曲霉A，果胶酶性质的研究结果，据图分析温度、pH和Ca2+浓度等与酶活力的关系。

(1)从图上可以看出，对酶活力影响最小的是

。(2)这三个图的共同点说明

。(3)若探究温度对黑曲霉A：果胶酶活力的影响，则在该实验中，实验组和对照组的：pH及Ca2+浓度是否进行调节?

。若需用调节，则pH及Ca2+浓度分别调节到

和

。其原因是

。Ca2+浓度

在最适条件下，酶活力最高需要4，1遵循单一变量原则，无关变量相同且适宜【变式训练】下面3图是研究人员对黑曲霉A，果胶酶性质的研究45例．实验探究pH对酶活性的影响：准备5支含有等量酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1cm3的正方体凝固蛋白质，试管均置于25℃室温条件下，将各试管蛋白质消失的时间记录于下表：(1)酶活性最强时的pH是

．(2)蛋白质块消失的时间与酶活性强弱的关系是

．(3)请用2种方法改进实验．使实验在更短的时间内完成．①

；②

．(4)在人体消化道中，能分泌本实验中酶的部位是______________。胃

2酶活性越强，蛋白质块消失的时间越短增加酶的量将凝固蛋白质块切碎例．实验探究pH对酶活性的影响：准备5支含有等量酶溶液但pH46

[例题1]下列验证某种加酶洗衣粉，需要的最适温度实验，正确的是()。A.取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度中酶的效果最好B．在不同温度的水中，加入相同的污物及不等量洗衣粉，看哪种效果好C．将加酶洗衣粉加入30℃水中的洗涤效果没有45℃水中的好，说明45℃为最适温度D．将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37℃的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃A[例题1]下列验证某种加酶洗衣粉，需要的最适温度实验，正47[变式训练].生物兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。下表是他们记录的不同温度除去污渍所需时间对照表，请依据表中数据作答：(1)要达到最佳洗涤效果，使用加酶洗衣粉的最适宜温度范围是

。(2)在适宜温度范围内，加酶洗衣粉对衣物上的

洗涤效果最佳，对

的洗涤效果最差，其原因是

。(3)羊毛、蚕丝等织物

(填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤，因为

。(4)加酶洗衣粉与普通洗衣粉相比，其优点是()。①去污能力强②能长期存放③不受环境因素的影响④不污染环境A．①②B．③④C．①④D．②③50℃～60℃奶渍蓝墨水奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪，加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶，只能将蛋白质和脂肪等有机物水解，而难使蓝墨水水解不能因为羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质水解，使织物受到破坏C[变式训练].生物兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测481.下面是探索影响酶活性的条件的两个实验。Ⅰ．在研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响实验中，某同学进行了如下操作：①取6支洁净的试管，编上号，并且分别注入2mL新鲜乳汁。②将6支试管中分别放入不同水浴温度下，维持各自的温度5min。③在6支试管中各注入1mL新鲜凝乳酶溶液，摇匀后，在各自的水浴温度下保温。④观察记录凝乳所需时间。结果如下表所示。请回答：(1)将装有凝乳酶和新鲜乳汁的A、F两支试管在各自的水浴温度下保温20分钟后，同时转入40℃的水浴温度下保温，两支试管内的反应为：A

。F

。(2)根据以上所有实验结果的分析，可以得出哪些实验结论?

。乳汁凝固速度加快乳汁不凝固1.下面是探索影响酶活性的条件的两个实验。请回答：乳汁凝固49Ⅱ．受上述实验的启发，某同学设计了一个在室温20℃条件下，证明影响加酶洗衣粉洗涤效果的实验方案。实验材料和用具：(略)实验方法和步骤：①取3个洁净的500mL的烧杯，编号为A、B、C。②向3个烧杯中加入等量的加酶洗衣粉和等量的清水。③各加一小块质地相同，污渍程度相同的白布。④向3个烧杯分别加入适量的、等量的蒸馏水、质量分数为5％的盐酸、质量分数为5％的氢氧化钠溶液。⑤用玻璃棒均匀搅拌5分钟后观察洗涤效果。该实验步骤最佳的实验步骤应该是：

。该实验方法最应该注意的是：

。④①②③⑤使酶在催化时即已经处于预设的温度下Ⅱ．受上述实验的启发，某同学设计了一个在室温20℃条件下，证504.2酵母细胞的固定化4.2酵母细胞的固定化51【教材回扣】在课前时间通过阅读教材、同学交流和讨论，完成下列问题，并初步巩固。一、课题背景【活动1】阅读教材“课题背景”，讨论并回答下列问题：1．（记忆）在应用酶的生产中，人们遇到的实际问题有：酶受环境条件影响而

；酶分子很难回收利用而

；酶分子混合在产物中而

。2．（记忆）固定化酶（细胞）的原理：将酶（细胞）固定在

。使酶（细胞）既能

，又能

，还可以

利用。【开拓视野】固定化酶和固定化细胞的技术发展发展阶段优点问题酶催化效率高，低能耗低污染，应用广泛对环境敏感易失活，很难回收，影响质量。固定化酶既能与底物反应，又能分离回收利用很多产物是由多种酶催化形成的，应用受限固定化细胞成本低，操作更容易细胞具有一定寿命，形成其他产物容易失活提高生产成本影响产品质量不溶于水的载体上与反应物接触与产物分离被反复

