導(dǎo)學(xué)案專題四酶的研究與應(yīng)用

PAGE9-專題四酶的研究與應(yīng)用考綱要求1.酶在洗滌等方面的應(yīng)用。2.制備和應(yīng)用固定化酶。考點(diǎn)一：基礎(chǔ)知識1．果膠酶（1）制作果汁要解決的兩個主要問題：一是果肉的低，耗時長；二是榨取的果汁，粘度高，易沉淀。（2）產(chǎn)生原因：，基本單位。細(xì)胞壁及的主要成分：(都是可溶于水（都是不溶于水的大分子物質(zhì)）纖維素，基本單位。的小分子物質(zhì))酶，包括酶、果膠分解酶、酶。（3）解決措施：加入酶酶，包括酶、酶、酶。①酶活性：是指酶催化的能力。酶活性的高低可以用在一定條件下酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的來表示。2.酶活性及影響因素②酶反應(yīng)速度：用單位時間內(nèi)、單位體積中,的減少量或的增加量來表示。③影響因素：溫度、pH和等。3.加酶洗衣粉（1）洗衣粉：指含有______的洗衣粉。（2）常用酶制劑種類：蛋白酶、______、淀粉酶和________，其中應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是____________和堿性脂肪酶。（3）酶的去污機(jī)理：①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________或小分子的肽，使污物容易從衣物上脫落。②脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的______、________和________水解為小分子物質(zhì)。（4）酶制劑特點(diǎn)：能夠耐酸、耐堿、忍受____________和較高_(dá)_______，并且通過特殊的化學(xué)物質(zhì)將酶層層包裹，與洗衣粉其他成分隔離。4.酵母細(xì)胞的固定化（1）比較類型直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)①②①②①②不足①②③①②方法(2)固定化酶的實(shí)例——高果糖漿的生產(chǎn)①反應(yīng)機(jī)理：葡萄糖在酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楣?。②反?yīng)柱優(yōu)點(diǎn)：能連續(xù)使用半年，大大降低了________，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。例1．(2012·江蘇高考)下列關(guān)于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果”的敘述，合理的是()A．先用熱水溶解洗衣粉，再將水溫調(diào)節(jié)到最適溫度B．實(shí)驗(yàn)的觀察指標(biāo)可以是相同洗滌時間內(nèi)污漬的殘留程度C．相同pH時加酶洗衣粉洗滌效果好于普通洗衣粉D．衣物質(zhì)地和洗衣粉用量不會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果例2.(2013·青島調(diào)研)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的有機(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)底物考點(diǎn)二：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析與評價果膠酶的相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究課題溫度對果膠酶活性影響PH對果膠酶活性影響果膠酶的用量對果汁產(chǎn)量的影響自變量因變量無關(guān)變量結(jié)果與結(jié)論溫度【特別提醒1】（1）探究溫度（或PH）對酶活性的影響時，一定要先將酶和反應(yīng)物分別調(diào)溫度（或PH）再混合，目的是保證。（2）探究溫度對酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)時，不能以H2O2酶為研究對象，因?yàn)?。?）判斷酶的用量已經(jīng)足夠的依據(jù)是：。加酶洗衣粉的洗滌效果實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究課題普通洗衣粉與加酶洗衣粉的洗滌效果溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響添加不同種類酶的加酶洗衣粉的洗滌效果自變量因變量無關(guān)變量【特別提醒2】（1）實(shí)驗(yàn)成功的前提是嚴(yán)格控制好無關(guān)變量，本試驗(yàn)無關(guān)變量可從水、污漬、洗衣粉、衣物、洗滌過程等五個大方面考慮。（2）加酶洗衣粉的洗滌效果并不一定都比普通洗衣粉的效果好，一是與加酶的種類和污漬的種類有關(guān)，二是受到外界環(huán)境的影響，如高溫下酶會因失活而失去作用。