[“酶的研究与应用”复习指津]
“酶的研究与应用”专题以必修1中酶的相关内容为知识背景，通过实验研究影响酶活性的因素，介绍酶在日常生活和工业生产上的应用，以及固定化酶和固定化细胞应用上的区别。综观近几年的高考试题，对本专题的考查侧重于对三个课题过程研究的理解，而更高的要求则是基于课题过程的实验分析和实验设计。
一、要点精析
1.果胶酶的活性与影响酶活性的因素
（1）酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
（2）影响酶活性的因素主要是温度、pH和酶的抑制剂等。
（3）探究温度和pH对酶活性的影响及探究果胶酶用量的两个实验都要注意实验的基本原则。在实际的操作过程中，还需要注意下列事项：①与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用10℃作为温度梯度，设置的具体温度为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，也可以尝试以5℃作为温度梯度。②探究pH对果胶酶活性的影响，只需将温度梯度改成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。③探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。④在混合反应物和酶之前，一定要让两者分别达到相应的条件。这样可以避免底物和酶在混合时条件发生变化，从而影响实验结果。⑤将酶加入反应物后，应不时地用玻璃棒搅拌，使酶能更充分地催化反应。
2.酵母细胞的固定化过程
（1）在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.5～1h。酵母细胞活化时由于产生大量气泡，溶液体积会迅速增加，因而应使用较大的烧杯。此过程不要加热；若加热，可能杀死酵母细胞。
（2）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容。如果加热太快，海藻酸钠会发生焦煳。
（3）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡。
（4）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入。
（5）刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便Ca2+与Na+充分交换，使形成的凝胶珠稳定。检验凝胶珠是否形成，可用下列方法：用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果不容易破裂，没有液体流出，就表明成功地制成了凝胶珠；还可以用手将凝胶珠在实验桌上用力摔打，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。
（6）凝胶珠的颜色和形状：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。
3.基于课题过程的实验分析和实验设计
（1）变量的分析和控制。影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质料和大小、浸泡时间、洗涤的时间等。在这些因素中，水温是我们要研究的对象，而其他因素应在实验中保持不变。选择什么样的水温进行实验需要实验者根据当地一年中的实际气温变化来确定水温。通常情况下，冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5℃、15℃、25℃和35℃的水温，因为这4个水温是比较符合实际情况的，对现实也有指导意义。
（2）洗涤方式和材料的选择。在洗涤方式中有机洗和手洗两种方式，应考虑其中哪一种比较科学，哪一种更有利于控制变量。关于洗涤材料的选择也有一些讲究。用衣物作实验材料并不理想，这是因为作为实验材料的衣物，其大小、颜色、洁净程度等应该完全一致，而这并不容易做到；此外，人为地在衣物上增加污物，如血渍、油渍等，也令人难以接受。因此，选用布料作为实验材料比较可行。在设计对照实验时，可以控制布料的大小、颜色以及污物的量，使其相同；同时，也便于洗涤效果的比较。
（3）水量、水质和洗衣粉用量的问题。水的用量和布料的大小是成正比的。做实验用的布料不易过大，水量不宜过多，但应该让布料充分浸泡在水中。
二、典例剖析
例题：（2010年江苏生物卷-25）下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述正确的是（）
A．刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液
B．图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
C．图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触
D．图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中
解析：本题考查了固定化细胞技术的操作过程。溶化的海藻酸钠应冷却后与活化的酵母细胞混合，A项错误。图1中CaCl2溶液可使海藻酸钠形成凝胶珠，B项正确。图2中要进行搅拌以使培养液与细胞充分接触，C项正确。图1中制备的凝胶珠要经过洗涤再转移到图2装置中，D项正确。
答案：BCD
（作者单位：河南省平顶山市理工学校）