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1、专题三 酶的应用,最新考纲 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 考纲解读 1酶在食品制造和洗涤剂生产等方面的应用 2固定化酶、固定化细胞制备的优缺点和在生产中的应用,知识点一 果胶酶在果汁生产中的应用,答案：可溶性的半乳糖醛酸 果胶 多聚半乳糖醛酸酶 果胶酯酶 霉菌 细菌 细胞壁 胞间层 澄清,看一看：果胶酶和纤维素酶各有什么作用？ 答案：果胶酶能催化果胶水解为可溶性半乳糖醛酸。 纤维素酶能催化纤维素水解为纤维二糖，进一步水解为葡 萄糖。,知识点二 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果,看一看：普通酶应用时有哪些缺点？ 答案：容易
2、失活，通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂非常敏感。 很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本。 会影响产物的纯度，降低产品质量。,知识点三 酵母细胞固定化,加酶洗衣粉的洗涤效果的探究 (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、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，如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，以控制洗衣粉的种类为变量，其他条件完全一致；同时，普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照实验。,(3)变量的分析和控制：影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、
3、洗衣粉的用量、衣物的材质、衣物大小、浸泡时间、洗涤的方式和洗涤的时间等。在选择适宜的变量作为探究课题的时候，应注意切合实际，如选择水温时，我们可以选择一年中冬季、春季、秋季和夏季的实际常温5 、15 、25 和35 进行实验。,在混合反应物和酶之前，一定要让两者分别达到相应的条件。这样可以避免底物和酶在混合时条件变化而影响实验结果。,1影响果汁产量的物质及处理方法 (1)影响果汁产量的物质 纤维素和果胶是组成水果的重要物质，这两种物质的存在使制作果汁时存在两个问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高、容易发生沉淀。,果胶酶在果汁生产中的应用,(2)处理方法酶解法 常用的酶及
4、其作用特点如下：,2.探究酶活性最适条件和用量的实验设计 (1)探究酶活性最适条件的实验设计 思路方法 探究不同温度(或pH)对果胶酶活性的影响时，温度(或pH)作为自变量，有效地控制其他无关变量，通过设置合理的温度(或pH)梯度来确定最适值。 注意事项 在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶达到所要求的温度或pH条件，以避免混合后条件的变化，确保实验结果的可信度和可靠性。,衡量实验结果的指标 以果汁澄清度与果汁产量的多少确认果胶酶活性的高低。 (2)探究果胶酶的用量 原理提示 本实验是一个探究性的定量实验，所测出的最适用量是在本实验的温度、pH条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温
5、度和pH。,确定最适用量的方法 如果随酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积也增加，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，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是酶的最适用量。 提醒 在探究温度或pH的影响时，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间构成了相互对照，通过相互对照可确定果胶酶活性的温度或pH的最适值。,本考点在单科试卷多有出现，理综较少出现。,【典例1】(2009江苏，22)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，可以大量产生所用酶的有(多选)( )
6、。 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 本题考查考生对“生物的生活习性、形态结构和功能与环境相适应”思想的理解。橘络的主要成分是纤维素(植物细胞壁的主要成分)，因此，能以死亡植物体为营养来源的微生物细胞中一定含有分解细胞壁成分的酶。 答案 ACD,【训练1】下列说法不正确的是( )。 A在探究果胶酶用量实验中，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判断果胶酶活性的高低 D人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问
7、题,解析 在探究果胶酶的用量实验中，参照研究温度和pH对酶活性的影响实验，采用梯度测定法，只是将原实验中的pH梯度和温度梯度改成酶的用量梯度而已，基本实验思路不变，即A正确；植物、霉菌、酵母菌和细菌在其生活过程中，都会发生分解果胶的过程，因此，它们都可产生果胶酶，故B正确；在制作果汁过程中，由于果胶、纤维素的存在，影响榨出的果汁量及果汁的透明度，加入纤维素酶和果胶酶后，果汁榨出量及透明度均有提高，即D正确；在使用梯度测定酶的用量及活性时，可以通过榨出的苹果汁的体积大小来判断，因此C错误。 答案 C,1常用酶制剂的种类及洗涤原理,探究加酶洗衣粉的洗涤效果,2.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物上污
8、渍的洗涤效果 (1)实验过程 取大烧杯两只，用量筒量取等量水放入其中。 将制好的污染布块和洗衣粉(一组为污染布块与普通洗衣粉，一组为污染布块与加酶洗衣粉)分别放入两只烧杯中。 用玻璃棒同时充分搅拌。一段时间后再搅拌，可重复进行。 相同的时间后观测洗涤效果。 (2)结果分析与注意事项 加酶洗衣粉有很多种，注意实验用的加酶洗衣粉的说明，是单一加酶洗衣粉，还是复合加酶洗衣粉。 所滴加的污染物种类与实验结果有着密切的关系。 洗涤材料可选用纯棉制品。,3探究不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果 根据不同季节的温度设置水温确认适于不同季节使用的洗衣粉，应根据当地一年中的实际气温变化来确定水温，通常情况下，冬季、
