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第 4 课时 酶的研究与应用
目标要求 1.理解酶活力测定的一般原理和方法。2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。3.
制备和应用固相化酶。
考点一 果胶酶在果汁生产中的作用
1．果胶
2．果胶酶
3．酶的活性与影响酶活性的因素
(1)酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，其高低用一定条件下酶所催化的某一化学反
应的反应速度来表示。
(2)酶的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。
4．实验设计
(1)探究温度和pH对果胶酶活性的影响
①实验原则：单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。
②实验原理：果胶酶的活性受温度、pH 或酶抑制剂和激活剂的影响，在最适温度或pH时，
活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。
③实验流程
制备果泥
↓
设置一系列具有梯度的pH或温度
↓
加入果胶酶反应一段时间↓
过滤果汁
④分析：该实验的自变量是温度或pH，因变量是酶的活性，检测因变量是通过测定果汁的
体积或比较澄清度来实现的。
(2)探究果胶酶的最适用量
①实验思路：如果随着酶浓度的增加，过滤得到的果汁体积也增加，说明酶的用量不足；当
酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤得到的果汁的体积不再改变，说明酶的用
量已经足够，这个值就是酶的最适用量。
②实验流程
(1)源于选修1 P “旁栏思考”：在探究温度或pH对酶活性的影响时，需要(填“需要”或
44
“不需要”)设置对照实验。如果需要，如何设置？ 不同的温度梯度之间或不同的 pH 梯度之
间相互对照。
(2)源于选修1 P “旁栏思考”：在混合苹果泥和果胶酶之前，将果泥和果胶酶分装在不同
44
的试管中恒温处理的目的是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，从而影响果胶酶的活性问题。
归纳总结
1．果胶酶与纤维素酶的比较
名称 组成 作用
多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解 将不溶性的果胶分解为可溶性的半乳
果胶酶
酶、果胶酯酶等 糖醛酸
纤维素酶 C 酶、C 酶和葡萄糖苷酶 纤维素――→纤维二糖――→葡萄糖
1 X
2．果胶酶在果汁生产中作用的相关实验分析
实验名称 探究温度对果胶酶活性 探究pH对果胶酶活性的 探究果胶酶的最适用量(目的) 的影响 影响
自变量 温度 pH 果胶酶的用量
因变量 果汁的体积(澄清度)
pH、果泥的用量、果胶 温度、果泥的用量、果 温度、pH、果胶的浓度
无关变量 酶的浓度和用量、水浴 胶酶的浓度和用量、水 和用量、水浴时间和过
时间和过滤时间等 浴时间和过滤时间等 滤时间等
①底物和酶在混合时的 ①温度应为最适温度；
①制备苹果泥后迅速加
温度是相同的；②苹果 ②pH梯度可用NaOH溶
热，使苹果泥中的果胶
注意事项 泥和果胶酶用量在各个 液和盐酸调节；③用玻
酶变性；②温度、pH应
试管中应相同；③pH应 璃棒搅拌使反应充分进
为最适且保持不变
为最适pH 行
考向 果胶酶在果汁生产中的作用
1．某工厂新制了50 L苹果泥，准备生产果汁，但不知酶的最适用量。为了节约成本，进行
了如下探究实验：取8只试管编号1～8，分别加入30 mL苹果泥，保温一段时间，然后向
各试管加入不同体积的果胶酶溶液，反应一段时间后过滤并记录果汁体积，实验数据如下表
所示。下列分析错误的是( )
编号 1 2 3 4 5 6 7 8
果胶酶溶液体积(mL) 1 2 3 4 5 6 7 8
果汁体积(mL) 20.6 21.2 21.8 22.4 23 23.4 23.4 23.4
(注：果汁体积均不包含酶溶液体积。)
A．8只试管均需要调节至相同且适宜的温度、pH，且反应时间充足
B．本实验的测量指标还可以是苹果泥反应完全时所需要的时间
C．在果汁生产中一般还应加入纤维素酶来充分瓦解细胞壁
D．为得到更准确的最适用量，可以设置5～6 mL范围内不同果胶酶用量梯度实验来探究
答案 A
解析 8只试管如果反应时间充足，则各组过滤的果汁体积应相同，与表格中测定的结果不
符合，A错误。
2．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的
细胞壁及胞间层。请完成以下有关果胶酶和果汁生产中的问题：
(1)在果汁生产中应用果胶酶可以提高______________和__________。(2)某实验小组进行了“探究果胶酶催化果胶水解最适pH”的课题研究。本课题的实验步骤
中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥，试管中分别注入果胶酶溶液、编号、分组”之后，有
下面两种操作：
第一种：将试管中果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、
6……10。
第二种：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥pH分别调至4、5、6……10，再把pH相等的
果胶酶溶液和苹果泥相混合。
①请问哪一种操作更科学？______________。 理由是________________________________。
②如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示
