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，設計了相關實驗，實驗裝置及實驗結果如下圖所示，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，使加酶洗衣粉具有更好的去污能力。

（2）在實驗過程中，可通過直接測定___________（指標）來表示該洗衣粉中酶的催化效率。為縮短酶催化反應的時間，你認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，酶的催化效率都為0，但當恢復到最適溫度時，只有0℃下的酶能恢復催化活力，其原因是______________。

（4）工業生產中，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，使用固定化酶的優點是__________。

Answer 1

【答案】氨基酸或小分子的肽 脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶 蛋白質塊存在時間的長短 適當增加酶的濃度（或使用量或將蛋自塊切成小塊） 0℃時，酶結構未被破壞，當恢復到最適溫度時酶能恢復催化活力；75℃時，酶結構被破壞，當恢復到最適溫度時酶不能恢復催化活力 不適宜 酶分子很小，容易從包埋物中漏出 酶不易失活，可以重復利用；酶既能與反應物接觸，又容易與產物分離等

【解析】

1．酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物。絕大多數酶的化學本質是蛋白質，極少數酶是RNA，酶的催化具有高效性（催化效率遠遠高于無機催化劑）、專一性（一種酶只能催化一種或一類化學反應的進行），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，高溫、過酸、過堿，可以使酶的空間結構發生改變，酶永久性的失活。

1.固定化酶表現的優點為：可以較長時間內多次使用，酶的穩定性高；反應后，酶與底物和產物易于分開，易于純化，產品質量高；反應條件易于控制；酶的利用率高；比水溶性酶更適合于多酶反應。

（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，使加酶洗衣粉具有更好的去污能力。

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

（3）由圖可知，在0℃和75℃時，酶的催化效率都為0，但當恢復到最適溫度時，只有0℃下的酶能恢復催化活力，原因是0℃時，酶結構未被破壞，當恢復到最適溫度時酶能恢復催化活力、而在75℃時，酶結構已經被破壞而且不可恢復，所以即使恢復到最適溫度，也酶不能恢復其催化活力

（4）工業生產中，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，固定化酶有以下優點，不易失活，可以重復利用；酶既能與反應物接觸，又容易與產物分離等。