18學年高中生物專題4酶的研究與應用專題整合提升同步備課教學案1

PAGE4-。。內部文件，版權追溯內部文件，版權追溯內部文件，版權追溯專題4酶的研究與應用知識系統構建酶的研究與應用必背要語1.果膠酶是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.堿性蛋白酶能將大分子蛋白質水解為可溶性的氨基酸或小分子的肽，所以蛋白質類纖維織物不能用此種加酶洗衣粉洗滌。3.溫度、酸堿度和表面活性劑都會影響加酶洗衣粉的洗滌效果。4.固定化酶常采用化學結合法和物理吸附法，而固定化細胞則常采用包埋法。5.配制海藻酸鈉溶液濃度過高，則難以形成凝膠珠；若濃度過低，則固定的酵母細胞少，影響實驗效果。6.固定化酶和固定化細胞技術既實現了對酶的重復利用，降低了成本，又提高了產品質量。規(guī)律方法整合整合一酶的相關探究實驗中的操作提示1.探究溫度對酶活性的影響時，可以選用10℃作為溫度梯度，設置的具體溫度為10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，也可以根據酶的特點，嘗試以5℃作為溫度梯度。2.探究pH對酶活性的影響時，只需將溫度梯度改成pH梯度，并選定一個適宜的溫度進行水浴加熱。反應液中的pH可以通過體積分數為0.1%的氫氧化鈉溶液或鹽酸進行調節(jié)。3.探究酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對酶活性影響的基礎之上的。此時，研究的變量是酶的用量，其他因素都應適宜且保持不變。實驗時可以配制不同濃度的酶溶液，也可以只配制一種濃度的酶溶液，然后使用不同的體積即可。需要注意的是，反應液的pH必須相同，否則將影響實驗結果的準確性。4.在混合反應物和酶之前，一定要讓兩者分別達到相應的條件。這樣可以避免底物和酶在混合時條件變化而影響實驗結果。5.將酶加入反應物后，應不時地用玻璃棒攪拌，使酶能更充分地催化反應。6.本課題中的自變量、因變量及注意事項歸納實驗名稱(目的)自變量因變量注意事項探究溫度對果膠酶活性的影響溫度果汁量(澄清度)①底物和酶在混合時的溫度是相同的；②溫度梯度越小，實驗結果越精確；③各試管中蘋果泥的用量相同，果膠酶的用量也相同；④pH為最適pH探究pH對果膠酶活性的影響pH果汁量(澄清度)①溫度應為最適溫度；②pH梯度可用0.1%的氫氧化鈉溶液和鹽酸調節(jié)；③用玻璃棒攪拌使反應充分進行探究果膠酶的用量對酶活性的影響果膠酶的用量果汁量(澄清度)①制備蘋果勻漿后迅速加熱，使蘋果勻漿中的果膠酶變性；②溫度、pH應為最適宜且保持不變例1果膠是植物細胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物細胞壁和胞間層。在果汁生產中應用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請你幫助完成以下有關果膠酶和果汁生產的實驗課題。實驗用具和材料：磨漿機、燒杯、試管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、紗布等；蘋果、質量分數為2%的果膠酶溶液、蒸餾水等。[課題一]驗證果膠酶在果汁生產中的作用實驗方法及步驟：(1)將蘋果洗凈去皮，用磨漿機制成蘋果泥，加入適量蒸餾水備用。(2)取兩個100mL潔凈的燒杯，編號為1、2，按相應程序進行操作，請把下表中未填寫的內容填上。操作順序項目燒杯12①在燒杯中加入蘋果泥20mL20mL②A.2mL/③注入蒸餾水/B.④在恒溫水浴中保溫，并用玻璃棒不時攪拌10min10min(3)取兩個大燒杯，同時進行過濾。觀察(比較)，并記錄結果。(4)實驗結果的預測及結論：如果，則說明果膠酶對果膠的水解具有催化作用。[課題二]探究果膠酶催化果膠水解的最適pH例2為了進一步增強洗衣粉對血漬、奶漬、油污、土豆泥等衣物上常見污垢的去除能力，洗衣粉中常常會添加各種酶類。請回答有關問題：(1)根據衣物上常見的污垢，加酶洗衣粉中添加的酶類有堿性蛋白酶、。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質水解成可溶性的。