________________时，实验的操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，分析
图中最可能是实验结果的曲线图是________。 若实验所获得的最适pH＝m，请你在所选的
曲线图中标出“m”点的位置。
答案 (1)出汁率 澄清度 (2)①第二种 第二种操作能够确保酶的反应环境从一开始便达
到实验预设的pH环境(或第一种操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应) ②果汁
体积 甲 如图所示
解析 (2)①探究果胶酶催化果胶分解最适pH实验的关键是分别将果胶酶溶液和苹果泥调至
一定的pH，然后把pH相等的这两种溶液混合，否则，在达到预定 pH之前就会发生酶的催
化反应导致实验结果不准确。可见第二种操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预
设的pH环境，因此第二种操作更科学。②本实验自变量是pH的不同，因变量是果汁体积。
如果用曲线图的方式记录实验结果，则横坐标表示 pH，纵坐标表示果汁体积。在一定pH
范围内，酶的活性随着pH的升高而逐渐增强，达到最适pH后，酶的活性随pH继续升高而
逐渐减弱，过酸或过碱会使酶永久失活，据此可推知，图甲最可能是实验结果的曲线图。经
过图甲曲线的峰值画一条与纵坐标相平行的线，该线与横坐标的交点即为m。考点二 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
1．加酶洗衣粉：指含酶制剂的洗衣粉。
2．酶制剂的种类与洗涤原理
种类 洗涤原理 洗涤的物质种类
血渍、奶渍及各种食
蛋白酶 蛋白质―――→小分子的肽＋氨基酸
品类的蛋白质污垢
食品的油渍、人体皮
脂肪酶 脂肪―――→甘油＋脂肪酸
脂、口红
来自面条、巧克力等
淀粉酶 淀粉―――→麦芽糖＋葡萄糖
的污垢
使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深
纤维素酶 处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到 棉纺织品的表面浮毛
更好的去污效果
归纳总结
1．加酶洗衣粉洗涤效果的探究方法
(1)判断加酶洗衣粉的洗涤效果
可在洗涤后比较污垢残留状况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。
(2)加酶洗衣粉的洗涤效果的探究
实验设计应遵循对照原则和单一变量原则，如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的
洗涤效果有何不同时，以洗衣粉的种类为自变量，其他条件完全一致；同时，普通洗衣粉处
理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照。
(3)变量分析
实验 自变量 因变量 无关变量
探究普通洗衣粉和加酶洗衣 洗衣粉的种类(普通
水的用量，污物的
粉的洗涤效果 和加酶)
量，实验用材料的质
探究不同种类加酶洗衣粉的 加酶洗衣粉中酶的 洗涤
地与大小，不同洗衣
洗涤效果 种类 效果
粉的用量，浸泡时
探究不同温度对加酶洗衣粉
温度 间，洗涤时间等
洗涤效果的影响2.探究不同类型加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与加单一
酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。
(2)实验变量
①自变量：加酶洗衣粉的种类。
②无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。
(3)实验步骤
烧杯编号
步骤
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
注入自来水 500 mL 500 mL 500 mL
加入物质(等量) 奶渍布 奶渍布 奶渍布
控制水温 37 ℃ 37 ℃ 37 ℃
加入洗衣粉(等量) 蛋白酶洗衣粉 复合酶洗衣粉 脂肪酶洗衣粉
用玻璃棒搅拌 5 min 5 min 5 min
观察实验现象 颜色浅 颜色消失 颜色浅
延伸应用
(1)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？
提示 不能，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性。可以通过基因工程生产出能够
耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶，用特殊水溶性物质将酶层层包裹，与洗衣粉
的其他成分隔离开来，隔离层遇到水后，就会很快溶解。
(2)为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？
提示 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，减少对环境的污染。
(3)试解释为什么加蛋白酶洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料？
提示 因为蛋白酶能使蛋白质水解，而丝质及羊毛衣料中含有蛋白质，这样会损坏衣物。
考向 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
3．(2022·重庆南开中学期中)已知血渍的主要成分有蛋白质、脂质等，某研发中心在研制加
酶洗衣粉的过程中，检测不同浓度的脂肪酶溶液对血渍中脂质类物质的去污效果，结果如图。
下列有关叙述错误的是( )A．为排除温度对实验的影响，需保持各组实验温度相同且适宜
B．洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的脂肪酶迅速分解
