18學(xué)年高中生物專(zhuān)題4酶的研究與應(yīng)用專(zhuān)題整合提升同步備課教學(xué)案1

PAGE4-。。內(nèi)部文件，版權(quán)追溯內(nèi)部文件，版權(quán)追溯內(nèi)部文件，版權(quán)追溯專(zhuān)題4酶的研究與應(yīng)用知識(shí)系統(tǒng)構(gòu)建酶的研究與應(yīng)用必背要語(yǔ)1.果膠酶是分解果膠的一類(lèi)酶的總稱(chēng)，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(zhì)水解為可溶性的氨基酸或小分子的肽，所以蛋白質(zhì)類(lèi)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(huì)影響加酶洗衣粉的洗滌效果。4.固定化酶常采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，而固定化細(xì)胞則常采用包埋法。5.配制海藻酸鈉溶液濃度過(guò)高，則難以形成凝膠珠；若濃度過(guò)低，則固定的酵母細(xì)胞少，影響實(shí)驗(yàn)效果。6.固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)既實(shí)現(xiàn)了對(duì)酶的重復(fù)利用，降低了成本，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量。規(guī)律方法整合整合一酶的相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)中的操作提示1.探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，可以選用10℃作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，也可以根據(jù)酶的特點(diǎn)，嘗試以5℃作為溫度梯度。2.探究pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，只需將溫度梯度改成pH梯度，并選定一個(gè)適宜的溫度進(jìn)行水浴加熱。反應(yīng)液中的pH可以通過(guò)體積分?jǐn)?shù)為0.1%的氫氧化鈉溶液或鹽酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.探究酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對(duì)酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時(shí)，研究的變量是酶的用量，其他因素都應(yīng)適宜且保持不變。實(shí)驗(yàn)時(shí)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(yīng)液的pH必須相同，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。4.在混合反應(yīng)物和酶之前，一定要讓兩者分別達(dá)到相應(yīng)的條件。這樣可以避免底物和酶在混合時(shí)條件變化而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。5.將酶加入反應(yīng)物后，應(yīng)不時(shí)地用玻璃棒攪拌，使酶能更充分地催化反應(yīng)。6.本課題中的自變量、因變量及注意事項(xiàng)歸納實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)(目的)自變量因變量注意事項(xiàng)探究溫度對(duì)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(shí)的溫度是相同的；②溫度梯度越小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果越精確；③各試管中蘋(píng)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(duì)果膠酶活性的影響pH果汁量(澄清度)①溫度應(yīng)為最適溫度；②pH梯度可用0.1%的氫氧化鈉溶液和鹽酸調(diào)節(jié)；③用玻璃棒攪拌使反應(yīng)充分進(jìn)行探究果膠酶的用量對(duì)酶活性的影響果膠酶的用量果汁量(澄清度)①制備蘋(píng)果勻漿后迅速加熱，使蘋(píng)果勻漿中的果膠酶變性；②溫度、pH應(yīng)為最適宜且保持不變例1果膠是植物細(xì)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(xì)胞壁和胞間層。在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請(qǐng)你幫助完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)課題。實(shí)驗(yàn)用具和材料：磨漿機(jī)、燒杯、試管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、紗布等；蘋(píng)果、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水等。[課題一]驗(yàn)證果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用實(shí)驗(yàn)方法及步驟：(1)將蘋(píng)果洗凈去皮，用磨漿機(jī)制成蘋(píng)果泥，加入適量蒸餾水備用。(2)取兩個(gè)100mL潔凈的燒杯，編號(hào)為1、2，按相應(yīng)程序進(jìn)行操作，請(qǐng)把下表中未填寫(xiě)的內(nèi)容填上。操作順序項(xiàng)目燒杯12①在燒杯中加入蘋(píng)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(shí)攪拌10min10min(3)取兩個(gè)大燒杯，同時(shí)進(jìn)行過(guò)濾。觀察(比較)，并記錄結(jié)果。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)及結(jié)論：如果，則說(shuō)明果膠酶對(duì)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(jìn)一步增強(qiáng)洗衣粉對(duì)血漬、奶漬、油污、土豆泥等衣物上常見(jiàn)污垢的去除能力，洗衣粉中常常會(huì)添加各種酶類(lèi)。