第4課時酶的研究與應用

【目標要求】1.理解酶活力測定的一般原理和方法。2.酶在食品制造和洗滌等方面的應用。3.

制備和應用固相化酶。

考點一果膠酶在果汁生產中的作用

■梳理歸納夯實必備知識

1.果股

儕甫)f植物細胞壁以及胞間層的主要組成成

分之一；在果汁加工中，會影響出汁

率并使果汁渾濁

一由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子

化合物

一不溶于水

果膠酶S

2.

延》是分解果膠的一類酶的總稱，包括多

聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠

酯酶等

果膠思純可溶性半乳糖醛酸

3.酶的活性與影響酶活性的因素

(1)酶的活性是指酶催化一定化學反應的能力，其高低用一定條件下酶所催化的某一化學反應

的反應速度來表示。

(2)酶的反應速度是指單位時間內、單位體積中反應物的減少量或產物的增加量。

4.實驗設計

(1)探究溫度和pH對果膠酶活性的影響

①實驗原則：單一變量原則、對照原則，嚴格控制變量，盡量減少無關變量的影響。

②實驗原理：果膠酶的活性受溫度、阻或酶抑制劑和激活劑的影響，在最適溫度或pH時,

活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小成正比。

③實驗流程

制備果泥

設置一系列具有梯度的pH或溫度

加入果膠酶反應一段時間

過濾果汁

④分析：該實驗的自變量是溫度或pH,因變量是酶的活性,檢測因變量是通過測定果汁的體

積或比較澄清度來實現的。

(2)探究果膠酶的最適用量

①實驗思路：如果隨著酶濃度的增加，過濾得到的果汁體積也增加，說明酶的用量不足;當

酶的濃度增加到某個值后，再增加酶的用量，過濾得到的果汁的體積不再改變,說明酶的用

量已經足夠，這個值就是酶的最適用量。

②實驗流程

配制不同濃度的|.-----------

果膠酶溶液|制備，果泥|

1371t恒前浴?熱

|將果膠酶溶液與一果，混合|

37tt恒溫水浴反應20min左右

［過濾果汁，測［果汁量并記錄)

