高中生物 4 酶的研究与应用学案 新人教版选修1

【目标导航】1.简述果胶酶的作用。2.检测果胶酶的活性。3.探究温度、pH和酶的抑制剂对果胶酶活

性的影响及果胶酶的最适用量。

知识清单•

一、基础知识

1.果胶酶的作用

(1)果胶的成分及作用：果胶是植物以及的主要组成成分之一，它是由

聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。

(2)果胶酶的作用：果胶酶能够把果胶分解成可溶性的.0

(3)果胶酶的组成：果胶酶并不特指某一种酶，而是的一类醐的总称，包括

、和等。

提醒由于原核生物的细胞壁的主要成分是肽聚糖，真菌细胞壁的主要成分是几丁质，因此这两类生

物的细胞壁均不能用纤维素酶和果胶酶除去。

(4)果胶酶的来源：、、和均能产生果胶酶。由发酵生产

的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一，被广泛地应用于果汁加工业。

2.酶的活性与影响酶活性的因素

(1)醐的活性：是指酶的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某

一化学反应的来表示。

(2)酶的反应速度：用内、中反应物的或产物的来表示。

影响酶活性的因素主要有、和等。

3.酶的用量

酶用量过多，会导致酶的;酶用量过少，会酶促反应的速度。因此要得到适宜的酶

用量，需通过设计实验进行探究。

二、实验设计

1.探究温度对酶活性的影响

(1)实验原理

①果胶酶活性受温度影响。在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐：超过一定温度

之后，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低；当达到一定温度后，酶的活性。酶的活性随温

度的升高而变化的趋势可用下图表示：

t.t31140温度七

②通过测定内滤出的大小来判断果胶酶的活性的原理是：果胶酶将果

胶分解为可溶性的半乳糖醛酸，半乳糖醛酸可通过滤纸，因此和反映

了果胶酶催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH条件下，果胶酶的活性越高，苹果汁的体积就—

同时果汁也越。

(2)实验操作流程

搅拌器搅拌制成苹果泥果胶酶水溶液

|均分装人［等量

9支试管9支试管

\/

各取一支分9组，分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、

50℃、55℃、60C、65℃和70℃的恒温水箱中恒温加热

I

待试管内温度稳定后，将果胶

酶加入相同温度的苹果泥内

I

恒温保持10min

比较果汁的澄清度，或过滤果汁，用量筒测量果汁的

量，并记录结果

(3)记录结果

实验温度30℃35℃40℃45℃50℃55℃60℃65℃70C

果汁量

(mL)

(4)实验分析

①本实验的实验对象是,温度为,属于探究性的定量实验。这类实验的自变量

通常是通过设置梯度来确定最适值。第一轮实验设置的梯度差通常较大，缩小范围后，在第二轮实验中可

设置较小的梯度差。酶遇高温变性后，很难再恢复活性，不宜再回收利用。

②在混合苹果泥和果胶酶之前，要将苹果泥和果胶醐分装在不同的试管中恒温处理，其目的是

—相同，避免苹果泥与果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶的

活性。

提醒(D探究不同温度(或pH)对果胶酶活性的影响，温度(或pH)为自变量，且应严格控制其他无关

变量均相同，通过设置合理的温度(或pH)梯度来确定最适值。

(2)在苹果泥和果胶醵混合之前，一定要保证底物和酶先达到相同的条件(温度或pH),避免混合后条

件发生变化，以确保实验结果的准确性。

2.探究pH对酶活性的影响

(1)实验原理

大部分酶的活性受pH的影响，在一定pH下，酶促反应具有最大速度，高于或低于此pH,反应速度都

下降，通常称此pH为酶反应的。

pH对酶活性的影响可用下图表示:

(2)实验流程及注意问题

①用搅拌器搅拌制取苹果泥，苹果泥来源要(最好是同一个苹果)。

注意制取苹果泥时，可先将苹果切成小块放入搅拌器中，加入适量的水后再进行搅拌；如果用橙子

做实验，不必去皮。

②将分别装有和的试管在恒温水浴中保温。

注意a.苹果泥的用量和果胶酶的用量比例要适当。

b.恒温水浴的温度可用上一实验测出的最适温度。

③将苹果泥和果胶酶分别加入9组实验用的试管中(pH梯度可设置为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、

