《《步步高》高考生物大一轮复习学案+作业第十一单元学案56 酶的研究与应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《步步高》高考生物大一轮复习学案+作业第十一单元学案56 酶的研究与应用（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学 海 无 涯 学案学案 56 酶的研究与应用酶的研究与应用 考纲要求 1 酶在洗涤等方面的应用 2 制备和应用固相化酶 一 果胶酶在果汁生产中的作用 1 果胶酶 组成 包括多聚半乳糖醛酸酶 和 等 作用 分解果胶为可溶性的半乳糖醛酸 提高 果汁的 和 来源 植物 霉菌 酵母菌和细菌均能产生果 胶酶 2 酶活性及 影响因素 酶活性 是指酶催化 的能力 酶活性的高低可以用在一定条件下酶所催 化的某一化学反应的 来表示 酶反应速度 用单位时间内 单位体积中 的减少量或 的增加量来表示 影响因素 温度 pH和 等 二 加酶洗衣粉中的酶制剂 1 加酶洗衣粉 指含有 的洗衣粉 2 常用酶制剂种类 蛋白酶
2、 淀粉酶和 其中应用最广泛 效果最明 显的是 和碱性脂肪酶 3 酶的去污机理 1 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 或小分子 的肽 使污物容易从衣物上脱落 2 脂肪酶 淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的 和 水解为小分子物质 4 酶制剂特点 能够耐酸 耐碱 忍受 和较高 并且通过特殊的 化学物质将酶层层包裹 与洗衣粉其他成分隔离 三 酵母细胞的固定化 1 固定化酶 1 应用原理 将酶固定在不溶于水的载体上 使酶既易催化反应 又易于回收 可以重 复使用 2 固定化酶的实例 高果糖浆的生产 反应机理 葡萄糖 葡萄糖异构酶果糖 固定化酶反应柱 酶固定在一种 载体上 再将这些
3、酶颗粒装到柱内 柱子底 端上分布着许多小孔的筛板 无法通过筛板上的小孔 而 却能自由出 入 生产过程 将葡萄糖溶液从反应柱的 注入 使葡萄糖溶液流过反应柱 与固 定化葡萄糖异构酶接触 转化成果糖从反应柱 流出 反应柱优点 能连续使用半年 大大降低了 提高了果糖的产量和质量 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的方法将 固定在 的技术 学 海 无 涯 2 方法 包埋法 将酶或细胞包埋在 的细微网格里 化学结合法 将酶分子或细胞相互 或将其结合到 上 物理吸附法 将酶吸附到 3 固定化细胞优点 与固定化酶相比 制备成本 操作 酶的活性高且 稳定 4 应用 固定化酵母细
4、胞发酵 固定化乳糖酶制备乳糖等 探究点一 果胶酶在果汁生产中的作用 完成探究不同浓度果胶酶对苹果出汁率的影响实验设计 1 原理 果胶是植物 和 的主要组成成分之一 在果汁加工中 果胶的 存在易导致果汁出汁率 果汁 果胶酶分解果胶的作用是 瓦解植物的 及 使榨取果汁更容易 把果胶分解为可溶性的 使浑浊的果汁变得澄清 因此可以解决果汁加工中 出现的问题 2 步骤 制备苹果汁 用榨汁机榨取苹果汁匀浆 加热至 100 钝化 然后冷却至 50 配制不同浓度酶液 依次配制质量浓度为 2 g L 4 g L 6 g L 8 g L 10 g L 的果胶 酶溶液备用 编号为 2 6 号 降解苹果汁 在 1 6
5、 号烧杯中分别加入等量 2 6 号烧杯中加入等 量相应的 溶液 加入等量钝化苹果汁 45 水浴中恒温 60 min 沉淀 向 6 只烧杯中加入等量的适量明胶 硅溶胶 膨润土 活性炭 混匀静置 60 min 充分沉淀 过滤 记录结果 测澄清苹果汁体积 记录 结果分析 澄清苹果汁得率 R V1 V2 100 V1 澄清苹果汁体积 V2 苹果汁体积 思维拓展 1 影响果汁产量的物质 1 种类 纤维素 果胶 2 存在问题 出汁率低 耗时长 果汁浑浊 黏度高 易发生沉淀 2 处理方法 酶解法 组成 本质 作用 果胶酶 多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶 果胶酯酶 蛋白质 催化果胶分解成为可溶性的半乳 糖醛酸
6、纤维 素酶 C1酶 Cx酶 纤维二糖酶 蛋白质 纤维素 C1酶 Cx酶 纤维二糖 纤维二糖酶葡 萄糖 探究示例 1 下列是有关酶的应用问题 请分析回答 工业生产果汁时 常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率 为研究温度对果胶酶 活性的影响 某学生设计了如下实验 将果胶酶与苹果泥分装于不同试管 在 10 水浴中恒温处理 10 min 如图 A 将步骤 处理后的果胶酶和苹果泥混合 再次在 10 水浴中恒温处理 10 min 如图 B 将步骤 处理后的混合物过滤 收集滤液 测量果汁量 如图 C 学 海 无 涯 在不同温度条件下重复以上实验步骤 并记录果汁量 结果如下表 温度 10 20 30 来