■教材隱性知識

⑴源于選修1P44“旁欄思考”：在探究溫度或pH對酶活性的影響時，需要(填“需要”或

“不需要”)設置對照實驗。如果需要，如何設置？不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之

間相互對照。

(2)源于選修1P44“旁欄思考”：在混合蘋果泥和果膠酶之前，將果泥和果膠酶分裝在不同的

試管中恒溫處理的目的是保證底物和酶在混合時的溫度是相同的，避免了蘋果泥和果膠酶混

合時影響混合物的溫度，從而影響果膠酶的活性問題。

【歸納總結】

1.果膠酶與纖維素酶的比較

名稱組成作用

多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解將不溶性的果膠分解為可溶性的半乳

果膠酶

酶、果膠酯酶等糖醛酸

纖維素者纖維二糖*葡萄糖

纖維素酶C1酶、Cx酶和葡萄糖昔酶

2.果膠酶在果汁生產中作用的相關實驗分析

實驗名稱探究溫度對果膠酶活性探究pH對果膠酶活性的

探究果膠酶的最適用量

（目的）的影響影響

自變量溫度PH果膠酶的用量

因變量果汁的體積（澄清度）

pH、果泥的用量、果膠溫度、果泥的用量、果膠溫度、pH、果膠的濃度

無關變量酶的濃度和用量、水浴時酶的濃度和用量、水浴時和用量、水浴時間和過濾

間和過濾時間等間和過濾時間等時間等

①底物和酶在混合時的

①溫度應為最適溫度；①制備蘋果泥后迅速加

溫度是相同的；②蘋果泥

②pH梯度可用NaOH溶熱，使蘋果泥中的果膠酶

注意事項和果膠酶用量在各個試

液和鹽酸調節；③用玻璃變性；②溫度、pH應為

管中應相同；③pH應為

棒攪拌使反應充分進行最適且保持不變

最適pH

■考向突破

考向果膠酶在果汁生產中的作用

1.某工廠新制了50L蘋果泥，準備生產果汁，但不知酶的最適用量。為了節約成本，進行

了如下探究實驗：取8只試管編號1?8,分別加入30mL蘋果泥，保溫一段時間，然后向各

試管加入不同體積的果膠酶溶液，反應一段時間后過濾并記錄果汁體積，實驗數據如下表所

示。下列分析錯誤的是（）

編號12345678

果膠酶溶液體積（mL）12345678

果汁體積（mL）20.621.221.822.42323.423.423.4

（注：果汁體積均不包含酶溶液體積。）

A.8只試管均需要調節至相同且適宜的溫度、pH,且反應時間充足

B.本實驗的測量指標還可以是蘋果泥反應完全時所需要的時間

C.在果汁生產中一般還應加入纖維素酶來充分瓦解細胞壁

D.為得到更準確的最適用量，可以設置5?6mL范圍內不同果膠酶用量梯度實驗來探究

答案A

解析8只試管如果反應時間充足，則各組過濾的果汁體積應相同，與表格中測定的結果不

符合，A錯誤。

2.果膠是植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細

胞壁及胞間層。請完成以下有關果膠酶和果汁生產中的問題：

（1）在果汁生產中應用果膠酶可以提高和o

（2）某實驗小組進行了“探究果膠酶催化果膠水解最適pH”的課題研究。本課題的實驗步驟

中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥，試管中分別注入果膠酶溶液、編號、分組”之后，有

下面兩種操作：

第一種：將試管中果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調至4、5、

6........10?

第二種：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥pH分別調至4、5、6……10,再把pH相等的

果膠酶溶液和蘋果泥相混合。

①請問哪一種操作更科學？?理由是o

②如果用曲線圖的方式記錄實驗結果，在現有的條件下，當橫坐標表示pH,縱坐標表示

時，實驗的操作和記錄是比較切實可行的。根據你對酶特性的了解，分析

圖中最可能是實驗結果的曲線圖是。若實驗所獲得的最適pH=m請你在所選的

曲線圖中標出“機”點的位置。

答案（1）出汁率澄清度（2）①第二種第二種操作能夠確保酶的反應環境從一開始便達

到實驗預設的pH環境（或第一種操作會在達到預定pH之前就發生了酶的催化反應）②果汁

體積甲如圖所示

解析（2）①探究果膠酶催化果膠分解最適pH實驗的關鍵是分別將果膠酶溶液和蘋果泥調至

一定的pH,然后把pH相等的這兩種溶液混合，否則，在達到預定pH之前就會發生酶的催

化反應導致實驗結果不準確。可見第二種操作能夠確保酶的反應環境從一開始便達到實驗預

設的pH環境，因此第二種操作更科學。②本實驗自變量是pH的不同，因變量是果汁體積。

如果用曲線圖的方式記錄實驗結果，則橫坐標表示pH,縱坐標表示果汁體積。在一定pH范

圍內，酶的活性隨著pH的升高而逐漸增強，達到最適pH后，酶的活性隨pH繼續升高而逐

漸減弱，過酸或過堿會使酶永久失活，據此可推知，圖甲最可能是實驗結果的曲線圖。經過

圖甲曲線的峰值畫一條與縱坐標相平行的線，該線與橫坐標的交點即為Wo

考點二探討加酶洗衣粉的洗滌效果

?梳理歸納夯實必備知識

1.加酶洗衣粉：指含酸制劑的洗衣粉。

2.酶制劑的種類與洗滌原理

種類洗滌原理洗滌的物質種類

血漬、奶漬及各種食品

蛋白酶蛋白質送3小分子的肽+氨基酸

類的蛋白質污垢

食品的油漬、人體皮

脂肪酶脂肪型氏甘油+脂肪酸

脂、口紅

來自面條、巧克力等的

淀粉酶淀粉呈曳麥芽糖+葡萄糖

污垢

使纖維的結構變得蓬松，從而使滲入到纖維深處

纖維素酶的塵土和污垢能夠與洗衣粉充分接觸，達到更好棉紡織品的表面浮毛

的去污效果

【歸納總結】

1.加酶洗衣粉洗滌效果的探究方法

(1)判斷加酶洗衣粉的洗滌效果

可在洗滌后比較污垢殘留狀況，如已消失、顏色變淺、面積縮小等。

(2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究

實驗設計應遵循對照原則和單一變量原則，如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的

洗滌效果有何不同時，以洗衣粉的種類為自變量，其他條件完全一致；同時，普通洗衣粉處

理污物與加酶洗衣粉處理污物形成對照。

(3)變量分析

實驗自變量因變量無關變量

探究普通洗衣粉和加酶洗衣洗衣粉的種類(普通水的用量，污物的量，

粉的洗滌效果和加酶)洗滌實驗用材料的質地與

探究不同種類加酶洗衣粉的加酶洗衣粉中酶的效果大小，不同洗衣粉的用

洗滌效果種類量，浸泡時間，洗滌時

探究不同溫度對加酶洗衣粉間等

溫度

洗滌效果的影響

2.探究不同類型加酶洗衣粉的洗滌效果

(1)實驗原理：酶的催化作用具有專一性，復合酶洗衣粉加入的酶制劑種類較多，與加單一酶

洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效果。

(2)實驗變量

①自變量：加酶洗衣粉的種類。

②無關變量：其他條件相同且適宜(如溫度、pH等)。

(3)實驗步驟

燒杯編號

步驟

IIIIII

注入自來水500mL500mL500mL

加入物質(等量)奶漬布奶漬布奶漬布

控制水溫37℃37℃37℃

加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉復合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉

用玻璃棒攪拌5min5min5min

觀察實驗現象顏色淺顏色消失顏色淺

延伸應用

(1)酶能直接添加到洗衣粉中嗎？為什么？科學家是如何解決這一難題的？

提示不能，因為洗衣粉中的表面活性物質會降低酶的活性。可以通過基因工程生產出能夠

耐酸、耐堿、忍受表面活性劑和較高溫度的酶，用特殊水溶性物質將酶層層包裹，與洗衣粉

的其他成分隔離開來，隔離層遇到水后，就會很快溶解。

(2)為什么說加酶洗衣粉能減少對環境的污染？

提示加酶洗衣粉可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗滌劑朝低磷、無磷的方向

發展，減少對環境的污染。

⑶試解釋為什么加蛋白酶洗衣粉不能用于絲質及羊毛衣料？

提示因為蛋白酶能使蛋白質水解，而絲質及羊毛衣料中含有蛋白質，這樣會損壞衣物。

■考向突破強化關鍵能力

考向探討加酶洗衣粉的洗滌效果

3.(2022?重慶南開中學期中)已知血漬的主要成分有蛋白質、脂質等，某研發中心在研制加酶

洗衣粉的過程中，檢測不同濃度的脂肪酶溶液對血漬中脂質類物質的去污效果，結果如圖。

下列有關敘述錯誤的是()

9o

8o

7O

60

50150250350450550650

酶濃度(mg,100mL-1)

