《2015届高三生物一轮复习学案：专题4 酶的研究与应用（人教版选修1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015届高三生物一轮复习学案：专题4 酶的研究与应用（人教版选修1）（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题专题 4 酶的研究与应用酶的研究与应用【高考目标导航】1、酶的存在与简单制作方法2、酶活力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【考纲知识梳理】一、酶的存在、制作及活力测定的原理1、果胶酶的组成与作用（1）种类：多聚半乳糖醛酸酶，果胶分解酶，果胶酯酶（2）作用：瓦解植物细胞壁和胞间层。2、酶的活性及其影响因素（1）酶的活性是指酶催化 一定化学反应的能力。酶反应速度用单位时间内，单位体积中反应物的减少量或产物的增加量表示。（2）影响酶活性的因素常提的是温度、pH 值和酶的抑制剂等。3、研究温度对果胶酶活性影响的实验（1）实验方案：确定温度梯度，探讨控制温
2、度的方法和措施（2）实验程序：制备水果泥水果泥与果胶酶分别水浴保温将水果泥和果胶酶混合保温过滤出果汁记录果汁量改变不同温度后，重复上面的实验。（3）记录实验数据，并填入表格（4）得出结论：获得的果汁越多，或果汁越澄清，表明果胶酶的活性越高。二、加酶洗衣粉的去污机理种类洗涤原理洗涤实例蛋白酶血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢脂肪酶油渍、人体皮脂、口红淀粉酶来自面条、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3、探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果（1）实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一
3、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：自变量：不同种类的加酶洗衣粉无关变量：其他条件相同且适宜（如温度、PH 等）实验步骤：在 2 个编号的烧杯里，分别注入 500mL 清水。 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。 将 2 个烧杯分别放入同等温度的温水中，保温 5 分钟。 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。 观察并记录 2 个烧杯中的洗涤效果三、制备和应用固定化酶1、固定化酶的应用实例：如果葡萄糖异构酶，将葡萄糖转化为果糖。固定化酶技
4、术在反应柱上的孔应该满足酶颗粒无法通过，反应溶液可以自由出入。2、固定化细胞技术（1）概念：固定化酶和固定化细胞技术是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：包埋法、化学结合法和物理吸附法。（3）实验操作：【要点名师透析】一、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、对照性原则，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，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.设计实验(1)探究最适温度时，pH 为不变量，最好是最适 pH；探究最适 pH 时，温度
5、为不变量，最好是最适温度。(2)探究果胶酶的最适用量时，最适用量是在温度、pH 等适宜条件下测出来的，如果无关变量改变，最适用量也会发生变化。二、直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种数一种或几种一种一系列酶制作方法化学结合固定化，物理吸附固定化包埋法固定化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反应底物各种物质（大分子、小分子）各种物质（大分子、小分子） 小分子物质缺点对环境条件非常敏感，容易失活；难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列的酶促反应反应物不易与酶接触，尤其是大分子物质，反应效率下降优点催化效率高、耗能低、低污染既能与反应物接触，
6、又能与产物分离；可以反复利用成本低、操作容易【感悟高考真题】1、 （2011江苏高考）下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是()A.酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶B.透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化C.棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤D.多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层【解析】酶解法和吸水涨破法可使微生物细胞破裂，释放出胞内酶；常用透析法、离心沉降法和电泳法进行酶的分离和纯化；棉织物经添加纤维素酶的洗衣粉洗涤后更为蓬松，更为鲜亮；多酶片中的胃蛋白酶位于糖衣之内，肠溶衣之外。【答案】A2、 （2010江苏高考）右图 1 表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图 2
7、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A剐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2CaCl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【解析】本题考查了固定化细胞技术的操作过程。熔化的海藻酸钠应冷却后与活化的酵母细胞混合，A 项错误；图 1 中氯化钙溶液可使海藻酸钠形成凝胶珠，B 项正确；图 2 中要进行搅拌以使培养液与细胞充分接触，C 项正确；图 1 中制备的凝胶珠要以过洗涤再移到图2 装置中，D 项正确。【答案】BCD3、 （2
8、009广东高考）嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是A炒肉的过程中加入B肉炒熟后起锅前加入C先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟D室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟【解析】本题考查酶的使用方法，酶的活性容易受到温度，酸碱度影响而失活，所以要保持酶的活性，才能使之发挥作用。ABC 在反应之前都经高温处理了，所以酶失去活性，只有 D，先让酶反应，后炒熟，不影响酶的作用发挥。【答案】D4、 （2009江苏高考）加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮(橘络)，会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的 4 类微生物，可以大量产生所