7、源 Zxxk Com 40 50 60 70 80 果汁量 mL 8 13 15 25 15 12 11 10 根据上述实验 请分析回答下列问题 1 果胶酶能破除细胞壁 是因为果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解 产物是 2 实验结果表明 当温度为 附近时 果汁量最多 此时果胶酶的活性 3 为什么该实验能够通过测定过滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低 来源 学 科 网 4 果胶酶作用于一定量的某种物质 底物 保持温度 pH 在最适值 生成物量与反应时 间的关系如图 在 35 min 后曲线变成水平是因为 若增加果胶酶浓度 其他条件不 变 请在图中画出生成物量变化的示意曲线 听课记录 探究
8、点二 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 完成下列实验设计 掌握探讨加酶洗衣粉的洗涤效果实验设计原理及流程 1 实验原理 1 加酶洗衣粉中含有酶制剂 蛋白酶 纤维素酶等 2 酶的催化作用具有 性 复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多 与单一加酶洗 衣粉相比 对各种污渍都有较好的洗涤效果 2 实验变量 1 自变量 2 无关变量 其他条件相同且适宜 如温度 pH 等 3 实验步骤 步骤 来源 学 科 网 Z X X K 烧杯编号 来源 学 科 网 注入自来水 500 mL 500 mL 500 mL 加入物质 等量 奶渍布 奶渍布 奶渍布 控制水温 37 37 37 加入洗衣粉 等量 蛋白酶 洗衣粉 洗衣粉 脂
9、肪酶 洗衣粉 用玻璃捧搅拌 5 min 5 min 5 min 观察实验现象 思维拓展 1 实验变量控制 1 比较普通洗衣粉与加酶洗衣粉洗涤效果 自变量为洗衣粉的种类 其余变量为无关变 量 应严格控制 以免造成干扰 2 探究加酶洗衣粉的最适温度 水温为自变量 水温梯度 应较小 3 不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果 洗衣粉种类为自变量 学 海 无 涯 2 常用酶制剂的种类及洗涤原理 种类 洗涤原理 洗涤实例 蛋白酶 可将蛋白质水解为易溶解或分散于洗涤 液中的小分子肽或氨基酸 血渍 奶渍及各种食品类的蛋白质污垢 脂肪酶 把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的 脂肪酸 食品的油渍 人体皮脂 口红 淀粉酶 能
10、使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖 葡萄糖等 来自面条 巧克力等的污垢 纤维 素酶 使纤维的结构变得蓬松 从而使渗入到 纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充 分接触 达到更好的去污效果 探究示例 2 某学生进行 加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果 的课题研究 他的实 验设计如下 设置两组实验 分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉 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 设置为相同 根据污渍去除程度得出结果 对这个实验的评价 正确的是 A 对照实验设置错误 B 无关变量设置太多 C 没有自变量 D 因变量不能描述 听课记录 探究点三 酵母细胞
11、的固定化 完成下列实验设计填空 1 实验原理 1 固定化酶 溶于反应液中 易于回收 可以重复使用 2 固定化酶和固定化细胞是利用 或 方法将酶或细胞固定于一定空间 内的技术 常用 包埋法 适合于 化学结合法 物理吸附法 适用于 的固定 2 实验流程 酵母细胞 的活化 1 g干酵母 10 mL蒸馏水 50 mL烧杯中 搅拌均匀 放置1 h 配制0 05 mol L 的CaCl2溶液 无水 0 83 g 150 mL蒸馏水 200 mL烧杯 配制 溶液 0 7 g 10 mL水放入50 mL小 烧杯 小火加热 完全溶化 加蒸馏水 定容至10 mL 学 海 无 涯 海藻酸钠溶液与 酵母细胞混合 将海
12、藻酸钠溶液冷却至室温后加入 的酵母细胞 充分搅拌使其混合 均匀 转移至注射器中 固定化酵母细胞 以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶 液滴加至配制好的CaCl2溶液中 形成 使其在溶液中浸泡30 min 冲洗 将固定好的酵母细胞 凝胶珠 用蒸馏水冲洗 2 3次 应用 发酵 将150 mL10 的葡萄糖溶液转移至200 mL 的锥形瓶中 加入固定好的酵母细胞 25 下 发酵24 h 3 成果评价 1 观察凝胶珠的颜色和形状 如果制作的凝胶珠颜色过浅 呈白色 说明海藻酸钠的浓 度偏 固定的酵母细胞数目较 如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形 则 说明海藻酸钠的浓度偏 制作失败 需要再作尝试 2 观察发酵的