A.為排除溫度對實驗的影響，需保持各組實驗溫度相同且適宜

B.洗衣粉中的蛋白酶通常會將添加的脂肪酶迅速分解

C.選用酶濃度為250mg-lOOmL-1的脂肪酶溶液可節約生產成本

D.洗滌沾染血漬的棉織物時，添加適量纖維素酶可提高去污效果

答案B

4.某工廠生產了一種加酶洗衣粉，其包裝袋上印有如下說明。

成分：含堿性蛋白酶等。

用法：洗滌前先將衣服浸于洗衣粉水內數小時，使用溫水效果最佳。

注意：切勿用于絲質及羊毛衣料。用后徹底清洗雙手。

請回答下列問題：

(1)相關部門針對該洗衣粉設計了如圖所示裝置進行實驗。該實驗的目的是

A組B組

洗

衣三三經煮沸

粉涂上蛋

溶曉瑩-的洗衣

白膜的'--------

液粉溶液

膠片

適宜溫度

(2)一學生為探索該洗衣粉中酶催化作用的最適溫度，參考上述(1)的實驗材料及方法進行了如

下實驗，并把結果用曲線圖A,B表示。

催化效率

溫度

45t：75t：45t：

B

①由圖可知，使用該加酶洗衣粉的最適溫度約為

②在0℃和75℃時，酶的催化效率基本都降為零，但溫度再度回到45℃,后者的催化作用

已不能恢復，這是因為

③該學生在實驗過程中可通過觀察.來判斷酶的催化效

率。

(3)大力推廣使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生態環境保護，這是因為o

答案(1)檢查該洗衣粉是否含蛋白酶(2)①45℃②在75℃時，酶的空間結構已發生不可

逆改變(酶己變性)，無法恢復③膠片上的蛋白膜消失所用時間的長短(3)酶本身無毒，含

量少，又能被微生物分解，不會引起富營養化，可減少對環境的污染

考點三酵母細胞的固定化

?梳理歸納夯實必備知識

1.固定化技術

(1)概念：利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間的技術。細胞中含有一系列酶，在

細胞正常生命活動過程中，通過代謝產生所需要的代謝產物。

(2)常用的固定化方法

名稱原理圖示

包埋法將酶或細胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中IBffl

利用共價鍵、離子鍵將酶分子或細胞相互結合，或將

化學結合法

其結合到載體上

通過物質吸附作用，把酶或細胞固定在纖維素、瓊脂

物理吸附法ooooo

糖、多孔玻璃或離子交換樹脂等載體上

(3)包埋法常用的載體材料：明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。

2.固定化酶母細胞的實驗流程

溶化好的海藻酸鈉冷卻至室溫后，

再加入已活化的酵母細胞，充分攪

拌使其混合均勻，然后轉移至注射

器中

以恒定的速度緩慢地將注射器中的

溶液滴加到配制好的CaCb溶液中，

形成凝膠珠，使其在CaC%溶液中

浸泡約30min

將固定好的酵母細胞（凝膠珠）用蒸

州水沖洗2~3次，除去表面的CaCk

溶液

將15（）mL質量分數為10%的他萄

糖溶液轉移至200mL的錐形瓶中,

加入固定好的酵母細胞，置于25七

下發酵24h

【歸納總結】

1.直接使用酶、固定化酶與固定化細胞的比較

項目直接使用酶固定化酶固定化細胞

酶的種數一種或幾種一種一系列酶

化學結合法、物理吸

適用方法包埋法

附法

營養物質不需要不需要需要

各種物質（大分子、小

反應底物各種物質（大分子、小分子）小分子物質

分子）

酶既能與反應物結

催化效率高、耗能低、污

優點合，又能與產物分離；成本更低、操作更容易

染低

還可以被反復利用

①對環境條件敏感，易失反應物不易與酶接觸，

不利于催化一系列的

缺點活；②酶難回收，成本高，尤其是大分子物質，可

酶促反應

影響產品質量能導致反應效率下降

實例果膠酶固定化葡萄糖異構酶固定化酵母細胞

2.制備固定化酵母細胞的注意事項

⑴在缺水狀態下，微生物處于休眠狀態。活化就是讓處于休眠狀態的微生物重新恢復正常的

生活狀態。酵母細胞需要的活化時間較短，一般為0.5?lh,實驗時需要提前做好準備。

⑵酵母細胞活化時體積會變大，因此活化前應該選擇體積足夠大的容器，以避免酵母細胞的

活化液溢出。

（3）加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環。加熱時要用小火或間斷加熱，且邊加熱邊攪

拌。

(4)海藻酸鈉的濃度關系到固定化細胞的質量。如果海藻酸鈉濃度過高，將很難形成凝膠珠；

如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數目少，影響實驗效果。

(5)溶化好的海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫，否則會因溫度過高而導致酵母菌死亡。

(6)可利用海藻酸鈉制成不含酵母菌的凝膠珠，用作對照。

(7)海藻酸鈉膠體在CaCb這種電解質的作用下，發生聚沉，形成凝膠珠，需在CaCb溶液中

浸泡30min左右。

(8)細胞的固定化要在嚴格無菌的條件下進行；反復使用固定化酵母細胞時，酵母菌菌種要純,

用具和材料要嚴格消毒，注意控制溫度，營養全面，還需要避免其他微生物的污染。

⑼檢驗凝膠珠的質量是否合格的方法：

①擠壓法：用鑲子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液

體流出，就表明凝膠珠的制作成功。

②摔打法：在實驗桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是

合格的。

■考向突破強化關鍵能力

考向酵母細胞的固定化

5.(2022?成都七中高三開學考試)下列關于固定化酶和固定化細胞的敘述中，正確的是()

A.固定化酶和固定化細胞在應用上的主要區別是后者需要一定的營養

B.用海藻酸鈉固定酵母細胞的方法屬于物理吸附法

C.固定化酶和固定化細胞催化反應的底物都可以是大分子

D.加酶洗衣粉的生產也運用了酶的固定化技術

答案A

6.科研人員利用固定化酵母直接發酵甜菜汁生產燃料乙醇，下圖表示相關的工藝流程。分析

回答：

海藻酸鈉一一酵母菌種甜菜塊根

溶化榨汁

混合

①②果膠醐

固定

過濾

固定化酵母*———......甜菜汁

增殖③調配

增殖的固定化酵母-----------發酵糖液

分離④循環利用

發酵液發酵?成熟酒醪分離“乙醇

（1）在固定化酵母細胞時要先將酵母細胞活化，活化的作用是。

步驟①中，溶化海藻酸鈉時要注意。

（2）如果制作的凝膠珠顏色過淺，呈白色，則說明海藻酸鈉濃度（填“過低”或“過

高“）=步驟②中加入果膠酶的目的是o

（3）酵母細胞相對于酶分子來說比較大，如果用固定化細胞技術將這些細胞固定，可以采用

法。固定酵母細胞操作一般是在甜菜汁制備（填“前”或“后”）。在酒精

發酵時應控制的溫度條件是℃0試驗后，將洗滌過的固定的凝膠珠在低溫

環境中保存若干天，仍可以用于發酵，說明固定化細胞可被使用。研究表明使用固

定化酵母的酒精產量平均值高于游離酵母的對照組，從酵母細胞發酵的環境條件考慮，可能

的原因是?