C．选用酶浓度为250 mg·100mL－1的脂肪酶溶液可节约生产成本
D．洗涤沾染血渍的棉织物时，添加适量纤维素酶可提高去污效果
答案 B
4．某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明。
成分：含碱性蛋白酶等。
用法：洗涤前先将衣服浸于洗衣粉水内数小时，使用温水效果最佳。
注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。
请回答下列问题：
(1)相关部门针对该洗衣粉设计了如图所示装置进行实验。该实验的目的是_______________。
(2)一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述(1)的实验材料及方法进行了
如下实验，并把结果用曲线图A，B表示。
①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为________________。
②在0 ℃和75 ℃时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到45℃，后者的催化作
用已不能恢复，这是因为______________________________________。
③该学生在实验过程中可通过观察________________________________来判断酶的催化效率。
(3)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境保护，这是因为
____________。
答案 (1)检查该洗衣粉是否含蛋白酶 (2)①45 ℃ ②在75 ℃时，酶的空间结构已发生不
可逆改变(酶已变性)，无法恢复 ③胶片上的蛋白膜消失所用时间的长短 (3)酶本身无毒，含量少，又能被微生物分解，不会引起富营养化，可减少对环境的污染
考点三 酵母细胞的固定化
1．固定化技术
(1)概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间的技术。细胞中含有一系列酶，
在细胞正常生命活动过程中，通过代谢产生所需要的代谢产物。
(2)常用的固定化方法
名称 原理 图示
包埋法 将酶或细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中
利用共价键、离子键将酶分子或细胞相互结合，或将
化学结合法
其结合到载体上
通过物质吸附作用，把酶或细胞固定在纤维素、琼脂
物理吸附法
糖、多孔玻璃或离子交换树脂等载体上
(3)包埋法常用的载体材料：明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
2．固定化酶母细胞的实验流程归纳总结
1．直接使用酶、固定化酶与固定化细胞的比较
项目 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
化学结合法、物理吸
适用方法 包埋法
附法
营养物质 不需要 不需要 需要
各种物质(大分子、小分 各种物质(大分子、
反应底物 小分子物质
子) 小分子)
酶既能与反应物结
催化效率高、耗能低、污 合，又能与产物分
优点 成本更低、操作更容易
染低 离；还可以被反复利
用
①对环境条件敏感，易失 反应物不易与酶接触，
不利于催化一系列的
缺点 活；②酶难回收，成本 尤其是大分子物质，可
酶促反应
高，影响产品质量 能导致反应效率下降
实例 果胶酶 固定化葡萄糖异构酶 固定化酵母细胞
2．制备固定化酵母细胞的注意事项
(1)在缺水状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常
的生活状态。酵母细胞需要的活化时间较短，一般为0.5～1 h，实验时需要提前做好准备。
(2)酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞
的活化液溢出。(3)加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环。加热时要用小火或间断加热，且边加热边
搅拌。
(4)海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；
如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
(5)溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，否则会因温度过高而导致酵母菌死亡。
(6)可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠，用作对照。
(7)海藻酸钠胶体在CaCl 这种电解质的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，需在CaCl 溶液中
2 2
浸泡30 min左右。
(8)细胞的固定化要在严格无菌的条件下进行；反复使用固定化酵母细胞时，酵母菌菌种要
纯，用具和材料要严格消毒，注意控制温度，营养全面，还需要避免其他微生物的污染。
(9)检验凝胶珠的质量是否合格的方法：
①挤压法：用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液
体流出，就表明凝胶珠的制作成功。
②摔打法：在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是
合格的。
考向 酵母细胞的固定化
5．(2022·成都七中高三开学考试)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述中，正确的是(
)
A．固定化酶和固定化细胞在应用上的主要区别是后者需要一定的营养
B．用海藻酸钠固定酵母细胞的方法属于物理吸附法
