全國通用高考生物一輪總復習專題26酶的應用名師課件

1、目 錄 Contents 考情精解讀 A.知識全通關 B.題型全突破 考點1 考點2 考法1 考法2 考法3 考情精解讀 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 考情精解讀 1 考綱解讀 專題二十六 酶的應用 命題規(guī)律 01 01 1.酶活力測定的一般原理和方法; 2.酶在食品制造和洗滌等方面的應用; 3.制備和應用固相化酶 命題趨勢 知識體系構建 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 考情精解讀 2 考綱解讀 考查內容 2016全國 2015全國 2014全國 自主命題區(qū)域 命題規(guī)律 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用【2%】 命題趨勢 探究加酶洗衣2016江蘇,21,3分 2016海南,30,15分 2014

2、江蘇,18,2分 知識體系構建 粉的洗滌效果【15%】 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 考情精解讀 3 考綱解讀 考查內容 2016全國 2015全國 2014全國 自主命題區(qū)域 命題規(guī)律 固定化酶和固定化細胞 【20%】 2016江蘇,29,9分 2015江蘇,11,2分 2015江蘇,20,2分 2014江蘇,29,1分 命題趨勢 知識體系構建 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 考情精解讀 4 考綱解讀 1.熱點預測 本專題試題對能力的考查集中在實驗探究命題規(guī)律 能力和綜合運用能力等方面,難度中等。多以非選擇題形式呈現(xiàn),一般是415分。 命題趨勢 2.趨勢分析 預計對本專題的考查仍將集中

3、在酶的固定化及其在生產(chǎn)、生活的應用上,如聯(lián)系果汁加工、加酶洗衣粉的洗滌效果等生產(chǎn)、生活實際考查酶的特性等 知識體系構建 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 考情精解讀 5 考綱解讀 命題規(guī)律 命題趨勢 知識體系構建 返回目錄 知識全通關 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 知識全通關 1 考點1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 一、果膠與果膠酶的作用 1.果膠:果膠是植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之一,是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物,不溶于水。 2.果膠酶 (1)組成:果膠酶是指分解果膠的一類酶的總稱,包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。 (2)作用:果膠酶能夠瓦解植物細胞的細胞

4、壁及胞間層,把果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸,從而使果汁變得澄清,并提高水果的出汁率。 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 知識全通關 2 二、酶的活性及其影響因素 1.酶的活性:酶的活性是指酶催化一定化學反應的能力。 2.表示方法:酶的活性可以用在一定條件下,酶所催化的某一化學反應的反應速率來表示。 3.酶促反應速率:酶促反應速率用單位時間內、單位體積中反應物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。 4.影響酶促反應速率的因素:溫度、pH、酶濃度、底物濃度和酶的抑制劑等。 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 知識全通關 3 三、影響果汁產(chǎn)量的物質和處理方法 1.影響果汁產(chǎn)量的物質:纖維素

5、、果膠。 2.榨取果汁過程中存在的問題:出汁率低,耗時長,果汁混濁,黏度高,易發(fā)生沉淀。 3.處理方法:酶解法。 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 知識全通關 4 考點2 探究加酶洗衣粉的洗滌效果 一、加酶洗衣粉 :指含有酶制劑的洗衣粉。 二、常用酶制劑的種類及洗滌原理 種類 洗滌原理 蛋白酶 可將蛋白質水解為易溶解或分散于洗滌液中的小分子 肽或氨基酸 把脂肪水解為較易溶解的 甘油和游離的脂肪酸 能使淀粉迅速分解為可溶性的 麥芽糖、葡洗滌實例 血漬、奶漬及各種食品類的蛋白質污垢 脂肪酶 淀粉酶 油漬、人體皮脂、口紅等的污垢 面條、巧克力、土豆泥等的污垢 萄糖等 使纖維的結構變得蓬松,

6、從而使?jié)B入纖維深纖維 素酶 處的塵土和污垢能夠與洗衣粉充分接觸,達到更好的去污效果 棉麻類衣物的污垢 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 知識全通關 5 2.方法 名稱 原理 圖示 將酶或微生物細胞均勻地包埋在細微網(wǎng)格包埋法 中 化學交聯(lián)利用共價鍵、離子鍵將酶分子或細胞相互連法 接起來 物理吸附通過物理吸附作用,把酶或細胞固定在載體法 表面 繼續(xù)學習 3.固定化酶的應用實例 :使用固定化酶技術生產(chǎn)高果糖漿。 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 知識全通關 6 二、固定化細胞 1.概念:固定化細胞是指固定在一定空間范圍內的、能夠進行生命活動并且可以 反復使用的活細胞,又叫作固定化活細胞或固

