毛霉是腐乳发酵生产的主要菌种，在腐乳生产工艺中其主要作用是分泌蛋白酶水解豆腐胚内的大豆蛋白。腐乳成品中的蛋白质主要是以多肽的形式存在的，具有相当高的水解程度，并且已经从中分离出多种具有生理活性的多肽[1-2]。而对众多腐乳产品的感官分析也表明，腐乳产品通常不具有一般蛋白水解物所特有的苦味。综合以上
结果来看，毛霉蛋白酶在解决大豆蛋白水解率低、水解物的苦味等难题方面具有很大的潜力。毛霉虽然在发酵工业中的应用有着悠久的历史，但是对这类菌种胞外蛋白酶系的研究却并未完全开展。仅有极少数学者对该菌种的发酵产酶特性及粗酶的催化、水解特性进行过探讨[3-5]。然而，毛霉由于长期受到高蛋白环境条件的驯化，
Catalytic and kinetic properties of one protease from Mucor
PAN Jin-quan
(Life Science and Technology School,Zhanjiang Normal University,Zhanjiang 524048)Abstract:One protease was purified from extracellular of Actinomucor elegans AS3.2778and its catalytic and
kinetic properties were also investigated.The results show that the purified protease was one alkaline serine protease,which has relatively higher activity at pH8.5～9.5and 60℃,and is stable at pH6.0~9.0at ＜45℃.At 40℃,the kinetics of casein hydrolysis by the protease fit the Mchaelis-Mentonequation:V=22.8S S+8.857,and the
energy of activation (Ea)of this hydrolysis reaction below 45℃is 44.09kJ.The protease was unstable at 50℃,and the kinetics of deactivation fit the model:a=exp(－0.218t).
Key words:Actinomucor elegans;protease;catalytic properties;kinetics
潘进权
(湛江师范学院生命科学与技术学院，湛江524048)
摘要：从雅致放射毛霉胞外分离纯化出一蛋白酶组分，以酪蛋白为底物对其催化特性及动力学
进行了分析。结果表明：该蛋白酶组分是一种碱性丝氨酸蛋白酶；在pH8.5～9.5、60℃具有最大催化活性，在pH6～9和低于45℃具有很好的稳定性；在40℃该蛋白酶水解酪蛋白的反应符合米氏方程：V=22.8S S+8.857；在4～45℃的范围内，该蛋白酶水解酪蛋白反应的活化能Ea 为44.09
kJ ；该蛋白酶在50℃不稳定，其热失活规律符合一级指数衰减动力学模型：a=exp(－0.218t)。关键词：雅致放射毛霉；蛋白酶；催化特性；动力学
中图分类号：TS 201.2
文献标志码：A
文章编号：1005-9989(2010)11-0036-05
毛霉蛋白酶的催化特性及
动力学研究
收稿日期：2010-03-13
基金项目：广东省自然科学基金项目(9452404801001943)。
作者简介：潘进权(1978—)，男，博士，讲师，主要从事酶与发酵工程相关领域的研究工作。
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·
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
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期
其具有合成及分泌多种胞外蛋白酶的能力，因此，单纯从总体上(即粗酶的研究)并不能完全了解其内在的特性。为了更加全面地了解这一蛋白酶系的组分构成、各组分催化特性及相互作用，笔者开展了这方面的工作。
在前期的工作中，利用多种层析相结合的方法从毛霉胞外纯化出一蛋白酶组分，并探讨了该蛋白酶组分对大豆蛋白的水解特性[6]。为了更全面地了解该组分的特性，本研究将以酪蛋白为底物对其催化特性及动力学进行分析，其结果将为该蛋白酶组分的应用奠定理论基础。1材料与方法1.1
材料及试剂
雅致放射毛霉As3.2778：生物学院微生物实验室保藏菌种；其他试剂：国产分析纯。1.2实验方法
1.2.1蛋白酶的提取取毛霉固体发酵后的麸曲碾碎，以1∶10(m/v)的比例加入0.3mol/L NaCl 溶液，在40℃水浴抽提1.5h ，纱布过滤后在4℃以8000g 离心10min ，取上清液即得到粗酶液。1.2.2蛋白酶的纯化具体方法见文献[6]。1.2.3蛋白酶活力的测定采用Folin 酚法[7]。1.5mL EP 离心管中加入0.3mL 适当稀释的酶液及0.3mL 1.5%酪蛋白(溶于0.02mol/L pH9.5的甘氨酸-氢氧化钠缓冲液)，40℃反应10min ，再加0.6mL 0.4mol/L 的三氯乙酸终止反应，静置15min 后14000g 离心10min ，取上清液0.6mL ，加入3mL 0.4mol/L 的碳酸钠溶液及0.6mL 福林酚试剂，40℃显色20min ，于680nm 测其吸光值，根据标准曲线计算酶活单位。
酶活力单位定义(即蛋白酶水解酪蛋白反应速度单位的定义)：在酶活测定条件下反应10min ，每分钟每毫升蛋白酶液水解酪蛋白产生1μg 酪氨酸定义为一个蛋白酶活力单位。
1.2.4pH 对毛霉蛋白酶活性及稳定性的影响按照蛋白酶活力测定方法，分别于不同pH 缓冲条件下(pH3.0~5.0，0.05mol/L 乙酸缓冲盐；pH6.0~7.0，0.05mol/L 磷酸缓冲盐；pH7.5~9.0，0.02mol/L Tris-HCl ；pH 9.5~10.5，0.02mol/L 甘氨酸-NaOH)测定毛霉蛋白酶的活性，考察pH 对毛霉蛋白酶活性的影响。
用不同的缓冲液分别调节酶液的pH 到4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，于室温(25℃)放置
1h ，然后分别在pH9.5的条件下测定蛋白酶的活性，计算酶活残留率。以酶活残留率对pH 作图，绘制蛋白酶的pH 稳定性曲线。
1.2.5温度对毛霉蛋白酶活性及稳定性的影响按照蛋白酶活力测定方法，分别于不同的温度(40～75℃范围)下测定毛霉蛋白酶的活性，考察温度对毛霉蛋白酶活性的影响。
在蛋白酶的稳定pH 条件下，将酶液分别于不同温度(30～70℃范围)下保温30min ，测定保温前后蛋白酶活性的变化，考察温度对蛋白酶稳定性的影响。
1.2.6抑制剂及金属离子对毛霉蛋白酶活性的影响
在蛋白酶的稳定pH 条件下，将酶液与不同类型的抑制剂、化学物质及无机盐混和，然后在室温中放置30min ，测定加入抑制剂前后蛋白酶的活性。考察蛋白酶抑制剂及化学物质对毛霉蛋白酶活性的影响。
