2013高考二轮复习X1-3酶的应用技术实践

1．举例说明酶的简单制作方法。 2．阐述酶活力测定的一般原理和方法。 3．简述果胶酶在果汁生产中的作用。 4．比较分析加酶洗衣粉和普通洗衣粉的效果。 5．理解固定化酶的概念。 6．概述酶、细胞的固定化流程。
一、酶活力的测定 1．生物体内具有催化功能的蛋白质称为酶。酶是 两性 电解质， 能在电场中移动；酶的水溶液具有 亲水胶体 的性质，不能通过半透 膜；酶分子易受一些 物理 因素(如热、紫外线等)和 化学 因素(如酸、 碱、有机溶剂等)的作用而变性，从而丧失活力。 2．酶活力，也称为酶活性，是指酶在催化一定的化学反应时表 现出来的能力，通常用酶促反应的速率即酶促反应过程中单位时间内 底物的减少量 或 产物的生成量 来表示。每分钟能将 1 u mol 底物 转化为产物的酶量或每生成 1 u mol 产物所需的酶量为 1IU；最适反 应条件下，每秒钟催化 1 mol 底物转化为产物所需要的酶量定义为 1 kat。1 kat＝6×107IU。
3．纤维素酶能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涤剂充分接触，使洗涤剂的去污效果更好。
练一练：下列质地的衣物不能用加蛋白酶的洗衣粉洗涤的是
()
A．化纤类衣物
B．棉麻类衣物
C．尼龙类衣物
D．毛类衣物
解析：因蛋白酶具有分解蛋白质的作用，而毛发的化学成分是
蛋白质，故不可用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤毛类衣物。
3．酶活力的高低会受 温度 、 pH 、激活剂 等多种因素的影 响。酶的提取一般选择在 低温 和适合的 pH 下进行，有时还要加入 酶的激活剂以提高酶活力。
4．果胶广泛存在于高等植物特别是水果和蔬菜的组织中，是植 物 细胞间质 和 细胞壁 的重要成分，在植物的细胞或组织间起 黏合 作用，它的分解会引起细胞之间的离散。新鲜苹果汁由于含果 胶而混浊，如果用 果胶酶 将其中的果胶分解掉，苹果汁就会变得 澄清。

内的技术，利用了酶的高效性和专一性，酶与微生物比较来说，它的
活性发挥不需要营养。
答案：D
四、固定化细胞技术的应用 1．通过各种方法将细胞与一定的 载体 结合，使细胞仍保持原 有的 生物活性 ，这一过程称为细胞固定化。固定化细胞仍能进行正 常的 生长 、繁殖 和 代谢 ，可以像游离的细胞一样用于发酵生产。 2．固定化细胞技术免去了 破碎细胞提取酶 等步骤，能充分利 用细胞内的酶，固定化细胞内酶的活性基本没有损失。对于多步催化 的连续反应优势明显。
练一练：(2012 年山东潍坊四中高二模块检测)研究认为，用固定
化酶技术处理污染物是很有前途的。如将从大肠杆菌得到的磷酸二酯
酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农
药，与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的 ( )
A．温度
B．pH
C．水分
D．营养
解析：固定化酶技术是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间
4．固定化酶被广泛应用在人们的日常生活、医药、工业等方面。 生产各种半合成青霉素，最重要的问题是获得 青霉素酰化酶 ，催 化青霉素生成 6—氨基青霉烷酸，以便进一步合成新型青霉素。工业 上已用固定化酶生产出很多新型青霉素。在化学诊断方面，科学家 将 葡萄糖 酶、过氧化氢 酶和无色的化合物固定在纸条上，制成测 试尿糖含量的 酶试纸 。该试纸与尿液相遇时，随尿液中葡萄糖含 量的多少而呈现出不同的颜色，如浅蓝、浅绿、棕色或深棕色等。 采用固定化 硝酸还原 酶、亚硝酸还原酶、一氧化氮还原 酶可以处 理含有硝酸盐、亚硝酸盐的地下水或废水。
答案：D
三、固定化酶技术的应用 1．固定化酶是指用 物理学 或 化学 的方法将酶与 固相载体 结合在一起形成的仍具有酶活性的 酶复合物 。在催化反应中，它 以 固相 状态作用于底物，反应完成后，容易与水溶性反应物和产 物分离，可被 反复 使用。 2．酶的催化反应依赖于其活性部位的 完整 性，在固定某一种 酶时必须选择适当的条件，使其活性部位的基团不受影响，如避免 高温 、强酸 、强碱等条件，以免酶变性失活。
3．细胞固定化的方法有多种，主要是 吸附 法和 包埋 法两大 类。吸附法是制备固定化 动物 细胞的主要方法。动物细胞大多数具 有 附着 特性，能够很好地附着在容器壁、微载体和中空纤维等载体 上。吸附法制备固定化植物细胞，是将植物细胞吸附在泡沫塑料的大 孔隙或裂缝之中，也可将植物细胞吸附在中空纤维的外壁上。包埋法 是指将细胞包埋在 多孔载体 的内部而制成固定化细胞的方法。 凝胶包埋法是应用最广泛的细胞固定化方法，适用于各种微生物、动 物和植物细胞的固定化。凝胶包埋法所使用的载体主要有 琼脂 、 海藻酸钠凝胶 、角叉菜胶、明胶等。海藻酸钠凝胶包埋法制备固定 化细胞的操作简便，条件温和，对细胞无毒性。通过改变海藻酸钠的 浓度可以改变凝胶的 孔径 ，适合多种细胞的固定化。
3．1953 年德国科学家采用 聚氨基苯乙烯树脂 为载体，与胃蛋 白酶、核糖核酸酶等结合，制成固定化酶。制备固定化酶的方法主要 有 吸附 法、交联 法、包埋 法等。吸附法是利用 离子键 作用、 物理吸附 等方法，将酶固定在纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、 离子交换树脂等载体上的固定方式。其显著特点是 工艺简便 且条件 温和 ，在生产上应用广泛。交联法是利用 多功能试剂 进行酶与 载体 之间的交联，在酶和多功能试剂之间形成 共价 键，从而得到 三维的交联网架结构。包埋法是将酶包埋在能固化的 载体 中，如将 酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹在硝酸纤维素等半 透性高分子膜中，前者包埋成 格子 型，后者包埋成 微胶囊 型。
二、洗涤剂中常用的酶制剂 1．化学洗涤剂是利用石油原料开发的副产品。优点是 价格低 ， 洗涤性能好，易被人们接受，缺点是易溶于 水 ，容易对环境造成污 染。化学洗涤剂的去污能力主要来自 表面活性剂 ，表面活性剂有降 低表面张力的作用，可以渗入到纤维空隙中把污垢挤出来。
2．洗涤剂经常会添加各种酶类，如 蛋白酶 、脂肪酶 、 淀粉 酶 和 纤维素酶 等。蛋白酶能把蛋白质分解成可溶性的多肽，对血 渍、奶渍等蛋白质类污垢的去除特别有效。洗衣粉是偏 碱 性的，洗 衣粉中的蛋白酶都是 碱性 蛋白酶。淀粉酶可将淀粉水解成 糊精 、 麦芽糖 等。