8.0、8.5、9.0),并快速混合调节pH。

注意a.在探究不同pH对果胶酶活性的影响时，可以用体积分数为0.1%的NaOH溶液或盐酸调节pH。

b.在用果胶酶处理苹果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合

物。

④放进恒温水浴中反应一段时间。

⑤将试管中混合物过滤，并用量筒量取果汁体积，比较果汁多少。

⑥记录实验结果，确定最适pH。

pH5.05.56.06.57.07.58.08.59.0

果汁量(mL)

3.探究果胶酶的用量

(1)实验原理

实验中如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的;当酶的用量增

加到某个值后，再增加醐的用量，过滤到的果汁的体积，说明酶的用量已经足够，那么，这

个值就是酶的。

(2)实验流程

①准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg,7mg、8mg、9mg,配制成

体积的酶的水溶液，取等量放入9支试管中，依次编号为1〜9号。

制取苹果泥并称45g苹果泥，分装入9支试管中，每支试管中分装5g,依次编号为1〜9号。

②将上述分别装有果胶酶和苹果泥的试管放入37℃的恒温水浴中平衡内外温度。

③一段时间后将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水浴中。

④记录反应时间，约20min。

⑤过滤后测量果汁体积。

试管123156789

果汁量(mL)

(3)结果分析及评价

①温度和pH在很大程度上对酶的空间结构会产生巨大的影响。

②因有其他无关变量影响，实际用量比理论值稍多。一般为50mg/L左右，因为用此浓度处理果汁2〜

4h后出汁率增加10%后不再增加。当然，不同果汁的使用量有较大差别。

③实验中所用的果胶酶尽量使用其纯酶制剂或不含抑制物的粗酶制剂，以免影响对酶用量的估算。

对点训练•]

知识点一果胶酶在果汁生产中的作用

1.下列关于果胶酶的说法，正确的是()

A.果胶酶可以分解细胞壁的主要成分一一纤维素

B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物

C.果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称

D.果胶酶的化学本质是RNA

2.果胶酶的作用底物是果胶，下列有关叙述正确的是()

A.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一

B.果胶酶可催化果胶分解成可溶性的半乳糖，使得浑浊的果汁变澄清

C.果胶是由半乳糖聚合而成的一种高分子化合物

D.果胶酶就是果胶分解酶的简称

知识点二实验设计

3.探究温度对果胶酶活性的影响、pH对酶活性的影响、果胶酶的用量三个实验中，实验变量依次为

()

A.温度、酶活性、酶用量

B.苹果泥用量、pH、果汁量

C.反应时间、酶活性、酶用量

D.温度、pH、果股醵用量

4.下列操作错误的是()

A.用橙子做本课题的实验，应去掉橙皮

B.用体积分数为0.1%的NaOH溶液或盐酸调节pH

C.为了使果胶酶能够充分地进行催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物

D.制作苹果泥时，可先将苹果切成小块放入榨汁机中

达标测试•]

一、选择题

1.在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适于除去细胞壁（）

A.蛋白酶B.盐酸

C.果胶酶D.淀粉酶

2.下图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，下列叙述错误的是（）

A.在B点之前，果胶酶的活性和温度成正比，之后，成反比

B.当温度到B点时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用最高

C.A点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以上升

D.C点时，果胶酶的活性也很低，当温度降低时，酶的活性也可以上升

3.下列关于果胶酶作用的叙述，错误的是（）

A.果胶酶是一种催化剂，可以改变反应速度

B.果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层

C.在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清

D.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸

4.下列各项能表示酶活性高低的是（）

A.单位时间、单位体积内反应物的总量

B.一段时间后生成物的总量

C.一段时间后，一定体积中消耗的反应物的量

D.单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量

5.在“探究温度对酶活性的影响”实验中，下列说法不正确的是（）

A.可准备一组烧杯，分别盛有不同温度的水

B.将苹果泥和果胶酶混合后放在不同温度的烧杯中恒温水浴处理

C.不同温度梯度之间可相互对照

D.温度过高时，果胶酶会变性失活

6.在“探究pH对酶活性的影响”实验中，不正确的是（）

A.自变量是不同的pH梯度

B.控制不变的量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等

C.可通过测定滤出的果汁体积判断果胶酶的最适pH

I）.pH过低时，果胶酶活性变小，但不失活

7.在“探究果胶酶的用量”实验中，下列说法不正确的是（）

A.实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液

B.底物浓度一定时，随酶用量的增大滤出的果汁增多

C.本实验应控制在适宜温度和pH条件下

D.反应液的pH必须相同

8.下列关于果胶酶的叙述，正确的是()