7、定化增殖細胞。 2.固定化酵母細胞的制備流程及發(fā)酵 (1)步驟 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 知識全通關 7 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 知識全通關 8 (2)實驗注意事項 酵母細胞的活化:酵母細胞需要的活化時間一般為1 h,因此需要提前做好準備。此外,酵母細胞活化時體積會變大,因此活化前應該選擇體積足夠大的容器,以避免酵母細胞的活化液溢出容器。 海藻酸鈉溶液的濃度:海藻酸鈉溶液濃度過高,將很難形成凝膠珠;如果其濃度過低,形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數(shù)量少,兩種情況都會影響實驗效果。 配制海藻酸鈉溶液的注意事項:海藻酸鈉溶化時要用小火或間斷加熱,避免海藻酸鈉發(fā)生

8、焦糊;將溶化后的海藻酸鈉溶液先冷卻至室溫,再與酵母細胞混合,避免高溫的海藻酸鈉溶液殺死酵母細胞;固定化酵母細胞時,應將海藻酸鈉溶液和酵母細胞的混合液用注射器以恒定的速度緩慢滴加到CaCl2溶液中,而不是注射,以免影響凝膠珠的形成。CaCl2溶液的作用是使海藻酸鈉膠體發(fā)生聚沉,形成凝膠珠。 凝膠珠的顏色和形狀:如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色,說明海藻酸鈉的濃度偏低,固定的酵母細胞數(shù)目較少;如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,則說明海藻酸鈉的濃度偏高,制作失敗,需要重新嘗試。 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 知識全通關 8 (2)實驗注意事項 酵母細胞的活化:酵母細胞需要的活化時間一般

9、為1 h,因此需要提前做好準備。此外,酵母細胞活化時體積會變大,因此活化前應該選擇體積足夠大的容器,以避免酵母細胞的活化液溢出容器。 海藻酸鈉溶液的濃度:海藻酸鈉溶液濃度過高,將很難形成凝膠珠;如果其濃度過低,形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數(shù)量少,兩種情況都會影響實驗效果。 配制海藻酸鈉溶液的注意事項:海藻酸鈉溶化時要用小火或間斷加熱,避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊;將溶化后的海藻酸鈉溶液先冷卻至室溫,再與酵母細胞混合,避免高溫的海藻酸鈉溶液殺死酵母細胞;固定化酵母細胞時,應將海藻酸鈉溶液和酵母細胞的混合液用注射器以恒定的速度緩慢滴加到CaCl2溶液中,而不是注射,以免影響凝膠珠的形成。CaCl2溶液的

10、作用是使海藻酸鈉膠體發(fā)生聚沉,形成凝膠珠。 返回目錄 凝膠珠的顏色和形狀:如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色,說明海藻酸鈉的濃度偏低,固定的酵母細胞數(shù)目較少;如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,則說明海藻酸鈉的濃度偏高,制作失敗,需要重新嘗試。 題型全突破 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 1 考法1 考法果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應用的實驗分析 考法綜述 本考法在高考中出現(xiàn)的頻率不是很高,但也不能忽視,常以非選擇題的形式呈現(xiàn),主要考查影響果膠酶活性的主要因素(溫度和pH)的實驗分析及探究果膠酶用量的實驗分析。著重考查考生的實驗探究能力,試題難度一般不大。 考法指導 1.探究影響果膠酶活性的

11、因素(溫度或pH)的實驗 (1)實驗原則:單一變量原則、對照原則。要嚴格控制變量,盡量減少無關變量的影響。 (2)實驗原理:果膠酶的活性受溫度、pH和酶抑制劑的影響,在最適溫度或pH時,其活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性呈正相關。 (3)實驗流程 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 2 2.探究果膠酶的最適用量 (1)實驗流程 (2)實驗結果分析 如果隨著酶濃度的增加,過濾到的果汁體積也增加,說明酶的用量不足;當酶的濃度增加到某個值后,再增加酶的用量,過濾到的果汁的體積不再改變,說明酶的用量已經(jīng)足夠,這個值就是酶的最適用量。 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二