答案（1）讓休眠狀態的酵母菌重新恢復到正常狀態小火或間斷加熱，防止海藻酸鈉焦糊

⑵過低將果膠分解為半乳糖醛酸，提高澄清度；瓦解植物的細胞壁及胞間層，使榨取果汁

更容易，提高出汁率（3）包埋法前18-25℃反復凝膠珠內部容易產生無氧環境，利

于酒精發酵

重溫高考真題演練

1.（2020?江蘇，16）甲、乙兩個實驗小組分別進行了“酵母細胞固定化技術”的實驗，結果如

下圖所示。出現乙組實驗結果的原因可能為（）

甲組實驗結果乙組實驗結果

A.CaCb溶液濃度過高

B.海藻酸鈉溶液濃度過高

C.注射器滴加速度過慢

D.滴加時注射器出口浸入到CaCb溶液中

答案B

解析標準的凝膠珠是圓形的（如甲組），乙組中的凝膠珠呈蝌蚪狀，凝膠珠成形不好，主要

有以下幾種原因：（1）海藻酸鈉與酵母活化液的混合液濃度過高（凝膠珠會呈蝌蚪狀）；（2）注射

孔與CaCb溶液液面距離太近（凝膠珠會呈蝌蚪狀）；（3）推注射器的力度過大，速度過快（凝膠

珠會呈線形）；（4）CaCb溶液濃度過大（凝膠珠硬度會變大，易開裂）。據此推知，B項正確。

2.（2019?江蘇，13）下列關于加酶洗滌劑的敘述，錯誤的是（）

A.加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶

B.用加酶洗滌劑能減少洗滌時間并節約用水

C.含纖維素酶洗滌劑可以洗滌印花棉織物

D.加酶洗衣粉中的蛋白酶是相對耐高溫的

答案A

解析加酶洗衣粉中一般含有堿性蛋白酶、堿性脂肪酶等，A錯誤；加酶洗滌劑比傳統洗滌

劑的去污能力更強，所以用加酶洗滌劑能減少洗滌時間并節約用水，B正確；含纖維素酶洗

滌劑中的纖維素酶能使棉織物中的纖維變得蓬松，污物容易脫落，C正確；加酶洗衣粉中所

添加的酶，通常是科學家通過基因工程生產出的能夠耐酸、耐堿、忍受表面活性劑和較高溫

度的酶，D正確。

3.（2021?全國甲，37）加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。某同學通過實驗比較了幾種洗衣

粉的去漬效果（“+”越多表示去漬效果越好），實驗結果見下表。

加酶洗衣粉A加酶洗衣粉B加酶洗衣粉c無酶洗衣粉（對照）

血漬++++++++

油漬++++++++

根據實驗結果回答下列問題：

（1）加酶洗衣粉A中添加的酶是；加酶洗衣粉B中添加的酶是；加酶

洗衣粉C中添加的酶是o

（2）表中不宜用于洗滌蠶絲織物的洗衣粉有,原因是o

（3）相對于無酶洗衣粉，加酶洗衣粉去漬效果好的原因是0

（4）關于酶的應用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生產實踐中得到應用，如固定

化葡萄糖異構酶已經用于高果糖漿生產。固定化酶技術是指o固

定化酶在生產實踐中應用的優點是（答出

1點即可）。

答案（1）蛋白酶脂肪酶蛋白酶和脂肪酶（2）加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C蠶絲織物

的主要成分是蛋白質，會被蛋白酶催化水解（3）酶可以將大分子有機物分解為小分子有機

物，小分子有機物易溶于水，從而將污漬與洗滌物分開

（4）利用物理或化學方法將酶固定在一定空間內的技術固定在載體上的酶可以被反復利用，

可降低生產成本（或產物容易分離，可提高產品的產量和質量，或固定化酶穩定性好，可持續

發揮作用）

解析（1）從表格中信息可知，加酶洗衣粉A對血漬的洗滌效果比對照組的無酶洗衣粉效果

好，而血漬含有大分子蛋白質，因此，加酶洗衣粉A中添加的酶是蛋白酶，同理，加酶洗衣

粉B中添加的酶是脂肪酶；加酶洗衣粉C對血漬和油漬的洗滌效果比無酶洗衣粉好，油漬中

有脂肪，因此，加酶洗衣粉C中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。

（2）蠶絲織物中有蛋白質，因此，表中不宜用于洗滌蠶絲織物的洗衣粉有加酶洗衣粉A、加酶

洗衣粉C,原因是蠶絲織物主要成分是蛋白質，會被蛋白酶催化水解。

（3）相對于無酶洗衣粉，加酶洗衣粉去漬效果好的原因是：酶可以將大分子有機物分解為小分

子有機物，小分子有機物易溶于水，從而將污漬與洗滌物分開。

（4）固定化酶技術是指利用物理或化學方法將酶固定在一定空間內的技術，酶既能與反應物接

觸，又能與產物分離，所以固定在載體上的酶還可以被反復利用。所以固定化酶在生產實踐

中應用的優點是：降低生產成本（或產物容易分離，可提高產品的產量和質量，或固定化酶穩

定性好，可持續發揮作用）。

4.（2020?全國III,37）水果可以用來加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列問題：