①具有分泌功能的细胞产生的②凡是活细胞都能产生果胶的③果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛

酸④植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶⑤果胶酶特指分解果胶的一种酶⑥纤维素酶和果胶

醐可用于去除植物细胞壁⑦组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核甘酸

A.①②⑦B.②③⑥

C.③④⑥D.③④⑤

二、简答题

9.某同学用实验来探究pH对果胶酶活性的影响。他准备了5份含有等量果胶酶溶液的试管，用0.K

的氢氧化钠或盐酸溶液调节至不同的pH,每支试管加五块0.1cm，的正方体苹果块，试管均置于25c室温

条件下。

(1)请你帮助选取pH梯度：o

(2)请设计两种方法改进实验，使实验在更短时间内完成。

(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是：

可根据来判断最适pH。

⑷为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶的作用，还应对实验进行怎样的设计？

10.我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满

足不同人群的需求，可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中要用到果胶酶，某生物研

究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：

(1)实验方法：按如图所示的顺序进行操作。

(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如下图所示:

苹

果

誉

清

度

①图中自变量是温度，除此之外还可用来表示。

A.酶的浓度B.苹果泥的量

C.水的加入量D.pH

②图中的纵坐标还可用来表示。

③实验小组改变了实验条件后重复做以上实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是

同一位置的原因是：

④步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是

第12课时果胶酶在果汁生产中的作用

知识清单

一、1.(1)细胞壁胞间层半乳糖醛酸(2)半乳糖醛酸

(3)分解果胶多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶(4)植物霉菌酵母菌细菌霉菌

2.(1)催化一定化学反应反应速度(2)单位时间单位体积减少量增加量温度pH酶的

抑制剂3.浪费限制

二、1.(1)①增强全部丧失②单位时间苹果汁的体积

苹果汁的体积大小果汁的澄清度越大澄清(4)①酶的活性自变量②保证底物和酶在混合

时的温度

2.(1)最适pH(2)①相同②苹果泥果胶酶

3.(1)用量不足不再改变最适用量(2)①相等

对点训练

1.C［因为酶具有专一性，因此果胶酶只能分解果胶而不能分解纤维素，因此A错误；半乳糖醛酸

是果胶的组成单位，而不是果胶酶的组成单位，因此B错误；果胶酶是能够分解果胶的一类酶的总称，其

化学本质是蛋白质，基本组成单位是氨基酸，因此D错误。］

规律链接(1)能够产生果胶酶的生物包括植物、霉菌、酵母菌和细菌等，食品工业生产中需要的果

胶酶主要来自霉菌发酵。可生成果胶酶的霉菌有黑曲霉、米曲霉和文氏曲霉等。培养曲霉可用液体培养法,

需添加果胶作为诱导物。

(2)纤维素与果胶的比较

相同点不同点

①组成的基本单位：葡萄糖

纤维素①都是高分子化合物

②分解所需的酶：纤维素酶，将纤维素分解为葡萄糖

②都不溶于水

①组成的基本单位：半乳糖醛酸

果胶③都参与细胞壁的组成

②分解所需的酶：果胶酶，将果胶分解为可溶性半乳糖醛酸。

2.A［果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物；果胶被果胶酶分解后的产物是半乳糖醛

酸；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等。］

3.D［实验变量又称自变量，指实验中由实验者所操纵的因素和条件，例：探究温度对酶活性影响

时，需要设置不同的温度梯度作为对照，所以温度就是实验变量；同理，研究pH对酶活性影响的自变量

为pH,研究果胶酶的用量实验，实验变量为酶的用量。］

规律链接探究温度与pH对醐活性的影响

(1)在探究温度或pH对酶活性的影响时，需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度

之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。如果将温度或pH作为变量，控制不变的量应有苹果泥的

用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问

题。

(2)在混合苹果泥和果胶酶之前，要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中在同一温度下恒温处理。

这样可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了苹果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而