13、葡萄糖溶液 将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后发现有气泡产生 同 时有酒味散发 说明凝胶珠制作 思维拓展 1 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞的比较 项目 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞 制作方法 无 化学结合法 物理吸附法 包埋法 是否需要 营养物质 否 否 是 催化反应 单一或多种 单一 一系列 缺点 对环境条件非常敏感 易失活 难回收 成本 高 影响产品质量 不利于催化一系列酶促 反应 反应物不易与酶接近 反应效率下降 优点 催化效率高 耗能低 污染少 可以重复利用 成本低 操作容易 2 制备固定化酵母细胞的具体操作中 需要注意的问题 1 酵母细胞的活化 酵母细胞所需要的活化时间较短
14、一般需要 0 5 1 h 2 海藻酸钠的浓度与制作凝胶珠的质量有关 如果海藻酸钠浓度过高 将很难形成凝胶 珠 如果浓度过低 形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目较少 影响实验效果 3 刚形成的凝胶珠应在 CaCl2溶液中浸泡一段时间的目的是使形成的凝胶珠稳定 探究示例 3 2010 江苏生物 25 下图 1 表示制备固定化酵母细胞的有关操作 图 2 是 利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图 下列叙述正确的是 多选 学 海 无 涯 A 刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液 B 图 1 中 X 溶液为 CaCl2溶液 其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠 C 图 2 发酵过程中搅拌的目的是为
15、了使培养液与酵母菌充分接触 D 图 1 中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图 2 装置中 题组一 果胶酶在果汁生产中的作用 1 关于果胶酶的说法正确的是 A 果胶酶可以分解细胞壁的主要成分 纤维素 B 果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物 C 果胶酶不特指某种酶 而是分解果胶的一类酶的总称 D 果胶酶的化学本质是蛋白质或 RNA 2 下列关于果胶酶的说法不正确的是 A 虽然实验的变量发生了变化 但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的 B 植物 霉菌 酵母菌和细菌均能产生果胶酶 C 通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法来确定果胶酶活性的高低 D 人们使用果胶酶 纤维素酶等来解决制
16、作果汁面临的问题 3 如图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系 此曲线能说明的是 多选 A 在 B 点之前 果胶酶的活性和温度成正比 之后 成反比 B 当温度到达 B 点时 果胶酶的活性最高 酶的催化作用最强 C A 点时 果胶酶的活性很低 但随着温度升高 果胶酶的活性可以上升 D C 点时 果胶酶的活性也很低 当温度降低时 酶的活性也可以恢复上升 题组二 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 学 海 无 涯 4 有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普通洗衣粉 实验分为两组 一组衣物用加酶洗衣粉洗涤 一组衣物用普通洗衣粉洗涤 该实验设计缺少 A 用加酶洗衣粉洗涤和适量普通洗衣粉洗涤的对照 B 既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照 C 用普通洗衣粉洗涤和少量加酶洗衣粉洗涤的对照 D 用少量普通洗衣粉洗涤和大量加酶洗衣粉洗涤的对照 5 2011 苏州调研 与普通洗衣粉相比 加酶洗衣粉能更有效地清除污渍 下列有关叙 述错误的是 A 加酶洗衣粉是添加了固定化酶的洗衣粉 B 水质 水量 水温都会影响加酶洗衣粉的洗涤效果 C 探究加酶洗衣粉的洗涤效果 应选择同一品牌的普通洗衣粉作对照
