2013届高考生物一轮复习课件：选修1 第4讲 酶的研究与应用（人教新课标）.ppt

1、一、果胶酶在果汁生产中的作用1果胶酶的作用果胶酶可以分解果胶，使变得更容易；果胶分解后，也使得果汁变得。2探究果胶酶的最适温度、pH在探究果胶酶的最适温度(pH)的实验中：(1)自变量为：。榨取果汁澄清温度(pH)(2)无关变量为等。(3)可通过测定或观察予以确认酶活性。(4)探究温度因素时应如何操作？在混合苹果泥和果胶酶之前，要。苹果泥用量、反应时间果汁体积果汁澄清度将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中同温恒温处理3探究果胶酶的用量(1)若随着酶的用量增加，说明酶的用量不足。(2)若增加酶的用量，说明酶的用量已经足够。二、探讨加酶洗衣粉的洗剂效果1加酶洗衣粉常用的酶制剂加酶洗衣粉常用的酶制剂有

2、：、和。其中应用最广泛、效果最明显的是和。过滤到的果汁体积也增加过滤到的果汁的体积不再改变蛋白酶碱性蛋白酶碱性脂肪酶淀粉酶纤维素酶脂肪酶2加酶洗衣粉的去污机理碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶分别把大分子脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质。3不同种类的洗衣粉的洗涤效果酶具有，复合酶洗衣粉由于，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。专一性氨基酸或小分子肽加入的酶制剂种类较多三、酵母细胞的固定化1固定化酶的应用实例果糖生产(1)将果糖生产中所用的进行固定，可以连续使用该酶，降低了生产成本，提高了产品质量和生产效率。(2)固定化酶技术使

3、用的反应柱上的孔应该满足无法通过，能自由出入的条件。葡萄糖异构酶酶颗粒反应溶液2固定化细胞技术(1)概念：固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞的技术。(2)方法：包括、化学结合法和。(3)固定细胞多采用。固定在一定空间内包埋法物理吸附法包埋法3制备固定化酵母细胞的实验操作步骤配制0.05 molL1的CaCl2溶液配制与混合固定化酵母细胞。酵母细胞的活化酵母细胞海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液考点一探究果胶酶活性的影响因素及其用量考情解读近几年高考题中虽然本部分所占分值不大，但是每年都有所考查，形式上以简答题为主，难度较小，命题常联系果汁加工生产、加酶洗衣粉等生产生活实际，考查酶特性的探

4、究实验分析与设计。做一题例1在果汁生产中用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：(1)实验方法：请将上图中所示的操作进行排序_。(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如下图中曲线甲所示：图中自变量是温度，除此之外还可用_表示。A酶的浓度 B苹果泥的量C水的加入量DpH图中的纵坐标还可用_来表示。实验步骤中，在果胶酶和苹果泥混合前，将二者分装在不同试管中并进行恒温的目的是_。实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是_。引起曲线乙下移的原因是_(至少答出两条)。(3)下表是某实验小组的详细实验结

5、果：温度/1020304050607080果汁量/mL813152515121110根据上述结果，说明当温度为_时果汁量最多，能不能确定该温度就是果胶酶的最适温度？_；如果不能，请设计出进一步探究果胶酶的最适温度的实验方案。解析本题以探究果胶酶的某些特性的实验为载体，综合考查了影响酶活性的因素、探究温度对酶活性的影响的实验。(1)实验顺序是：准备水果泥和配置果胶酶、水果泥和果胶酶分别水浴保温、水果泥和果胶酶混合保温、过滤果汁后用量筒计量。(2)果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系；每一种酶都有一个最适温度和最适pH且该值恒定。衡量实验结果的指标有两个

6、：一个是苹果汁的体积，另一个是苹果汁的澄清度。为了保证实验在相应温度下进行，必须使酶和底物分别保温达到要求后再混合。在相同温度条件下，pH、酶的浓度和底物浓度也会改变反应速率。(3)根据表中数据可看出，在40时产生的果汁量最多，该温度比较接近酶的最适温度。但要将温度确定得更加精确，以40为中心；以更小的温差(如0.5)设置自变量。答案(1)acdb(2)D苹果汁的体积 保证底物和酶在混合时的温度是相同的 同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物量的不同而改变 pH、酶的浓度和苹果泥的量等因素(3)40 不能 应再设置多套装置，以40为中心，以更小的温差(如0.5)测量在更小的温度范围内