影响果胶酶活性的问题。

(3)在用果胶酶处理苹果泥时，为了使果胶酶能充分地催化反应，应用玻璃棒不时搅拌。

4.A［在用橙子制作果汁时，不必去除橙皮，这样可以增加果汁的口味和颜色；调节pH用体积分数

为0.1%的NaOH或HC1溶液；玻璃棒搅拌可使混合物均匀；制作苹果泥时，为方便榨汁，可先将苹果切成

小块，再放入榨汁机中。］

达标测试

1.C［细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，用果胶酶和纤维素酶可达到目的。］

2.D［从图中可以看出随着温度升高，果胶醒的活性在上升，等达到B点时，酶的活性达到最高；

随后，随着温度的继续上升，酶的活性迅速下降。A点和C点相比，虽然酶的活性都很低，A点是低温条

件，对酶的分子结构无影响，所以，随着温度的上升，其活性也会不断上升；而C点是高温条件，当温度

过高时，会破坏酶的分子结构，使酶的活性发生不可逆的变化。］

3.D［果胶酶是催化剂，可以改变反应速度；细胞壁和胞间层中含有果胶，在生产果汁时，加入果

胶酶能提高出汁率，也能使果汁变得澄清；果胶酶能够将果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸，从而达到使果

汁变澄清的目的。］

4.D［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表示，而酶反应速度

是指单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量。］

5.B［探究温度对果胶酶活性影响的实验中，应先将装有苹果泥和果胶酶的试管在不同梯度的恒温

水浴中分别保温。］

6.D［过酸、过碱或温度过高，都会使酶变性，永久性失活。］

7.B［本实验中的实验变量是酶用量，温度和pH属于无关变量，因此要控制好，即每个实验组实验

前后都应控制相同且适宜的温度和pH,实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以配制一种浓度的果胶

酶溶液，使用不同的体积即可。在其他条件不变的情况下，在一定范围内，随着酶用量的增多，酶促反应

速度加快，滤出的果汁也增多，当酶用量达到一定量，底物成为限制因素时，再增加酶的用量，酶促反应

速度不再增大，滤出的果汁也不再增多。此外，影响果汁产量的因素，除了酶用量、底物浓度外，还有温

度、P1K酶促反应时间等。］

8.C

9.(1)5>6、7、8、9

(2)①将苹果块换成苹果泥；②适当提高温度

(3)酶活性越高，果胶分解越快，生成的果汁量越多相同时间内生成果汁量的多少

(4)另设计一组实验，不加果胶酶，其他条件不变

解析在探究pH对果胶酶活性影响的实验中选取的pH梯度一般为5、6、7、8、9：将苹果块制成苹

果泥，使苹果泥与果胶酶充分接触，从而提高酶促反应速度，缩短反应的时间；在一定温度范围内，适当

提高反应的温度，也可以提高酶促反应速度。

10.(2)①D②苹果汁的体积③同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物的量的不同

而改变④保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免底物利果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影

响果胶酶的活性

解析果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所

以每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。衡量实验结果的指标有两种，一个是果汁的量，另一个是果

汁的澄清度.为使实验达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温，达到要求后才能混合。

第13课时探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

【目标导航】1.知道什么是酶制剂，能够说出常见酶制剂的种类及应用。2.学会分析和控制变量，探

究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响。3.探究不同种类的洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的区