12、十六 酶的應用 題型全突破 3 3.三個實驗的變量分析 實驗名稱 自變量 因變量 (目的) 探究溫度對果膠酶溫度 活性的影響 探究pH對果膠酶pH 活性的影響 探究果膠果膠酶酶的用量 的用量 果汁量 注意事項 底物和酶在混合時的溫度是相同的;溫度梯度越小,實驗結果越精確;蘋果泥和果膠酶用量在各個試管中應相同; pH應為最適pH 溫度應為最適溫度;pH梯度可用NaOH溶液和鹽酸調節(jié); (澄清度) 用玻璃棒攪拌使反應充分進行 制備蘋果泥后迅速加熱,使蘋果泥中的果膠酶變性;溫度、pH應為最適且保持不變 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 4 【考法示例1】 我國水果生產(chǎn)發(fā)展迅速,

13、但由于收獲的季節(jié)性強,易造成積壓、腐爛變質,為了解決上述問題且滿足不同人群的需求,可以將水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生產(chǎn)中要用到果膠酶,某生物研究小組為了探究溫度對果膠酶活性的影響,進行了如圖所示實驗。 (1)請將圖中所示的操作進行排序: 。 (2)對照組與實驗組進行了相同時間的實驗,結果如圖中曲線所示: 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 5 圖中自變量是溫度,除此之外還可以是 。 A.酶的濃度 B.蘋果泥的量 C.水的加入量 D.pH 圖中的縱坐標還可用 來表示。 實驗組改變實驗條件后重復做實驗,得到曲線乙,兩次實驗中蘋果汁的體積的最高點對應的橫坐標是同一位

14、置的原因是 。 步驟c中,將兩者分裝在不同試管中進行恒溫處理的目的是 。 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 6 (3)如表所示是某實驗小組的詳細實驗結果: 溫度/ 蘋果汁的產(chǎn)量/mL 10 20 30 40 50 60 70 80 8 13 15 25 15 12 11 10 根據(jù)上述實驗結果可知,當溫度為 時蘋果汁的產(chǎn)量最多,能不能確定該溫度就是果膠酶的最適溫度?如果不能,請設計出進一步探究果膠酶的最適溫度的實驗方案。 【思路分析】 在解答本題過程中,注意運用影響酶活性的各種因素對實驗結果進行綜合分析;注意實驗自變量的設置、因變量的檢測、無關變量的控制及實驗的操作步驟;

15、注意運用影響酶活性的因素的相關知識對曲線、圖表數(shù)據(jù)進行分析。 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 7 【解析】 (1)實驗順序是準備水果泥和配置果膠酶、水果泥和果膠酶分別水浴保溫、水果泥和果膠酶混合保溫、過濾果汁后用量筒計量。(2)果膠酶的活性受溫度、pH等條件的影響,而與底物的量、酶的濃度和水的加入量沒有關系;且每一種酶都有一個最適溫度和最適pH,且這兩個值恒定。衡量實驗結果的指標有兩個:一是果汁的量,另一個是果汁的澄清度。為了保證實驗在相應溫度下進行,必須使酶和底物分別保溫達到要求后再混合。在相同溫度條件下,pH、酶的濃度和底物濃度也會改變反應速率。(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)

16、可看出,在40 時產(chǎn)生的果汁量最多。要將溫度確定得更加精確,以40 為中心,以更小的溫差(如0.5 )設置自變量。 【答案】 (1)acdb (2)D 蘋果汁的澄清度 同一種酶的最適溫度是一定的,不會因酶的濃度、底物量不同而改變 保證底物和酶在混合時的溫度是相同的 (3)40 不能 再設置多套裝置,以40 為中心,以更小的溫差(如0.5 )測量在更小范圍的溫度內的果汁的產(chǎn)量,果汁的產(chǎn)量最高的溫度更接近酶的最適溫度。 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 8 考法2探究加酶洗衣粉的洗滌效果的實驗分析 考法綜述 本考法在高考中出現(xiàn)的頻率不是很高,選擇題、非選擇題均有出現(xiàn)。多以實驗