（3）某些材質(zhì)的衣物不可用相應(yīng)的加酶洗衣粉，如毛質(zhì)、絲質(zhì)衣物不可用含有蛋白酶的洗衣粉；棉麻類衣物不可用含有纖維素酶的洗衣粉。例3.如圖是圍繞加酶洗衣粉洗滌效果進(jìn)行的研究結(jié)果。下列有關(guān)敘述，不正確的是()A．本研究的自變量有溫度和洗衣粉是否加酶B．本研究的因變量可能是污漬殘留量C．兩類洗衣粉的最佳使用溫度都為t1D．溫度超過t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活例4.某學(xué)生進(jìn)行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果”的課題研究。他的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：①設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，分別使用蛋白酶洗衣粉和復(fù)合酶洗衣粉②兩組實(shí)驗(yàn)的洗衣粉用量、被洗滌的衣物量、衣物質(zhì)地、污染物性質(zhì)和量、被污染的時間、洗滌時間、洗滌方式等全部設(shè)置為相同③根據(jù)污漬去除程度得出結(jié)果對這個實(shí)驗(yàn)的評價，正確的是()A．對照實(shí)驗(yàn)設(shè)置錯誤B．無關(guān)變量設(shè)置太多C．沒有自變量D．因變量不能描述例5.工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高出汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：①將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10℃水浴中恒溫處理10min(如圖A)②將步驟①處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10℃水浴中恒溫處理10min(如圖B)③將步驟②處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量(如圖C)。④在不同溫度條件下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下表：溫度/℃1020304050607080果汁量/mL813152515121110根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，請分析回答下列問題：(1)果膠酶能破除細(xì)胞壁，是因?yàn)楣z酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中果膠的水解，產(chǎn)物是____________。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，果膠酶的最適溫度在________范圍之間，溫度對酶活性的影響是。(3)為什么該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛲ㄟ^測定過濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？______________________________________________________________________。(4)果膠酶作用于一定量的某種物質(zhì)(底物)，保持溫度、pH在最適值，生成物量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖：在30min后曲線變成水平是因?yàn)開_______。若增加果膠酶濃度，其他條件不變，請?jiān)趫D中畫出生成物量變化的示意曲線?？键c(diǎn)三：酵母細(xì)胞的固定化實(shí)驗(yàn)操作（一）制備固定化酵母細(xì)胞酵母細(xì)胞的活化：處于休眠狀態(tài)的干酵母+蒸餾水?dāng)嚢杈鶆蚍胖?h→重新恢復(fù)狀態(tài)。2.配制CaCl2溶液，CaCl2溶液溶液的作用是。3.配制溶液：邊加熱邊攪拌，并注意用加熱，以防。4.海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合：將溶化好的海藻酸鈉溶液后加入。5.固定化酵母細(xì)胞：以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加至配制好的CaCl2溶液中，形成，使其在溶液中浸泡30min。（二）用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵6.沖洗固定好的酵母細(xì)胞：用蒸餾水沖洗,2～3次，洗去CaCl2溶液。7.應(yīng)用：發(fā)酵將150mL10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移至200mL,的錐形瓶中，加入固定好的酵母細(xì)胞，25℃下,發(fā)酵【特別提醒3】(1)酵母細(xì)胞的活化。