Question

某研究小组为探究市售的一种含碱性蛋白酶的洗衣粉使用的最适温度，设计了相关实验，实验装置及实验结果如下图所示，回答下列问题：

（1）与普通洗衣粉相比，含碱性蛋白酶的洗衣粉能更好地清除衣物上的血渍和奶渍，其原理是碱性蛋白酶能将血渍和奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的_____，使污迹容易从衣物上脱落；同样的道理，____________________也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使加酶洗衣粉具有更好的去污能力。

（2）在实验过程中，可通过直接测定___________（指标）来表示该洗衣粉中酶的催化效率。为缩短酶催化反应的时间，你认为可以采用的方法是__________。（写出一种即可）

（3）由图可知，在0℃和75℃时，酶的催化效率都为0，但当恢复到最适温度时，只有0℃下的酶能恢复催化活力，其原因是______________。

（4）工业生产中，若要将酶固定化，一般_____（填适宜或不适宜）采用包埋法，其原因是_____；与使用游离酶相比，使用固定化酶的优点是__________。

Answer

氨基酸或小分子的肽 脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶 蛋白质块存在时间的长短 适当增加酶的浓度（或使用量或将蛋自块切成小块） 0℃时，酶结构未被破坏，当恢复到最适温度时酶能恢复催化活力；75℃时，酶结构被破坏，当恢复到最适温度时酶不能恢复催化活力 不适宜 酶分子很小，容易从包埋物中漏出 酶不易失活，可以重复利用；酶既能与反应物接触，又容易与产物分离等

【解析】

1．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。绝大多数酶的化学本质是蛋白质，极少数酶是RNA，酶的催化具有高效性（催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行），需要适宜的温度和pH值，在最适条件下酶的催化活性是最高的，低温可抑制酶的活性，随着温度的升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱，可以使酶的空间结构发生改变，酶永久性的失活。

1.固定化酶表现的优点为：可以较长时间内多次使用，酶的稳定性高；反应后，酶与底物和产物易于分开，易于纯化，产品质量高；反应条件易于控制；酶的利用率高；比水溶性酶更适合于多酶反应。

（1）与普通洗衣粉相比，含碱性蛋白酶的洗衣粉能更好地清除衣物上的血渍和奶渍，原因是血渍和奶渍等含有的大分子蛋白质在碱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，使污迹容易从衣物上脱落；根据酶的专一性可知脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使加酶洗衣粉具有更好的去污能力。

（2）根据题意可知，洗衣粉中酶的催化效率可通过直接测定蛋白质块存在时间的长短（蛋白块消失的快慢）来表示，若要缩短酶催化反应的时间，则应设法提高酶促反应速率，影响酶促反应速率的因素有温度、pH、酶浓度等，但题目中显示反应已经在适宜温度条件下进行了，则可行的做法是适当增加酶的浓度（或使用量）。

（3）由图可知，在0℃和75℃时，酶的催化效率都为0，但当恢复到最适温度时，只有0℃下的酶能恢复催化活力，原因是0℃时，酶结构未被破坏，当恢复到最适温度时酶能恢复催化活力、而在75℃时，酶结构已经被破坏而且不可恢复，所以即使恢复到最适温度，也酶不能恢复其催化活力

（4）工业生产中，若要将酶固定化，一般不适宜采用包埋法，其原因是酶分子很小，容易从包埋物中漏出；与使用游离酶相比，固定化酶有以下优点，不易失活，可以重复利用；酶既能与反应物接触，又容易与产物分离等。