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1、秦淮中学2015届高三生物一轮复习 要点知识与复习导学案选修11：酶的应用一、酶在洗涤等方面的应用【选学（了解）】果胶酶及其应用：1. 果胶酶：是指一类酶的总称。包括：半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶。2. 果胶酶的来源：来自霉菌等微生物。常采用霉菌等微生物发酵的方法生产果胶酶。提取果胶酶的条件：低温（04）、偏酸环境（pH：34）、激活剂（10%NaCL）。3. 果胶酶的作用：能分解植物细胞壁及胞间层的果胶。4. 果胶酶的应用：常用于提高果汁的出汁率和澄清度。5. 探究果胶酶作用的最适条件（最适温度和pH）和用量的实验要点：遵循单一变量原则和对照实验原则。以果汁出汁量或澄清度作为判断酶活性
2、的指标。（一）酶在洗涤方面的应用【A】1. 普通洗衣粉的主要成分：表面活性剂、软水剂（三聚磷酸钠）、碱剂、漂白剂、香精等。 表面活性剂：是洗衣粉的核心成分，作用：降低表面张力。 2. 加酶洗衣粉：是指加入了蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的洗衣粉。（1）酶不能直接加入洗衣粉，所加的是用特殊化学物质包裹成的复合酶制剂。加入洗衣粉的酶制剂不是固定化酶，其包裹材料能溶于水。加入洗衣粉中的酶来源：基因工程生产的酶。能耐酸、耐碱、耐较高温度等。（2）加酶洗衣粉降低了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量。使用加酶洗衣粉不仅能增强了洗涤效果，还能减少对环境的污染（磷污染）。（3）在洗涤剂中应用最广泛、效果最明显的酶
3、是： 碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。3. 酶制剂的洗涤原理：（1）碱性蛋白酶：可将血渍、奶渍等中蛋白质分解成可溶性氨基酸和易脱落小分子多肽。（2）碱性脂肪酶：可将油渍、汗渍和口红等中的脂肪水解成脂肪酸和甘油等。（3）淀粉酶： 可将面、粥等中的淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等可溶性成分。（4）纤维素酶：本身不能去污垢，但能使纤维结构变得蓬松，利于洗衣粉与纤维深处污垢接触，增强洗涤效果。纤维素酶能去除衣物浮毛，不会分解衣物纤维素。4. 加酶洗衣粉使用注意事项：（1）不能用于洗涤：毛织品和丝织品等蛋白质类衣物（2）不能用70及其以上水温洗涤。（适宜水温：3550；适宜pH：911）。（3）不宜长期存放（酶会失效
4、）。加酶洗衣粉对人的皮肤有腐蚀性，应注意防护。（二）探究加酶洗衣粉洗涤效果实验【B】1. 观察指标：（各实验都是）污物消失时间（或污物缩小的面积）。2. 各对照实验共有的无关变量：水用量、洗衣粉用量、污物量、布的质地大小、洗涤方式、浸泡和洗涤时间等。3. 比较普通洗衣粉与加酶洗衣粉洗涤效果的实验： 自变量：洗衣粉种类。 无关变量：除共有的外，还有水温、pH、洗衣粉品牌。4. 探究不同种类加酶洗衣粉洗涤效果的实验：自变量：加酶洗衣粉种类。无关变量：除共有的外，还有水温、pH等。5. 探究使用加酶洗衣粉的最适宜温度实验：各组温度形成自身对照。 （1）自变量：温度。 无关变量：除共有的外，还有pH等
5、。（2）应在最适温度左右等梯度设置多组温度进行对照实验。温度梯度越小越准确。6. 探究使用加酶洗衣粉的最适宜pH实验：各组pH形成自身对照。 （1）自变量：pH。 无关变量：除共有的外，还有水温等。（2）应在最适pH左右等梯度设置多组pH进行对照实验。pH梯度越小越准确。二、制备和应用固相酶： （一）固定化酶和固定化细胞技术及其应用【A】：1. 固定化酶：是指用物理学或化学方法将酶与固相载体结合在一起形成的仍具有酶活性的酶复合物。固定化酶可以反复使用，原因是酶与水溶液反应物和产物可以分离。2. 制备固定化酶的主要方法：包括：吸附法、交联法、包埋法等。交联法 吸附法 包埋法（1）吸附法：利用离子