C．固定化酶和固定化细胞催化反应的底物都可以是大分子
D．加酶洗衣粉的生产也运用了酶的固定化技术
答案 A
6．科研人员利用固定化酵母直接发酵甜菜汁生产燃料乙醇，下图表示相关的工艺流程。分
析回答：(1)在固定化酵母细胞时要先将酵母细胞活化，活化的作用是__________________________。
步骤①中，溶化海藻酸钠时要注意________________________________。
(2)如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，则说明海藻酸钠浓度________(填“过低”或“过
高”)。步骤②中加入果胶酶的目的是_____________________________________________。
(3)酵母细胞相对于酶分子来说比较大，如果用固定化细胞技术将这些细胞固定，可以采用
________法。固定酵母细胞操作一般是在甜菜汁制备________(填“前”或“后”)。在酒精
发酵时应控制的温度条件是________________℃。试验后，将洗涤过的固定的凝胶珠在低温
环境中保存若干天，仍可以用于发酵，说明固定化细胞可被________使用。研究表明使用固
定化酵母的酒精产量平均值高于游离酵母的对照组，从酵母细胞发酵的环境条件考虑，可能
的原因是________________________________________________________。
答案 (1)让休眠状态的酵母菌重新恢复到正常状态 小火或间断加热，防止海藻酸钠焦糊
(2)过低 将果胶分解为半乳糖醛酸，提高澄清度；瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果
汁更容易，提高出汁率 (3)包埋法 前 18～25 ℃ 反复 凝胶珠内部容易产生无氧环境，
利于酒精发酵
重温高考 真题演练
1．(2020·江苏，16)甲、乙两个实验小组分别进行了“酵母细胞固定化技术”的实验，结果
如下图所示。出现乙组实验结果的原因可能为( )
A．CaCl 溶液浓度过高
2
B．海藻酸钠溶液浓度过高
C．注射器滴加速度过慢
D．滴加时注射器出口浸入到CaCl 溶液中
2
答案 B
解析 标准的凝胶珠是圆形的(如甲组)，乙组中的凝胶珠呈蝌蚪状，凝胶珠成形不好，主要
有以下几种原因：(1)海藻酸钠与酵母活化液的混合液浓度过高(凝胶珠会呈蝌蚪状)；(2)注射
孔与CaCl 溶液液面距离太近(凝胶珠会呈蝌蚪状)；(3)推注射器的力度过大，速度过快(凝胶
2
珠会呈线形)；(4)CaCl 溶液浓度过大(凝胶珠硬度会变大，易开裂)。据此推知，B项正确。
22．(2019·江苏，13)下列关于加酶洗涤剂的叙述，错误的是( )
A．加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶
B．用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水
C．含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物
D．加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的
答案 A
解析 加酶洗衣粉中一般含有碱性蛋白酶、碱性脂肪酶等，A错误；加酶洗涤剂比传统洗涤
剂的去污能力更强，所以用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水，B正确；含纤维素酶洗
涤剂中的纤维素酶能使棉织物中的纤维变得蓬松，污物容易脱落，C正确；加酶洗衣粉中所
添加的酶，通常是科学家通过基因工程生产出的能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温
度的酶，D正确。
3．(2021·全国甲，37)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗
衣粉的去渍效果(“＋”越多表示去渍效果越好)，实验结果见下表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉(对照)
血渍 ＋＋＋ ＋ ＋＋＋ ＋
油渍 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋
根据实验结果回答下列问题：
(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________________。
(2)表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有________________________，原因是___________。
(3)相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是______________________________。
(4)关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固
定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指_________________________。
固定化酶在生产实践中应用的优点是_____________________________________________(答
出1点即可)。
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 蚕丝织物
的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶催化水解 (3)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，从而将污渍与洗涤物分开
