2020版高考生物总复习 第34讲 酶的制备及应用教案 中图版

-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第34讲酶的制备及应用最新考纲全国卷考情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近三年考纲不作要求考点一酶在果汁生产中的应用果胶酶在果汁生产中的作用(1)果胶①作用：植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一；在果汁加工中，会影响出汁率并使果汁浑浊。②成分：由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。③特点：不溶于水。(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、果胶分解酶和果胶酯酶等。②作用：果胶――→果胶酶可溶性半乳糖醛酸(3)酶的活性及其影响因素①酶的活性含义：指酶催化一定化学反应的能力表示方法：单位时间内，单位体积中反应物的减少量或生成物增加量②影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等。(4)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-2-↓设置一系列具有梯度的pH或温度↓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。(5)探究果胶酶的最适用量①实验流程②实验结果分析如果随着酶浓度的增加，过滤得到的果汁体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤得到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，这个值就是酶的最适用量。(1)为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？提示将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。(2)在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？如果需要，是如何设置的？提示需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。(2015·海南卷，30)[生物——选修1：生物技术实践]生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。回答下列相关问题：(1)某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，-3-测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是_____________________________________________________________________________________________________________。(2)现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0℃、5℃、10℃、40℃下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有和。(3)某同学取5组试管(A～E)分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计(填“能”或“不能”)达到目的，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)探究不同来源果胶酶的活性(2)温度梯度设置不合理温度范围设置不合理(3)不能E组没有加入等量的缓冲液，违背了单一变量原则考点二酶在洗涤方面的应用加酶洗衣粉在洗涤中的作用(1)加酶洗衣粉：指含酶制剂的洗衣粉。(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→小分子肽或氨基酸血渍、奶渍等脂肪酶脂肪→甘油和脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、口红等淀粉酶淀粉→麦芽糖、葡萄糖来自面粉等的污垢纤维素酶使纤维的结构变得蓬松棉纺品的表面浮毛(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、-4-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，其变量分析如下表。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)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(1)使用加酶洗衣粉时宜用开水、温水还是凉水浸泡？提示酶的催化作用需要适宜的温度，用温水浸泡衣物可以缩短衣物的浸泡时间，加快洗涤。(2)某同学打算用丝绸作实验材料探讨含蛋白酶洗衣粉的洗涤效果，合适吗？为什么？提示不合适。因为丝绸的主要成分是蛋白质，它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，损坏衣物。(2016·海南高考，30)回答下列问题：(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是______________________________。若要去除衣服上的血渍，应选择含有(填“蛋白酶甲”、“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉，理由是__________________________________________________________________________________________________。(2)某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的做-5-法(填“合理”或“不合理”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知溶液的pH可以影响酶的活性，请推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中(填“羧基和氨基”、“氨基和甲基”、“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基团的解离状态。答案(1)开水使血迹中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗蛋白酶丙碱性条件下只有蛋白酶丙有活性(2)不合理蛋白酶会降解脂肪酶(3)羧基和氨基考点三固定化酶和固定化细胞1.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介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。②特性：与游离酶相比较，稳定性好，与底物和产物容易分离，易于控制，能反复多次使用；便于运输和贮存，有利于自动化生产。(2)固定化细胞：是指固定在一定空间范围内的、能够进行生命活动并且可以反复使用的活细胞，又叫做固定化活细胞或固定化增殖细胞。(3)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-6-一般来讲，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，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。2.制备固定化酵母细胞及用固定化酵母细胞发酵(2016·经典高考)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行试验，流程及结果如下。请回答下列问题：-7-制备固定化绿球藻凝胶球―→清洗2～3次―→培养液中培养――→取适量凝胶球柠檬酸钠溶液溶解凝胶球，测定藻数量(1)实验中的海藻酸钠作用是，CaCl2的作用是。(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用洗涤。图1中1.0%海藻酸钠培养24h后，移去凝胶球，溶液呈绿色，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)为探索固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，应选用浓度为海藻酸钠制备凝胶球。(4)图2中空白凝胶球组Zn2＋浓度下降的原因是。结合图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48h间Zn2＋浓度下降速度较快的主要原因是__________________________________________________________；72～96h间Zn2＋浓度下降速度较慢的原因有__________________________________________________________________________________________________。解析(1)海藻酸钠溶液在CaCl2溶液中形成凝胶球，包埋绿球藻。(2)可采用培养液或生理盐水洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性。溶液呈绿色，说明固定化的绿球藻数量少，原因是海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)。(3)根据图1可知，浓度为2.0%的海藻酸钠制备的凝胶球最有利于绿球藻的繁殖。(4)空白凝胶球容易吸附Zn2＋，导致溶液中Zn2＋浓度下降；根据图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48h间绿球藻数量增加最快(处于“S”型曲线的K/2值处)，导致Zn2＋浓度下降速度较快，72～96h间绿球藻数量基本不再增加。答案(1)包埋绿球藻(包埋剂)与海藻酸钠反应形成形成凝胶球(凝固剂)(2)培养液(生理盐水)海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)(3)2.0%(4)凝胶球吸附Zn2＋绿球藻生长(增殖)速度快绿球藻生长(增殖)速度减慢，溶液中Zn2＋浓度较低-8-(1)直接使用酶的三大缺点①对环境条件非常敏感，容易失活。②溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本。③反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。(2)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随堂·真题&预测1.(经典高考)下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是()A.用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞B.进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜C.注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状D.包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性解析海藻酸钠溶解时要先加水，之后小火间断加热并不断搅拌，完全溶化后用蒸馏水定容，冷却至室温后，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，再固定，A错误；包埋时氯化钙溶液的作用是使胶体聚沉，B错误；滴加溶液时注射器或滴管不能贴近液面，否则凝胶珠会呈蝌蚪状，C错误；制作成功的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，D正确。答案D2.(2013·海南高考)若要提高衣物上血渍的去除效果，可在洗衣粉中加入酶，因为该酶能将血红蛋白水解成可溶性的或；若要提高衣物上油渍的去除效果，洗衣粉中可添加酶；使用加酶洗衣粉时，水温过低或过高时洗涤效果不好的原因分-9-别是______________________________________________