9、用酶的有 A生长在麦麸上的黑曲霉 B生长在酸奶中的乳酸菌C生长在棉籽壳上的平菇 D生长在木屑上的木霉【解析】由于橘络的主要成分是纤维素，根据酶的专一性，可知要分解橘络需要的酶是纤维素酶。麦麸、棉籽壳、木屑的主要成分是纤维素，所以生长它们上面的黑曲霉、平菇、木酶能产生纤维素酶，可以利用。由于乳酸菌的培养基为酸奶，其主要成分是蛋白质，不含纤维素，所以乳酸菌不能产生纤维素酶。【答案】ACD5、 （2009江苏高考）酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶液对细胞壁成分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛（以植物为食）消化腺中提取；果胶酶、纤维素酶从微生物中提取。为了研究不同酶液的酶解效果，某实验小组取无菌烟草幼叶，
10、切成相同大小的小片，等量放入6 支试管中，试剂用量和实验结果列于下表。请回答有关问题。试管编号项目IV蒸馏水（mL）2O1111缓冲液（mL）0210.50.50.5果胶酶液（mL）O0O0.5O0蜗牛酶液（mL）O0OO0.50纤维素酶液（mL）0O0O00.5实验结果（绿色深浅程度）+（注：“+”越多表示绿色越深， “一”表示颜色无显著变化）（1）实验过程中，需要轻摇试管，其目的是 ，使原生质体从叶小片中游离出来，以便观察悬浮液绿色的深浅。（2）从绿色的深浅可推测：蜗牛酶液酶解效果最好，原因是蜗牛酶液含有 等多种酶。该实验中 是空白对照组，其设置意义是 。（3）用网筛过滤原生质体到离心管内
11、，离心后收集沉淀物，并用 洗涤。（4）原生质体是否符合要求还需进行检验，其检验的方法是 。【解析】本题考查有关酶的催化效率的实验， （1）实验过程中，需要轻摇试管，可以使细胞壁与酶充分接触，可以提高酶解效果（2）蜗牛以植物为食，所以唾液酶中含有果胶酶和纤维素酶，、没有添加酶溶液为空白对照组。其目的是排除无关变量的干扰。（3）离心后收集沉淀物，并用等渗溶液清洗，目的是保持细胞正常形态。 （4）要用低渗涨破法来检验原生质体是否符合要求，若没有细胞壁则可以涨破，有则不能涨破【答案】 （1）为了使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果（2）果胶酶和纤维素酶 、 排除无关变量的干扰 （3）等渗溶液（4）低渗涨
12、破法【考点模拟演练】一、选择题1、(2011淮安模拟)目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列属于酶应用中面临的实际问题是A酶对有机溶剂不敏感，但对高温、强酸、强碱非常敏感B加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境C固定化酶可以反复利用，但在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D酶的催化功能很强，但需给以适当的营养物质才能较长时间维持其作用【解析】酶对有机溶剂非常敏感，容易失活；加酶洗衣粉可使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展，减少对环境的污染；酶催化过程中不需要任何营养供给。【答案】C2、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
13、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【解析】酶的催化不需氧气和营养，固定化酶的应用中，要控制好 pH、温度，不需提供适宜的营养条件和溶解氧。固定化酵母细胞进行发酵，糖类不仅是反应底物，也是酵母菌的能源物质。【答案】A3、下列关于加酶洗衣粉的说法不正确的是( )A直接将酶制剂添加到洗衣粉中制成加酶洗衣粉B加酶洗衣粉效果的好坏受很多因素影响C加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶D加酶洗衣粉相对普通洗衣粉来说有利于环保【解析】酶制剂是通过特殊的化学物质
14、将酶层包裹，与洗衣粉的其他成分隔离；加酶洗衣粉效果的好坏受水温、水质等很多因素影响；加酶洗衣粉中目前常添加的酶包括纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶和碱性蛋白酶等四类；加酶洗衣粉相对普通洗衣粉来说，降低了表面活性剂、三聚磷酸钠的用量，使洗衣粉朝低磷无磷方向发展，有利于环保。【答案】A4、(2011徐州调研)下列关于果胶酶的叙述正确的是( )具有分泌功能的细胞产生的 凡是活细胞都能产生果胶酶 果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸 植物、霉菌、酵母菌和细菌均可能产生果胶酶 果胶酶特指分解果胶的一种酶 纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁 组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸A BC D【解析】果胶酶并非分泌到细胞
15、外的酶，并非所有的细胞均可产生果胶酶；果胶酶是一种复合酶，它包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶及果胶酯酶。【答案】C5、下列关于加酶洗衣粉的叙述正确的是( )加酶洗衣粉能将衣服上的蛋白质、脂肪等水解成溶于水的小分子物质 加酶洗衣粉最常用的酶制剂是酸性蛋白酶和酸性脂肪酶 使用加酶洗衣粉可减少对环境的污染加酶洗衣粉中的酶被特殊的化学物质层层包裹，遇水后溶解 实际生活中，用加酶洗衣粉的水温在 2535较适宜 温度过高或过低均不宜用加酶洗衣粉 使用加酶洗衣粉时应注意衣服的承受能力A BC D【解析】依据加酶洗衣粉特点分析回答。中加酶洗衣粉是常用的酶制剂是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。【答案】C6、纤维素酶能催化纤维素的水解，在植物细胞工程方面有着广泛的应用，你认为从下列哪种生物提取纤维素酶比较合理( )A酿酒酵母 B在腐木上生长的霉菌C高等植物细胞 D人体内的大肠杆菌【解析】在腐木上生长的霉菌能分解腐木中的纤维素，细胞中含有纤维素酶。【答案】B7、如右图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，此曲线
