1、1高中生物选修一4.1 果胶酶在果汁生产中的作用1.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 能将果胶分解成可溶性的 半乳醛酸 ，瓦解植物的 细胞壁及胞间层 ，使果汁变得澄清。2.果胶酶是一类酶总称，包括 果胶分解酶 、 多聚半乳糖醛酸酶 、 果胶酯酶 等。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，酶所催化的某一化学反应的 反应速度 来表示。在科学研究与工业生产中，酶反应速度用单位 时间 内、单位 体积 中 反应物 的减小量或 产物 的增加量来表示。4影响酶活性的因素包括 温度 、PH、酶的抑制剂 等。5.在探究温度对酶活性的影响的实验
2、设计中，自变量是 温度 ；根据 单一变量 原则，应确保各实验组相同的变量（无关变量）有： 底物 的量及浓度、酶 的用量和浓度、混合物的 pH、水浴 时间 、实验器材等等。只有这样才能保证只有 温度 一个变量对果胶酶的活性产生影响。在实验中将 果泥 和 果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，保证了 底物和酶 在 混合 时的温度是相同的。6.在探究 PH 对酶活性的影响的实验中，只须将上述实验的 温度 梯度改成 pH 梯度，并选定一个 适宜的温度 进行水浴加热。反应液中的 pH 可以通过体积分数为 0.1%的 氢氧化钠或盐酸 溶液进行调节。此实验中 不同的 pH 梯度之间进行相互对照。7.在探究果胶酶
3、的用量的实验中，果胶酶的用量是建立在 最适温度和最适 pH 基础之上的。此时研究的变量是 果胶酶的用量 ，其他因素都应 保持不变 。实验时可以配制 不同浓度 的果胶酶溶液，也可以只配制 一种浓度 的果胶酶溶液，然后使用不同的 体积 即可。8.果胶酶将果胶分解为可以通过 滤纸 的小分子物质，因此 苹果汁的体积 大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和 pH 下，果胶酶的 活性 越大，苹果汁的 体积 就越大。4.2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果1.加酶洗衣粉是指含 酶制剂 的洗衣粉，目前常用的酶制剂有 蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶 四类。2.普通洗衣粉中含 磷 ，污水排放可能导致水体
4、富营养化 ，使微生物和藻类大量繁殖造成水体污染。加酶洗衣粉可以降低 表面活性剂和三聚磷酸钠 的用量，使洗衣粉朝 低磷无磷 的方向发展，减少对环境的污染。3.应用最广泛、效果最明显的是 碱性蛋白酶 和 碱性脂肪酶 。前者能将 血渍、 奶渍 等含有大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹容易从衣物上脱落，所以 蛋白类 纤维织物（ 羊毛、蚕丝 等）不能用加酶洗衣粉来洗涤。脂肪酶可以将脂肪分解成 甘油和脂肪酸 ；淀粉酶可以将淀粉分解成 可溶性麦芽糖和葡萄糖 ，纤维素酶可以将纤维素分解成 葡萄糖 ，以达到 去污 的目的。4.衣物的洗涤不仅要考虑到 洗涤效果 ，还要考虑 衣物的承受能力 、洗涤
5、 成本等因素。5.实验设计要遵循 单一变量 原则、 对照 原则和 等量 原则，比如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，自变量是 不同种类的洗衣粉 ，其他条件应完全一致；同时 等量 的普通洗衣粉与加酶洗衣粉处理 相同2的污渍物形成 对照 实验。6.不同种类的酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果的实验原理是：不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有 专一性 ，所以对不同污渍的 洗涤效果 不同。8.比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同普通洗衣粉 加酶洗衣粉相同点 表面活性剂可以产生泡沫，将油脂分子分散开，水软化剂可以分散污垢等不同点 酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子
6、有机物易溶于水，从而与纤维分开4.3 酵母细胞的固定化1.高果糖浆是指 果糖 含量为 42%的糖浆，作为 蔗糖 的替代品，高果糖浆不会像蔗糖那样诱发 肥胖、糖尿病、龋齿 和 心血管 病，对人类的健康更有益。2.将葡萄糖转化为果糖的酶是 葡萄糖异构酶 。酶对 高温、强酸、强碱 及 有机溶剂 等条件非常敏感，容易使 分子结构 遭到破坏而失活。3.在大规模的反应中，酶在溶液中 很难回收 ，不能重复利用还影响产品品质，固定化酶 技术解决了这个难题。4.固定化酶技术是将 酶 固定在不溶于水的 颗粒状载体 上装到一个 反应柱 内。生产过程中，将 葡萄糖 溶液从反应柱的 上端 注入流过反应柱，与 葡萄糖异构
7、酶接触，转化成 果糖 从反应柱的 下端 流出。反应柱能连续使用半年，降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。5.固定化酶只能固定一种酶，而化学反应往往是 一序列酶促反应 过程，使用固定化细胞 技术使微生物的 发酵 过程变成连续的 酶促反应 ，且对酶活性的影响较 小 。6.固定化酶和固定化细胞是利用 物理或化学 方法将酶或细胞固定在一定 空间内的技术。包括 包埋 法、 化学结合 法和 物理吸附 法。一般来说， 酶 更适合采用化学结合法和物理吸附法固定，而 细胞 多采用包埋法固定化，这是因为细胞 个大 ，而酶分子 很小 。7.包埋法固定化细胞即将微生物细胞均匀包埋在不溶于水的 多孔性载体 中，常用
8、的载体有 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素 和聚丙烯酰胺等。7.酵母细胞的固定化实验操作包括 制备固定化酵母细胞 和 用固定化酵母细胞发酵 两个步骤。8.制备固定化酵母细胞包括： 酵母菌的活化 、配制物质的量为 0.05mol/L 的Cacl2溶液、配制 海藻酸钠 溶液、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合、固定化酵母细胞五个步骤。10.在缺水状态下，微生物处于 休眠 状态。酵母细胞的活化是指加 蒸馏水 使其代谢加快恢复 正常生活状态 的过程。11.加热使海藻酸钠溶化 是操作中最重要的一环，要注意 小火间断 加热并不断 搅拌 ，防止焦糊。10.凝胶珠是否制备成功可用用手 挤压 ，如果 不破裂 ，没有 液体 流出，就表明凝胶珠的制作成功；也可在实验桌上 用力摔打 ，如果很容易 弹起 ，也表明凝胶珠的制备的是成功的。11.如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度 偏低 ，固定的酵母细胞数目 较少 ；如果形成的凝胶珠不是 圆形或椭圆形 ，则说明海藻酸钠的浓度 偏高 ，制作失败，需要再作尝试。12.利用固定的酵母细胞发酵产生 酒精 ，可以看到产生了很多 气泡 ，同时会闻到 酒味 。