7、产生的果汁量，产生果汁量最多的温度更接近酶的最适温度。链一串1探究影响果胶酶活性因素实验的分析(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：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，其活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正相关。2三个实验的变量分析实验名称(目的)自变量因变量注意事项探究温度对果胶酶活性的影响温度果汁量(澄清度)底物和酶在混合时的温度是相同的温度梯度越小，实验结果越精确苹果泥和果胶酶用量在各个试管应相同pH应为最适pH探究pH对果胶酶活性的影响pH果汁量(澄清度)温度应为最适温度pH梯度

8、可用NaOH和盐酸调节用玻璃棒搅拌使反应充分进行实验名称(目的)自变量因变量注意事项探究果胶酶的用量果胶酶的用量果汁量(澄清度)制备苹果匀浆后迅速加热，使苹果浆中果胶酶变性温度、pH应为最适且保持不变通一类1(2012海淀检测)用果胶酶处理苹果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是()A加大苹果泥用量 B大幅度提高反应温度C换成大型号容器D用玻璃棒进行搅拌解析：为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是增大酶和反应物接触面积，搅拌可以达到此目的，只换大号容器不一定加快反应。大幅度提高温度有可能会出现温度过高而使酶活性降低的现象，如果反应物够多，增加反应物不改变反应速率。答案：

9、D2右图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，此曲线不能说明的是()A在b点之前，果胶酶的活性和温度呈正相关；之后，呈负相关B当温度到达b点对应的温度时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用最大Ca点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以升高D酶活性在a点时比在c点时低，表明a点时酶的空间结构破坏更严重解析：从图中可以看出，随着温度的上升，果胶酶的活性逐渐升高，达到b点时，果胶酶的活性最高，随后，随着温度的继续上升，酶的活性逐渐降低。当温度超过最适温度后，随着温度的升高酶逐渐变性失活，而a点是低温条件，对酶的分子结构无影响。答案：D考点二探讨加酶洗衣粉的洗涤效果考情解读洗衣粉与人们

10、的生活息息相关，是生活中最常用的洗涤物质，因此本考点必将成为高考的命题热点之一，题型多以生活实例为载体，以非选择题的形式考查酶的特性及实验探究能力。做一题例2(2012南京一模)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题：(1)由下图推知，该实验的目的是_。50时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是_%。(2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的实验记录，请据表回答问题：脸盆编号洗涤物(等量)洗涤温度洗衣粉(等量)水量洗净所需时间1油污布45加酶2 L4 min2油污布45普通2 L7 min3油污布5加酶2 L9 min4油污布5普通2 L8 min该实验设计体现了_原则。

11、若实验组1号洗净所需时间接近7 min，最可能的原因是_。(3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有_。棉织品 毛织品 腈纶织品 蚕丝织品(4)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：_。解析 由题图可知，实验中存在两个变量：温度与碱性蛋白酶含量，即实验探究的是温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响。在50时，洗衣粉的去污力在碱性蛋白酶含量为0.6%时达到最大。由表中数据可知，1、3号为实验组，2、4号为对照组，1、2号与3、4号中只有是否加酶一个变量，该实验过程体现了对照原则和单一变量原则。若实验组1号加酶后洗净时间接近7 min，很可能的原因是酶已经失活。蛋白酶可分解

12、蛋白质，故毛织品、蚕丝织品等以蛋白质为主要成分的衣料不能用含蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤。用温水浸泡(提高酶的活性)，延长浸泡时间(增加酶的催化时间)，增加酶的用量等都可以提高加酶洗衣粉的洗涤效果。答案(1)探究温度和碱性蛋白酶含量对去污力的影响0.6(2)对照、单一变量 酶已失去活性(3)、(4)用温水浸泡；延长浸泡时间；增加洗衣粉的用量等(写出两项合理答案即可)链一串1实验变量的控制实验目的自变量的控制比较普通洗衣粉与加酶洗衣粉的洗涤效果洗衣粉的种类探究加酶洗衣粉的最适温度水温(水温梯度比较小)不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果加酶洗衣粉种类2影响洗涤效果的因素酶制剂的种类、污物的类型、水温、水量、水