9、春季、秋季和夏季可分别选取5 、15 、25 和35 的水温，因为这4个水温较符合实际情况，对现实也具指导意义。 4探究不同种类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：加酶洗衣粉的种类。 无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。,(3)实验步骤,本部分内容与生产生活实际密切相关，是高考命题的热点，复习中应重点掌握实验技能。,【典例2】(2009江苏生物，31)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
10、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，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。,(注：“”越多表示绿色越深，“”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，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 (1)实验过
11、程中，需要轻摇试管，可以使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果。(2)蜗牛以植物为食，所以蜗牛酶液中含有果胶酶和纤维素酶，、没有添加酶溶液为空白对照组。其设置意义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)低渗涨破法,【训练2】为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙两组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，
12、在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。,(1)提高洗衣粉去污能力的方法有_。甲组在洗衣粉中加入了_。乙组在洗衣粉中加入了_。 (2)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有_。 (3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80 时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。_ _。 (4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。_。,解析 本题考查酶的相关知识。通过表格比较容易得出：在1050 范围内，随着温度的升高，酶的去污能力增强；加入酶
13、的洗衣粉去污能力比未加酶的强。血渍中主要成分是蛋白质，油渍中主要成分是脂肪。根据甲、乙两组去除血渍和油渍的能力比较，能够得出甲组加入了蛋白酶，乙组加入了蛋白酶和脂肪酶。甲、乙两组洗涤效果的差异，说明酶具有专一性。酶在高温条件下会变性失活，水温为80 时酶失活，因而3组实验效果没有差别。酶的固定化技术是要把酶固定在不溶于水的载体上，且固定化酶具有重复利用的特点。,答案 (1)加酶和适当提高温度 蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶 (2)专一性 (3)没有差异，因为高温使酶失活 (4)未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用,1直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较,固定化酶与固定
14、化细胞,2.制备固定化酵母细胞的实验注意事项 (1)酵母细胞的活化 酵母细胞需要的活化时间较长，一般需要0.51 h，需要提前做好准备。此外，酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。 (2)海藻酸钠溶液的浓度 海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，因为如果海藻酸钠溶液浓度过高，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量少，都会影响实验效果。,(3)海藻酸钠溶液配制注意事项 对海藻酸钠溶化时要小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊；将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温杀死酵母细胞；固定化酵母细
15、胞时，应将海藻酸钠酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。 (4)CaCl2溶液的作用 CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。,本部分内容在江苏高考中多有出现，有些省份不属考试内容，复习中多关注考试说明。,【典例3】固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量。图甲、乙、丙为部分研究结果。下列有关叙述中，错误的是( )。,A由甲图可知，固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强 B由乙图可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好 C由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用3次，之后若继续使用则酶活力明显下降 D固定化酶的酶活力较高，主要原因是增加了酶与底物的接触面积,解析 由甲图可知，固定化酯酶比游离酯酶对温度变化的适应性更强；由乙图可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好；由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用3次，之后若继续使用则酶活力明显下降；固定化酶的酶活力较高，主要原因是固定化酶的结构更稳定。 答案 D,【训练3】某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法