1.2.7米氏常数测定按照蛋白酶活力测定方法，于40℃pH9.5的条件下，以不同浓度(0、0.5、1、2、4、6、8、10、12、16、20g/L)酪蛋白溶液为底物测定蛋白酶活性，考察底物浓度与蛋白酶活性的关系。以米氏方程为模型，对实验数据进行非线性拟合，由此确定米氏方程中的参数V m 和K m 。1.2.8活化能的测定根据化学反应动力学理论，在酶的稳定性不受影响的前提下(即酶的失活速度很低，可以忽略)，温度对酶促反应速度的影响符合阿累尼乌斯(Arrhenius)方程。另外，在通常情况下，酶活力测定时其底物浓度Cs 是远远过量的，Cs 的微小变化对酶促反应速率的影响可以忽略，即反应速度不受底物浓度Cs 的影响，此时的酶促
反应遵循零级化学反应规律，即对于反应：S →P
有速率方程：r=dC s dt
=k
根据Arrhenius 方程：k=Aexp(-Ea RT
)
式中：A 为指前因子；
Ea 为反应活化能；
R 为气体常数，8.31J/mol ·K ；
T 为绝对温度。
在酶的稳定温度范围内，酶促反应速率lnr 与温度1/T 成线性关系，其斜率为-Ea/R 。根据这一理论，分别在不同温度下测定蛋白酶的活性。然后对实验数据进行上述的线性拟合，从而可以确定蛋白酶的活化能Ea 。
k
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表1抑制剂及金属离子对蛋白酶活性的影响抑制剂浓度a
相对酶活/%
无-100PMSF 1mmol/L 0.97±0.43Leupeptin
1mmol/L 96.6±1.23Aprotinin 15μmol/L 106.6±2.11EDTA 10mmol/L 98.02±1.42E-64100μmol/L 99.2±1.15Pepstatin 1μmol/L 101±1.04DTT 100mmol/L
92b ±1.25Triton X －100
5%80.31±0.68SDS 0.1%101.14±1.07SDS 0.5% 4.41±1.14Ca 2＋5mmol/L 89.1±1.05Mg 2＋5mmol/L 98.2±0.79Zn 2＋5mmol/L 94.5±1.57Fe 2＋5mmol/L 93.3±2.31Mn 2＋5mmol/L 105.9b ±1.69Cu 2＋5mmol/L 95.1b ±3.13Co 2＋
5mmol/L
99.7b ±0.94
注：无机盐的阴离子均为Cl -；a 终浓度；b 酶活测定采用紫外法。
1.2.9热失活动力学将适当稀释后的酶液放置于50℃的水浴中保温，每间隔一定时间取样测定蛋白酶的活性，观察保温过程中蛋白酶活性的变化。定义初始的蛋白酶相对活力为1，对所得实验数据进行非线性的模型拟合。
1.2.10数学模型参数拟合的程序用Origin 7.0程序以非线性回归法拟合各种实验数据模型的参数。2
结果与分析
2.1pH 对蛋白酶活性及稳定性的影响
如图1所示，纯化得到的毛霉蛋白酶组分是一典型的碱性蛋白酶，该蛋白酶在pH ＞8.0的范围内有相对较强的催化活性，其最适作用pH 在8.5～9.5范围；另外，该蛋白酶在pH6.0也具有一定的催化活性，表明该蛋白酶组分在腐乳的发酵生产中也起到了一定的作用。该蛋白酶在pH6.0～9.0的范围内能保持很好的稳定性，室温放置1h 后其酶活残留率高达85%以上；在pH 低于5.0的酸性环境中该蛋白酶很不稳定，而且随pH 降低其失活速度迅速加快。
2.2温度对蛋白酶活性及稳定性的影响
考察了温度对毛霉蛋白酶活性及稳定性的影响，结果如图2所示。毛霉碱性蛋白酶是1种中
高温蛋白酶，在60℃有最高的催化活性；该蛋白酶组分在低于45℃的条件下具有很好的热稳定性，保温30min 后其酶活基本没有损失；当环境温度在50℃时，该蛋白酶会缓慢的失活，而一旦温度超过60℃则极不稳定，放置30min 活性损失达到60%，2h 后活性几乎完全丧失。综合以上的实验结果，可以初步确定该碱性蛋白酶的使用温度在50℃。
2.3抑制剂及金属离子对蛋白酶活性及稳定性的
影响
探讨了各种抑制剂、化学物质及金属离子对毛霉碱性蛋白酶活性的影响，结果列于表1。在所考察的4类蛋白酶抑制剂中，仅有PMSF 对毛霉碱性蛋白酶有非常显著的抑制作用，终浓度1mmol/L 的PMSF 可以抑制99%的蛋白酶活性。由此可以确定，毛霉碱性蛋白酶属于丝氨酸蛋白酶家族。这一结论与该蛋白酶的最适作用pH 在碱性范围的结论相互印证。因为已有的报道表明，绝大多数的丝氨酸蛋白酶均为碱性蛋白酶[8]。实验结果还发现，其他2种丝氨酸蛋白酶抑制剂Leupeptin 和Aprotinin(主要作用了类胰蛋白酶型丝氨酸蛋白酶)对毛霉碱性蛋白酶无抑制作用，由此说明毛霉碱性蛋白酶的结构及催化特性与胰蛋白酶有较大的差异。
图1pH 对蛋白酶活性及稳定性的影响
1201008060402002
3
4
5
67
8
9
1011pH 相对酶活/%
pH-活性曲线pH-稳定性曲线
图2温度对蛋白酶活性及稳定性的影响
120100806040200
253035404550556065707580
温度/℃
相对酶活/%
温度-活性曲线温度-稳定性曲线
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图5蛋白酶热失活曲线
1.0
0.80.6
0.40.20.0
a 0
5
101520
25
时间/h
实验还发现，毛霉碱性蛋白酶对还原剂DTT 有非常强的耐受能力，终浓度100mmol/L 的DTT 对该蛋白酶的活性影响不显著，由此说明二硫键并未参与该碱性蛋白酶空间结构的稳定及活性中心的构成，也进一步说明该蛋白酶是由单一肽链所构成的单体酶。另外，该蛋白酶对非离子型表面活性剂(如Trion X-100)也有相当强的耐受能力，在5%的Trion X-100溶液中仍有80%的活性残留；不过该蛋白酶对离子型表面活性剂的耐受能力相对较弱，在0.1%的SDS 溶液中可以稳定，但是在0.5%的SDS 溶液中活性几乎完全丧失。
与其他真菌碱性蛋白酶不同，常见的金属离子对毛霉碱性蛋白酶活性并无显著的促进作用。相反，某些金属离子，如Ca 2＋对其活性有弱的抑制作用。这与其他已报道丝氨酸蛋白酶的性质也有所不同[9-10]。2.4
米氏常数的测定
以酪蛋白为底物，按照蛋白酶活力测定方法，分别在不同底物浓度下测定蛋白酶的活性。以米氏方程V =V m S S+K m
为模型，对实验数据进行非线性
拟合分析，结果如图3所示。
根据实验结果，拟合得到的米氏方程为：V =22.8S S +2.857
，由此可确定出毛霉蛋白酶的最大反应速度V m ＝22.8μg/mL ·min ，米氏常数K m ＝2.857g/L 。另外，拟合得到的模型有较高的线性相关度(R 2＝0.98)，说明拟合得到的模型能很好地解释实验结果，方程的参数(V m 和K m )有较高的可信度。2.5
蛋白酶活化能的测定
根据化学反应动力学理论，在酶的稳定性不受影响的前提下，温度对酶促反应的影响符合Arrhenius 方程。前面的实验结果表明，毛霉碱性蛋白酶在低于45℃有很好的稳定性，在此温度范围内其失活速度很小，可以忽略，其酶促反应符
合Arrhenius 方程。而在通常情况下，酶活力测定时其底物浓度Cs 是远远过量的，反应速度不受底物浓度Cs 的影响，此时的酶促反应遵循零级化学反应规律。据此，在4～45℃范围内测定Pb1的活性，然后根据Arrhenius 方程对实验结果以lnr 对1/T 作图，即可得到酶促反应速度与温度的相互关系，结果如图4所示。
对实验数据进行线性拟合，可以得到方程Lnr=19.814-5.0361T
，由此可计算出毛霉碱性蛋白
酶的活化能Ea ＝44.09kJ 。拟合得到的模型有较高的线性相关性，其R 2=0.987，说明拟合模型能很好解释实验结果，方程参数(Ea)有很高的可信度。2.6
蛋白酶热失活动力学