酵母細(xì)胞所需要的活化時間較短，一般需要0.5～1h。(2)關(guān)鍵步驟是配制海藻酸鈉溶液，需要用小火間斷加熱，防止發(fā)生焦糊。(3)海藻酸鈉的濃度與制作凝膠珠的質(zhì)量有關(guān)。如果海藻酸鈉濃度過高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目較少，影響實(shí)驗(yàn)效果。(4)觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液：將凝膠珠加入用于發(fā)酵的葡萄糖溶液后發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生，同時有酒味散發(fā)，說明凝膠珠制作成功。題組一果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用1．關(guān)于果膠酶的說法正確的是()A．果膠酶可以分解細(xì)胞壁的主要成分——纖維素B．果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物C．果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱D．果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA2．下列關(guān)于果膠酶的說法不正確的是()A．雖然實(shí)驗(yàn)的變量發(fā)生了變化，但通過設(shè)置梯度來確定最適值的思想方法是不變的B．植物、霉菌、酵母菌和細(xì)菌均能產(chǎn)生果膠酶C．通過測定濾出的蘋果汁的體積大小無法來確定果膠酶活性的高低D．人們使用果膠酶、纖維素酶等來解決制作果汁面臨的問題3．如圖曲線表示的是溫度和果膠酶活性之間的關(guān)系，此曲線能說明的是(多選)()A．在B點(diǎn)之前，果膠酶的活性和溫度成正比；之后，成反比B．當(dāng)溫度到達(dá)B點(diǎn)時，酶的活性最高，酶的催化作用最強(qiáng)C．A點(diǎn)時，酶的活性很低，但隨著溫度升高，活性可以上升D．C點(diǎn)時，酶的活性也很低，當(dāng)溫度降低時，酶的活性也可以恢復(fù)上升4.關(guān)于酶的敘述中正確的是()A．酶是由有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的并且能調(diào)節(jié)生物體的生命活動B．活細(xì)胞都可產(chǎn)生酶，酶可在細(xì)胞外起作用C．酶都是在核糖體上合成的D．所有的酶與雙縮脲試劑發(fā)生作用都可產(chǎn)生紫色反應(yīng)5.哪一項(xiàng)說法是錯誤的()A．酶的活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力B．溫度、pH和酶的抑制劑等條件會影響果膠酶的活性C．果膠酶是能催化果膠分解，從而提高水果的出汁率并使果汁變得澄清的一種酶D．生產(chǎn)果汁時，為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量6.(2012·煙臺高二檢測)在探究果膠酶的用量時，下列說法不正確的是()A．在實(shí)驗(yàn)時可配制相同濃度的果膠酶溶液B．蘋果泥量一定時，酶用量越多，濾出的果汁就越多C．本實(shí)驗(yàn)應(yīng)控制在適宜溫度和pH條件下D．反應(yīng)液的pH必須相同題組二探討加酶洗衣粉的洗滌效果7．有人設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并優(yōu)于普通洗衣粉。實(shí)驗(yàn)分為兩組，一組衣物用加酶洗衣粉洗滌，一組衣物用普通洗衣粉洗滌。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)缺少()A．用加酶洗衣粉洗滌和適量普通洗衣粉洗滌的對照B．既不用加酶洗衣粉洗滌也不用普通洗衣粉洗滌的對照C．用普通洗衣粉洗滌和少量加酶洗衣粉洗滌的對照D．用少量普通洗衣粉洗滌和大量加酶洗衣粉洗滌的對照8．(2011·蘇州調(diào)研)與普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉能更有效地清除污漬。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．加酶洗衣粉是添加了固定化酶的洗衣粉B．水質(zhì)、水量、水溫都會影響加酶洗衣粉的洗滌效果C．探究加酶洗衣粉的洗滌效果，應(yīng)選擇同一品牌的普通洗衣粉作對照D．加酶洗衣粉的使用，減少了磷的排放，降低了環(huán)境污染9.普通洗衣粉與加酶洗衣粉的區(qū)別正確的是()A．普通洗衣粉中含有較多的磷，會污染環(huán)境B．表面活性劑只存在于普通洗衣粉中，會產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開C．水軟化劑只存在于普通洗衣粉中，可以分散污垢D．加酶洗衣粉是將酶直接添加到普通洗衣粉中9.