2020年高二生物下册知识梳理及测试题：酶的研究与应用

专题三 酶的研究与应用 第 1 节果胶酶在果汁生产中的作用 1．果胶 (1)成分：由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。 (2)特点：不溶于水。 (3)作用：是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。 (4)对果汁加工的影响：果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。 2．果胶酶 (1)种类：多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。 (2)作用 ①分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易。 ②把果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清。 3．酶的活性与影响酶活性的因素 (1)酶的活性 ①概念：酶催化一定化学反应的能力。 ②表示方法：用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。 ③酶反应速度的表示方法：单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量。 (2)影响酶活性的因素：温度、pH 和酶的抑制剂等。 4．酶的用量 酶用量过多，会导致酶的浪费；酶用量过少，会限制酶促反应的速度。因此要得到适宜的酶 用量，需通过设计实验进行探究。 5.果胶酶的应用范围 ①水果中的果胶经果胶酶水解后，可降低果汁的黏度，有助于压榨并提高出汁率。 ②在进行果汁沉降和离心时，能破坏果汁中悬浮物的稳定性，使其凝聚沉淀，果汁变得澄清。 ③经果胶酶处理的果汁比较稳定，不再发生浑浊，在制备浓缩果汁时，果胶酶的作用显得尤 为重要。 ④在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起澄清作用，还可促进葡萄汁中的酒石酸发生沉淀。 ⑤果胶酶可用于橘子脱囊衣，制造果粉和低糖果冻。 ⑥果胶酶与纤维素酶、半纤维素酶等配合，可降解植物细胞壁中的果胶和纤维素，促使淀粉、 脂质、维生素和蛋白质等释放出来，从而提高了饲料的营养价值。 ⑦果胶酶可降低饲料的黏度，促进饲料在动物消化道内的消化吸收。 第 2 节探讨加酶洗衣粉的洗涤效果1．加酶洗衣粉 (1)概念：指含有酶制剂的洗衣粉。 (2)种类 ①酶制剂的种类：常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、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。 ②根据加入洗衣粉中酶制剂的不同，将其分为两种类型：单一型加酶洗衣粉和复合型加酶洗 衣粉。前者是只加入一种酶制剂的洗衣粉，又分为蛋白酶洗衣粉、脂肪酶洗衣粉、淀粉酶洗 衣粉等。后者是加入了多种酶制剂的洗衣粉。 (3)去污机理 种类 洗涤原理 洗涤实例 蛋白酶 ①蛋白质 ――→蛋白酶 可溶性的氨基酸或小 分子的肽 血渍、奶渍及各种食品类 的蛋白质污垢 脂肪酶 ②脂肪 ――→脂肪酶 甘油＋脂肪酸 油渍、人体皮脂、口红 淀粉酶 ③淀粉 ――→淀粉酶 麦芽糖＋葡萄糖 面条、巧克力等污垢 纤维素酶 使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到 纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充 分接触，达到更好的去污效果 棉麻类衣物的洗涤 (4)影响洗涤效果的因素：温度、酸碱度和表面活性剂等。 2．生产方法 科学家通过基因工程的方法生产出了能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶。 3．优点 加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠用量，使洗涤剂朝低磷无磷的方向发展，减少 对环境的污染。 4.使用加酶洗衣粉时的注意事项 (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)织物就不能用加蛋白酶 的洗衣粉来洗涤，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降低。 (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的蛋白质，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接触。第 3 节 酵母细胞的固定化 1．固定化酶的应用实例——生产高果糖浆 (1)反应原理：葡萄糖 ―――――→葡萄糖异构酶 果糖。 (2)生产过程 将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上 ↓ 放入底端装有分布着许多小孔的筛板的反应柱内(酶颗粒不能通过，反应液能通过) ↓ 葡萄糖溶液从反应柱的上端注入 ↓ 葡萄糖溶液流过反应柱 ↓ 与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖 ↓ 果糖从反应柱的下端流出 2．固定化酶和固定化细胞技术 (1)概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。 (2)常用的几种固定方式 ①是包埋法，能将酶或者细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。 ②是化学结合法，能将酶分子或者细胞相互结合或者结合到载体上。 ③是物理吸附法，能将酶或者细胞吸附在载体表面上。 (3)常用的载体：明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。 (4)优点 ①固定化酶：酶既能与反应物接触，又能与产物分离，可以反复利用。一定程度上避免了高 温、强酸、强碱和有机溶剂等对酶活性的影响，从而提高催化效率，降低生产成本，提高产 品质量。 ②固定化细胞：与固定化酶技术相比，固定化细胞制备的成本更低，操作更容易。 3.固定化酶的优点 (1)固定在载体上的酶稳定性较好，既能与反应物接触，又容易与产物分离。 (2)固定在载体上的酶可以被反复利用。(3)一定程度上避免了高温、强酸、强碱和有机溶剂等对酶活性的影响，从而提高催化效率， 降低生产成本，提高产品质量。 注意：固定化酶可以被反复利用，但不等于能被永久利用。