6、键、物理吸附等方法将酶分子吸附在固相载体的表面。（2）交联法：利用（双）多功能试剂进行酶与载体之间交联，形成三维网状结构。（3）包埋法：将酶或细胞包埋在不溶于水的多孔载体中。 常用固相载体：海藻酸钠、纤维素、琼脂糖、明胶、聚丙烯酰胺、多孔玻璃等。3.制备固定化酶（细胞）的要求和方法选择： （1）选择的固定化方法及材料不能影响酶活性；要避免高温、强酸、强碱等。（2）制备固定化酶时：常用吸附法和化学结合法，不用包埋法。酶分子小，容易从包埋材料中漏出。（3）制备固定化细胞时：常用包埋法。 不用吸附法和化学结合法。细胞个大，难以吸附或结合，不易从包埋材料中漏出。4. 直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的
7、比较：主要优点主要缺点直接使用酶催化效率高，耗能低、低污染。不能反复使用，影响产品质量。固定化酶能与产物分离，能反复使用。易与反应物接触。不能催化系列反应。固定化细胞能与产物分离，能反复使用。能催化系列反应。酶活性高而稳定、操作容易，成本更低酶不易与反应物接触，反应效率降低。只能用于生产胞外酶和分泌到细胞外的产物。5. 固定化酶的应用实例：（1）固定化葡萄糖异构酶：用于生产高果糖浆。见右图：（2）固定化青霉素酰化酶：用于生产各种新型青霉素。（3）尿糖试纸：测试尿糖。（含量：浅蓝浅绿棕色浅棕色）。 尿糖试纸上含固定化葡萄糖酶和过氧化氢酶及无色化合物。 尿糖试纸不能反复使用，因为用过的试纸上有颜色
8、。（4）固定化硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、一氧化氮还原酶：进行废水处理。（二）固定化酵母细胞的制备与应用（实验）【B】1. 制备固定化细胞常用凝胶包埋法。制备固定化酵母细胞常用海藻酸钠凝胶包埋法。凝胶是多孔载体，调节凝胶溶液的浓度，可以改变凝胶的孔径大小。2. 制备固定化酵母细胞的方法步骤：关键步骤：配制海藻酸钠溶液。（1）活化酵母细胞：目的：使酵母菌从休眠状态恢复到正常生活状态。 操作：将1克干酵母和10ml蒸馏水放在50ml烧杯中混合并搅拌均匀，放置1小时。 注意事项：容器要大一些，以防活化液溢出；混合后要进行搅拌。（2）配制0.05mol/L的CaCL2 溶液：操作：将0.83克无水CaC
9、L2和150mL蒸馏水，放在200ml烧杯中使其充分溶解。 CaCL2溶液的作用：（起凝胶聚沉作用）促使凝胶珠的形成。（3）配制海藻酸钠溶液（最关键）： 操作：将0.7g海藻酸钠和10ml蒸馏水加入50ml小烧杯中，小火间断加热至完全溶化，加蒸馏水定容至10ml。注意事项：应采用小火间断加热，以防焦糊；海藻酸钠浓度不宜过高过低。海藻酸钠溶液浓度过高时：难以形成凝胶珠或凝胶珠形态异常。海藻酸钠浓度过低时：凝胶珠中包埋的细胞数量少，凝胶珠色浅呈白色。（4）海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：应将海藻酸钠溶液冷却至室温后，再加入已活化的酵母细胞；并充分搅拌均匀。（5）固定化酵母细胞：操作：用注射器吸取混合液