别。

知识清单•

一、基础知识

1.加酶洗衣粉

(1)概念：是指含有一的洗衣粉。

(2)种类：目前常用的酶制剂有、、和四类。

(3)作用：加酶洗衣粉中的蛋白酶可将——最终水解为；脂肪酶可将

—最终水解为；淀粉酶可将最终水解为，以达到去污的目的。

一能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的或,

使污迹容易从衣物上脱落。

2.影响加醵洗衣粉洗涤效果的因素

使用加酶洗衣粉时，影响酶活性的因素有_____、_和一等，为此科学家通过

一生产出了能够、、和的酶，并制成酶制剂，使

其与洗衣粉的其他成分一。

提醒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性

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。

二、实验设计

1.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果

(1)实验分析

探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果的区别时，为自变量，要控制其他条件一

致，同时普通洗衣粉处理污渍与加酶洗衣粉处理污渍形成实验；在控制变量时需要将科学实验与

生活经验区别开。

(2)实验准备

①带有污染物的实验用布的制取：称取一定量的污染物制成溶液，取等量污染物滴加在大小、质地相

同的新布上。

②称取等量的洗衣粉：用天平准确称取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉。

(3)实验过程

①取大烧杯两只，用量筒量取等量水倒入其中。

②将制好的污染布块和洗衣粉(一组为污染布块与普通洗衣粉，一组为污染布块与加酶洗衣粉)分别放

入两只烧杯中。

③用玻璃棒同时充分搅拌相同的时间，搅拌可重复进行。

④经过相同的时间后观察洗涤效果。

2.探究使用加酶洗衣粉时的最适温度

(1)实验分析

在探究加酶洗衣粉的最适温度时，是自变量，其他条件一致，不同的实验组之间形成

;变量的范围应考虑。

(2)实验步骤

①将等量相同的污染物滴加在相同大小、质地的白棉布上(8块)。

②取8只大烧杯，分别注入500mL自来水，编号为1、2、3、4、5、6、7、8,温度均控制在37℃。

③将8只大烧杯中的水温分别调节为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃；然后分别

向各烧杯中加入等量的加酶洗衣粉。

④取制好的污染布块分别放入8只烧杯中，用玻璃棒同时充分搅拌。

⑤相同的时间后观察洗涤效果。

(3)结果分析

①洗衣粉的洗涤效果可以根据污染物消失的时间或相同时间内白棉布上的污渍的消失情况进行判断。

②在探究加酶洗衣粉使用时的最适温度时，若测出在40℃时洗涤效果比其他条件下好，可设置温度梯

度差更小的实验变量，如35℃、36℃>37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃,进行

重复实验，直至测出具体的最适温度。

3.探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果

(1)实验分析：在探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果时，自变量是

,污渍应该是的，其他条件均--致。

(2)实验步骤

①在相同大小、质地的白棉布(3块)上滴加等量的牛奶。

②取大烧杯3只，分别注入500mL自来水，编号A、B、C,温度均控制在37℃。

③在A中加入一定量的加入蛋白酶的洗衣粉，在B中加入等量的加入复合酶的洗衣粉，在C中加入等

量的加入脂肪酶的洗衣粉。

④取制好的污染布块分别放入3只烧杯中，用玻璃棒同时充分搅拌。

⑤相同的时间(5min)后观察洗涤效果。

提醒(1)该实验设计可有两条思路：

①探究同一种加酶洗衣粉对于不同污渍的洗涤效果。

②探究多种加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果。

(2)洗涤效果可在洗涤后比较污物的残留程度(如：已消失、颜色变浅、面积缩小等)，还可以比较达

到同样效果所用的时间长短。

(3)该实验的自变量是洗衣粉的种类，要保证其他无关变量相同。

对点训练•

知识点一基础知识

1.下列关于加酶洗衣粉的叙述，错误的是()

A.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉

B.目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶

C.酶是未经任何处理直接添加到洗衣粉中去的

D.碱性蛋白酶能将血渍、奶渍中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

2.下列关于加酶洗衣粉的说法，不正确的是()

A.加酶洗衣粉的洗涤效果总比普通洗衣粉的洗涤效果好

B.加酶洗衣粉洗涤效果的好坏受很多因素的影响

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更有利于环保

知识点二实验设计

3.某同学为探究加酶洗衣粉的洗涤效果，按下表的步骤进行实验操作：

步骤项目烧杯（1000mL）

IIJIIIIV

1注入自来水500mL500mL500mL500mL

放入带油迹的

2一件一件一件一件

衣服

10℃30℃50℃70℃

3控制不同水温

10min10min10min10min

加入等量加酶

40.5g0.5g0.5g0.5g

洗衣粉

5用玻璃棒搅拌5min5min5min5min

6观察现象

(1)该实验的目的是_________________________________________________________

(2)请分析该同学的实验设计中存在的问题，并提出改进措施。

(3)步骤3和步骤4能否调换？并说明理由。

(4)I，1KIII、IV号烧杯中加入的自来水、洗衣粉、含油渍的衣服及保温时间、搅拌速度和时间均

相同，这是为了______________________________________________________________

___________________________________,以便得出科学结论.

4.下面是有关普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果是否相同的探究实验，请据表完成问题。

脸盆编号加入物质(等量)温度洗衣粉(等量)水量褪色时间

1油污布37c加酶2L5min

2油污布37℃普通2L7min

3油污布5℃加酶2L9min

4油污布5c普通2L8min

该实验证明：

(1)能说明加酶洗衣粉效果好的组合方式是一

(2)能说明酶活性受温度影响的组合方式是

达标测试•]

一、选择题

1.加酶洗衣粉的酶不易失活，原因不可能是()

