2011生物高考第一轮专题复――选修1 专题3 酶的研究与应用

高考总复习.生物选修1生物技术实践专题3酶的研究与应用高考总复习.生物专题3酶的研究与应用高考总复习.生物考纲内容及能力要求考向定位1.酶的存在与简单制作方法2.酶活性测定的一般原理和方法3.酶在食品制作和洗涤等方面的应用4.制备和应用固定化酶1.酶在食品制造和洗涤剂生产等方面的应用2.固定化酶、固定化细胞制备的优缺点和在生产中的应用高考总复习.生物基础梳理高考总复习.生物果胶酶在果汁生产中的作用基础梳理①基本组成单位：__________②对果汁制作的影响：影响果汁的__________和__________定义：是分解果胶的__________的总称，包括____________________、__________和__________等果胶来源：__________、__________、__________和__________均能产生果胶酶。由__________发酵生产的果胶酶广泛地应用于果汁加工业作用：①__________；②__________果胶酶半乳糖醛酸出汁率澄清度一类酶糖醛酸酶多聚半乳果胶分解酶果胶酯酶植物霉菌酵母菌细菌霉菌分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清高考总复习.生物概念：指酶催化一定化学反应的能力.衡量指标：通常用单位时间内、单位体积中_______________或________________来表示。本实验中可用果汁的_________________作为衡量果胶酶的活性的指标酶的活性出汁率和澄清度反应物的减少量产物的增加量高考总复习.生物归纳整合一、果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。二、果胶对果汁制作的影响影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。高考总复习.生物三、果胶酶它是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。果胶半乳糖醛酸四、果胶酶在果汁制作中的作用1.分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；使果胶水解为半乳糖醛酸。2.提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。果胶酶高考总复习.生物跟踪训练在观察果胶酶对苹果匀浆的作用的实验中，将苹果匀浆放在90℃恒温水中保温4min，其目的是（）A.杀灭苹果匀浆中的微生物B.使果胶分解，从而提高出汁率C.使苹果匀浆中原有的果胶酶变性失活，以排除对实验的干扰D.果胶酶的最适温度为90℃，此时酶的活性最高高考总复习.生物解析：D项中明显的是，90℃不可能为果胶酶的最适温度，该温度下酶会变性失活。由于实验是要观察果胶酶对苹果匀浆的作用，因而实验变量应为有无果胶酶或果胶酶量的多少，苹果匀浆中原有的酶会影响实验结果。故答案应选C。答案：C高考总复习.生物探讨加酶洗衣粉的洗涤效果基础梳理常用的有四类：__________、__________、__________和__________其中应用最广泛、效果最明显的是_________和__________________加酶洗衣粉中的酶制剂蛋白质多肽氨基酸脂肪甘油+脂肪酸淀粉麦芽糖蛋白酶肽酶脂肪酶淀粉酶应用原理蛋白酶脂肪酶淀粉酶纤维素酶碱性蛋白酶碱性脂肪酶高考总复习.生物归纳整合一、加酶洗衣粉加酶洗衣粉就是在合成洗衣粉中，加入0.2％～0.5％的酶制剂制成的。在洗衣粉中添加的酶的种类很多，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶等。我国在洗衣粉中添加的酶最主要的是碱性蛋白酶。这种酶能耐碱性条件，而且耐贮存，对皮肤、衣物没有刺激和损伤的作用。碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附着的血渍、汗渍、奶渍、酱油渍等污物，都会在碱性蛋白酶的作用下，结构松弛、膨胀解体，稍加搓洗，污迹就会从衣物上脱落。高考总复习.生物使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点：（1）碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维（羊毛、蚕丝等）织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏；（2）使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在35～50℃时活性最强，在低温下或70℃以上就会失效；（3）加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活力损失；（4）加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失；（5）添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以水解人体皮肤表面的蛋白质，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。高考总复习.生物二、加酶洗衣粉的使用条件和效果普通洗衣粉的化学成分有：表面活性剂［主要是阴离子表面活性剂（洗衣粉主要成分），有的还有非离子型表面活性剂，优先吸附在各种界面上，降低表面张力，改变界面状态，洗涤时去污作用增强］、水软化剂、碱剂、漂白粉等成分，有的洗衣粉中还含有增白剂、香精、色素以及填充剂等。加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉,目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。其中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。高考总复习.生物酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性小分子肽和氨基酸。蛋白质多肽氨基酸脂肪甘油+脂肪酸淀粉麦芽糖蛋白酶肽酶脂肪酶淀粉酶酶不能直接添加到洗衣粉中，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性。将用基因工程生产出的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其他成分隔离开来。但这不属于酶固定化技术。影响酶活性的因素有温度、酸碱度和表面活性剂。高考总复习.生物三、普通洗衣粉与加酶洗衣粉的相同点与不同点普通洗衣粉加酶洗衣粉相同点相同点表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂分子分散开；水软化剂可以分散污垢；等等不同点酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易于溶于水，从而与纤维分开高考总复习.生物跟踪训练在探究不同温度对加酶洗衣粉影响的实验中，下列说法不正确的是（）A.应根据当地一年中实际气温变化来确定水温B.可选择洗涤不同污渍的白布作对照C.选择水温应考虑衣服的承受能力D.选择水温应考虑洗涤成本高考总复习.生物解析：考查加酶洗衣粉应用中应该注意的问题的相关知识。该实验在设置变量时，变量的范围应尽量考虑其可行性及生活实际。