生物體內(nèi)的酶很容易降解、失活，而洗衣粉中的酶卻能長時間保持活性的原因是()A．生物體內(nèi)酶的活性受溫度影響，洗衣粉中酶的活性不受溫度的影響B(tài)．洗衣粉中的酶外層有特殊的化學(xué)物質(zhì)層層包裹，保持其活性C．生物體內(nèi)的酶是蛋白質(zhì)，洗衣粉中的酶是無機(jī)物D．以上全部正確10.(2012·太原高二測試)下列關(guān)于加酶洗衣粉說法不正確的是()A．加酶洗衣粉的效果總比普通洗衣粉的效果好B．加酶洗衣粉效果的好壞受很多因素影響C．加酶洗衣粉中目前常用的酶制劑有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶D．加酶洗衣粉與普通洗衣粉相比更利于環(huán)保11.某工廠生產(chǎn)了一種加酶洗衣粉，其包裝袋上印有如下說明：成分：含堿性蛋白酶等。用法：洗滌前先將衣物浸于洗衣粉水內(nèi)數(shù)小時。使用溫水效果最佳。注意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料。用后徹底清洗雙手。請回答下列問題：(1)質(zhì)檢局針對該洗衣粉設(shè)計(jì)了如下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：該實(shí)驗(yàn)的目的是_______________________________________________________。(2)一學(xué)生為探索該洗衣粉中酶催化作用的最適溫度，參考(1)的實(shí)驗(yàn)材料及方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并把結(jié)果用曲線圖A、B表示(如下圖)：①由圖可知，使用該加酶洗衣粉的最適溫度約為_____________________________。②在0℃和75℃時，酶的催化效率基本都降為零，但溫度再度回到45℃，后者的催化作用已不能恢復(fù)，這是因?yàn)棰墼搶W(xué)生在實(shí)驗(yàn)中可通過觀察________________________來判斷酶的催化效率。(3)該加酶洗衣粉的去污原理是_______________________________________________。(4)大力推廣加酶洗衣粉，使之代替含磷洗衣粉，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，這是因?yàn)開_______________________________________________________________________。(5)除加酶外，很多洗衣粉中還加有香精，高檔洗衣粉中的香精都是由植物芳香油制成的，目前從植物中提取芳香油的方法有________、________等。(寫出兩種)題組三酵母細(xì)胞的固定化12．(2011·連云港質(zhì)檢)下列有關(guān)制備固定化酵母細(xì)胞的說法錯誤的是()A．可根據(jù)凝膠珠的顏色和形狀檢測凝膠珠的質(zhì)量B．要將酵母細(xì)胞活化處理C．制成的凝膠珠上不能出現(xiàn)小孔D．配制的海藻酸鈉濃度是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵13．下列說法不正確的是()A．固定化酶和固定化細(xì)胞的技術(shù)方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法B．固定化酶更適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法C．由于細(xì)胞個大，而酶分子很小，因此細(xì)胞多采用物理吸附法固定D．反應(yīng)物是大分子物質(zhì)應(yīng)采用固定化酶14.下列關(guān)于使用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的說法正確的是()A．高果糖漿的生產(chǎn)需要使用果糖異構(gòu)酶B．在反應(yīng)柱內(nèi)的頂端裝上分布著許多小孔的篩板，防止異物的進(jìn)入C．將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，果糖從反應(yīng)柱下端流出D．固定化酶技術(shù)復(fù)雜，成本較高15.許多病原菌對青霉素產(chǎn)生了抗藥性，科學(xué)家用青霉素?；秆兄瞥隽税逼S青霉素。利用固定化青霉素?；阜磻?yīng)器除嚴(yán)格控制溫度和pH外，還必須嚴(yán)格控制的條件是()A．高壓B．無菌C．?dāng)嚢鐳．光照16.下列不是用于包埋法固定化細(xì)胞的載體是：

（

）A．瓊脂糖

B．醋酸纖維素

C．聚丙烯酰胺

D．聚乙烯樹脂17.(2012·江蘇高考)下列關(guān)于酶和固定化酵母細(xì)胞的研究與應(yīng)用的敘述，錯誤的是（）A．從酶的固定方式看，吸附法比化學(xué)結(jié)合法對酶活性影響小B．作為消化酶使用時，蛋白酶制劑以口服方式給藥C．尿糖試紙含有固定化的葡萄糖酶和過氧化氫酶，可以反復(fù)使用D．將海藻酸