(4)利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术 固定在载体上的酶可以被反复利用，
可降低生产成本(或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持
续发挥作用)
解析 (1)从表格中信息可知，加酶洗衣粉A对血渍的洗涤效果比对照组的无酶洗衣粉效果
好，而血渍含有大分子蛋白质，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对血渍和油渍的洗涤效果比无酶洗衣粉好，油渍中有脂肪，因此，加酶洗衣粉C中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。
(2)蚕丝织物中有蛋白质，因此，表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有加酶洗衣粉A、加
酶洗衣粉C，原因是蚕丝织物主要成分是蛋白质，会被蛋白酶催化水解。
(3)相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是：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，从而将污渍与洗涤物分开。
(4)固定化酶技术是指利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，酶既能与反应物
接触，又能与产物分离，所以固定在载体上的酶还可以被反复利用。所以固定化酶在生产实
践中应用的优点是：降低生产成本(或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化
酶稳定性好，可持续发挥作用)。
4．(2020·全国Ⅲ，37)水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题：
(1)制作果汁时，可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解
果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、______________________(答出2种即可)。
纤维素酶可以分解植物________(填“细胞膜”或“细胞壁”)中的纤维素。
(2)用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，需要控制反应的温度，原因是______________
____________________。
(3)现有甲、乙、丙三种不同来源的果胶酶，某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都
相同的前提下比较这三种酶的活性。通常，酶活性的高低可用_______________________
________________________________________________________________________来表示。
(4)获得的果汁(如苹果汁)可以用来制作果酒或者果醋，制作果酒需要________菌，这一过程
中也需要O，O 的作用是_______________________________________________________。
2 2
制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌属于________(填“好氧”或“厌氧”)细菌。
答案 (1)果胶分解酶、果胶酯酶 细胞壁 (2)温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶
活性最高，出汁率最高 (3)在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者
产物的增加量 (4)酵母 促进有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖 好氧
解析 (1)果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸
酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。植物细胞壁的主要成分是纤维素，可被纤维素酶催化分解。
(2)温度等条件会影响酶的活性，果胶酶发挥催化作用需要适宜的温度。温度过低，果胶酶
的活性受到抑制；温度过高，会使果胶酶变性失活；在最适温度下，酶活性最高，出汁率最
高。(3)酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，单
位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量来表示。(4)制作果酒需要的菌种
是酵母菌，它是兼性厌氧菌，酿酒时酵母菌先进行有氧呼吸大量繁殖，然后在无氧条件下进
行无氧呼吸产生酒精。制作果醋需要的菌种是醋酸菌，它是好氧细菌。
5．(2016·海南，30)回答下列问题：
(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是________________________。若要去除衣服上的血渍，应选
择含有________________________(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗
衣粉，理由是________________________。
(2)某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的