前述实验结果显示，毛霉碱性蛋白酶Pb1的合适使用温度在50℃。为了考察该蛋白酶在50℃的稳定性及变性失活规律，对该蛋白酶组分在50℃的失活动力学进行了探讨。以酶活残留率与保温时间作图，结果如图5所示。
根据酶失活理论，用OriginPro 7.0程序对实验结果进行指数衰减模型拟合，结果发现，毛霉碱性蛋白酶在50℃的热失活规律符合一级指数衰减动力学模型：a ＝exp(-0.218t)。其模型拟合相关系数R 2＝0.996。说明该模型能很好地解释该蛋白酶组分在50℃的热变性失活过程，具有较
图3蛋白酶的米氏方程作图
20181614121086420-2
-20
2
4
6
810121416182022
S/(g/L)
V /(μg /m L ·m i n )
图4蛋白酶反应速度的Arrhenius 图解
3.23.02.82.62.42.22.01.81.6
3.10 3.15 3.20 3.25 3.30 3.35 3.40 3.45
1/T ×103(K -1)
l n (μg /m L ·m i n )
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高的可信度。
3结论
本文主要就毛霉胞外一蛋白酶组分的催化特性及动力学进行了探讨，结果显示，纯化得到的毛霉蛋白酶是1种碱性丝氨酸蛋白酶，它在60℃pH8.5～9.5的范围内有最大催化活性，在pH6～9和低于45℃具有很好的稳定性；该蛋白酶在40℃水解酪蛋白的反应符合米氏方程，其米氏常数为2.857g/L；在低于45℃的温度范围内，该蛋白酶水解酪蛋白反应的活化能Ea为44.09kJ；当温度在50℃时，该蛋白酶会缓慢的失活，其热失活规律符合一级指数衰减模型：a=exp(-0.218t)。综合以上实验结果，确定毛霉碱性蛋白酶的合适使用条件为pH8.5～9.5、温度50℃。
从腐乳的发酵生产工艺来看，其蛋白水解反应通常是在偏酸性的条件下进行，由此说明纯化的毛霉碱性蛋白酶在腐乳发酵生产中有一定的催化水解作用(因为该蛋白酶组分在pH6.0也有一定的活性)，但不是起主要作用的蛋白酶组分。为了更全面地了解腐乳发酵的生化过程，对参与该过程的其他毛霉蛋白酶组分的纯化及性质研究是必要的。
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酶的特性综述 酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的生物大分子，大多数酶是蛋白质，少数是RNA，另有一些需要辅助因子的辅助。酶的特性主要体现在这几个方面： 一、高效性 1、酶的高效性是和非酶的催化剂比较而言。主要是指催化能力，蛋白质（环境适宜）的催 化能力是普通化学催化物质的10^5—10^8倍。生物分子之间的反应首先要进行分子碰撞接触，如果在没有酶作用的情况下，分子主要靠自然的热运动来随机进行接触，这样的几率比较小，而在酶的作用下，由于酶和作用底物有特异性结合位点，相当于把反应需要的分子给拉到一起去了，所以这样的效率要高很多。 2、酶的高效性实验探究 材料： 新鲜猪肝研磨液（含有H2O2酶)、3%的FeCl3溶液（催化过氧化氢分解的化学催化剂）、清水、试管5支、试管架、酒精炉、线香、打火机、量筒 步骤： 1、在5支试管中分别加入5mLH2O2溶液，依次编号置于试管架上。 2、在1号试管中加入一定量的清水；2号试管中加入与清水等量的新鲜猪肝研磨液；3号试管中加入等量的3%的FeCl3溶液；4号试管中加入经过高温煮过的等量的新鲜猪肝研磨液；5号试管中加入高温煮过的FeCl3溶液。 3、用点燃但无火焰的线香插入试管检验。 现象： 氧气量效果 1号：—无催化作用 2号：﹢﹢高效催化 3号：﹢低效催化 4号：—无催化作用 5号：﹢低效催化 结论：过氧化氢酶比FeCl3催化剂高效。酶具有高效性。
二、专一性 酶对所作用的底物有严格的选择性。一种酶仅能作用于一种物质，或一类分子结构相似的物质，促其进行一定的化学反应，产生一定的反应产物，这种选择性作用称为酶的专一性。 酶的专一性是指酶对底物及其催化反应的严格选择性。通常酶只能催化一种化学反应或一类相似的反应，不同的酶具有不同程度的专一性，酶的专一性可分为三种类型：绝对专一性、相对专一性、立体专一性；也可分为：结构专一性和立体异构专一性。 如过氧化碳氢酶只能催化过氧化氢分解，不能催化其他化学反应。细胞代谢能够有条不乱的进行，与酶的专一性是分不开的。 探究酶的专一性的实验 序 号 项目 试管 1 2 1 注入可溶性淀粉2mL / 2 注入蔗糖溶液/ 2mL 3 注入新鲜淀粉酶溶液2mL 振荡 4 60℃温水保温 5 min 5 加斐林试剂1mL 振荡 6 将试管下部放入60℃热水 中 2 min 7 观察实验结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀结 论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 三、多样性 酶的种类很多，大约有5000多种，其中可以通过食用补充的酵素达2000多种；形态上主要有三种：专业级酵素为酵素胶囊，其次为酵素粉，而液体酵素含量低、效价低、易腐败而安全性较差一些，食用风险较高。 四、温和性
实验一：从毛霉中提取蛋白酶及分离方案 组员：周云线周丽玲陆江妙 1 实验原理 毛霉又叫黑霉、长毛霉接合菌亚门接合菌纲毛霉目毛霉科真菌中的一个大属。以孢囊孢子和接合孢子繁殖菌丝无隔、多核、分枝状，在基物内外能广泛蔓延，无假根或匍匐菌丝，在高温、高湿度以及通风不良的条件下生长良好。毛霉常出现在酒药中，能糖化淀粉并能生成少量乙醇，产生蛋白酶，有分解大豆蛋白的能力，我国多用来做豆腐乳、豆豉。许多毛霉能产生草酸、乳酸、琥珀酸及甘油等，有的毛霉能产生脂肪酶、果胶酶、凝乳酶等。工业中利用其蛋白酶以酿制腐乳、豆豉等。皮革工业的脱毛和软化已大量利用蛋白酶，既节省时间，又改善劳动卫生条件。蛋白酶还可用于蚕丝脱胶、肉类嫩化、酒类澄清等。 酶活定义：在4 0℃， p H7.2条件下， 1分钟内水解酪蛋白产生 l微克酪氨酸所需的酶量为1个蛋白酶活力单位。蛋白酶水解络蛋白，其产物络氨酸能在碱性条件下使福林-酚试剂还原，生产钼蓝与钨蓝，在680nm下测定其吸光度，可求得蛋白酶活力。考马斯亮蓝是一种染料，在游离状态下呈红色，当它与蛋白质结合后变为青色。蛋白质-色素结合物在595nm波长下有最大光吸收，其光吸收值与蛋白质含量成正比，因此可用于蛋白质的定量测定。测定蛋白质浓度范围为0～1 000μg／mL，是一种常用的微量蛋白质快速测定方法。 蛋白质在水中的溶解度受到溶液中盐浓度的影响。一般在低盐浓度的情况下，蛋白质的溶解度随盐浓度的升高而增加，这种现象称为盐溶。而在盐浓度升高到一定浓度后，蛋白质的溶解度又随盐浓度的升高而降低，这种现象称为盐析。在蛋白质的盐析中，硫酸铵最为常用，这是由于硫酸铵在水中的溶解度最低而且温度系数小不影响酶活性，分离效果好。 2 仪器 恒温培养箱、振荡摇床、恒温振荡器、离心机、722分光光度计、pH计、恒温水浴锅 3培养基 斜面培养基PDA培养基：称取200g马铃薯，洗净去皮切成小块，加水1000mL 煮沸半个小时或高压蒸煮20分钟，纱布过滤，再加10-20g葡萄糖和17-20g琼脂，充分溶解后趁热纱布过滤，分装试管，每试管约5-10mL（视试管大小而定），121℃）灭菌20分钟左右后取出试管摆斜面，冷却后贮存备用。 固体培养基：麸皮10g，水12mL，自然pH值，适量装入250mL三角瓶中，l2l℃灭菌30min后趁热及时摇散，备用。 液体培养基：蛋白胨20g、葡萄糖10g、氯化镁2g、磷酸二氢钾2g，250mL锥