A.通过基因工程生产出的特殊酶

B.用特殊化学物质将酶包裹，使其与洗涤剂隔离

C.加酶洗衣粉的酶是从耐酸、耐碱、耐较高温度的微生物中获得的

I）.加酶洗衣粉的酶能耐酸、耐碱、耐较高温度

2.加酶洗衣粉中含有的常见酶类为（）

A.蛋白酶、脂肪酶、淀粉前、纤维素酶

B.蛋白酶、脂肪酶、肽酶、纤维素酶

C.脂肪酶、肽酶、淀粉酶、纤维素酶

D.蛋白酶、淀粉酶、麦芽糖酶、肽酶

3.在探究温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响时，不变的因素是（）

A.水量、水质和洗衣粉用量

B.衣物的质料、大小及浸泡时间

C.洗涤方式和时间

D.以上都是

4.关于探讨不同种类洗衣粉的洗涤效果的实验，下列说法不正确的是（）

A.水温应保持不变

B.除冬季外，通常采用当地的常温

C.应选择不同种类的加酶洗衣粉和普通洗衣粉

D.只能针对一种污渍进行实验

5.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.水温太低使洗衣粉的酶丧失活性

D.使用了添加碱性蛋白酶的洗衣粉后，应立即冲洗双手

6.为保证加酶洗衣粉的洗涤效果，应注意（）

A.水的水温和水质两个方面

B.因为酶具有高效性，所以不用洗前浸泡

C.很多条件都会影响加酶洗衣粉的洗涤效果

D.用量应比普通洗衣粉多，以便增加酶浓度

7.下列说法不正确的是（）

A.加酶洗衣粉中的酶具有较强的耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的能力

B.加酶洗衣粉能够有效去除油渍、汗渍或血渍

C.衣服的洗涤只考虑洗涤效果就可以

D.科学探究中，研究变量的思路是一致的，只是在不同的问题情境下，具体做法不同

8.下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是（）

①加酶洗衣粉能将衣服上的蛋白质、脂肪等水解成溶于水的小分子物质②加酶洗衣粉最常用的酶制

剂是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶③使用加酶洗衣粉时一般先用沸水浸开，然后调至适宜温度④使用加酶

洗衣粉可减少对环境的污染

⑤加酶洗衣粉的酶通过特殊的化学物质将其层层包裹，遇水后溶解⑥实际生活中，用加酶洗衣粉的

水温在25〜35℃之间较适宜⑦温度过高或过低均不宜用加酶洗衣粉

⑧使用加酶洗衣粉时应注意衣服的承受能力

A.①②③④⑤⑥⑦⑧B.①②④©©⑦⑧

C.①②③④⑤⑥⑦D.①②③④©⑦⑧

二、简答题

9.某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。下表是他们记录的在不同温度下

除去不同污渍所需时间的对照表，请依据表中数据作答。(时间/min)

水温/℃冷水2030-1050607080

植物油4839302017111220

蓝墨水93868072686781105

奶渍48432812641217

(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

___________________________________________________________________________O

10.为了探究一年四季的水温对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响，某生物学小组进行了实际的实验操作,

他们通过实验证明了夏季的水温对加酶洗衣粉的洗涤效果最好。请你根据给出的实验材料和用具，对实验

步骤进行设计并验证夏季的水温对加酶洗衣粉的洗涤效果最好。

(1)材料用具：添加了复合酶的洗衣粉、大小相同的白棉布4块(在上面分别滴加5滴同种的植物油，

放置至干燥)、自来水、1000ml的烧杯、玻璃棒、天平等。

(2)实验步骤：(提示：一年四季的水温可用冬季5℃,春季15℃,秋季25℃,夏季35℃来代表。5℃

可以通过冰箱冷藏室来控制，其他温度可以通过水浴控制)