【教材回扣】在课前时间通过阅读教材、同学交流和讨论，完成下列52二、知识理解识记【活动2】阅读教材“固定化酶的应用实例”，讨论并回答下列问题：1．（记忆）高果糖浆的生产原理是：

2．（理解）在生产高果糖浆过程中，将

固定在

状载体上，并装入到反应柱中。从反应柱上端注入

溶液，从下端流出果糖溶液。包埋法化学结合法吸附法葡萄糖异构酶颗粒葡萄糖二、知识理解识记1．（记忆）高果糖浆的生产原理是：

2．（理53例题．右图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：（1）请请在横线上填出各标号名称。①______；②______；③_______。（2）与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是_________和_________。（3）③的作用是______________________________________（4）制作固定葡萄糖异构酶所用的方式有___________或_____

___。（5）据图说出反应柱的作用原理

。葡萄糖果糖①②③反应柱固定化酶分布着小孔的筛板既能与反应物接触，又能与反应物分离能被反复利用酶颗粒无法通过筛板上的小孔，反应溶液可自由出入物理吸附包埋反应物溶液从反应柱上端注入，使反应物溶液流过反应柱，与固定化酶接触，得到产物，从反应柱下端流出。例题．右图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：葡萄糖果糖54（一）吸附法离子键作用将酶固定在载体上。载体：纤维素、多孔玻璃优点：

操作简单，条件温和

缺点：

易脱落，污染产物。

（二）化学结合法（交联法）戊二醛将酶和载体之间以共价键交联优点：牢固

缺点：戊二醛可能影响酶活性（三）包埋法将酶包埋于多孔载体中载体：海藻酸钠、硝酸纤维素。类型：网格包埋、微胶囊包埋。优点：温和、很少改变酶结构缺点：只适合小分子底物和产物；酶可能漏出（一）吸附法离子键作用将酶固定在载体上。（二）化学55【“生物技术实践”模块】（10分）固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂（使酶相互连接），海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果（注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量），分析并

（1）固定化酶技术是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使酶能与

接触，又能与

分离，固定在介质上的酶还能

。常见的酶固定化的方法有多种：如对本题的小麦酯酶使用了

和

，在“α—淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”这一实验中，α—淀粉酶固定在石英砂上，使用了右图中［

］（2）从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是

。（3）乙图曲线表明浓度为

的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低原因是

。（4）固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用

次，酶活力明显下降。浓度较低时包埋不紧密，酶易漏出，数量不足反应物产物反复利用交联法包埋法固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强，故应用范围较广③3%3【“生物技术实践”模块】（10分）固定化酶是从20世纪6056【活动3】阅读教材P50“固定化技术的方法”，讨论并回答下列问题：1．（记忆）将酶和细胞固定化方法

、

法和

法。2．（理解）酶和细胞的固定方法和特点比较固定对象酶细胞适宜方法特点

3．（理解）对固定酶的作用影响较小的固定方法是

法。【思考1】若将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定

；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定

（酶、细胞）。4．（记忆）固定细胞时应当选用不溶于水的

载体材料，如

、

、

、

和聚丙烯酰胺等。化学结合法、物理吸附法包埋法体积小，固定一种酶。包埋法容易丢失体积大，固定一系列酶。难以化学结合和吸附包埋法化学结合物理吸附物理吸附细胞多孔性明胶、琼脂糖海藻酸钠醋酸纤维素【活动3】阅读教材P50“固定化技术的方法”，讨论并回答下列57三、实验操作【活动4】阅读教材“制备固定化酵母细胞”，讨论并回答下列问题：1．（记忆）活化酵母细胞：1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放置1h使之活化（即：将处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程）2．（记忆）配制CaCl2溶液：0.83gCaCl2＋150mL

→200mL烧杯→溶解备用。3．（记忆）配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸纳＋10mL水→50mL烧杯→酒精灯

火（或间断）加热，并不断搅拌使之溶化→

定容到10mL。4．（记忆）海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将海藻酸钠溶液冷却至

，加入活化酵母细胞液，搅拌后吸入到

中。5．（记忆）固定酵母细胞：将注射器中的混合液缓慢滴加到

溶液中，形成

状颗粒，并且浸泡一段时间，目的：以便形成稳定的机构。蒸馏水小蒸馏水室温注射器CaCl2凝胶珠三、实验操作2．（记忆）配制CaCl2溶液：3．（记忆）配制58〖小组讨论1〗什么叫活化？如何实现酵母细胞的活化?〖小组讨论2〗配制海藻酸钠溶液应该注意的是什么？〖小组讨论3〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？防止高温杀死酵母细胞。加入蒸馏水让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程。微火加热并不断搅拌防止海藻酸钠焦糊。〖小组讨论4〗如何通过凝胶珠的特点来判断细胞固定化是否成功？〖小组讨论5〗如何检测凝胶珠质量是否合格？〖小组讨论1〗什么叫活化？如