运动学、静力学、动力学概念 运动学运动学是理论力学的一个分支学科，它是运用几何学的方法来研究物体的运动，通常不考虑力和质量等因素的影响。至于物体的运动和力的关系，则是动力学的研究课题。 用几何方法描述物体的运动必须确定一个参照系，因此，单纯从运动学的观点看，对任何运动的描述都是相对的。这里，运动的相对性是指经典力学范畴内的，即在不同的参照系中时间和空间的量度相同，和参照系的运动无关。不过当物体的速度接近光速时，时间和空间的量度就同参照系有关了。这里的“运动”指机械运动，即物体位置的改变；所谓“从几何的角度”是指不涉及物体本身的物理性质（如质量等）和加在物体上的力。 运动学主要研究点和刚体的运动规律。点是指没有大小和质量、在空间占据一定位置的几何点。刚体是没有质量、不变形、但有一定形状、占据空间一定位置的形体。运动学包括点的运动学和刚体运动学两部分。掌握了这两类运动，才可能进一步研究变形体（弹性体、流体等）的运动。 在变形体研究中，须把物体中微团的刚性位移和应变分开。点的运动学研究点的运动方程、轨迹、位移、速度、加速度等运动特征，这些都随所选的参考系不同而异；而刚体运动学还要研究刚体本身的转动过程、角速度、角加速度等更复杂些的运动特征。刚体运动按运动的特性又可分为：刚体的平动、刚体定轴转动、刚体平面运动、刚体定点转动和刚体一般运动。 运动学为动力学、机械原理（机械学）提供理论基础，也包含有自然科学和工程技术很多学科所必需的基本知识。 运动学的发展历史 运动学在发展的初期，从属于动力学，随着动力学而发展。古代，人们通过对地面物体和天体运动的观察，逐渐形成了物体在空间中位置的变化和时间的概念。中国战国时期在《墨经》中已有关于运动和时间先后的描述。亚里士多德在《物理学》中讨论了落体运动和圆运动，已有了速度的概念。 伽利略发现了等加速直线运动中，距离与时间二次方成正比的规律，建立了加速度的概念。在对弹射体运动的研究中，他得出抛物线轨迹，并建立了运动（或速度）合成的平行四边形法则，伽利略为点的运动学奠定了基础。在此基础上，惠更斯在对摆的运动和牛顿在对天体运动的研究中，各自独立地提出了离心力的概念，从而发现了向心加速度与速度的二次方成正比、同半径成反比的规律。
毛霉制腐乳 1腐乳的发现 早在公元5世纪的北魏古籍中，就有关于腐乳生产工艺的记载“于豆腐加盐成熟后为腐乳”。 明李晔的《蓬栊夜话》亦云：“黟（移）县人喜于夏秋间醢腐，令变色生毛随拭之，俟稍干……” 千百年来，腐乳一直受到人们的喜爱。这是因为经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。腐乳品种多样，如红豆腐乳、糟腐乳、醉方、玫瑰红腐乳、辣腐乳、臭腐乳、麻辣腐乳等。品种虽多，但酿造原理相同。 2制腐乳的原因——其意想不到的功用 发酵豆制品营养丰富，易于消化，在发酵过程中生成大量的低聚肽类，具有抗衰老、防癌症、降血脂、调节胰岛素等多种生理保健功能，对身体健康十分有利。 具有降低血液中胆固醇浓度、减少患冠心病危险的功能。发酵豆制品中含有丰富的苷元型异黄酮，它是大豆和豆腐中原有的异黄酮经发酵转化的，但比原有的异黄酮功能性更强，且更易吸收。60克豆豉、60克豆酱或100克腐乳就含有50毫克的高活性异黄酮，达到美国食品与药物管理局推荐预防冠心病的每日摄取量。 具有降血压功能。国外已经用大豆蛋白化学分解的办法生产降血压肽的保健食品，我们的实验发现中国的传统豆豉、腐乳就含有高活性的降血压肽。其实大豆在发酵时，微生物要首先把大豆蛋白分解为更小的分子，这就是所谓的肽。 具有预防骨质疏松症功能。发酵豆制品中的大豆异黄酮能提高成骨细胞活性，促进胰岛素样生长因子的产生，从而防止骨质疏松症。日本的营养调查发现：每天喝豆酱汤或吃发酵豆制品的人，骨质疏松症患病率明显降低，尤其是老人和妇女。 豆腐中含有的抗氧化成分，如维生素E、异黄酮等酚类物质，以及一些肽类，使豆腐具有清除自由基的能力，而经过发酵制得的腐乳清除自由基能力比豆腐高5～10倍，比番茄、葡萄等果蔬还高10多倍。 豆豉含有大量能溶解血栓的纳豆激酶，还富含一些能产生大量B族维生素和抗菌素的细菌，被称为是最有效的防治老年心血管疾病、保持血管健康的食品。 发酵豆制品具有防治老年性痴呆症的功效。人体产生的乙酰胆碱酯酶是分解神经末端传达物质的酶，现代医学认为它的存在与老年痴呆症发病有关。笔者在和日本专家的共同研究中发现，我国腐乳具有明显乙酰胆碱酯酶抑制活性。也就是说，发酵的腐乳，对防治老年性痴呆症有效。 3毛霉制腐乳 3.1原理 毛霉是一种丝状真菌，广泛分布于土壤、空气中，也常见于水果、蔬菜、各类淀粉食物、谷物上，引起霉腐变质。它的菌丝可分为直立菌丝和匍匐菌丝。繁殖方式为孢子生殖，新陈代谢类型为异养需氧型。应用于腐乳等发酵工艺。 毛霉在腐乳制作中的作用：在豆腐的发酵过程中，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。 传统腐乳的生产中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子，而现代的腐乳生产是在无菌条件下，将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品质量。 豆腐乳是我国独特的传统发酵食品，是用豆腐发酵制成。民间老法生产豆腐乳均为自然发酵，现代酿造厂多采用蛋白酶活性高的鲁氏毛霉或根霉发酵。豆腐坯上接种毛霉，经过培
饲料研究FEED RESEARCH NO .6,2011 5 脂肪酶特性与应用 陈倩婷广州博仕奥集团 饲料资源不足一直是我国养殖业面临的一个大问题，在耕地和水资源严重紧缺的情况下，粮食产量很难提高。我国动物生产中饲料转化率低，猪、鸡和奶牛等的饲料转化率均比国际先进水平低0.3 %~0.6 %，使饲料资源不足的问题更加严峻。饲料用酶制剂的开发和应用极大的缓解了饲料资源的不足，酶制剂在饲料工业中的有效应用使得饲料工业和养殖业安全、高效、环保和可持续发展成为可能。 目前研究较多的饲用酶制剂有蛋白酶、甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶及植酸酶等。脂肪酶也是一种重要的酶制剂，它能够水解脂肪（三脂酰甘油或三酰甘油）为一酰甘油、二酰甘油和游离脂肪酸，最终产物是甘油和脂肪酸。 产物脂肪酸为动物体生长和繁殖提供能量，部分中链脂肪酸能抑制肠道有害微生物，改善肠道菌落环境，从而促进消化，起到类似抗生素的作用，脂肪酶在常温常压下反应，反应条件温和，转化率高，具有优良的立体选择性，不易产生副产物，避免因化学催化法而带来的有害物质，不会造成环境污染，因此，在食品、皮革、医药、饲料和洗涤剂等许多工业领域中均有广泛的应用。 1 脂肪酶的特性 1.1 脂肪酶的来源 脂肪酶按其来源主要分为3类：1）动物源性脂肪酶，如：猪和牛等胰脂肪酶提取物；2）植物源脂肪酶，如：蓖麻籽和油菜等；3）微生物源性脂肪酶。由于微生物种类多、繁殖快且易发生遗传变异，具有比动植物更广的作用pH、作用温度范围及底物专一性，且微生物来源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶，所以，微生物脂肪酶是主要的研究对象。产微生物脂肪酶菌种的研究主要集中在真 菌包括，根霉、黑曲霉、镰孢霉、红曲霉、黄曲霉、毛霉、犁头霉、须霉、白地霉、核盘菌、青霉和木霉；其次是细菌，如：假单胞菌、枯草芽抱杆菌、大肠杆菌工程菌、无色杆菌、小球菌、发光杆菌、黏质赛氏杆菌、无色杆菌、非极端细菌和洋葱伯克霍尔德菌等；另外还有解酯假丝酵母和放线菌。