第一步：____________________________________________________________________

第二步：________________________________________________________________________

第三步：________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

第四步：洗涤相同的时间后，观察4个烧杯中白棉布上污物的洗涤情况。

(3)结果分析：o

(4)实验结论：o

第13课时探讨加醉洗衣粉的洗涤效果

知识清单

一、1.(1)酶制剂(2)蛋白酶脂肪酶淀粉酶纤维素酶(3)蛋白质氨基酸或小分子的肽脂

肪甘油和脂肪酸淀粉麦芽糖碱性蛋白酶氨基酸小分子的肽

2.温度酸碱度表面活性剂基因工程耐酸耐碱忍受表面活性剂较高温度隔离

二、(1)洗衣粉的种类对照

2.(1)温度对照生活实际

3.(1)不同种类的加酶洗衣粉完全相同

对点训练

1.C［由于温度、pH、洗衣粉中的表面活性剂等都会影响酶的活性，因此加航洗衣粉中的酶都经过

了特殊处理，如用特殊的化学物质将酶层层包裹起来，与洗衣粉的其他成分隔离开等。］

规律链接

(1)普通洗衣粉与加酶洗衣粉比较

普通洗衣粉加酶洗衣粉

相同点表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂分子分散开；水软化剂可以分解污垢等

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

不同点

分开

(2)加酶洗衣粉有不同的种类，使用时应根据衣物的污渍类型选择相应种类的加酶洗衣粉。衣物的洗

涤，不仅要考虑洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力和洗涤成本等因素。

2.A［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，即加酶洗衣粉的洗涤效果不仅没有降低，反而加强了。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可能不如普通洗衣粉。］

3.(1)探究不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响(2)应选用大小相同的白布，分别滴加4滴同

种的植物油，使油渍大小相同；选择的水温不合适，考虑洗涤成本，应根据当地一年中的实际气温变化来

确定水温梯度，如选取5℃、15C、25C、35℃的水温(3)不能调换，因为加酶洗衣粉中的酶在常温时会

分解部分油渍(4)避免因水量、水质、洗衣粉的量、衣物的质料、大小、污渍量及浸泡时间和洗涤时间

不同给实验结果带来误差

解析根据题干中的实验操作顺序，可以判断出该实验的自变量是温度，即探究不同温度对加酶洗衣

粉的洗涤效果的影响。其他条件应保持一致，如水量、水质、洗衣粉的量、衣物的质料、大小、污渍量、

浸泡时间和洗涤时间等。在做实验时，应先让每一个实验组处于所设置的温度且恒温，再加入洗衣粉，以

保证酶发挥作用时的温度，故步骤3与步骤4不能调换。

规律链接探究洗衣粉洗涤效果时需要注意的几个问题

(1)比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中，实验变量为洗涤剂，设计实验时应遵循单一

变量原则和对照原则，有效地控制其他变量，如水的用量、污染物的量、所用实验布的质地、两种洗衣粉

的用量、搅拌及洗涤时间等。

(2)探讨加酶洗衣粉的最适温度的实验中，根据生活实际，温度梯度可以设置为20℃、25℃、30℃、

35c……55℃o若测出40℃时洗涤效果最好，应设置梯度更小的实验组，如35℃、36℃、37C……45C,

直至测出比较精确的最适温度。

(3)在使用加酶洗衣粉时，不仅要考虑最佳洗涤效果的条件，如最适温度和pH等，还要考虑衣物的承

受能力，如含碱性蛋白酶的洗衣粉不能洗涤丝绸、皮革类衣物等。另外，还要考虑洗涤成本问题。如果污

渍的成分比较复杂，一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。

4.⑴1与2⑵1与3

解析(1)只有通过比较，才能说明效果是否相同，所以需有加酶洗衣粉与普通洗衣粉之间的对照，

同时褪色时间不能有其他变量干扰，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1与2的组合。(2)由题意知变量是温度不同对酶的影响，所以应为1与3的组合。

达标测试

1.C［加酶洗衣粉中的酶是科学家通过基因工程生产出来的特殊酶，不是从耐酸、耐碱、耐高温的

微生物中直接获得的。］

2.A3.D

4.D［探讨不同种类洗衣粉的洗涤效果时，可以选择不同种类的加酶洗衣粉和普通洗衣粉；污渍的

选择也应该多样化；也可以针对污渍相同，布料不同的情况进行实验。但实验过程中温度应保持不变，一

般采用当地的常温，冬天温度太低，应用水浴的方法，使温度达到25〜35℃。］

5.D［加醐洗衣粉中的蛋白醉会破坏毛料衣物结构：酶的作用需要适宜的条件，因此加酶洗衣粉不

能用开水浸泡，否则会导致洗衣粉中的酶变性失活；低温能抑制酶的活性，但是不会使酶失活；由于皮肤

的结构中有蛋白质成分，碱性蛋白酶洗衣粉也会损伤皮肤，洗完衣物后需要及时用清水冲洗双手。］

6.C［影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水质、水量、洗衣粉用量、衣物质料、大.小及浸泡

时间和洗涤时间等。同时还应注意洗涤成本，洗衣粉用量应适宜。］

7.C［加酶洗衣粉中的酶是通过基因工程生产的，具有较强的耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高

温度的能力；在酶的作用下，能将污渍中的大分子物质分解为可溶性的小分子，因此能有效地去除油渍、

汗渍或血渍，同时也说明酶具有高效性；衣服的洗涤，不能只考虑洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力和