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：(1)根據(jù)衣物上常見(jiàn)的污垢，加酶洗衣粉中添加的酶類(lèi)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(zhì)水解成可溶性的。(2)下表為加酶洗衣粉包裝袋上的產(chǎn)品說(shuō)明，根據(jù)你所學(xué)習(xí)的有關(guān)知識(shí)，解釋注意事項(xiàng)③的原因：。注意事項(xiàng)①請(qǐng)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(xì)胞的發(fā)展過(guò)程例3下列對(duì)固定化酶和固定化細(xì)胞的說(shuō)法，正確的是()A.固定化細(xì)胞常用物理吸附法，固定化酶常用包埋法B.固定化細(xì)胞技術(shù)一次只能固定一種酶C.固定化酶和固定化細(xì)胞所固定的酶都可以反復(fù)使用，但酶的活性迅速下降D.固定化酶不溶于反應(yīng)液中，易于回收，可以重復(fù)利用答案D解析某種固定化酶的優(yōu)勢(shì)是酶可以反復(fù)使用；固定化細(xì)胞技術(shù)一次能固定多種酶；固定化酶和固定化細(xì)胞都能反復(fù)使用，酶的活性一段時(shí)間后會(huì)下降，但并不是迅速下降。熱點(diǎn)考題集訓(xùn)1.果膠酶在果汁生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，下列說(shuō)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(xì)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(zhuān)一性，因此只有果膠酶才能分解果膠。植物細(xì)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(xì)胞壁。2.下列關(guān)于探究果膠酶最適用量的實(shí)驗(yàn)，敘述錯(cuò)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(diào)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(shí)間可以不同D.在相同且適宜溫度條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(xiàng)正確；該實(shí)驗(yàn)中pH為無(wú)關(guān)變量，故應(yīng)保持各組中的pH相同而且處于適宜狀態(tài)，B項(xiàng)正確；用玻璃棒攪拌加酶的果泥和溫度都為無(wú)關(guān)變量，因此攪拌時(shí)間必須相同，溫度應(yīng)相同且適宜，C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。3.下列進(jìn)行探究溫度對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中，不正確的是()A.實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度B.無(wú)關(guān)變量有pH、底物濃度、酶濃度、反應(yīng)時(shí)間等C.通過(guò)測(cè)定濾出的果汁的體積來(lái)判斷果膠酶的最適溫度D.溫度過(guò)低時(shí)，酶空間結(jié)構(gòu)改變，果膠酶活性變小，但是不會(huì)失活答案D解析溫度過(guò)低時(shí)，酶的空間結(jié)構(gòu)正常，但活性變小。4.為了使牛仔褲呈現(xiàn)“穿舊”效果，在工業(yè)洗衣機(jī)中用酶洗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的浮石擦洗，是目前重要的生產(chǎn)手段(工藝流程見(jiàn)下圖)。下列敘述中錯(cuò)誤的是()A.纖維素酶在仿舊中的作用機(jī)理與其在洗衣粉中去污的機(jī)理相似B.在上述工藝中，為重復(fù)使用纖維素酶，可選用適當(dāng)?shù)陌駝┕潭ɑ窩.在上述工藝中，通過(guò)調(diào)節(jié)溫度、酸堿度、處理時(shí)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(jī)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(cuò)誤；改變溫度、酸堿度和處理時(shí)間會(huì)影響酶作用的結(jié)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(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(lèi)洗衣粉的最佳使用溫度都為t1D.溫度超過(guò)t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活答案C解析根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜藶楦淖兊淖兞渴亲宰兞浚S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(huì)造成洗滌效果的差異，故A正確；可用污漬的殘留量來(lái)表示洗滌效果，故B正確；若縱坐標(biāo)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(cuò)誤；溫度過(guò)高，酶的活性降低甚至失活，故D正確。6.下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是()A.固定化酶的主要目的是實(shí)現(xiàn)酶的重復(fù)利用B.溶解氧交換受阻是固定化酶應(yīng)用的重要限制因素C.固定化細(xì)胞用于生產(chǎn)能分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物D.