(2)下表為加酶洗衣粉包裝袋上的產品說明，根據你所學習的有關知識，解釋注意事項③的原因：。注意事項①請將本品置于陰涼、干燥處，避熱、避濕、避光。②不慎濺入眼中，立即用水沖洗。③水溫以30～50℃為宜，切忌用60℃以上的熱水。答案(1)(堿性)脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶小分子的肽(氨基酸)(2)酶的催化受溫度影響，30～50℃是洗衣粉中酶的適宜溫度范圍整合三從酶到固定化酶再到固定化細胞的發(fā)展過程例3下列對固定化酶和固定化細胞的說法，正確的是()A.固定化細胞常用物理吸附法，固定化酶常用包埋法B.固定化細胞技術一次只能固定一種酶C.固定化酶和固定化細胞所固定的酶都可以反復使用，但酶的活性迅速下降D.固定化酶不溶于反應液中，易于回收，可以重復利用答案D解析某種固定化酶的優(yōu)勢是酶可以反復使用；固定化細胞技術一次能固定多種酶；固定化酶和固定化細胞都能反復使用，酶的活性一段時間后會下降，但并不是迅速下降。熱點考題集訓1.果膠酶在果汁生產中發(fā)揮重要作用，下列說法正確的是()A.果膠酶只存在于植物中B.果膠易溶于水，而不溶于乙醇C.果膠酶和纖維素酶均能分解果膠D.果膠酶和纖維素酶一起使用可以除去植物細胞壁答案D解析果膠酶廣泛存在于植物和微生物中。果膠不溶于水，不溶于乙醇。酶具有專一性，因此只有果膠酶才能分解果膠。植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此使用果膠酶和纖維素酶，可以除去植物細胞壁。2.下列關于探究果膠酶最適用量的實驗，敘述錯誤的是()A.配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等量的該溶液B.調節(jié)pH，使各組中的pH相同而且處于適宜狀態(tài)C.用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時間可以不同D.在相同且適宜溫度條件下進行實驗答案C解析由于要探究果膠酶最適用量，故可配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等量的溶液，A項正確；該實驗中pH為無關變量，故應保持各組中的pH相同而且處于適宜狀態(tài)，B項正確；用玻璃棒攪拌加酶的果泥和溫度都為無關變量，因此攪拌時間必須相同，溫度應相同且適宜，C項錯誤、D項正確。3.下列進行探究溫度對酶活性的影響的實驗中，不正確的是()A.實驗的自變量是溫度B.無關變量有pH、底物濃度、酶濃度、反應時間等C.通過測定濾出的果汁的體積來判斷果膠酶的最適溫度D.溫度過低時，酶空間結構改變，果膠酶活性變小，但是不會失活答案D解析溫度過低時，酶的空間結構正常，但活性變小。4.為了使牛仔褲呈現“穿舊”效果，在工業(yè)洗衣機中用酶洗代替?zhèn)鹘y的浮石擦洗，是目前重要的生產手段(工藝流程見下圖)。下列敘述中錯誤的是()A.纖維素酶在仿舊中的作用機理與其在洗衣粉中去污的機理相似B.在上述工藝中，為重復使用纖維素酶，可選用適當的包埋劑固定化酶C.在上述工藝中，通過調節(jié)溫度、酸堿度、處理時間可控制仿舊顏色的深淺D.纖維素酶催化葡萄糖殘基之間的糖苷鍵水解分解纖維素答案B解析在仿舊和去污中，纖維素酶均作用于衣物，二者作用機理相似，A正確；由于纖維素酶較小，不能用包埋法固定化酶，B錯誤；改變溫度、酸堿度和處理時間會影響酶作用的結果，控制仿舊顏色的深淺，C正確；纖維素酶催化葡萄糖殘基之間的糖苷鍵水解分解纖維素，D正確。5.下圖是圍繞加酶洗衣粉洗滌效果進行的研究結果。下列有關敘述，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答案C解析根據實驗目的人為改變的變量是自變量，隨著自變量的變化而變化的變量是因變量。加入的洗衣粉不同，溫度不同，都會造成洗滌效果的差異，故A正確；可用污漬的殘留量來表示洗滌效果，故B正確；若縱坐標表示污漬殘留量，則加酶洗衣粉的最適溫度為t1，普通洗衣粉的最佳使用溫度為t2，故C錯誤；溫度過高，酶的活性降低甚至失活，故D正確。6.