洗涤成本等。］

8.B［加酶洗衣粉所含的碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子的蛋白质水解成可溶性的氨基

酸或小分子肽；所含有的碱性脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分

子物质，使污迹容易脱落。普通洗衣粉含磷，含磷污水的排放可造成水体污染。加酶洗衣粉使洗涤剂朝低

磷、无磷的方向发展；加酶洗衣粉中的酶制剂及其分解产物能够被微生物分解，减少对环境的污染。为了

保护酶的活性，加酶洗衣粉的酶被特殊的化学物质层层包裹，遇水后才被溶解，这样酶就不跟洗涤剂直接

接触，它才能在洗衣粉中保持稳定。考虑洗涤成本及酶活性，用加酶洗衣粉的水温在25〜35℃之间，温度

过高或过低，酶的活性都降低，温度过高时甚至失活。使用加酶洗衣粉时应注意衣服的承受能力，如毛料

和丝织品不宜用含蛋白酶的洗衣粉，因为毛料和丝织品的主要成分是蛋白质，它会被加酶洗衣粉中的蛋白

酶分解，损坏衣服。］

9.(1)50〜60℃

(2)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，能使蛋

白质和脂肪等有机物水解，而很难使蓝墨水的成分水解

(3)不能羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质，加醐洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质水解，从而使

织物受到破坏

解析由表中数据可知，加酶洗衣粉在50〜60c条件下洗涤效果最好；加酶洗衣粉对奶渍有较强的去

污力，说明加酶洗衣粉中有蛋白酶，而羊毛和蚕丝的主要成分是蛋白质，如果使用加酶洗衣粉洗涤，会对

衣物造成破坏。

10.(2)用天平称取等量洗衣粉4份，分别倒入1000mL的烧杯中，并对烧杯进行编号为1〜4号分

别在1〜4号烧杯中加入5℃、15℃、25℃、35℃的自来水各500mL,用玻璃棒搅拌均匀把4块大小相

同且滴加等量植物油的白棉布分别放入4个烧杯中，用玻璃棒以相同的速度进行搅拌来实现洗涤过程

(3)4号烧杯中的白棉布的洗涤效果最好

(4)夏季的水温对加酶洗衣粉的洗涤效果最好

解析题干中的“提示”是设置变量的线索，“验证”两字为该实验定性，排除了探究实验结果的发

散性，也就限制了“结果分析”和“实验结论”的唯一性。

第14课时酵母细胞的固定化

【目标导航】L说出固定化酶和固定化细胞的作用原理；了解利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例。

2.说出固定化酶在生产实践中的优点；了解固定化酶和固定化细胞的方法及二者的联系与区别。

知识清单•

一、固定化酶的应用和固定化细胞技术

1.高果糖浆的生产

(1)高果糖浆的生产原理

①原料：(由淀粉转化来的)。

②原理：葡萄糖----------------果糖。

(2)使用固定化酶技术生产高果糖浆的过程

将葡萄糖异构酶固定在颗粒状的载体上f放入底部有许多小孔的反应柱中(酶颗粒通过筛板

上的小孔，反应液能)-葡萄糖溶液从反应柱的上端注入一流经反应柱一与

接触，转化成-果糖从反应柱下端流出。

(3)使用固定化酶生产高果糖浆的优点

与一般酶制剂相比，固定化酶既能与接触，又能与分离，同时还可以被利

用。

2.固定化细胞技术

（1）概念：利用或方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。

（2）常用方法：、结合法和物理吸附法。

①：是指将酶或细胞包裹在多孔的载体中，如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等.高分子凝胶中，

或包裹在醋酸纤维素等半透性高分子膜中（适用于较大的细胞）。

②结合法：是指将酶分子相互结合，或将其结合到纤维素、琼脂糖、离子交换树脂等载体上

的固定方式（适用于酶的固定）。

③_______吸附法：是指将酶吸附到固体吸附剂表面的方法。固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等（适

用于酶的固定）。

3.直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较

直接使用酶固定化酶固定化细胞

酶的种数一种或几种一种一系列酶

高岭土、皂土、硅胶、凝明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸

常用载体

胶纤维素、聚丙烯酰胺

化学结合法固定化、物理

制作方法包埋法固定化

吸附法固定化

是否需要营

否否是

养物质

各种物质（大分各种物质（大分子、小分

反应底物