凝膠與被包埋細(xì)胞之間不是通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合答案B解析A項(xiàng)，固定化酶制作的目的是能夠順利從發(fā)酵產(chǎn)物中把酶分離出來(lái)，能夠使酶反復(fù)使用；B項(xiàng)，溶解氧交換受阻會(huì)影響細(xì)胞呼吸，是固定化細(xì)胞應(yīng)用的重要限制因素；C項(xiàng)，固定化細(xì)胞常用于生產(chǎn)能分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物，如固定化酵母細(xì)胞用于生產(chǎn)酒精；D項(xiàng)，將細(xì)胞包埋在多孔載體內(nèi)部而制成固定化細(xì)胞，細(xì)胞并不與凝膠通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合。7.下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是()A.可用包埋法制備固定化酵母細(xì)胞B.反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)固定化酶的活性沒(méi)有影響C.葡萄糖異構(gòu)酶固定前后專(zhuān)一性不同D.固定化細(xì)胞可以催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng)答案A解析細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，固定化細(xì)胞多采用包埋法，A正確；反應(yīng)產(chǎn)物積累能影響酶的結(jié)構(gòu)，從而使酶的活性下降，B錯(cuò)誤；葡萄糖異構(gòu)酶在固定前后專(zhuān)一性不變，C錯(cuò)誤；固定化細(xì)胞固定的是一系列酶，可以催化一系列反應(yīng)，但不能催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng)，D錯(cuò)誤。8.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(cuò)誤的是()A.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B.作為消化酶使用時(shí)，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(guò)氧化氫酶，可以反復(fù)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(xué)結(jié)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(duì)附近的分子產(chǎn)生吸附，與化學(xué)結(jié)合法相比，不會(huì)使被吸附物質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生改變，所以吸附法對(duì)酶活性影響較小，A正確；消化酶在人體消化道內(nèi)發(fā)揮作用，蛋白酶制劑一般在最外面加上糖衣后通過(guò)口服方式給藥，B正確；尿糖試紙是一種由葡萄糖氧化酶、過(guò)氧化氫酶和某種無(wú)色的化合物固定于濾紙上制成的酶試紙，不能反復(fù)利用，C錯(cuò)誤；制備固定化酵母細(xì)胞時(shí)，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(guò)大和雜菌污染，D正確。9.某生物課外活動(dòng)小組發(fā)現(xiàn)，新鮮水果比放置一段時(shí)間的水果硬。他們根據(jù)所學(xué)知識(shí)，認(rèn)為可能的原因是放置一段時(shí)間的水果果膠酶含量高，而果膠酶能將細(xì)胞壁分解，使水果細(xì)胞相互分離，導(dǎo)致水果變軟。為探究上述假設(shè)是否正確，他們進(jìn)行了如下探究：(1)實(shí)驗(yàn)原理：。(2)實(shí)驗(yàn)假設(shè)：。(3)實(shí)驗(yàn)步驟：①分別將等量的去皮后的新鮮蘋(píng)果和放置一段時(shí)間的蘋(píng)果切成小塊，放在榨汁機(jī)中，制成果泥。②分別用濾紙或5層紗布過(guò)濾，收集濾液(條件相同)。③。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：。(5)根據(jù)此實(shí)驗(yàn)，能否得出水果放置時(shí)間越長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高的結(jié)果？為什么？。答案(1)果膠酶能將胞間層的果膠分解，使細(xì)胞分散，水果變軟(2)放置一段時(shí)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(shí)間后的水果中，果膠酶含量比新鮮水果高(5)不能。因?yàn)樗胖脮r(shí)間過(guò)久，維生素C會(huì)大量損耗解析水果變軟是細(xì)胞壁的支持作用減弱，因此其原理應(yīng)從細(xì)胞壁的成分變化入手來(lái)回答。實(shí)驗(yàn)假設(shè)是未得到證實(shí)的結(jié)論，可假設(shè)放置一段時(shí)間的水果中果膠酶含量高。實(shí)驗(yàn)步驟中在將兩種不同蘋(píng)果的蘋(píng)果泥濾液(果汁)分別收集好后，可通過(guò)比較濾液的體積和澄清度來(lái)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(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行固定化酵母細(xì)胞的制備，并進(jìn)行了游離酵母和固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度的比較，結(jié)果如下表所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：產(chǎn)酒酒精度的比較時(shí)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(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟：酵母細(xì)胞的活化→→配制海藻酸鈉溶液→→固定化酵母細(xì)胞。(2)影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)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(shí)記錄發(fā)酵液中酒精度的變化。①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的“在一定的相同條件下發(fā)酵”中的條件是