（1）制作果汁時，可以使用果膠酶、纖維素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果膠酶是分解果

膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、（答出2種即可）。纖

維素酶可以分解植物（填“細胞膜”或“細胞壁”）中的纖維素。

（2）用果膠酶處理果泥時，為了提高出汁率，需要控制反應的溫度，原因是

（3）現有甲、乙、丙三種不同來源的果膠酶，某同學擬在果泥用量、溫度、pH等所有條件都

相同的前提下比較這三種酶的活性。通常，酶活性的高低可用

___________________________________________________________________________來表示。

（4）獲得的果汁（如蘋果汁）可以用來制作果酒或者果醋，制作果酒需要_______菌，這一過程

中也需要Ch，O2的作用是o

制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌屬于（填“好氧”或“厭氧”）細菌。

答案（1）果膠分解酶、果膠酯酶細胞壁（2）溫度對果膠酶活性有影響，在最適溫度下酶活

性最高，出汁率最高（3）在一定條件下，單位時間內、單位體積中反應物的消耗量或者產物

的增加量（4）酵母促進有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖好氧

解析（1）果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、

果膠分解酶和果膠酯酶等。植物細胞壁的主要成分是纖維素，可被纖維素酶催化分解。（2）溫

度等條件會影響酶的活性，果膠酶發揮催化作用需要適宜的溫度。溫度過低，果膠酶的活性

受到抑制；溫度過高，會使果膠酶變性失活；在最適溫度下，酶活性最高，出汁率最高。（3）

酶的活性是指酶催化一定化學反應的能力。酶活性的高低可以用在一定條件下，單位時間內、

單位體積中反應物的消耗量或者產物的增加量來表示。（4）制作果酒需要的菌種是酵母菌，它

是兼性厭氧菌，釀酒時酵母菌先進行有氧呼吸大量繁殖，然后在無氧條件下進行無氧呼吸產

生酒精。制作果醋需要的菌種是醋酸菌，它是好氧細菌。

5.（2016?海南，30）回答下列問題：

（1）蛋白酶甲、乙、丙三者的活性隨pH的變化如圖所示。通常，用清水洗滌衣服上的新鮮血

跡時，不應該使用開水，原因是o若要去除衣服上的血漬，應選

擇含有（填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”）的堿性洗

衣粉，理由是?

（2）某同學為了洗去衣服上的油漬，洗衣時在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，該同學的做

法（填“合理”或”不合理”），理由是o

（3）已知溶液的pH可以影響酶的活性，請推測pH影響某種蛋白酶活性的原因可能是其影響

了酶和底物分子中（填“竣基和氨基”“氨基和甲基”“竣基和甲基”或

“甲基和甲基”）等基團的解離狀態。

答案（1）開水使血中的蛋白質變性而沉淀，難以清洗蛋白酶丙堿性條件下只有蛋白酶丙

有活性（2）不合理蛋白酶會降解脂肪酶（3）較基和氨基

解析（1）用清水洗滌衣服上的新鮮血跡時，如果使用開水，會使血中的蛋白質變性而沉淀，

難以清洗。由圖可知，堿性條件下只有蛋白酶丙有活性，故應選擇含有蛋白酶丙的堿性洗衣

粉去除衣服上的血漬。（2）脂肪酶的化學成分為蛋白質，會被洗衣液中的蛋白酶水解。（3）蛋白

酶和其作用的蛋白質類污漬的氨基和段基均會發生解離，pH會影響其解離狀態。

五分鐘查落實

一、易錯辨析

1.酶活性是指一定條件下酶所催化的某一化學反應的速率（X）

2.相同pH時加酶洗衣粉效果均好于普通洗衣粉（X）

3.棉織物不能使用添加纖維素酶的洗衣粉進行洗滌（X）

4.從酶的固定方式看，物理吸附法比化學結合法對酶活性影響小（V）

二、填空默寫

1.（選修1P42）果膠是植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之一,是半乳糖醛酸聚合而成的

高分子化合物，不溶于水，在果汁加工中影響出土望和果汁澄清度。

2.（選修1P42）果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果

膠酯酶等。

3.（選修1P42）酶的活性是指酶催化一定化學反應的能力。酶活性的高低可以用一定條件下，

酶催化的某一化學反應的反應速度來表示。酶反應速度用單位時間內、單位體積中反應物的

減少量或產物的增加量來表示。

4.（選修1P46）常用的酶制劑有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶,應用最廣泛、效果最明

顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。

5.（選修1P50）一般來說，酶更適合采用化學結合法和物理吸附法固定化,因為酶分子小，很

容易從包埋材料中漏出,而細胞多采用包埋法固定化,因為體積大的細胞難以被吸附或結合。

6.如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，則說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數目

較少。

7.（選修］P50）活化是指讓處于休眠狀態的微生物重新恢復正常的生活狀態。

課時精練

一、選擇題

1.為探究果膠酶量對蘋果出汁率的影響，某同學分別稱取純果膠酶1mg、2mg、3mg……

9mg,將其與等量蘋果泥混勻。37℃恒溫水浴保溫20min,8mg組測出的果汁量如圖箭頭

所示，則4mg果膠酶組最可能的結果是（）

壬

及

士

咪

A.①B.②C.③D.@

答案C

解析酶可以催化化學反應的進行，酶的含量可以影響化學反應的速率，但不會影響最終結

果，所以4mg果膠酶組的反應速率慢，完全催化反應所需時間較長，但最終生成果汁的量

與81ng組測出的果汁量相同，4mg果膠酶組最可能的結果為③曲線，C正確。

2.某興趣小組為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份，進行3組實

驗。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上

的2種污漬，其他實驗條件均相同，實驗記錄如表所示。下列敘述錯誤的是（）

溫度/℃10203040

組另甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙

清除血漬

676688525183363477111268

時間/min

清除油漬

937895876391824685752777

時間/min

A.所加酶的最適溫度為40℃

B.甲組洗衣粉中加入了蛋白酶

C.乙組洗衣粉中加入了蛋白酶和脂肪酶

D.添加蛋白酶的洗衣粉不宜洗滌毛織品

答案A

解析由于缺少40℃之后的實驗數據，所以不能說明所加酶的最適溫度為40°C,A錯誤；

甲和乙清除血漬所需的時間類似，而血漬的主要成分是蛋白質，說明甲和乙中均含有蛋白酶；

在這4種溫度下，乙組清除油漬所需的時間均短于甲組，而油漬的主要成分是脂肪，說明乙

組還含有脂肪酶，B、C正確；毛織品的主要成分是蛋白質，蛋白酶可分解蛋白質，所以添

加蛋白酶的洗衣粉不宜洗滌毛織品，D正確。

3.下列關于加酶洗衣粉的敘述，錯誤的是（）

A.加酶洗衣粉中的酶能夠耐酸、耐堿、忍受表面活性劑和較高溫度

B.洗衣粉中的酶經過特殊化學物質層層包裹，使用后可以回收利用

C.洗滌沾染奶漬的棉織物時，添加適量纖維素酶可提高去污效果

D.加酶洗衣粉中效果最明顯的是堿性脂肪酶和堿性蛋白酶

答案B

4.（2022?寧波高三期末）工業化生產時，往往將酶或細胞固定化處理。下列關于固定化酶和固

定化細胞的敘述，正確的是（）

A.固定化細胞技術在催化多步連續反應方面優勢明顯

B.固定化酶的應用中，要控制好pH、溫度和溶解氧

C.利用固定化酶降解水體中有機磷農藥，需提供適宜的營養條件

D.利用固定化酵母細胞進行發酵，糖類濃度越大，發酵效果越好

答案A

5.生產上常用淀粉酶替代酸來水解淀粉生產食品。如圖為某同學探究不同pH條件下淀粉酶

對淀粉的分解作用的實驗結果。下列說法錯誤的是（）

A.應先將各組試管溶液pH分別調到設定數值再混合

B.pH為3和9的兩支試管中的淀粉酶的活性相同

C.pH為13的試管調到pH為7后淀粉含量基本不變

D.將淀粉酶固定化后進行實驗，pH為7的淀粉剩余量可能增加

答案B

解析在pH為3和9時兩支試管中的淀粉剩余量相同，但pH為3時，酶可以催化淀粉水解，

酸也會促進淀粉水解，而pH為9時只有酶的催化作用，所以兩種pH下酶的催化效率應該是

不同的，B錯誤；pH為13時淀粉含量不變，說明酶變性失活，調到pH為7后，酶活性不