10、，以恒定的速度缓慢地滴加到CaCL2溶液中，并不断搅拌（磁力搅拌器搅拌），将凝胶珠在CaCL2溶液中浸泡30分钟。注意事项：注射器距液面距离不能太近、凝胶珠浸泡时间不能过短。注射器距液面距离过近时：凝胶珠会出现拖尾现象。凝胶珠浸泡时间过短时：凝胶珠不能形成稳定结构，容易裂开。（6）冲洗：取出凝胶珠后，要用蒸馏水冲洗23次。冲洗的目的：洗去凝胶珠表面的氯化钙溶液和杂菌。（7）发酵实验：将10%的葡萄糖溶液150ml加入200ml的锥形瓶中，加入固定化酵母细胞在25下发酵24h。观察气泡产生（CO2）和闻酒味，并用重铬酸钾检测酒精。3. 实验结果分析：酵母细胞凝胶珠质量检测。（1）合格凝胶珠的标准
11、：乳白色，圆形或椭圆形。摔打容易弹起。挤压不易破裂、无液体流出。（2）凝胶珠异常的原因： 色浅呈白色：海藻酸钠溶液浓度偏低，此种凝胶珠中包埋的酵母细胞数量少。 不呈圆形或椭圆形：海藻酸钠溶液浓度偏高。此种凝胶珠为制作失败，不能使用；需要重新制作。 拖尾现象：混合液浓度低，或注射器距氯化钙溶液液面距离太近。凝胶珠漂浮：混合溶液中含气泡。 凝胶珠容易裂开：凝胶珠在氯化钙溶液中浸泡时间过短。选修12：生物技术在食品加工中的应用一、发酵食品加工的基本方法【A】（一）传统发酵中所利用的微生物的比较：酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物类型真核生物原核生物真核生物原核生物代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型异养需氧型异
12、养厌氧型适宜生长温度182530351518室温主要用途酿酒、发面酿醋制作腐乳制酸奶、泡菜（二）各类发酵食品的制作原理及方法：1. 制作果酒原理：以果汁为原料，利用酵母菌在无氧条件下（酒精发酵）产生酒精。（1）自然发酵：利用附着在葡萄皮上的野生型酵母菌进行酒精发酵。（2）工业生产上：用人工培养的纯种酵母菌进行酒精发酵。（3）红葡萄酒是用带皮葡萄酿制而成，白葡萄酒是用去皮葡萄酿制而成。（4）果胶酶可用于酒的陈酿化；蛋白酶可使酒体清澈透明。2. 制作果醋原理：以果汁或果酒为原料，利用醋酸菌在有氧条件下产生醋酸。3. 制作腐乳的原理： 利用毛霉等微生物分泌的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶将豆腐中的蛋白质、脂
13、肪和淀粉分解为多种氨基酸、有机酸等；使腐乳鲜香可口，易消化吸收。（1）在腐乳制作中，多种微生物参与了豆腐的发酵，但起主要作用的是毛霉。毛霉是丝状真菌，其代谢类型属于异养需氧型；适宜生长温度：1518。 毛霉孢子分布广泛，空气中含有大量毛霉孢子。（2）家庭和实验制作腐乳时，将豆腐坯暴露在空气中接种毛霉孢子。（3）工业生产腐乳时，在严格无菌条件下接种优良毛霉菌种孢子。腐乳品质好。工业上生产腐乳步骤：接种孢子。培养和晾花。压坯与装坛“晾花”的目的：增强酶的作用，散失霉味。 （4）醉方（添加黄酒制成）、红方（添加红曲制成）、青方（不加调料制成）。4. 酸奶和泡菜制作原理：利用乳酸菌在无氧条件下发酵产生
14、乳酸。（1）泡菜中亚硝酸盐含量变化规律：先增加再下降至原含量水平。 （2）泡菜制作要求：压实和严格密封。加盐量不宜过多过少，控制在5%。（3）食用时间：腌制1011天以后。是否能食用，需要检测亚硝酸盐含量。 比色法检测：将样品液显色情况与亚硝酸钠标准显色液比较估测出其含量。不同浓度的显色液呈不同程度的玫瑰红色。二、果酒和果醋的制作【B】（一）果酒制作：果酒中酒精含量应控制在10%20%。1. 果酒制作方法步骤（及注意事项）： （1）对发酵瓶、纱布、榨汁机等进行清洗和消毒：发酵瓶要用温水反复清洗后，再用75%酒精擦拭消毒，晾干。 （2）取葡萄500克，先冲洗干净，再去除枝梗和腐烂籽粒，再次冲洗。冲洗目的：去除葡萄表面污物杂物。不能先去枝梗再冲洗。 不能反复冲洗，否则会冲洗掉附着在葡萄表面的野生型酵母菌。 （3）用榨汁机榨取葡萄汁，之后将葡萄汁装入发酵瓶中，并盖好瓶盖：【注意】果汁不能装满（装入量不超过发酵瓶总体积的2/3）。目的是：让