做法_____________________(填“合理”或“不合理”)，理由是_______________________。
(3)已知溶液的pH可以影响酶的活性，请推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响
了酶和底物分子中________________(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或
“甲基和甲基”)等基团的解离状态。
答案 (1)开水使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗 蛋白酶丙 碱性条件下只有蛋白酶
丙有活性 (2)不合理 蛋白酶会降解脂肪酶 (3)羧基和氨基
解析 (1)用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，如果使用开水，会使血中的蛋白质变性而沉淀，
难以清洗。由图可知，碱性条件下只有蛋白酶丙有活性，故应选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣
粉去除衣服上的血渍。(2)脂肪酶的化学成分为蛋白质，会被洗衣液中的蛋白酶水解。(3)蛋
白酶和其作用的蛋白质类污渍的氨基和羧基均会发生解离，pH 会影响其解离状态。
一、易错辨析
1．酶活性是指一定条件下酶所催化的某一化学反应的速率( × )
2．相同pH时加酶洗衣粉效果均好于普通洗衣粉( × )
3．棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤( × )
4．从酶的固定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小( √ )
二、填空默写
1．(选修1 P )果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，是半乳糖醛酸聚合而成
42
的高分子化合物，不溶于水，在果汁加工中影响出汁率和果汁澄清度。
2．(选修1 P )果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和
42
果胶酯酶等。
3．(选修1 P )酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶活性的高低可以用一定条件下，
42
酶催化的某一化学反应的反应速度来表示。酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的
减少量或产物的增加量来表示。4．(选修1 P )常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶，应用最广泛、效果最
46
明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
5．(选修1 P )一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，因为酶分子小，
50
很容易从包埋材料中漏出，而细胞多采用包埋法固定化，因为体积大的细胞难以被吸附或结
合。
6．如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数
目较少。
7．(选修1 P )活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
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课时精练
一、选择题
1．为探究果胶酶量对苹果出汁率的影响，某同学分别称取纯果胶酶1 mg、2 mg、3 mg……
9 mg，将其与等量苹果泥混匀。37 ℃恒温水浴保温20 min，8 mg组测出的果汁量如图箭头
所示，则4 mg果胶酶组最可能的结果是( )
A．① B．② C．③ D．④
答案 C
解析 酶可以催化化学反应的进行，酶的含量可以影响化学反应的速率，但不会影响最终结
果，所以4 mg果胶酶组的反应速率慢，完全催化反应所需时间较长，但最终生成果汁的量
与8 mg组测出的果汁量相同，4 mg果胶酶组最可能的结果为③曲线，C正确。
2．某兴趣小组为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，实验记录如表所示。下列叙述错误的是( )
温度/℃ 10 20 30 40
组别 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙
清除血渍
67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68
时间/min
93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77
清除油渍时间/min
A.所加酶的最适温度为40 ℃
B．甲组洗衣粉中加入了蛋白酶
C．乙组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涤毛织品
答案 A
解析 由于缺少40 ℃之后的实验数据，所以不能说明所加酶的最适温度为 40 ℃，A错误；
甲和乙清除血渍所需的时间类似，而血渍的主要成分是蛋白质，说明甲和乙中均含有蛋白酶；
在这4种温度下，乙组清除油渍所需的时间均短于甲组，而油渍的主要成分是脂肪，说明乙
组还含有脂肪酶，B、C正确；毛织品的主要成分是蛋白质，蛋白酶可分解蛋白质，所以添
加蛋白酶的洗衣粉不宜洗涤毛织品，D正确。
3．下列关于加酶洗衣粉的叙述，错误的是( )
A．加酶洗衣粉中的酶能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度
B．洗衣粉中的酶经过特殊化学物质层层包裹，使用后可以回收利用
C．洗涤沾染奶渍的棉织物时，添加适量纤维素酶可提高去污效果
