高考生物一轮复习讲义：酶的研究与应用

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

■梳理归纳夯实必备知识

1.果股

侪甫)f植物细胞壁以及胞间层的主要组成成

分之一；在果汁加工中，会影响出汁

率并使果汁浑浊

一由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子

化合物

一不溶于水

果胶酶S

2.

延》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

果胶思纯可溶性半乳糖醛酸

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、阻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

配制不同浓度的|.-----------

果胶酶溶液|制备，果泥|

1371t恒前浴♦热

|将果胶酶溶液与一果，混合|

37tt恒温水浴反应20min左右

［过滤果汁，测［果汁量并记录)

■教材隐性知识

⑴源于选修1P44“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

“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1P44“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

纤维素者纤维二糖*葡萄糖

纤维素酶C1酶、Cx酶和葡萄糖昔酶

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、果胶温度、pH、果胶的浓度

无关变量酶的浓度和用量、水浴时酶的浓度和用量、水浴时和用量、水浴时间和过滤

间和过滤时间等间和过滤时间等时间等

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苹果泥

②pH梯度可用NaOH溶热，使苹果泥中的果胶酶

注意事项和果胶酶用量在各个试

液和盐酸调节；③用玻璃变性；②温度、pH应为

管中应相同；③pH应为

棒搅拌使反应充分进行最适且保持不变

最适pH

■考向突破

考向果胶酶在果汁生产中的作用

1.某工厂新制了50L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30mL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12345678

果胶酶溶液体积（mL）12345678

果汁体积（mL）20.621.221.822.42323.423.423.4

（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5〜6mL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o

（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o

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“机”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Wo

考点二探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

・梳理归纳夯实必备知识

1.加酶洗衣粉：指含酸制剂的洗衣粉。

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、奶渍及各种食品

蛋白酶蛋白质送3小分子的肽+氨基酸

类的蛋白质污垢

食品的油渍、人体皮

脂肪酶脂肪型氏甘油+脂肪酸

脂、口红

来自面条、巧克力等的

淀粉酶淀粉呈曳麦芽糖+葡萄糖

污垢

使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处

纤维素酶的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好棉纺织品的表面浮毛

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，污物的量，

粉的洗涤效果和加酶)洗涤实验用材料的质地与

探究不同种类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

洗涤效果种类量，浸泡时间，洗涤时

探究不同温度对加酶洗衣粉间等

温度

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

IIIIII

注入自来水500mL500mL500mL

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5min5min5min

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。

⑶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。

■考向突破强化关键能力

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()

9o

8o

7O

60

50150250350450550650

酶浓度(mg,100mL-1)

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250mg-lOOmL-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

A组B组

洗

衣三三经煮沸

粉涂上蛋

溶晓莹-的洗衣

白膜的'--------

液粉溶液

胶片

适宜温度

(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。

催化效率

温度

45t：75t：45t：

B

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o

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(酶己变性)，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

・梳理归纳夯实必备知识

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IBffl

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ooooo

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

溶化好的海藻酸钠冷却至室温后，

再加入已活化的酵母细胞，充分搅

拌使其混合均匀，然后转移至注射

器中

以恒定的速度缓慢地将注射器中的

溶液滴加到配制好的CaCb溶液中，

形成凝胶珠，使其在CaC%溶液中

浸泡约30min

将固定好的酵母细胞（凝胶珠）用蒸

州水冲洗2~3次，除去表面的CaCk

溶液

将15（）mL质量分数为10%的他萄

糖溶液转移至200mL的锥形瓶中,

加入固定好的酵母细胞，置于25七

下发酵24h

【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

反应底物各种物质（大分子、小分子）小分子物质

分子）

酶既能与反应物结

催化效率高、耗能低、污

优点合，又能与产物分离；成本更低、操作更容易

染低

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，成本高，尤其是大分子物质，可

酶促反应

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

⑴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〜lh,实验时需要提前做好准备。

⑵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CaCb这种电解质的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，需在CaCb溶液中

浸泡30min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。

⑼检验凝胶珠的质量是否合格的方法：

①挤压法：用镶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。

■考向突破强化关键能力

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：

海藻酸钠一一酵母菌种甜菜块根

溶化榨汁

混合

①②果胶醐

固定

过滤

固定化酵母*———......甜菜汁

增殖③调配

增殖的固定化酵母-----------发酵糖液

分离④循环利用

发酵液发酵•成熟酒醪分离“乙醇

（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o

（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℃0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

⑵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（）

甲组实验结果乙组实验结果

A.CaCb溶液浓度过高

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CaCb溶液中

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CaCb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

珠会呈线形）；（4）CaCb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。

2.（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o

（2）表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有,原因是o

（3）相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是0

（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o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Ch，O2的作用是o

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o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o

（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“竣基和氨基”“氨基和甲基”“竣基和甲基”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）较基和氨基

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段基均会发生解离，pH会影响其解离状态。

五分钟查落实

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（X）

2.相同pH时加酶洗衣粉效果均好于普通洗衣粉（X）

3.棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤（X）

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（V）

二、填空默写

1.（选修1P42）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的

高分子化合物，不溶于水，在果汁加工中影响出土望和果汁澄清度。

2.（选修1P42）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、果胶分解酶和果

胶酯酶等。

3.（选修1P42）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，

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1P46）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、效果最明

显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。

5.（选修1P50）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，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］P50）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。

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1mg、2mg、3mg……

9mg,将其与等量苹果泥混匀。37℃恒温水浴保温20min,8mg组测出的果汁量如图箭头

所示，则4mg果胶酶组最可能的结果是（）

壬

及

士

咪

A.①B.②C.③D.@

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4mg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81ng组测出的果汁量相同，4mg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/℃10203040

组另甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙

清除血渍

676688525183363477111268

时间/min

清除油渍

937895876391824685752777

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°C,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（）

注射器

海藻酸钠与酵母

菌（细胞）混合液

固定化酵母细胞

X溶液

图1

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CaCb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,

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C02,防止空气中的杂菌进入反应柱

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

匀的海藻酸钠溶液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，会观察到有凝胶珠形成。

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CaCb

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果汁出

汁率的影响，每组测定了苹果原浆的质量（mi）和离心后苹果渣的质量（m2）,实验结果如下图

所示。回答下列问题:

武/

楙80

士

93

o12345678910

固定化黑曲霉菌使用次数

（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

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）（mi-m/miX100%随着固定化

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“果胶酶一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：

检测、采匚卿画］_［二氧化|_匡_

摘葡萄门碎L［发酵厂|碳浸渍榨厂

（果胶酶-酵母菌联合固定凝雨和

［海藻酸钠

［固定化果胶酶）

।戊二醛交联

果胶酶

（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

o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o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o

（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