人教版高考總復(fù)習(xí)生物選修(2)課件

考綱要求熱點提示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(yīng)用3．制備和應(yīng)用固定化酶1.累計生產(chǎn)過程中應(yīng)用果膠酶的原理，注意事項及最適用量的探究2．固定化酶、固定化細(xì)胞的制備及在生產(chǎn)中的應(yīng)用高考要點基礎(chǔ)知識小比較：①果膠酶能催化果膠成為可溶性半乳糖醛酸。②纖維素酶能催化纖維素為纖維二糖，進(jìn)一步水解為葡萄糖。小常識：食物纖維的主要成分是纖維素和果膠，它們不能被人體直接吸收利用，由于人體內(nèi)缺乏消化它們的纖維素酶和果膠酶，所以人體不能從食物纖維中獲得能量。小討論：①容易失活，通常對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑非常敏感。②很難回收，不能被再次利用，提高生產(chǎn)成本。③會影響產(chǎn)物的純度，降低產(chǎn)品質(zhì)量。1．影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)纖維素和果膠是組成水果的重要物質(zhì)，這兩種物質(zhì)的存在使制作果汁時存在兩個問題：一是果肉的出汁率低，耗時長；二是榨取的果汁渾濁、黏度高，容易發(fā)生沉淀。知識熱點2．處理方法——酶解法常用的酶及其作用特點如下：組成本質(zhì)作用果膠酶多聚半乳糖醛酸酶果膠分解酶果膠酯酶蛋白質(zhì)催化果膠分解成為可溶性半乳糖醛酸纖維素酶C1酶CX酶葡萄糖苷酶蛋白質(zhì)1．果膠酶和纖維素酶都是復(fù)合酶，并不特指某一種酶，而是一類酶的總稱。2．如果隨著酶用量的增加，過濾到的果汁的體積也增加，說明酶的用量不足；當(dāng)酶的用量增加到某個值后，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，那么這個值就是酶的最適用量?！纠?】關(guān)于果膠酶的敘述中錯誤的是()A．組成植物細(xì)胞壁的主要成分是果膠和纖維素，果膠主要分布在細(xì)胞的初生壁和胞間層B．果膠有多種，果膠酶也有多種，如半乳糖醛酸酶、果膠分解酶等C．果膠酶在食品工業(yè)中有廣泛的用途，在其他方面則無用處，體現(xiàn)了酶的專一性D．果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶配合使用，可分解植物細(xì)胞壁中的果膠和纖維素，促使淀粉、脂質(zhì)、維生素和蛋白質(zhì)的釋放，以提高飼料的營養(yǎng)價值解析：果膠酶的作用是分解細(xì)胞壁中的果膠，可以使果汁產(chǎn)量增加，提高透明度，有半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等，在食品工業(yè)如制作果汁、提高葡萄酒質(zhì)量等方面作用很大，也常與纖維素酶等共同使用，提高飼料營養(yǎng)和降低飼料黏度，促進(jìn)飼料在動物消化道內(nèi)的消化等作用。因此C錯誤。答案：C?變式1：加工橘子罐頭，采用酸堿處理脫去中果皮(橘絡(luò))，會產(chǎn)生嚴(yán)重污染。目前使用酶解法去除橘絡(luò)，可減少污染。下列生長在特定環(huán)境中的4類微生物，可以大量產(chǎn)生所用酶的有()A．生長在麥麩上的黑曲霉B．生長在酸奶中的乳酸菌C．生長在棉籽殼上的平菇D．生長在木屑上的木霉解析：由題干信息知：所用的酶為纖維素酶。黑曲霉、平菇、木霉，可以產(chǎn)生纖維素酶，來分解麥麩、棉籽殼中的纖維素。而生長在酸奶中的乳酸菌不產(chǎn)生纖維素酶。答案：ACD1．基礎(chǔ)知識加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。其中，應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，其他酶同樣可以將大分子的物質(zhì)水解成小分子的物質(zhì)，使污漬容易從衣物上脫落。提醒：對于絲綢等主要成分為蛋白質(zhì)的面料，在加入堿性蛋白酶的洗衣粉作用下，衣物同樣會受到損傷，因此蛋白質(zhì)類絲織物不能用蛋白酶洗衣粉。2．探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果(1)實驗原理：酶的催化作用具有專一性，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑種類較多，與單一加酶洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效果。(2)實驗變量①自變量：加酶洗衣粉。②無關(guān)變量：其他條件相同且適宜(如溫度、pH等)。(3)實驗步驟步驟燒杯編號ⅠⅡⅢ注入自來水500mL500mL500mL加入物質(zhì)(等量)奶漬布奶漬布奶漬布控制水溫37℃37℃37℃加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉復(fù)合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒攪拌5min5min5min觀察實驗現(xiàn)象1．