下列關于固定化酶和固定化細胞的敘述，錯誤的是()A.固定化酶的主要目的是實現酶的重復利用B.溶解氧交換受阻是固定化酶應用的重要限制因素C.固定化細胞用于生產能分泌到細胞外的產物D.凝膠與被包埋細胞之間不是通過共價鍵結合答案B解析A項，固定化酶制作的目的是能夠順利從發(fā)酵產物中把酶分離出來，能夠使酶反復使用；B項，溶解氧交換受阻會影響細胞呼吸，是固定化細胞應用的重要限制因素；C項，固定化細胞常用于生產能分泌到細胞外的產物，如固定化酵母細胞用于生產酒精；D項，將細胞包埋在多孔載體內部而制成固定化細胞，細胞并不與凝膠通過共價鍵結合。7.下列有關固定化酶和固定化細胞的敘述，正確的是()A.可用包埋法制備固定化酵母細胞B.反應產物對固定化酶的活性沒有影響C.葡萄糖異構酶固定前后專一性不同D.固定化細胞可以催化各種反應底物的一系列反應答案A解析細胞難以被吸附或結合，固定化細胞多采用包埋法，A正確；反應產物積累能影響酶的結構，從而使酶的活性下降，B錯誤；葡萄糖異構酶在固定前后專一性不變，C錯誤；固定化細胞固定的是一系列酶，可以催化一系列反應，但不能催化各種反應底物的一系列反應，D錯誤。8.下列關于酶和固定化酵母細胞的研究與應用的敘述，錯誤的是()A.從酶的固定方式看，吸附法比化學結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，可以反復使用D.將海藻酸鈉凝膠珠用蒸餾水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌答案C解析酶的固定方式有包埋法、化學結合法和物理吸附法，物理吸附法是利用吸附劑本身的表面張力對附近的分子產生吸附，與化學結合法相比，不會使被吸附物質的性質發(fā)生改變，所以吸附法對酶活性影響較小，A正確；消化酶在人體消化道內發(fā)揮作用，蛋白酶制劑一般在最外面加上糖衣后通過口服方式給藥，B正確；尿糖試紙是一種由葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶和某種無色的化合物固定于濾紙上制成的酶試紙，不能反復利用，C錯誤；制備固定化酵母細胞時，將海藻酸鈉凝膠珠用蒸餾水沖洗的目的是洗去CaCl2和雜菌，防止凝膠珠硬度過大和雜菌污染，D正確。9.某生物課外活動小組發(fā)現，新鮮水果比放置一段時間的水果硬。他們根據所學知識，認為可能的原因是放置一段時間的水果果膠酶含量高，而果膠酶能將細胞壁分解，使水果細胞相互分離，導致水果變軟。為探究上述假設是否正確，他們進行了如下探究：(1)實驗原理：。(2)實驗假設：。(3)實驗步驟：①分別將等量的去皮后的新鮮蘋果和放置一段時間的蘋果切成小塊，放在榨汁機中，制成果泥。②分別用濾紙或5層紗布過濾，收集濾液(條件相同)。③。(4)實驗結論：。(5)根據此實驗，能否得出水果放置時間越長，營養(yǎng)價值越高的結果？為什么？。答案(1)果膠酶能將胞間層的果膠分解，使細胞分散，水果變軟(2)放置一段時間的水果中果膠酶含量高(3)③觀察比較濾液的體積和澄清度(4)放置一段時間后的水果中，果膠酶含量比新鮮水果高(5)不能。因為水果放置時間過久，維生素C會大量損耗解析水果變軟是細胞壁的支持作用減弱，因此其原理應從細胞壁的成分變化入手來回答。實驗假設是未得到證實的結論，可假設放置一段時間的水果中果膠酶含量高。實驗步驟中在將兩種不同蘋果的蘋果泥濾液(果汁)分別收集好后，可通過比較濾液的體積和澄清度來判斷果膠酶的含量，得到的果汁體積多、澄清度高的濾液中果膠酶含量較多。10.某實驗小組進行固定化酵母細胞的制備，并進行了游離酵母和固定化酵母發(fā)酵產酒酒精度的比較，結果如下表所示。請回答下列問題：產酒酒精度的比較時間(d)游離酵母固定化酵母00021.02.542.14.263.25.083.95.4104.36.0124.66.4(1)制備固定化酵母細胞的實驗步驟：酵母細胞的活化→→配制海藻酸鈉溶液→→固定化酵母細胞。(2)影響實驗成敗的關鍵步驟：。(3)海藻酸鈉起的作用。(4)該小組將制備好的固定化酵母與游離酵母分別放在一定的相同條件下發(fā)酵，定時記錄發(fā)酵液中酒精度的變化。①實驗過程中的“在一定的相同條件下發(fā)酵”中的條件是