2020高考生物大一轮复习 第十二单元 第4讲 酶的应用课件 新人教版

研考点•重点难点探究固考基•双基体系优化目录ONTENTSC悟高考•真题演练4课时作业第十二单元生物技术实践第4讲酶的应用[考纲要求]1.酶活力测定的一般原理和方法。2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。3.制备和应用固相化酶。一、果胶酶在果汁生产中的作用1．果胶(1)作用：以及胞间层的主要组成成分之一；在果汁加工中，会影响并使果汁浑浊。(2)成分：由聚合而成的一种高分子化合物。(3)特点：不溶于水。植物细胞壁半乳糖醛酸出汁率2．果胶酶(1)成分：是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和等。(2)作用：果胶――→果胶酶可溶性。半乳糖醛酸果胶酯酶二、加酶洗衣粉在洗涤中的作用1．加酶洗衣粉：指含的洗衣粉。2．酶制剂的种类与洗涤原理种类洗涤原理洗涤的物质种类蛋白酶蛋白质→或氨基酸血渍、奶渍等脂肪酶脂肪→食品的油渍、人体皮脂、口红等淀粉酶淀粉→来自面条等的污垢酶使纤维的结构变得蓬松棉纺品的表面浮毛酶制剂小分子肽甘油和脂肪酸麦芽糖、葡萄糖纤维素注：酶制剂中的蛋白酶、淀粉酶等并非是单一酶，而是复合酶，如蛋白酶制剂实际包括蛋白酶和肽酶，可将蛋白质水解成小分子肽和氨基酸。三、固定化酶和固定化细胞1．固定化酶(1)形成：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种上，使之成为的制剂。(2)特性：与游离酶相比较，好，与底物和产物容易分离，易于控制，能反复多次使用；便于，有利于自动化生产。运输和贮存介质不溶于水而又有酶活性稳定性2．固定技术(1)概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。(2)方法(连线)(3)适用对象一般来讲，酶更适合采用和物理吸附法固定化，而细胞多采用固定化，这是因为个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶则易从包埋材料中漏出。包埋法化学结合法3．淀粉酶水解作用的检测淀粉――→α­淀粉酶糊精――→β­淀粉酶――→糖化淀粉酶葡萄糖遇碘显色遇碘显色遇碘不显色红蓝麦芽糖1.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，可以水解掉衣物中的蛋白质等有机污渍。请回答下列问题：(1)构成碱性蛋白酶的基本单位是，碱性蛋白酶的合成场所是细胞中的。(2)由上图可知，该实验的目的是探究。50℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是%。氨基酸温度、碱性蛋白酶的含量对去污力的影响0.6核糖体(3)根据以上实验结果，写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施：。(4)若要比较添加该蛋白酶的洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果，应注意控制实验变量，请列举控制无关变量的措施：(至少三条)。(5)在日常生活中使用洗衣粉时，有人先用沸水溶解洗衣粉再浸泡衣物，该方法能否用于题目中所说的加酶洗衣粉？为什么？。用温水浸泡、增①两种洗衣粉的用量相同；②被洗涤的布料及污渍状态不能，因为碱性蛋白酶的化学本质为蛋白质，加洗衣粉的用量等(写出两项合理答案即可)相同；③洗涤时所用水量及温度(一般为常温)相同；④浸泡和洗涤的时间相同(答出三条即可)其遇高温会变性失活，失去催化功能。2．据图分析回答下列问题：(1)酶所降低的活化能可用图1中段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将(填“上移”或“下移”)。(2)图2纵轴为酶促反应速率，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系的是(填“A”或“B”)。(3)某实验小组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，进行了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，表为实验记录：ab上移B温度/℃1020304050组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍时间/min67668852518336347711126891167清除油渍时间/min93789587639182468575277769868①甲组在洗衣粉中加入的酶是；乙组在洗衣粉中加入的酶是。②如果甲、乙和丙3组均在水温为90℃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。蛋白酶蛋白酶和脂肪酶没有差异，因为高温使酶失活考点一探究酶的活性及对加酶洗衣粉的洗涤效果的探究[考点研析]1．酶的活性(1)概念：指酶催化一定化学反应的能力。(2)表示方法：用在一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速率来表示。(3)酶反应速率的表示方法：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。(4)酶活性的影响因素：温度、pH和酶的抑制剂等。2．探究温度和pH对果胶酶活性的影响(1)实验原则：遵循单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。(2)实验原理：果胶酶的活性受温度、pH和酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。(3)实验流程制备果泥↓设置一系列具有梯度的pH和温度↓加入果胶酶反应一段时间↓过滤果汁(4)分析：该实验的自变量是温度或pH，因变量是酶的活性，检测因变量是通过测定果汁的体积或比较澄清度来实现的。3．对加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法(1)判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法：可在洗涤后比较污物的残留状况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。(2)加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法：实验设计遵循的原则是对照原则和单一变量原则，如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，以洗衣粉的种类为自变量，其他条件完全一致；同时，普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照。(3)变量分析实验自变量因变量无关变量探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果洗衣粉种类(普通和加酶)探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果加酶洗衣粉中酶的种类探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响温度洗涤效果水的用量，污物的量，实验用布的质地与大小，不同洗衣粉的用量，搅拌、洗涤时间等[命题探究]1．