1.2 特性1.2.1 催化特性 脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点，在油水界面促进酯水解，而在有机相中可以酶促合成和酯交换。其催化特性在于：在油水界面上其催化活力最大，溶于水的酶作用于不溶于水的底物，对均匀分散的或水溶性底物不作用，反应在2个彼此分离的完全不同的相的界面上进行。Macrae 等研究表明：在油水界面上油脂量决定脂肪酶活性，增加乳化剂量，可提高油水界面饱和度，从而提高脂肪酶活性，增加油水界面面积，可承载更多脂肪酶分子，也可增加催化反应速率。而在水体系中，大多数脂肪酶活性很低或没有活性。 由于脂肪酶在非均相体系中表现出的高催化活性，且在酶催化反应中不需要辅酶，所以可利用非水相中的脂肪酶催化完成各种有机合成及油脂改性反应，如：酯化、酸解、醇解、转酯、羟基化、甲基化、环氧化、氨解、酰基化、开环反应和聚合等反应。 1.2.2 底物特异性 不同来源脂肪酶对底物不同碳链长度和饱和度脂肪酸表现出不同反应性，圆弧青霉和金黄色葡萄球菌脂肪酶水解短链(低于C 8)脂肪酸所形成的三脂酰甘油，黑曲霉和根霉对中等长链(C 8~C 12)脂肪酸形成的三脂酰甘油有强烈特异性，猪葡萄球菌脂肪酶偏爱磷脂为底物，也可以水解脂肪酸链长短不一的各种油脂。解脂无色杆菌对饱和脂肪酸表现出 收稿日期：2011 - 05 - 09
毛霉是腐乳发酵生产的主要菌种，在腐乳生产工艺中其主要作用是分泌蛋白酶水解豆腐胚内的大豆蛋白。腐乳成品中的蛋白质主要是以多肽的形式存在的，具有相当高的水解程度，并且已经从中分离出多种具有生理活性的多肽[1-2]。而对众多腐乳产品的感官分析也表明，腐乳产品通常不具有一般蛋白水解物所特有的苦味。综合以上 结果来看，毛霉蛋白酶在解决大豆蛋白水解率低、水解物的苦味等难题方面具有很大的潜力。毛霉虽然在发酵工业中的应用有着悠久的历史，但是对这类菌种胞外蛋白酶系的研究却并未完全开展。仅有极少数学者对该菌种的发酵产酶特性及粗酶的催化、水解特性进行过探讨[3-5]。然而，毛霉由于长期受到高蛋白环境条件的驯化， Catalytic and kinetic properties of one protease from Mucor PAN Jin-quan (Life Science and Technology School,Zhanjiang Normal University,Zhanjiang 524048)Abstract:One protease was purified from extracellular of Actinomucor elegans AS3.2778and its catalytic and kinetic properties were also investigated.The results show that the purified protease was one alkaline serine protease,which has relatively higher activity at pH8.5～9.5and 60℃,and is stable at pH6.0~9.0at ＜45℃.At 40℃,the kinetics of casein hydrolysis by the protease fit the Mchaelis-Mentonequation:V=22.8S S+8.857,and the energy of activation (Ea)of this hydrolysis reaction below 45℃is 44.09kJ.The protease was unstable at 50℃,and the kinetics of deactivation fit the model:a=exp(－0.218t). Key words:Actinomucor elegans;protease;catalytic properties;kinetics 潘进权 (湛江师范学院生命科学与技术学院，湛江524048) 摘要：从雅致放射毛霉胞外分离纯化出一蛋白酶组分，以酪蛋白为底物对其催化特性及动力学 进行了分析。结果表明：该蛋白酶组分是一种碱性丝氨酸蛋白酶；在pH8.5～9.5、60℃具有最大催化活性，在pH6～9和低于45℃具有很好的稳定性；在40℃该蛋白酶水解酪蛋白的反应符合米氏方程：V=22.8S S+8.857；在4～45℃的范围内，该蛋白酶水解酪蛋白反应的活化能Ea 为44.09 kJ ；该蛋白酶在50℃不稳定，其热失活规律符合一级指数衰减动力学模型：a=exp(－0.218t)。关键词：雅致放射毛霉；蛋白酶；催化特性；动力学 中图分类号：TS 201.2 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2010)11-0036-05 毛霉蛋白酶的催化特性及 动力学研究 收稿日期：2010-03-13 基金项目：广东省自然科学基金项目(9452404801001943)。 作者简介：潘进权(1978—)，男，博士，讲师，主要从事酶与发酵工程相关领域的研究工作。 ·36 ·
实验五毛霉的扩大培养及腐乳制作 一、实验目的 （1）掌握豆腐乳发酵的工艺过程。 （2）观察豆腐乳发酵过程中的变化。 二、实验原理 豆腐坯上接种毛霉，经过培养繁殖，分泌蛋白酶、淀粉酶、谷氨酰胺酶等复杂酶系，在长时间后发酵中与腌坯调料中的酶系、酵母、细菌等协同作用，使腐乳坯蛋白质缓慢水解，生成多种氨基酸，加之由微生物代谢产生的各种有机酸与醇类作用生成酯，形成细腻、鲜香的豆腐乳特色。 三、实验材料 1 菌种 毛霉斜面菌种 2 材料 马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA）、无菌水、豆腐坯、甜酒酿、白酒、黄酒、食盐。 3 仪器和器具 接种针、小刀、带盖广口玻瓶、显微镜、恒温培养箱。 四、实验方法 1. 孢子悬液制备 （1）毛霉菌种的扩繁。将毛霉菌种接入斜面培养基，于25℃培养，培养至菌丝和孢子生长旺盛，备用。 （2）孢子悬液制备。于上述斜面上加入少量无菌水，用接种环搅碎菌丝，供接种使用。 2. 接种孢子 用刀将豆腐坯划成块，然后把划块的豆腐坯均匀放在，块与块之间间隔2cm。将孢子悬液涂在豆腐坯上再用喷枪向豆腐块上喷洒孢子悬液，使每块豆腐周身沾上孢子悬液。 3. 培养与晾花 将放有接种豆腐坯的笼格放入培养箱中，于20℃左右下培养，并观察毛霉生长情况。44~48h后，菌丝顶端已长出孢子囊，腐乳坯上毛霉呈棉花絮状，菌丝下垂，白色菌丝已包围住豆腐坯，此时将笼格取出，使热量和水分用失，坯迅速冷却，其目的是增加酶的作用，并使霉味散发。 4. 装瓶与压坯 将冷至20℃以下的坯块上互相依连的菌丝分开，用手指轻轻地每块表面揩涂一遍，使豆腐坯上形成一层皮衣，装入玻璃瓶内，边揩涂边沿瓶壁呈同心圆方式一层一层向内侧放，摆满一层稍用手压平，撒一层食盐，使平均含盐量约为16%，如此一层层铺满瓶。下层食盐用量少，向上食盐逐层增多，腌制中盐分渗入毛坯，
