Question

【題目】某研究小組為探究市售的一種含堿性蛋白酶的洗衣粉使用的最適溫度，設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示，回答下列問題：

（1）與普通洗衣粉相比，含堿性蛋白酶的洗衣粉能更好地清除衣物上的血漬和奶漬，其原理是堿性蛋白酶能將血漬和奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的_____，使污跡容易從衣物上脫落；同樣的道理，____________________也能分別將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質(zhì)，使加酶洗衣粉具有更好的去污能力。

（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，可通過直接測定___________（指標(biāo)）來表示該洗衣粉中酶的催化效率。為縮短酶催化反應(yīng)的時(shí)間，你認(rèn)為可以采用的方法是__________。（寫出一種即可）

（3）由圖可知，在0℃和75℃時(shí)，酶的催化效率都為0，但當(dāng)恢復(fù)到最適溫度時(shí)，只有0℃下的酶能恢復(fù)催化活力，其原因是______________。

（4）工業(yè)生產(chǎn)中，若要將酶固定化，一般_____（填適宜或不適宜）采用包埋法，其原因是_____；與使用游離酶相比，使用固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是__________。

Answer 1

【答案】氨基酸或小分子的肽 脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶 蛋白質(zhì)塊存在時(shí)間的長短 適當(dāng)增加酶的濃度（或使用量或?qū)⒌白詨K切成小塊） 0℃時(shí)，酶結(jié)構(gòu)未被破壞，當(dāng)恢復(fù)到最適溫度時(shí)酶能恢復(fù)催化活力；75℃時(shí)，酶結(jié)構(gòu)被破壞，當(dāng)恢復(fù)到最適溫度時(shí)酶不能恢復(fù)催化活力 不適宜 酶分子很小，容易從包埋物中漏出 酶不易失活，可以重復(fù)利用；酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易與產(chǎn)物分離等

【解析】

1．酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物。絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)酶是RNA，酶的催化具有高效性（催化效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無機(jī)催化劑）、專一性（一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行），需要適宜的溫度和pH值，在最適條件下酶的催化活性是最高的，低溫可抑制酶的活性，隨著溫度的升高，酶的活性可以逐漸恢復(fù)，高溫、過酸、過堿，可以使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，酶永久性的失活。

1.固定化酶表現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)為：可以較長時(shí)間內(nèi)多次使用，酶的穩(wěn)定性高；反應(yīng)后，酶與底物和產(chǎn)物易于分開，易于純化，產(chǎn)品質(zhì)量高；反應(yīng)條件易于控制；酶的利用率高；比水溶性酶更適合于多酶反應(yīng)。

（1）與普通洗衣粉相比，含堿性蛋白酶的洗衣粉能更好地清除衣物上的血漬和奶漬，原因是血漬和奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)在堿性蛋白酶的催化下能水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污跡容易從衣物上脫落；根據(jù)酶的專一性可知脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質(zhì)，使加酶洗衣粉具有更好的去污能力。

（2）根據(jù)題意可知，洗衣粉中酶的催化效率可通過直接測定蛋白質(zhì)塊存在時(shí)間的長短（蛋白塊消失的快慢）來表示，若要縮短酶催化反應(yīng)的時(shí)間，則應(yīng)設(shè)法提高酶促反應(yīng)速率，影響酶促反應(yīng)速率的因素有溫度、pH、酶濃度等，但題目中顯示反應(yīng)已經(jīng)在適宜溫度條件下進(jìn)行了，則可行的做法是適當(dāng)增加酶的濃度（或使用量）。

（3）由圖可知，在0℃和75℃時(shí)，酶的催化效率都為0，但當(dāng)恢復(fù)到最適溫度時(shí)，只有0℃下的酶能恢復(fù)催化活力，原因是0℃時(shí)，酶結(jié)構(gòu)未被破壞，當(dāng)恢復(fù)到最適溫度時(shí)酶能恢復(fù)催化活力、而在75℃時(shí)，酶結(jié)構(gòu)已經(jīng)被破壞而且不可恢復(fù)，所以即使恢復(fù)到最適溫度，也酶不能恢復(fù)其催化活力

（4）工業(yè)生產(chǎn)中，若要將酶固定化，一般不適宜采用包埋法，其原因是酶分子很小，容易從包埋物中漏出；與使用游離酶相比，固定化酶有以下優(yōu)點(diǎn)，不易失活，可以重復(fù)利用；酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易與產(chǎn)物分離等。