【步步高】2015高考生物（苏教版）一轮配套学案56酶的研究与应用

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1、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Error!2.Error!酶活性及 影响因素 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、_、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

2、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：葡萄糖果糖。葡萄糖异构酶固定化酶反应柱：酶固定在一种_载体上，再将这些酶颗粒装到柱内，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)

3、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。 (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

4、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 26 号。 降解苹果汁：在 16 号烧杯中分别加入等量_，26 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：

5、澄清苹果汁得率 RV1/V2100%。(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 糖醛酸纤维 素酶C1酶、Cx酶、纤维二糖酶蛋白质纤维素纤维二糖葡C1酶Cx酶纤维二糖酶萄糖 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

6、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)。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/1020304050607080 果汁量/mL813152515121110 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

7、积大小来判断果胶酶活性的高低？ _ _。 (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

8、)无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH 等)。 3实验步骤 烧杯编号步骤 注入自来水500 mL500 mL500 mL 加入物质(等量)奶渍布奶渍布奶渍布 控制水温373737加入洗衣粉(等量)蛋白酶 洗衣粉_ 洗衣粉脂肪酶 洗衣粉 用玻璃捧搅拌5 min5 min5 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。 2常用酶制剂的种类及洗涤原理 种类洗涤原

9、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

10、、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Error! 2实验流程Error!酵母细胞 的活化Error!配制0.05 mol/L 的CaCl2溶液Error!配制 溶液Error!海藻酸钠溶液与 酵母细胞混合固定化酵母细胞Error!冲洗Error!应用：发酵Er

11、ror! 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

12、 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，一般需要 0.51 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

13、，下列叙述正确的是(多选)( )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

14、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 CA 点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以上升 DC 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 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