运动学、静力学、动力学概念 运动学 运动学是理论力学的一个分支学科，它是运用几何学的方法来研究物体的运动，通常不考虑力和质量等因素的影响。至于物体的运动和力的关系，则是动力学的研究课题。 用几何方法描述物体的运动必须确定一个参照系，因此，单纯从运动学的观点看，对任何运动的描述都是相对的。这里，运动的相对性是指经典力学范畴内的，即在不同的参照系中时间和空间的量度相同，和参照系的运动无关。不过当物体的速度接近光速时，时间和空间的量度就同参照系有关了。这里的“运动”指机械运动，即物体位置的改变；所谓“从几何的角度”是指不涉及物体本身的物理性质(如质量等)和加在物体上的力。 运动学主要研究点和刚体的运动规律。点是指没有大小和质量、在空间占据一定位置的几何点。刚体是没有质量、不变形、但有一定形状、占据空间一定位置的形体。运动学包括点的运动学和刚体运动学两部分。掌握了这两类运动，才可能进一步研究变形体(弹性体、流体等)的运动。 在变形体研究中，须把物体中微团的刚性位移和应变分开。点的运动学研究点的运动方程、轨迹、位移、速度、加速度等运动特征，这些都随所选的参考系不同而异；而刚体运动学还要研究刚体本身的转动过程、角速度、角加速度等更复杂些的运动特征。刚体运动按运动的特性又可分为：刚体的平动、刚体定轴转动、刚体平面运动、刚体定点转动和刚体一般运动。 运动学为动力学、机械原理(机械学)提供理论基础，也包含有自然科学和工程技术很多学科所必需的基本知识。 运动学的发展历史 运动学在发展的初期，从属于动力学，随着动力学而发展。古代，人们通过对地面物体和天体运动的观察，逐渐形成了物体在空间中位置的变化和时间的概念。中国战国时期在《墨经》中已有关于运动和时间先后的描述。亚里士多德在《物理学》中讨论了落体运动和圆运动，已有了速度的概念。
ADAMS软件在汽车前悬架－转向系统 运动学及动力学分析中的应用 尤瑞金 北京吉普汽车有限公司 摘要:本文介绍利用国际上著名的ADAMS软件对工程上多刚体系统进行运动学和动力学分析的 方法,并用这一方法模拟了某货车悬架-转向系统的运动学及动力学特性,研究开发了前、后处理专 用程序，使该软件适用于车辆系 统，并得出了许多具有工程意义的结果。 主题词：汽车总布置－计算机辅助设计县架转向系 一、前言 汽车悬架和转向的动学及动力学分析是汽车总布置设计、运动校核的重要内容之一， 也是研究平顺性、操纵稳定性等汽车性能的基础。由于汽车前悬架一转向系统是比较复杂的空间机构，特别是前独立悬架，一般多设计成主销内倾和后倾，并且控制臂轴也大多倾斜布置。这些就给运动学、动力学分析带来较大困难。过去多用简化条件下的图解法一般的分析计算法进行分析计算。所得的结果误差较大，并且费时费力。近年来，随着计算机技术和计算方法的不断提高，国外研制了IMP、ADAMS及DAMN等很多专用程序，用于车辆运动学及 动力学分析。 本文是在消化吸收引进的ADAMS软件过程中，结合汽车设计，解决运动学及动力学问题，从而提高设计质量。 二、ADAMS软件概述 ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems，即机械系统动力学自动化分析软件包）是由美国机械动力公司开发的。由于该软件采用的比较先进的计算方法，大大地缩短了计算时间，其精确度也相当高，因上，被广泛应用于机械设计的各个领域。 1.ADAMS软件功能如下： 一般ADAMS分析功能如下: （1）可有效地分析三维机构的运动与力。例如可以利用ADAMS来模拟作用在轮胎上的垂直、转向、陀螺效应、牵引与制动、力与力矩；还可应用ADAMS进行整个车辆或悬架系统道路操纵性的研究。 （2）利用ADAMS可模拟大位移的系统。ADAMS很容易处理这种模型的非线性方程， 而且可进行线性近似。 （3）可分析运动学静定（对于非完整的束或速度约束一般情况的零自由度）系统。 （4）对于一个或多外自由度机构，ADAMS可完成某一时间上的静力学分析或某一时 间间隔内的静力学分析。
酶的特性 高考频度：★★★☆☆难易程度：★★☆☆☆ 某研究性学习小组为探究酶的特性按下表进行实验操作，结果发现试管2比试管1产生的气泡明显多。该实验可以说明 试管 操作顺序具体操作 1 2 ①加入体积分数为3%的H2O2溶液 2 ml 2 ml 滴加质量分数为3．5%的FeCl3 ② 2滴— 溶液 滴加质量分数为20%的肝脏研磨 —2滴 ③ 液 A．酶具有多样性B．酶具有催化性 C．酶具有专一性D．酶具有高效性 【参考答案】D 【试题解析】表中实验自变量为催化剂种类的不同，肝脏研磨液含有过氧化氢酶，试管2比试管1产生的气泡明显多，说明酶催化效率远大于FeCl3，具有高效性。 解答本题的关键在于明确酶的特性含义： （1）酶的专一性：一种酶只能催化一种或一类反应； （2）酶的高效性：与无机催化剂相比，酶的催化效率具有高效性。 1．下列关于酶的专一性的叙述，不正确的是
A．过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，不能催化其他类型的化学反应 B．每一种酶只能催化一种化学反应的进行 C．催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶 D．二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解 2．请仔细分析图示，判断下列叙述合理的是 A．a表示酶，b、c、d分别表示不同的底物，均可由酶a催化分解 B．a表示酶，e、f为产物，a也可以催化e、f合成d C．此图所示的过程反映了酶的一种特性——专一性 D．若图中d表示酶，则与其结合的a就是酶催化的底物 3．下列有关酶的实验设计思路正确的是 A．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 C．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液验证pH对酶活性的影响 D．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性 4．如图表示酶促反应，它所反映的酶的一种特性和a、b、c最可能代表的物质依次是 A．高效性、蛋白酶、蛋白质、多肽 B．专一性、淀粉酶、淀粉、麦芽糖 C．专一性、麦芽糖酶、麦芽糖、葡萄糖 D．高效性、脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸 5．某学校生物兴趣小组想要设计实验验证酶具有专一性，他们可以选择的材料如下：蛋白质块、蛋白质溶液、蛋白酶液、淀粉酶液、蒸馏水、双缩脲试剂、试管若干、恒温水浴锅、时钟等。甲、乙两同学设计了以下实验（甲选择A、B两组，乙选择C、D两组）。 四组中其他条件均适宜且相同。请回答下列问题：
第三节食品的生物特性 一、食品中的微生物 食品常常与环境发生各种形式的接触，从而引发微生物的污染 原料的生产、采购、加工、贮藏、运输、销售、烹调 各类食品的水活度，营养成分和组织结构各具特点，各类食品中生长的微生物也不同各类食品在保藏过程中微生物的活动规律、引起腐败变质的现象也各有特点 因此，了解食品中微生物的种类和活动规律对食品的安全保藏非常重要 （一）食品中微生物的来源及特点 来源：土壤，水，空气，生产流通环节相关的人员和器具，添加剂。 污染类型：内源性，外源性。 （二）微生物对食品安全性的影响 影响食品安全性的因素：化学性危害、生物性危害、物理性危害 生物性危害：主要是指生物（尤其是微生物）本身及其代谢过程、代谢产物（如毒素）等对食品原料、加工过程以及产品的污染，这种污染会对消费者的健康造成损害。 食品中的微生物危害：细菌性危害，真菌性危害，病毒性危害。 1.细菌性危害 是指细菌及其毒素产生的生物性危害。 食品被细菌特别是致病菌污染时，不仅会引起腐败变质，而更重要的是引起食物中毒。常见的引起食物中毒的细菌：沙门氏菌、副溶血性弧菌、葡萄球菌、变形杆菌、肉毒梭状芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、致病性大肠杆菌、志贺氏菌。 2.真菌性危害 食品中真菌性危害主要包括真菌及其毒素、有毒蘑菇及其对食品造成的危害 真菌性危害不仅使食品霉变腐败，而且还造成粮食类及其副产物食物中毒 霉菌性食物中毒的特点：没有传染性；其毒害受生物性因子支配，地方性、相对的季节性和波动性；耐高温，没有抗原性，不能引发机体产生抗毒素，也不能使机体产生其它感应物质。 食品中的致病真菌：麦角菌，禾谷镰刀菌，黄曲霉，寄生曲霉，青霉。 产毒特性 产毒的真菌只限于少数的几种，并且产毒真菌也只有一部分菌株产毒，同一种产毒真菌存在产毒能力不同的菌株原因不清（是取决于菌株本身生物学的特点，还是取决于外界条件的不同或者两者兼有），同一产毒菌株的产毒能力还表现出可变性和易变性，产毒菌株经过累代培养，可以完全失去产毒能力而成为非产毒菌株，一定情况下，又可以出现产毒能力。产毒菌株所产生的真菌毒素，并不具有严格的专一性，一种菌种或菌株可以产生几种不同的毒索，而同一毒素也可以由几种真菌产生。 常见的产毒霉菌主要有曲霉菌属、青霉属、镰刀菌属等 3. 病毒性危害 病毒具有专性寄生性，虽然不能在食品中繁殖，但可在食品中残存较长时间，食品为病毒提供了很好的保存条件。被病毒污染的食品一旦被食用，病毒即可在体内繁殖，引