在比較普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果的實驗中，實驗中自變量為洗衣粉的種類，設(shè)計時應(yīng)遵循單一變量原則、對照原則，有效控制其他變量，如水的用量、污染物的量、所用實驗的布的質(zhì)地、大小、兩種洗衣粉的用量、攪拌及洗滌時間等。2．在使用加酶洗衣粉時不但要考慮最佳洗滌效果的條件，如最適溫度、pH，還要考慮衣物的承受力，如蛋白酶洗衣粉不能洗滌絲綢類衣物；也要考慮洗滌成本問題，因污漬的成分比較復(fù)雜，一般選擇復(fù)合加酶洗衣粉，以減少用量。3．該實驗探究多種加酶洗衣粉對同一污漬的洗滌效果，也可以探究同一種加酶洗衣粉對于不同污漬的洗滌效果?！纠?】加酶洗衣粉中的“酶”有多種，對各種污漬要考慮其不同情況選用不同的加酶洗衣粉，主要原因是 ()A．酶具有多樣性B．酶具有高效性C．酶具有專一性 D．酶易受環(huán)境影響解析：生活中各種污漬其成分有很大差別，如油漬主要是脂質(zhì)，血漬主要為蛋白質(zhì)，從酶的專一性出發(fā)，購買時應(yīng)有所區(qū)別。答案：C?變式2：下列關(guān)于加酶洗衣粉的敘述正確的是()①加酶洗衣粉能將衣服上的蛋白質(zhì)、脂肪等水解成溶于水的小分子物質(zhì)②加酶洗衣粉最常用的酶制劑是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶③使用加酶洗衣粉時一般先用開水浸開，然后調(diào)至適宜溫度④使用加酶洗衣粉可減少對環(huán)境的污染⑤加酶洗衣粉中的酶被特殊的化學(xué)物質(zhì)層層包裹，遇水后溶解⑥實際生活中，用加酶洗衣粉的水溫在25℃～35℃之間較適宜⑦溫度過高或過低均不宜用加酶洗衣粉⑧使用加酶洗衣粉時應(yīng)注意衣服的承受能力A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①②④⑤⑥⑦⑧C．①②③④⑤⑥⑦D．①②③④⑤⑦⑧解析：依據(jù)加酶洗衣粉特點分析回答。③中開水會使酶失活。答案：B1．固定化酶和固定化細(xì)胞是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。2．將酶或細(xì)胞固定化的方法提醒：酶更適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定化，而細(xì)胞多采用包埋法固定化。這是因為細(xì)胞個大，而酶分子很小，個大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。3．固定化細(xì)胞常用的載體材料常用的載體有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。4．固定化酶的優(yōu)點：①易接觸；②易分離；③反復(fù)利用。5．固定化酶的應(yīng)用實例(1)固定化酶的反應(yīng)柱示意圖：將酶固定在一種顆粒狀的載體上，再將這些酶顆粒裝到一個反應(yīng)柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應(yīng)溶液卻可以自由出入。(2)利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的實例高果糖漿的生產(chǎn)需要使用葡萄糖異構(gòu)酶，它能將葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱的下端流出。6．制備固定化酵母細(xì)胞(1)操作流程酵母細(xì)胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞→沖洗→發(fā)酵。(2)實驗結(jié)果①觀察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(xì)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，需要再作嘗試。②觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液：利用固定的酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多氣泡，同時會聞到酒味。7．直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞的比較直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞酶的種數(shù)一種或幾種一種一系列酶常用載體高嶺土、皂土、硅膠、凝膠明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺制作方法化學(xué)結(jié)合法固定化、物理吸附法固定化包埋法固定化是否需要營養(yǎng)物質(zhì)否否是反應(yīng)底物各種物質(zhì)(大分子、小分子)各種物質(zhì)(大分子、小分子)小分子物質(zhì)直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞催化反應(yīng)單一或多種單一一系列缺點①對環(huán)境條件非常敏感，易失活②難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化一系列的酶促反應(yīng)反應(yīng)物不易與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率低優(yōu)點催化效率高、耗能低、污染低①既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離②可以反復(fù)利用成本低、操作容易【例3】下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是()A．