此外，衣物的洗涤，不仅要考虑洗涤效果，还要充分考虑衣物的承受能力和洗涤成本等因素。B选项中白布的污渍属无关变量，各组中应保持一致。答案：B高考总复习.生物酵母细胞的固定化基础梳理包埋法、化学结合法和物理吸附法一般来说，酶更适合采用_______________固定化，而细胞多采用__________固定化固定化酶与固定化细胞技术常用方法应用实例：使用固定化_____________利用葡萄糖生产高果糖浆葡萄糖异构酶化学结合法和物理吸附法包埋法高考总复习.生物常用载体：__________、琼脂糖、海藻酸钠、__________和聚丙烯酰胺等实验步骤：①酵母细胞的活化②配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液③配制海藻酸钠溶液④海藻酸钠溶液与酵母细胞混合⑤固定化酵母细胞固定化酵母细胞醋酸纤维素明胶高考总复习.生物归纳整合一、固定化技术固定化技术的方法：包埋法、化学结合法(将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上的固定方式)和物理吸附法。一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。原因是细胞个体大，酶分子很小，个体大的细胞难以被吸附或结合，个体小的细胞酶容易从包埋材料中漏出。高考总复习.生物二、直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化反应的优缺点比较类型优点缺点直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，增加了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量固定化酶酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都需通过一系列的酶促反应才能得到高考总复习.生物类型优点缺点固定化细胞成本低，操作更容易；能催化一系列反应固定后的细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降等。由于细胞是生活态的，因而对反应条件的要求增加高考总复习.生物跟踪训练（2009年江苏卷）下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是（）A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B.固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C.利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，需提供适宜的营养条件D.利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物高考总复习.生物解析：本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识。B选项，固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高，耐受性比较好，它和溶解氧没什么关系；C选项，利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，这纯粹是化学反应，不需要提供营养条件，固定化细胞发挥作用时则需要。D选项，利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用既作为反应底物也作为碳源来调节酵母菌的代谢方式。答案：A高考总复习.生物热点聚焦高考总复习.生物探究加酶洗衣粉的使用（2008年江苏卷）为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。高考总复习.生物水温/℃1020304050组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍时间67666852518336347711126891167清除油渍时间93789587639182468575277769868高考总复习.生物（1）提高洗衣粉去污能力的方法有______________________。甲组在洗衣粉中加入了__________。乙组在洗衣粉中加入了________________________________________。（2）甲、乙两组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有__________。（3）如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由________________________________________________________________________________。高考总复习.生物（4）加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由________________________________________________________________________________。高考总复习.生物解析：（1）根据所给信息，提高洗衣粉去污能力的方法有加酶和适当提高温度。(2)加的酶的种类不同，洗涤效果有差异，说明酶具有专一性。(3)解读表格可以看出，3组洗涤效果之间没有差异，因为高温使酶失活。(4)固定化酶的优点是可以重复利用，酶的固定化技术是把酶固定在不溶于水的多孔性载体上。答案：（1）加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶（2）专一性（3）没有差异，因为高温使酶失活（4）未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用高考总复习.生物名师点睛：（1）探究用加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤的效果的不同①在2个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。②取2块大小相等的白棉布，用滴管在每块白布上分别滴上等量的墨水，分别放入烧杯里，用玻璃棒搅拌。③将2个烧杯分别放入同等温度的温水中，保温5分钟。④称取5克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉2份，分别放入2个烧杯中，用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。⑤观察并记录2个烧杯中的洗涤效果。高考总复习.生物（2）探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度的条件①在3个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。②取3块大小相等的白棉布，用滴管在每块白布上分别滴上一滴食用油、鸡血、牛奶，分别放入烧杯里，用玻璃棒搅拌。③将3个烧杯分别放入50摄氏度的热水、沸水和冰块中，保温5分钟。④称取5克加酶洗衣粉3份，分别放入3个烧杯中，用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。⑤观察并记录3个烧杯中的洗涤效果。高考总复习.生物（3）探究不同种