SIMPACK车辆动力学习仿真系统 SIMPACK软件是德国INTEC Gmbh公司(于2009年正式更名为SIMPACK AG)开发的针对机械/机电系统运动学/动力学仿真分析的多体动力学分析软件包。它以多体系统计算动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件。SIMPACK软件的主要应用领域包括：汽车工业、铁路、航空/航天、国防工业、船舶、通用机械、发动机、生物运动与仿生等。 SIMPACK是机械系统运动学/动力学仿真分析软件。SIMPACK软件可以分析如：系统振动特性、受力、加速度，描述并预测复杂多体系统的运动学/动力学性能等。 SIMPACK的基本原理就是通过搭建CAD风格的模型（包括铰、力元素等）来建立机械系统的动力学方程，并通过先进的解算器来获取系统的动力学响应。 SIMPACK软件可以用来仿真任何虚拟的机械/机电系统，从仅仅只有几个自由度的简单系统到诸如一个庞大的火车。SIMPACK软件可以应用在我们产品设计、研发或优化的任何阶段。 SIMPACK软件独具有的全代码输出功能可以将我们的模型输出成Fortran或C代码，从而可以实现与任意仿真软件的联合。 车辆动力学仿真carsim CarSim是专门针对车辆动力学的仿真软件，CarSim模型在计算机上运行的速度比实时快3-6倍，可以仿真车辆对驾驶员，路面及空气动力学输入的响应，主要用来预测和仿真汽车整车的操纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性，同时被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。CarSim可以方便灵活的定义试验环境和试验过程，详细的定义整车各系统的特性参数和特性文件。 CarSim软件的主要功能如下: 适用于以下车型的建模仿真:轿车、轻型货车、轻型多用途运输车及SUV; 可分析车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、制动性及平顺性; 可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析; 可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果;包括图形化数据管理界面，车辆模型求解器，绘图工具，三维动画回放工具，功率谱分析模块;程序稳定可靠;
《降低化学反应活化能的酶第二课时：酶的特性》教案 （红安一中李凯） 一、教学目标 1、知识目标 （1）能够说明酶在细胞代谢中的特性。 2、能力目标： （1）通过学习实验《影响酶活性的条件》的探究过程，能够掌握科学探究的一般过程和方法，认同科学实验设计中的设计原则，提高创造性思维能力和实验动手能力； （2）通过小组学习，感受与人合作交流的乐趣，提高发现问题、解决问题的能力和语言表达能力。 3、情感目标 （1）通过设计实验方案，进行实验探究活动，形成良好的科学精神和态度。 （2）通过联系生活、生产实际，培养学习生物学的兴趣，形成关心科技发展、关心社会生活的意识，认同科技与社会发展的关系。 二、教学重、难点 1、教学重点：酶的特性 2、教学难点：探究“影响酶的活性的条件”的实验设计。 三、教学方法 1、教法：多媒体教学、问题式教学、合作探究式教学、实验教学 2、学法：独立学习、小组合作学习、课后学习 四、教学过程 1、演示实验，激发兴趣 向学生展示过氧化氢酶催化过氧化氢分解的实验，激发学生兴趣。导入“生活中的酶”。 2、复习导入，温故知新 呈现“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验结果。教师演示实验。 提问：（1）上述实验结果说明了酶具有什么功能？
（2）酶和FeCl3相比，哪一个的催化效率更高？说明酶的催化具有什么特点？ 教师总结：酶具有高效性 3、提供资料，归纳总结 过渡：酶除了具有高效性之外，还有没有其他特性呢？ 资料一：过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解，不能催化其他化学反应。 资料二：尿酶除了催化尿素分解外，对其他化学反应也不起作用 提问：（1）上述材料能够说明酶具有什么特性？ （2）加酶（蛋白酶）洗衣粉一般适用于棉、麻、化纤及混纺等原料的衣服，但不能用于羊毛、兔毛、蚕丝等蛋白质类纤维织物，你能做出解释吗？ 教师总结：酶具有专一性 4、发现问题，小组探究 过渡：许多无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应，那么酶起催化作用需要怎样的条件呢？ 呈现资料： 资料一：胃蛋白酶是分布于胃液（pH为0.9~1.5）中的一种消化酶，能够水解蛋白质为多肽。研究发现，当胃蛋白酶流入小肠（小肠液pH为7.6）后便失去其功能。 提问：（1）分析上述资料，你能提出什么问题吗？ 资料二：大多数酶都是蛋白质。蛋白质在高温、强酸强碱条件下会变性失活，失去其生理功能。 提问：（2）分析上述资料，你能推测pH是如何影响酶活性的吗？ （3）如何去证明我们的假设是否正确呢？ 小组活动：将学生分成小组（4-6人/组），以小组为单位完成学案，讨论、设计“pH对酶活性的影响”实验设计方案。 学生以小组为单位进行讨论，设计实验方案。教师巡视指导。 学生以小组为单位汇报讨论结果，组员帮忙补充完善，其他学生进行质疑。 教师归纳总结学生的问题，引导学生完善实验设计。 教师指导学生实验（两组学生上台演示实验，其他学生认真观察实验，记录实验结果）提问：（1）实验结果与你的预期结果是一致的吗？你的假设是否成立？ （2）你能将自己的实验结果以曲线图的形式呈现出来吗？ 教师总结：pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。即酶的催化条件比较温和。
