高考生物一輪復(fù)習(xí) 專題 酶的研究與應(yīng)用 新人教版選修

高考生物一輪復(fù)習(xí)專題酶的研究與應(yīng)用課件新人教版選修第一頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六[觀考情考綱考頻]

1.酶的存在與簡(jiǎn)單制作方法[3年1考]

2.酶活力測(cè)定的一般原理和方法[3年1考]

3.酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用[3年4考]

4.制備和應(yīng)用固相化酶[3年5考]專題3酶的研究與應(yīng)用第二頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六一、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用1．果膠(1)果膠的成分與存在：果膠是

的主要組成成分之一，它是由

，不溶于水。(2)果膠與果汁加工：果膠影響

，使果汁渾濁。植物細(xì)胞壁以及胞間層半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物出汁率第三頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六2．果膠酶(1)成分：果膠酶并不是特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱。(2)作用：將果膠分解成可溶性的

，使出汁率提高，也使渾濁的果汁變得澄清。半乳糖醛酸第四頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六3．果膠酶的應(yīng)用(1)水果加工業(yè)：水果中的果膠經(jīng)果膠酶水解后，可降低果汁的黏度，有助于壓榨。在葡萄酒釀造中加入果膠酶能起到

作用，還可促使葡萄汁中的酒石酸發(fā)生沉淀，還可用于橘子脫囊衣，制造果粉和低糖果凍。(2)飼料工業(yè)：果膠酶與

酶、半纖維素酶等配合使用可______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)等釋放出來(lái)，提高飼料的

，還可降低飼料的黏度，促進(jìn)飼料在動(dòng)物消化道內(nèi)的

。澄清纖維素降解營(yíng)養(yǎng)價(jià)值消化吸收第五頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六二、加酶洗衣粉在洗滌中的作用1．加酶洗衣粉：指含

的洗衣粉。2．酶制劑的種類與洗滌原理酶制劑第六頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六三、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)1．固定化酶(1)形成：將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種______上，使之成為

的制劑。(2)特性：與游離酶相比較，

好，與底物和產(chǎn)物容易分離，易于控制，能反復(fù)多次使用；便于

，有利于自動(dòng)化生產(chǎn)。(3)固定化酶的制作方法：由酶的性質(zhì)和載體特性所決定，主要包括

法、共價(jià)偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法等。(4)淀粉酶水解作用的檢測(cè)介質(zhì)不溶于水而又有酶的特性穩(wěn)定運(yùn)輸和貯存吸附麥芽糖第七頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六2．固定化細(xì)胞(1)概念：利用物理或化學(xué)方法，將細(xì)胞固定在

的技術(shù)。(2)優(yōu)點(diǎn)：制備容易、酶的活性

。(3)固定化技術(shù)：物理

和

。(4)應(yīng)用：固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵。3．固定化酶和固定化細(xì)胞常用的材料：固定化酶常用纖維素、瓊脂糖、多孔玻璃和離子交換樹(shù)脂等載體，而固定化細(xì)胞常用瓊脂、海藻酸鈉(鈣)、角叉菜聚糖、明膠和聚丙烯酰胺凝膠等。一定空間內(nèi)高且穩(wěn)定吸附法包埋法第八頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六1．判斷關(guān)于酶的應(yīng)用及活力測(cè)定說(shuō)法的正誤。(1)洗衣粉中酶主要是通過(guò)快速分解溶解在水里的污漬發(fā)揮作用(2014年高考江蘇卷)(×)(2)“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果”可先用熱水溶解洗衣粉，再將水溫調(diào)節(jié)到最適溫度(2012年高考江蘇卷)(×)(3)相同pH時(shí)加酶洗衣粉洗滌效果好于普通洗衣粉(2012年高考江蘇卷)(×)(4)在探究果膠酶用量實(shí)驗(yàn)中，雖然實(shí)驗(yàn)的變量發(fā)生了變化，但通過(guò)設(shè)置梯度來(lái)確定最適值的思路方法是不變的(√)(5)果膠酶常用于果汁生產(chǎn)中，可提高出汁率和澄清度(√)(6)用含蛋白酶的洗衣粉去除油漬，效果比其他類型加酶洗衣粉好(×)第九頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六2．判斷關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞說(shuō)法的正誤。(1)固定化細(xì)胞可以催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng)(2013年高考江蘇卷)(×)(2)從酶的固定方式看，吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響小(2012年高考江蘇卷)(√)(3)將海藻酸鈉凝膠珠用無(wú)菌水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌(2012年高考江蘇卷)(√)(4)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(×)(5)固定化酶常采用化學(xué)結(jié)合法和包埋法(×)(6)剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)迅速與活化的酵母菌混合制備混合液(×)第十頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六1．果膠酶與纖維素酶的比較果膠酶的作用及酶特性的探究