D．加酶洗衣粉中效果最明显的是碱性脂肪酶和碱性蛋白酶
答案 B
4．(2022·宁波高三期末)工业化生产时，往往将酶或细胞固定化处理。下列关于固定化酶和
固定化细胞的叙述，正确的是( )
A．固定化细胞技术在催化多步连续反应方面优势明显
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，糖类浓度越大，发酵效果越好
答案 A
5．生产上常用淀粉酶替代酸来水解淀粉生产食品。如图为某同学探究不同 pH条件下淀粉
酶对淀粉的分解作用的实验结果。下列说法错误的是( )
A．应先将各组试管溶液pH分别调到设定数值再混合
B．pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同
C．pH为13的试管调到pH为7后淀粉含量基本不变D．将淀粉酶固定化后进行实验，pH为7的淀粉剩余量可能增加
答案 B
解析 在pH为3和9时两支试管中的淀粉剩余量相同，但pH为3时，酶可以催化淀粉水解，
酸也会促进淀粉水解，而pH为9时只有酶的催化作用，所以两种pH下酶的催化效率应该
是不同的，B错误；pH为13时淀粉含量不变，说明酶变性失活，调到pH为7后，酶活性
不会恢复，淀粉含量基本不变，C正确；淀粉酶固定化后因为共价结合时可能影响酶的空间
构象而影响酶的活性，故将淀粉酶固定化后进行实验，酶活性可能降低，pH为7的淀粉剩
余量可能增加，D正确。
6．某同学欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，图1表示制备固定化酵母
细胞的有关操作，图2是进行葡萄糖发酵的装置(a是固定化酵母细胞，b是反应柱，c是分
布着小孔的筛板)。下列叙述正确的是( )
A．刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液
B．利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用仅是作为反应底物
C．图1中X溶液为CaCl 溶液，将酵母细胞与海藻酸钠溶液混匀后快速注入CaCl 溶液中，
2 2
会观察到有凝胶珠形成
D．图2装置中的长导管主要是排出CO，防止空气中的杂菌进入反应柱
2
答案 D
解析 在制备固定化酵母细胞的实验中，将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入已活
化的酵母细胞，否则高温会导致酵母细胞死亡；利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类除了作
为反应底物外，还为酵母菌提供营养和能量；图 1中X溶液为CaCl 溶液，将与酵母细胞混
2
匀的海藻酸钠溶液用注射器缓慢滴加到CaCl 溶液中，会观察到有凝胶珠形成。
2
二、非选择题
7．(2022·河南模拟)果胶酶广泛应用于果汁和果酒的加工工业，研究人员利用海藻酸钠和
CaCl 固定化果胶酶产生菌——黑曲霉菌，研究了固定化黑曲霉菌随着使用次数的增加对苹
2
果汁出汁率的影响，每组测定了苹果原浆的质量(m )和离心后苹果渣的质量(m )，实验结果
1 2
如下图所示。回答下列问题：(1)果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，其中包括___________________________(答出三个)。
(2)根据测定结果，各组的出汁率可以用________________表示，从实验结果可以得出的结
论是____________________________________________________________________________；
固定化黑曲霉菌使用第10次时，果胶酶对果胶________________(填“有”或“没有”)分
解作用。
(3)固定化黑曲霉菌不宜采用物理吸附法或化学结合法，原因是_______________________；
固定过程中溶化海藻酸钠时应采用________________的方法，以防止焦糊。
(4)制备固定化黑曲霉菌时，海藻酸钠能和CaCl 反应产生海藻酸钙，而柠檬酸钠能与海藻酸
2
钙反应，使其溶解。请你设计实验测定某凝胶珠中黑曲霉菌的活菌数，简要写出实验思路：
____________________________________________________________________________。
答案 (1)多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶 (2)(m －m)/m×100% 随着固定化
1 2 1
黑曲霉菌使用次数的增多，苹果果汁的出汁率降低 有 (3)细胞体积大，难以被吸附或结
合 小火或间断加热 (4)将凝胶珠用柠檬酸钠溶液溶解后用无菌水稀释，再用稀释涂布平
板法进行计数
8．果胶酶在果汁生产等方面被广泛应用。下图表示利用“果胶酶—酵母菌联合固定凝胶
珠”生产红葡萄酒的部分过程。回答下列问题：
(1)由霉菌发酵生产的果胶酶在食品加工业中大量使用，产果胶酶的菌株一般可从腐烂的果
蔬或果园泥土中分离，利用以________________为唯一碳源的培养基筛选。
(2)生产红葡萄酒加入果胶酶的主要作用是__________________________________________，
从而提高酒的产量和品质。
(3)如果进行多批次生产，提高果胶酶的利用率，可采用________________的方法。果胶酶
通常先与戊二醛交联，然后与活化的酵母菌一起用海藻酸钠包埋固定，这是因为
______________________________________ 。 海 藻 酸 钠 能 作 为 固 定 载 体 的 特 点 是________________。
(4)海藻酸钠与酵母细胞混合前需先冷却至室温，原因是____________________________。