2013-2014学年上学期高一生物限时练习 命题人：做题人：满分：90分时间：45分钟2013 一、选择题（每题2分，共60分） 1.在人体和高等植物体内，pH由5上升到12的过程中，酶的催化速率将( ) A．先升后降B．不断上升C．不断下降D．先降后升 2．进入冬眠的动物体，代谢极为缓慢，最根本的原因是（） A、体内酶活性降低 B、气温低 C、进食少 D、消耗能量少 3．下图纵轴为生成物量，横轴为反应时间，其中能正确表示酶浓度增加， 而其他条件不变时，生成物量变化的曲线图是(图中虚线表示酶浓度增加后的变化曲线) 4.有一种酶催化反应P＋Q→R。下图中实线表示在没有酶时此反应的进程。在t1时，将催化此反应的酶加入反应混合物中。图中表示此反应进行过程的曲线是( )(［P］、［Q］、［R］分别代表P、Q、R的浓度) A 曲线A B曲线 B C 曲线C D 曲线D 5.在唾液淀粉酶在催化淀粉水解的试验中，将唾液稀释10倍与用唾液原液的效果一样，这表明酶具有（） A.专一性 B 高效性 C 多样性 D 稳定性 6.唾液淀粉酶进入胃后，将（） A. 继续催化淀粉水解 B. 停止催化淀粉水解 C. 自身被其他酶催化水解 D. 受胃液保护不被水解 7.将乳清蛋白、淀粉、唾液淀粉酶、胃蛋白酶和适量水混合装入容器，调节PH=2，保存于37℃水浴锅内，过一段时间后，容器内剩余的物质是（）
A、淀粉胃蛋白酶多肽水 B 唾液淀粉酶麦芽糖胃蛋白酶多肽水 C 唾液淀粉酶胃蛋白酶多肽水 D 唾液淀粉酶淀粉胃蛋白酶水 8.果酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶沉淀就能消失，而加入其他酶则无济于事，这说明（） A 酶的催化作用具有专一性 B 酶的化学成分是蛋白质 C 酶的催化作用受环境影响 D 酒中的沉淀是氨基酸 9.向蔗糖滞液中注入适量的新鲜a一淀粉酶溶液，放在60℃下保温5 min，然后用斐林试剂检测发现( ) A．生成了砖红色沉淀B．混合溶液变成了紫色 C．混合溶液的颜色不变D．生成了橘红色的小颗粒 10．在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适用于除去细胞壁（） A 蛋白酶 B 盐酸 C 纤维素酶 D 淀粉酶 11分别用0℃和100℃的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（） A 经过0℃处理的酶的活性能够恢复 B 经过100℃处理的酶的活性能够恢复 C经过0℃处理的酶的空间结构能够恢复 D 经过100℃处理的酶被水解成氨基酸 12．蛋白酶水解蛋白质，破坏了蛋白质的（） A 全部肽键 B 空间结构 C 氨基酸 D 双螺旋结构 13、将可溶性淀粉酶溶液与某液体混合后，再分别滴加适量的新鲜淀粉溶液，在适宜温度下经过一定时间，再滴入碘液不变蓝，该液体是( ) A．蒸馏水B．、盐酸溶液C．氢氧化钠溶液D．浓石灰水 14．根据下图依次指出每一图形最可能代表了什么因素对酶的作用的影响。曲线中纵坐标表示反应速度，横坐标表示影响因素。则a、b、c、d四曲线分别表示（） ①酶浓度②底物的浓度③温度④pH A ①②③④ B ②③④① C ③④①② D ④③②① 15．人在发高烧时，常常没有食欲，最根本的原因是( ) A．所吃食物不能消化B．食物残渣不能排出 C．体温超过37℃，消化酶的活性下降D．胃没有排空 16．在“影响酶活性的条件”实验的最后阶段，加碘液不变蓝的试管是( ) A．37℃温水中放置的试管B．沸水中放置的试管 C．冰块中放置的试管D．A、B、C三项均可
酶的特性 【学习目标】 1、理解酶的定义并阐明酶的特性。理解掌握影响酶活性的因素.识记酶与普通催化剂的异同。 2、通过本节课学习，学会实验设计的方法。 3、通过设计实验方案、进行实验探究活动，使学生具有探索、创新、合作和勇于实践的科学精神与态度。 【自主学习】 1．酶的定义：酶是__________________产生的具有________________的________________，其中绝大多数酶是________________，少数酶是________________。 2．酶的特性：①酶具有________________性；②________________性，即每一种酶只能催化________________或________________化学反应。③酶的作用条件较温和。细胞中几乎所有的化学反应都是由酶来催化的。酶对化学反应的催化效率称为________________。一般来说，动物体内的酶最适温度在________________之间，植物体内的酶的最适温度在________________之间。动物体内的酶最适PH大多在________________之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适PH为________________；植物体内的酶最适PH大多数在________________之间。 3．________________、________________或________________ ，会使酶的________________遭到破坏，使酶________________。0℃左右的低温虽然使酶的活性________________，但能使酶的保持稳定，在适宜的温度下酶的活性________________ 。 A.1、2、3 B.2、3、4 C.3、4、5 D.2、4、5 5．通过上述实验中的1和2号试管比较，说明的问题是（） A.酶具有催化性 B.酶具有专一性 C.酶具有高效性 D.酶是有机物 6通过上述实验中的1和3号试管比较，说明的问题是（） A.酶具有催化性 B.酶具有专一性 C.酶具有高效性 D.酶具有稳定性 7.通过上述实验中的1和4号试管比较，说明的问题是（）。 A.酶具有高效性 B.酶具有专一性 C.酶活性受温度影响 D.酶具有稳定性 8．通过上述实验中的1和5号试管比较，说明的问题是（） A.酶具有高效性 B.酶具有专一性 C.酶具有稳定性 D.酶活性受pH影响 9. 以下实验可以验证酶作用的特性：以20％过氧化氢溶液为反应底物，观察结果如下表 所示：
毛霉的分纯 一、实验原理：毛霉无匍匐枝及假根，营养菌丝能渗入琼脂培养基内 1.5- 2.0mm处。孢囊梗直接由气生菌丝胜出，单生，较少分枝，分枝常出现在近顶端处呈单轴式，各分枝顶端均生孢子囊。孢子囊呈球状，成熟后可见表面有刺状突起。囊轴近球形或卵形，未见明显囊领，无囊托。孢囊孢子呈短卵形或球形，表面光滑。 二、实验方法 （1）从长满菌丝的培养基上取一小块与5ml无菌水中，振摇，制成孢子悬液。 （2）用接种环取该孢子悬液在灭菌马铃薯葡萄糖培养基平板表面划线分离，20℃培养1-2d,以获取单菌落。 （3）根据形态鉴别毛霉。菌落呈白色棉絮状，菌丝发达。于载玻片上加一滴石炭酸乳酚油，用解剖针从菌落边缘挑取少量菌丝于载玻片上，轻轻将菌丝体分开，加盖玻片，于显微镜下观察孢子囊、梗的着生情况。若无假根和匍匐菌丝或菌丝不发达，孢子梗直接由菌丝长出，单生或分枝，则可初步确定为毛霉，必要时可进一步通过生理生化试验予以验证。 （3）性能测定毛霉菌用马铃薯葡萄糖培养基培养后测其蛋白酶活力，以定优劣。 根霉的分离 实验原理：根霉的特点是蔓延繁殖，没有一定的菌落形态，常易与其它霉菌混生。所以分离时可采取大稀释度、早移植、添加抑制剂等措施，可获得良好结果。分离培养后可依照形态特征进行鉴别。 实验方法： （1）从长满菌丝的培养基上取一小块于10ml无菌水中，制成均匀的悬浮液。 （2）融化葡萄糖豆芽汁琼脂培养基制作平板。
（3）将上述悬液以10倍法108 ，取后三个稀释度的稀释液各0.2ml于无菌培养皿中（每一稀释度平行两个皿），用玻璃涂布器涂布均匀，置25℃培养18h。 （4）观察有无菌丝生长，由于此时菌丝细段短颜色与培养基相似，不易发现，故宜在光线处斜视。用接种钩挖菌丝一段，植于豆芽汁斜面培养基中25℃培养3d. （5）鉴定根据形态鉴别根霉，必要时可进一步通过生理生化试验予以验证。 性能测定根霉菌用米粉或麸皮培养基培养后测其糖化酶活力，以定优劣。 （6）