某同学用不同种类的洗衣粉进行了如下实验。请分析回答相关问题：实验一：温度/℃303540455055普通洗衣粉去污力/%1518202121.522加酶洗衣粉去污力/%304048504837(1)该实验的目的是探究_______________________________________。(2)上述实验结果可以得出的结论是_________________、________________________。实验二：探究复合酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果是否存在差异。实验设计如下：项目设计内容对照设置两组实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉变量控制两组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部相同结果观察根据污渍去除程度得出结论(3)该实验设计中有一处明显的错误，请指出_________________________________。(4)修改后的实验最可能的实验结果是___________________________________。(5)推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于保护生态环境，这是因为______。解析：(1)实验一中有两个变量：温度和洗衣粉的种类。可以探究同一温度下不同种类洗衣粉洗涤效果的比较；也可探究不同温度对同一种洗衣粉洗涤效果的影响。(2)根据单一变量实验原则，可以得出结论：相同温度下加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高；使用加酶洗衣粉的适宜温度为45℃左右。(3)探究复合酶洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果，实验变量应为复合酶洗衣粉和普通洗衣粉。(4)复合酶洗衣粉中的酶具有高效性，洗涤效果高于普通洗衣粉。(5)加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷无磷的方向发展，减少对环境的污染。答案：(1)不同种类的洗衣粉在不同温度下去污力的变化(2)相同温度下加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高使用加酶洗衣粉的适宜温度为45℃左右(合理即可)(3)对照设计错误，应设计复合酶洗衣粉和普通洗衣粉作为对照(4)使用复合酶洗衣粉的去污程度大于普通洗衣粉的去污程度(5)加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷无磷的方向发展，减少对环境的污染2．假设你已经探究了果胶酶的最适温度(45℃)和最适pH(4.8)，你还想进一步研究果胶酶的最适用量。此时，实验的变量是________。合理地设置果胶酶用量的梯度后，可通过苹果泥出汁的多少来判断酶的用量是否合适。请根据所给的材料和用具完成以下探究实验。(1)材料用具：制备好的苹果泥、恒温水浴装置、试管、漏斗、滤纸、量筒、试管夹、质量分数为2%的果胶酶溶液、质量分数为0.1%的NaOH和盐酸。(2)实验步骤：①取6支试管，编号1～6，分别加入________，调节pH至4.8。②向1～6号试管中分别加入________，然后放入45℃恒温水浴装置中________。③________________。(3)结果与讨论：怎样根据实验数据确定某一果胶酶用量是最适用量？________________________________________________________________________。解析：在探究果胶酶的用量时，应该把果胶酶的用量作为自变量，严格控制无关变量，即把温度和pH都控制在最适宜的条件下，还要把反应控制在一定时间之内。(2)①取6支试管，编号1～6，分别加入等量的苹果泥，调节pH至4.8；②向1～6号试管分别加入不同体积的果胶酶溶液，然后放入45℃恒温水浴装置中保温相同时间。③过滤苹果泥并记录果汁体积。(3)随着果胶酶用量的增加，过滤得到的果汁的体积也增加，当果胶酶的用量增加到某个值后，再增加果胶酶的用量，过滤得到的果汁体积不再增加，则这个值(即果汁不再增加的果胶酶的用量)就是果胶酶的最适用量。答案：(1)果胶酶的用量(2)①等量的苹果泥②不同体积的果胶酶溶液保温相同时间③过滤苹果泥并记录果汁体积(3)随着果胶酶用量的增加，过滤到的果汁的体积也增加。当果胶酶的用量增加到某个值后，再增加果胶酶的用量，过滤到的果汁体积不再改变，说明这个值就是果胶酶的最适用量考点二固定化酶和固定化细胞[考点研析]1．固定化酶与固定化细胞的比较固定化酶固定化细胞固定酶的种类一种一系列适用方法化学结合法、物理吸附法包埋法特点优点酶既可与反应物结合，又可与产物分离，固定在载体上的酶可反复利用成本低，操作容易缺点一种酶只能催化一种或一类化学反应可能导致反应效率下降实例固定化葡萄糖异构酶固定化酵母细胞2.制备固定化酵母细胞及用固定化酵母细胞发酵[命题探究]3．根据下面制备固定化酵母细胞实验的流程回答问题：酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞(1)在________的状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物恢复________状态。活化应选用足够大的容器，因为酵母细胞活化时___________________。(2)决定实验成败的关键步骤是________。(3)如果海藻酸钠溶液浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目________。(4)观察形成的凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明________；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明_____________________________________。(5)制备固定化酶不宜用包埋法，为什么？__________。解析：(1)酵母菌在缺水的状态下会处于休眠状态，需加水活化，否则制成的固定化酵母细胞在发酵时酶活性较低且酵母菌增殖缓慢。(2)该实验的关键操作是海藻酸钠溶液的配制。(3)如果海藻酸钠溶液的浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞的数目少，影响实验效果。(4)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明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，说明海藻酸钠溶液的浓度偏高，制作失败，需要再尝试。(5)由于酵母菌细胞个体较大，不易从包埋材料中漏出，故细胞的固定化一般采用包埋法。因为酶分子很小，容易从包埋材料中漏出，所以制备固定化酶不宜用包埋法。答案：(1)缺水正常的生活体积增大(2)配制海