初级发酵过程中，要控制发酵罐内的温度和pH在适宜的范围，以免影响________________。
(5)为探究温度对果胶酶活性的影响，要将果泥和果胶酶______________________________，
达到预设温度时再混合。
答案 (1)果胶 (2)分解细胞壁和胞间层中的果胶 (3)固定化酶 果胶酶分子太小，容易从
包埋材料中漏出 不溶于水、多孔性 (4)防止高温使酵母细胞失活 果胶酶的活性 (5)分
装在不同的试管中分别恒温处理
9．近年来，随着洗涤低温化、洗涤剂的低磷和无磷化，在洗涤剂中加入酶，可弥补去污力
差的不足，加酶洗涤剂越发受到人们的青睐。某科研小组对影响加酶洗衣液洗涤效果的因素
进行了探究，部分结果如图所示，回答下列问题：
(1)最初有些人并不认可加酶洗涤剂，他们认为洗涤剂中的酶会污染环境。请你对此观点进
行评论：________________________________________________________________________。
(2)将盐倒入加酶洗衣液中出现了部分絮状物，有人认为该洗涤剂已失效，对此你的看法是
_______________________________________________________________________________。
(3)加酶洗涤剂包装物上都标明了使用的注意事项，其中一条就是不能与高温热水混合使用，
理由是________________________________________________________________________。
其与图示结果说明酶具有________________的特性。
(4)图示实验结果表明，影响去污效果的因素有________________________。请你以去污力
为指标，验证50 ℃不是该酶的最适温度：
___________________________________________。
(写出简要实验设计思路即可)
答案 (1)该观点不对，绝大多数酶的化学本质为蛋白质，蛋白质易被微生物分解，基本不
污染环境 (2)该洗涤剂并未失效，蛋白质(酶)发生盐析后并未失活 (3)高温会使洗涤剂中酶
的空间结构破坏而失活(从而导致去污效果降低) 作用条件较温和 (4)温度及是否有酶 在
50 ℃左右设置更小的温度梯度的洗涤组，15 min后分别检测并比较各组的去污能力
10．图1表示制备固定化酵母细胞的某步操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的
示意图。请据图分析回答下列问题：(1)图1中，将溶化好的海藻酸钠溶液______________，加入已活化的酵母细胞，进行充分
搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。
(2)图1中制备的凝胶珠用_______________________________________________________后
再转移到图2装置中。
(3)下面制备固定化酵母细胞的步骤，正确的是________________(填字母)。
①配制CaCl 溶液 ②配制海藻酸钠溶液 ③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 ④酵母细胞的
2
活化 ⑤固定化酵母细胞
A．①②③④⑤ B．④①③②⑤
C．④⑤②①③ D．④①②③⑤
(4)若用固定化酶技术生产高果糖浆，需要使用________酶。从酶数量的角度分析，与固定
化酶技术相比，固定化细胞固定的是________。如果反应物是大分子物质，应采用固定化
________(填“酶”或“细胞”)技术。
答案 (1)冷却至室温 (2)蒸馏水洗涤2～3次 (3)D (4)葡萄糖异构 多酶系统(或一系列
酶或多种酶) 酶
解析 (1)在将海藻酸钠溶液和酵母细胞混合时，应将完全溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室
温，再加入已活化的酵母细胞，否则会因温度过高而导致酵母细胞死亡。(4)葡萄糖异构酶
能将葡萄糖转化成果糖，因此用固定化酶技术生产高果糖浆，需要使用葡萄糖异构酶。
11．请回答下列问题：
(1)酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，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)探索温度对淀粉酶活性的影响实验，需要进行如下步骤：
①取3支试管，各注入2 mL淀粉溶液并分别编号A、B、C；
②再取3支试管，各注入1 mL淀粉酶溶液并分别编号a、b、c；
③向3支试管中各滴1滴碘液；
④将A、a试管放在60 ℃的热水中，B、b放在沸水中，C、c放在冰水中，各维持温度5
min；
⑤分别将A与a、B与b、C与c混合后，再依次放在60 ℃的热水、沸水和冰水中维持温度
5 min；
⑥观察实验现象。最合理的操作顺序是________(填字母)。
A．①②③④⑤⑥ B．①②④⑤③⑥
C．①④②③⑤⑥ D．①②⑤④③⑥
(3)下图是表示检测某种碱性蛋白酶去污力的实验结果曲线，该实验的目的是____________。
50 ℃时加洗衣粉中碱性蛋白质的最适含量约是________%。
答案 (1)反应速度 (2)B (3)探究40 ℃、50 ℃两种温度下碱性蛋白酶含量对加酶洗衣粉
去污力的影响 0.6
解析 (2)探索温度对淀粉酶活性的影响实验，一般的步骤为取材分组，设计对照实验、观
察实验现象、记录实验数据，故最合理的操作顺序为①②④⑤③⑥。(3)根据图示，实验的
自变量是温度和碱性蛋白酶的含量，所以该实验的目的是探究 40 ℃、50 ℃两种温度下碱
性蛋白酶的含量对加酶洗衣粉去污力的影响。50 ℃时酶的去污力在蛋白酶含量为0.6%时刚
好达到最强，所以碱性蛋白酶的最适含量为0.6%。