第十一頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六2.探究影響果膠酶活性的因素(溫度或pH)的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)原則：遵循單一變量原則、對(duì)照原則，嚴(yán)格控制變量，盡量減少無(wú)關(guān)變量的影響。(2)實(shí)驗(yàn)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(shí)，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小成正比。(3)實(shí)驗(yàn)流程第十二頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六各取一支，分9組分別放入30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃的恒溫水浴中加熱(或各取一支，分5組調(diào)節(jié)蘋果泥和果膠酶的pH為5、6、7、8、9置于同一恒溫水浴中)↓將果膠酶加入相同溫度(或pH)的蘋果泥內(nèi)↓恒溫保持10min↓過(guò)濾果汁，用量筒測(cè)量果汁的量，并記錄第十三頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六3．對(duì)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的殘留狀況，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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則是對(duì)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(duì)衣物污漬的洗滌效果有何不同時(shí)，以洗衣粉的種類為自變量，其他條件完全一致；同時(shí)，普通洗衣粉處理污物與加酶洗衣粉處理污物形成對(duì)照。第十四頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六(3)變量分析第十五頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十六頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六1．我國(guó)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(wèn)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(shí)驗(yàn)：(1)實(shí)驗(yàn)方法：如圖中所示的順序進(jìn)行操作。第十七頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行了相同時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，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(lái)表示。③實(shí)驗(yàn)小組改變了實(shí)驗(yàn)條件后重復(fù)做實(shí)驗(yàn)，得到曲線乙，蘋果汁的澄清度最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)是同一位置的原因是______________。④步驟b中在果膠酶和蘋果泥混合前，將兩者分裝在不同試管中，恒溫的目的是___________________________。第十八頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六解析：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(méi)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)中有兩種，一是果汁的量，另一個(gè)是果汁的澄清度。為使實(shí)驗(yàn)中達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)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(huì)因酶的濃度、底物量不同而改變④保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的第十九頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六1．固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)(1)概念：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)方法固定化酶和固定化細(xì)胞第二十頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六(3)適用對(duì)象一般來(lái)講，酶更適合用化學(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?yàn)閭€(gè)大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)小的酶則易從包埋材料中漏出。第二十一頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六2．固定化酶與固定化細(xì)胞的比較第二十二頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六3.制備固定化酵母細(xì)胞及用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵第二十三頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二十四頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二十五頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六2．下面是制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)回答：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。(1)在________狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)__________狀態(tài)。活化前應(yīng)選擇足夠大的容器，因?yàn)榻湍讣?xì)胞活化時(shí)________。(2)固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法，而固定化酶常用________和________。(3)影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是___________________。(4)海藻酸鈉溶化過(guò)程的注意事項(xiàng)是_______________________。(5)如果海藻酸鈉濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目________。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說(shuō)明________。第二十六頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六解析：(1)在缺水狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。由于酵母菌活化時(shí)體積會(huì)變大，所以活化前應(yīng)選擇足夠大的容器。(2)固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間的技術(shù)，其中固定化細(xì)胞常采用包埋法，而固定化酶常用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。原因是細(xì)胞個(gè)大，而酶分子小，個(gè)體大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)體小的酶容易從包埋材料中漏出。(4)海藻酸鈉溶化時(shí)應(yīng)用小火加熱或小火間斷加熱，期間還要不斷攪拌，防止焦糊。答案：(1)缺水正常(生活)體積會(huì)增大(增多)

(2)化學(xué)結(jié)合法物理吸附法(3)配制海藻酸鈉溶液(4)小火加熱(小火間斷加熱)，不斷攪拌(5)較少(海藻酸鈉濃度偏高)制作失敗

第二十七頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六[例1]工業(yè)生產(chǎn)果汁時(shí)，常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高水果的出汁率，為研究溫度對(duì)果膠酶活性的影響，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：果膠酶的應(yīng)用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(如圖甲)。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(如圖乙)。第二十八頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六③將步驟②處理后的混合物過(guò)濾，收集濾液，測(cè)量果汁量(如圖丙)。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：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)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________的水解。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溫度為_(kāi)_______左右時(shí)，果汁量最多，此時(shí)果膠酶的活性________。當(dāng)溫度再升高時(shí)，果汁量降低，說(shuō)明________。(3)實(shí)驗(yàn)步驟①的目的是__________________________________。第二十九頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六[解析]

(1)植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一是果膠，而果膠酶則是水解果膠的一類酶的總稱。(2)通過(guò)表中數(shù)據(jù)可知：在40℃時(shí)，產(chǎn)生的果汁量最多，在題中所給的溫度范圍內(nèi)，40℃時(shí)酶活性最高。當(dāng)溫度再升高時(shí)，出汁量降低，酶的催化活性降低。(3)因?yàn)槊妇哂懈咝?，使底物與酶的溫度都達(dá)到預(yù)定值后再混合，避免它們事先發(fā)生反應(yīng)，而引起結(jié)果的不準(zhǔn)確。[答案]

(1)果膠(2)40℃最高酶活性降低(3)避免果汁和果膠酶混合時(shí)影響混合物溫度，從而影響果膠酶活性第三十頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六[例2]圖1表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作和利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵的示意圖，圖2是“DNA粗提取與鑒定”相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：固定化酶技術(shù)

第三十一頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期六(1)圖1中，X溶液為_(kāi)_______，其作用是使________________________________________________________________________。發(fā)酵過(guò)程中用攪拌器攪拌的目的是使________________________________。(2)在用海藻酸鈉包埋酵母菌形成凝膠珠的過(guò)程中，加熱溶解海藻酸鈉時(shí)需注意用________加熱，然后將溶化好的海藻酸鈉溶液________后，再加入酵母菌充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉?3)圖2中，a表示釋放核物質(zhì)后進(jìn)行過(guò)濾的過(guò)程，