17、中的變量為出發(fā)點考查影響加酶洗衣粉洗滌效果的影響因素,把握實驗中的變量及其相互關系是解題的關鍵。 考法指導 1.加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法 (1)判斷加酶洗衣粉洗滌效果的方法:可在洗滌后比較污物殘留狀況,如已消失、顏色變淺、面積縮小等。 (2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法:實驗設計遵循的原則是對照原則和單一變量原則,如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有何不同時,以洗衣粉的種類為自變量,其他條件完全一致;同時,普通洗衣粉處理污物與加酶洗衣粉處理污物形成對照。 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 9 (3)變量分析 實驗 探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效

18、果 自變量 洗衣粉的種類(普通和加酶) 水的用量,污物的量,實驗用布的質 洗滌效果 地與大小,不同洗衣粉的用量,攪拌、洗滌時間等 溫度 因變量 無關變量 探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果 探究不同溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響 加酶洗衣粉中酶的種類 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 10 2.使用加酶洗衣粉要注意的問題 (1)對于絲綢等主要成分為蛋白質的面料,若使用含有堿性蛋白酶的洗衣粉,衣物會受到損傷,因此蛋白質類絲織物不能用含蛋白酶的洗衣粉來洗滌。 (2)使用加酶洗衣粉要注意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在3550 的范圍內活性最高,在低溫或60 以上時就會失效。 (3)

19、衣服的洗滌,不僅要考慮洗滌效果,還要考慮衣物的承受能力、洗滌成本等因素。 (4)使用加酶洗衣粉洗衣后要洗手。 (5)酶作為一種生物催化劑,有一定的壽命,不能放置太久。 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 11 【考法示例2】 考法示例2 科研人員研究了不同洗滌濃度(單位體積的水中加入洗衣粉的量)的兩種加酶洗衣粉的去污力(%),結果如表所示。下列說法錯誤的是 洗滌濃度去污力(%)洗衣粉品0.2% 0.4% 0.6% 0.8% 種 加酶洗衣粉甲 加酶洗衣粉乙 71.5 78.9 80.0 79.9 69.5 80.4 80.6 80.5 A.實驗時,需控制好溫度、洗滌時間和洗滌

20、方式等無關變量 B.若洗滌的是相同污布,則兩種加酶洗衣粉的洗滌效果相似 C.實際洗滌時,除考慮適宜的洗滌濃度外,還需考慮衣服質地等 繼續(xù)學習 D.所有加酶洗衣粉最適洗滌濃度都為0.6%,濃度過大是不必要的 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 12 【解析】該實驗中洗滌溫度、洗滌時間和洗滌方式等屬于無關變量,無關變量應保持一致,A正確;分析表格中的信息可知,相同濃度條件下,兩種洗衣粉的洗滌效果無顯著差異,因此若洗滌的是相同污布,兩種加酶洗衣粉的洗滌效果相似,B正確;實際洗滌時,除考慮適宜的洗滌濃度外,還需考慮衣服質地等,如絲質衣物不能用含蛋白酶的洗衣粉洗滌,C正確;該表格顯示甲、乙兩種

21、洗衣粉的最適洗滌濃度相同,都為0.6%左右,但是不能說明所有加酶洗衣粉的最適洗滌濃度都相同,D錯誤。 【答案】D 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 13 考法3 固定化酶和固定化細胞的比較 考法綜述 本考法在高考中出現(xiàn)的頻率不是很高,選擇題、非選擇題均有出現(xiàn)。主要考查固定化酶、固定化細胞的優(yōu)點、制作方法,并結合制備固定化酵母細胞及其發(fā)酵實驗等內容考查考生的實驗探究能力,試題難度一般不大。 考法指導 1.直接使用酶、固定化酶、固定化細胞的比較 類型 直接使用酶 固定化酶 一種酶 固定化細胞 一系列酶 明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺 包埋法 酶的 一種或幾種種數(shù) 常用 載體 常用 固定 方法 無 酶 無 高嶺土、皂土、硅膠、凝膠 化學結合法、物理吸附法 繼續(xù)學習 高考幫生物 專題二十六 酶的應用 題型全突破 14 類型 營養(yǎng)物質 催化反應 反應底物 直接使用酶 不需要 單一或多種 各種物質(大分子、小分子) 催化效率高,耗能低,污染小 對環(huán)境條件非常敏感,易失活;難固定化酶 不需要 單一 各種物質