會恢復，淀粉含量基本不變，C正確；淀粉酶固定化后因為共價結合時可能影響酶的空間構

象而影響酶的活性，故將淀粉酶固定化后進行實驗，酶活性可能降低，pH為7的淀粉剩余量

可能增加，D正確。

6.某同學欲通過制備固定化酵母細胞進行葡萄糖溶液發酵實驗，圖1表示制備固定化酵母細

胞的有關操作，圖2是進行葡萄糖發酵的裝置（a是固定化酵母細胞，b是反應柱，c是分布著

小孔的篩板）。下列敘述正確的是（）

注射器

海藻酸鈉與酵母

菌（細胞）混合液

固定化酵母細胞

X溶液

圖1

A.剛溶化的海藻酸鈉應迅速與活化的酵母菌混合制備混合液

B.利用固定化酵母細胞進行發酵，糖類的作用僅是作為反應底物

C.圖1中X溶液為CaCb溶液，將酵母細胞與海藻酸鈉溶液混勻后快速注入CaCL溶液中,

會觀察到有凝膠珠形成

D.圖2裝置中的長導管主要是排出C02,防止空氣中的雜菌進入反應柱

答案D

解析在制備固定化酵母細胞的實驗中，將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，再加入已活

化的酵母細胞，否則高溫會導致酵母細胞死亡；利用固定化酵母細胞進行發酵，糖類除了作

為反應底物外，還為酵母菌提供營養和能量；圖1中X溶液為CaCL溶液，將與酵母細胞混

勻的海藻酸鈉溶液用注射器緩慢滴加到CaCl2溶液中，會觀察到有凝膠珠形成。

二、非選擇題

7.（2022.河南模擬）果膠酶廣泛應用于果汁和果酒的加工工業，研究人員利用海藻酸鈉和CaCb

固定化果膠酶產生菌——黑曲霉菌，研究了固定化黑曲霉菌隨著使用次數的增加對蘋果汁出

汁率的影響，每組測定了蘋果原漿的質量（mi）和離心后蘋果渣的質量（m2）,實驗結果如下圖

所示。回答下列問題:

武/

楙80

士

93

o12345678910

固定化黑曲霉菌使用次數

（1）果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，其中包括（答出三個）。

（2）根據測定結果，各組的出汁率可以用表示，從實驗結果可以得出的結論

是;

固定化黑曲霉菌使用第10次時，果膠酶對果膠（填“有”或“沒有”）分解

作用。

（3）固定化黑曲霉菌不宜采用物理吸附法或化學結合法，原因是；

固定過程中溶化海藻酸鈉時應采用的方法，以防止焦糊。

（4）制備固定化黑曲霉菌時，海藻酸鈉能和CaCL反應產生海藻酸鈣，而檸檬酸鈉能與海藻酸

鈣反應，使其溶解。請你設計實驗測定某凝膠珠中黑曲霉菌的活菌數，簡要寫出實驗思路：

答案（1）多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶（2）（mi-m/miX100%隨著固定化

黑曲霉菌使用次數的增多，蘋果果汁的出汁率降低有（3）細胞體積大，難以被吸附或結合

小火或間斷加熱（4）將凝膠珠用檸檬酸鈉溶液溶解后用無菌水稀釋，再用稀釋涂布平板法進

行計數

8.果膠酶在果汁生產等方面被廣泛應用。下圖表示利用“果膠酶一酵母菌聯合固定凝膠珠”

生產紅葡萄酒的部分過程。回答下列問題：

檢測、采匚卿畫］_［二氧化|_匡_

摘葡萄門碎L［發酵廠|碳浸漬榨廠

（果膠酶-酵母菌聯合固定凝雨和

［海藻酸鈉

［固定化果膠酶）

?戊二醛交聯

果膠酶

（1）由霉菌發酵生產的果膠酶在食品加工業中大量使用，產果膠酶的菌株一般可從腐爛的果蔬

或果園泥土中分離，利用以為唯一碳源的培養基篩選。

（2）生產紅葡萄酒加入果膠酶的主要作用是,

從而提高酒的產量和品質。

（3）如果進行多批次生產，提高果膠酶的利用率，可采用的方法。果膠酶通

常先與戊二醛交聯，然后與活化的酵母菌一起用海藻酸鈉包埋固定，這是因為

o海藻酸鈉能作為固定載體的特點是

（4）海藻酸鈉與酵母細胞混合前需先冷卻至室溫，原因是o初

級發酵過程中，要控制發酵罐內的溫度和pH在適宜的范圍，以免影響o

（5）為探究溫度對果膠酶活性的影響，要將果泥和果膠酶，

達到預設溫度時再混合。

答案（1）果膠（2）分解細胞壁和胞間層中的果膠（3）固定化酶果膠酶分子太小，容易從包

埋材料中漏出不溶于水、多孔性（4）防止高溫使酵母細胞失活果膠酶的活性（5）分裝在

不同的試管中分別恒溫處理

9.近年來，隨著洗滌低溫化、洗滌劑的低磷和無磷化，在洗