固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢明顯B．固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度和溶解氧C．利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營養(yǎng)條件D．利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應(yīng)底物解析：固定化酶的使用要控制好pH、溫度，但與氧氣無關(guān)。固定化酶的使用不需要適宜的營養(yǎng)條件。葡萄糖在固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵中不僅作為底物，還可以為酵母細(xì)胞提供營養(yǎng)和能量。答案：A評析：本題考查固定化酶技術(shù)的具體應(yīng)用。?變式3：固定化酶的優(yōu)點是()A．有利于提高酶活性B．有利于產(chǎn)物的純化C．有利于提高反應(yīng)速度D．有利于對酶發(fā)揮作用解析：制作固定化酶的目的一是能夠順利從發(fā)酵產(chǎn)物中把酶分離出來，二是使酶反復(fù)利用。從題目中看出，選項B是正確的。答案：B1．我國水果生產(chǎn)發(fā)展迅速，由于收獲的季節(jié)性強(qiáng)，易造成積壓，腐爛變質(zhì)，為了解決上述問題且滿足不同人群的需求，可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生產(chǎn)中用到果膠酶，某課題研究小組為了探究果膠酶的某些特性，進(jìn)行了如下實驗：隨堂練習(xí)(1)實驗方法：如圖中所示的順序進(jìn)行操作。(2)實驗結(jié)果：對照組與實驗組進(jìn)行了相同時間的實驗，結(jié)果如圖所示：①圖中自變量是溫度，除此之外還可用________表示。A．酶的濃度 B．蘋果泥的量C．水的加入量 D．pH②圖中的縱坐標(biāo)還可用____________來表示。③實驗小組改變了實驗條件后重復(fù)做實驗，得到曲線乙，蘋果汁的澄清度最高點對應(yīng)的橫坐標(biāo)是同一位置的原因是__________________________。④步驟a中果膠酶和蘋果泥分別裝在不同試管中，恒溫的目的是__________________。解析：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(guān)系，所以每一種酶的最適pH和最適溫度是一定的。在衡量實驗結(jié)果的指標(biāo)中有兩種，一是果汁的量，另一個是果汁的澄清度。為使實驗中達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計溫度，必須使酶與底物分別保溫達(dá)到要求后才能混合。答案：(2)①D②蘋果汁的體積③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④保證底物和酶在混合時的溫度是相同的誤區(qū)警示：上題中(2)中的第④題易誤認(rèn)為酶與底物混合后再保溫，在探究pH對酶活性影響時也應(yīng)注意在混合前酶與底物的pH應(yīng)先達(dá)到實驗要求的pH。2．(1)商品化植酸酶主要來自微生物。在產(chǎn)酶菌株篩選過程中，常在基本培養(yǎng)基中添加不溶于水的植酸鈣制成固體平板，植酸鈣被植酸酶分解后可在平板上產(chǎn)生________，可根據(jù)其大小選擇目的菌株，所得菌株需要進(jìn)一步測定植酸酶活性?；钚詼y定可以植酸鈉作為底物，活性可用一定條件下單位時間的________表示。(2)利用上述所得菌株制備植酸酶的流程如下圖：Ⅰ中的主要成分為________；Ⅱ中包含植酸酶等多種蛋白質(zhì)。請寫出一種純化得到植酸酶的方法及其依據(jù)。(3)為構(gòu)建基因工程菌，可用PCR等技術(shù)從上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反應(yīng)包括多次循環(huán)，每次循環(huán)包括三步：________________________。反應(yīng)過程中打開模板DNA雙鏈的方法是__________________________。(4)除植酸酶外，微生物還能應(yīng)用在哪些酶的生產(chǎn)中？(至少寫兩種)解析：當(dāng)植酸鈣被植酸酶分解以后，會在平板上出現(xiàn)透明圈。植酸酶活性高低可以用單位時間內(nèi)底物減少量來表示。(2)透析的目的是將酶與