13、质、衣物的质料、衣物的大小、洗衣粉的用量、浸泡时间、洗涤时间等。3使用时的注意事项(1)温度对酶制剂影响较大，温度低，酶的活性受到抑制，不能充分发挥作用；温度高，酶变性失活，温度以4060为宜。(2)酶制剂有极强的选择性，应根据不同的污垢选用不同的酶。(3)加酶洗衣粉不宜长期储存，一般储存期为半年，超过一年酶的活性显著下降。(4)酶在强酸、强碱中活性降低以至失活，所以加酶洗衣粉不能与强酸、强碱同用。关键一点(1)探究加酶洗衣粉发挥作用的最适温度、pH，实验的自变量为一系列温度、pH，看哪个温度、pH范围内加酶洗衣粉效果最明显；设置12个实验组是不能探究出最适温度、pH范围的。(2)在使用加酶洗

14、衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件，如最适温度、pH，还要考虑衣物的承受能力，如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题，因为污渍的成分比较复杂，一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。通一类3某同学进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较”的课题研究。关于此课题的下列叙述错误的是()A设计对照实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉B洗衣粉用量、污渍种类和洗涤温度等无关变量全部相同且适宜C可根据污渍完全洗净所需时间的差异得出实验结论D应设计一个既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照解析：本实验的目的是比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果，自变量为洗衣粉的种类(即加酶洗衣粉和

15、普通洗衣粉)，而A选项给予的都是加酶洗衣粉，故错误。答案：A4(2012南通调研)右图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果进行的研究结果。下列有关叙述，不正确的是()A本研究的自变量有温度和洗衣粉的种类B本研究的因变量可能是污渍残留量C两类洗衣粉的最佳使用温度都为t1D温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活.解析：根据实验的目的而人为改变的变量是自变量，随着自变量的变化而变化的变量是因变量；若纵坐标表示污渍残留量，则加酶洗衣粉的最适温度为t1，普通洗衣粉的最适温度为t2；温度过高，酶的活性会降低甚至失活。答案：C考点三酵母细胞的固定化考情解读 固定化酶和固定化细胞在生产中可节约成本，具有重要的科研价值，成

16、为近几年高考考查的热点之一，形式上选择题和简答题都有所呈现。预计2013年高考仍会以生产实例来考查固定化细胞和固定化酶技术操作与实践应用。做一题例3 在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术。(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是_。与固定化酶技术相比，固定化细胞技术固定的是_。(2)制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是_，使用了如下图所示方法_(填出号码及名称)。(3)制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和_溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是_。解析 将酶固定化后，能使酶在催化

17、反应之后并不进入产物溶液，可反复使用；将细胞固定化后，即可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定；海藻酸钠不能参与化学反应，在高温时容易熔化，温度降低时又可以形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌的好材料；图示为共价键(化学)结合法、为吸附法、为包埋法；凝胶珠是用高温下熔化的海藻酸钠与酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸钠浓度过高或制凝胶珠时离液面太近，可能形成片状或长条形而不是圆形的凝胶珠。答案(1)酶既能与反应物接触，又容易与反应物分离，固定在载体上的酶能反复使用 多酶系统(一系列、多种酶)(2)海藻酸钠 包埋法(3)CaCl2 海藻酸钠浓度过高(或针筒离液面过近，高度不够)链一串1直接使

18、用酶、固定化酶和固定化细胞催化的比较类型优点不足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，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量类型优点不足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，很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到固定化细胞成本低，操作更容易固定后的酶或细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降等2固定化技术的比较方法定义适用范围模型包埋法将酶包裹在多孔的载体中。常见的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺

19、等多用于细胞的固定凝胶包埋法(成格子型)微囊化法(成微胶囊型)方法定义适用范围模型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多用于酶的固定酶连接物理吸附法将酶吸附到固体吸附剂的表面。固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等酶吸附在载体表面关键一点 海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质溶液的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，其作用机理是由于盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引，形成更大的胶体颗粒，类似于人体红细胞与抗凝集素之间的凝集反应。通一类5下列说法不正确的是()A固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法C由于细胞个体大，而酶分子很小，

20、因此细胞多采用物理吸附法固定D反应物是大分子物质应采用固定化酶.解析：在酶和细胞的固定化技术中，通常有包埋法、化学结合法和物理吸附法，其中由于酶分子小，又多带电荷，易从多孔性物质中漏出，因此多使用化学结合法与物理吸附法，而细胞个体大，难以被多孔性物质吸附或结合，因而多采用包埋法。答案：C6下列有关固定化酶和固定化细胞的说法正确的是()A某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应B固定化细胞技术一次只能固定一种酶C固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都可以反复使用D固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性迅速下降解析：某种固定化酶只能催化一种生化反应，其优势是酶可以反复利用；固定化细胞技术一次能固定多种酶；固定化酶和固定化细胞都能反复使用，而且酶的活性不变。答案：C