蘇教版高中生物選修1 第一節(jié)酶的制備和應用

第一節(jié)酶的制備和應用

?學習目標

1.結合酶的性質和酶活力的介紹加深對酶的認識。

2.結合酶的相關知識重點掌握制備果膠酶并觀察其作用。

?課標解讀

1.驗證酶的存在和學會簡單的制備方法；

2.探討酶在食品制造和洗滌劑生產(chǎn)等方面的應用。

?教學地位

本節(jié)涉及酶的性質和酶活力、果膠和果膠酶、酶制劑的用途、制備果膠酶并觀

察其作用等內容，是本章的核心內容之一，是高考的?？键c。

?教法指導

1.涉及酶的性質和酶的活力、果膠和果膠酶、酶制劑的用途可通過讓學生閱讀

教材解決。

2.涉及制備果膠酶并觀察其作用可通過學生實際進行實驗操作來實現(xiàn)。

?新課導入建議

本節(jié)可通過回顧必修教材酶的相關知識引入本課。

課標解讀重點難點

1.驗證酶的存在和學會簡單的制備方法。

2.探討酶在食品制造和洗滌劑生產(chǎn)等方

L制備果膠酶并觀察其作用。

面的應用。

2.探究洗衣粉中的酶在洗滌中的作用。

自主導學理教材自查自測固“基礎

―酶的性質和酶活力

1.酶的性質

(1)酶是兩性電解質,能在電場中移動。

(2)酶的水溶液具有親水膠體的性質,不能通過半透膜。

(3)酶分子易受一些物理因素和化學因素的作用而變性,從而喪失活力。

2.酶活力

(1)酶活力也稱為酶活性,是指酶在催化一定的化學反應時表現(xiàn)出來的能力，通

常用酶促反應的速率來表示O

⑵酶促反應速率是指酶促反應過程中，單位時間內底物的減少量或產(chǎn)物的生成

量。

3.度量酶活力的國際單為國。

思考交流

1.酶的數(shù)量會因參與化學反應而變化嗎？

【提示】酶作為催化劑，其數(shù)量和性質在化學反應前后不變。

二果膠與果膠酶

1.果膠

⑴存在

所有高等植物細胞壁和細胞間隙中的一種結構多糖。

(2)作用

與植物組織中的纖維素、半纖維素、木質素以及蛋白質等相互交聯(lián),使細胞組織

結構堅固。

(3)性質

具有水溶性

2.果膠酶

(1)組成：是所有能夠分解果膠的酶的總稱。

(2)作用：分解果膠,促進植物組織的分解,降低細胞內容物的黏度。

(3)應用：廣泛應用于飼料、食品、紡織、造紙等行業(yè)中。

思考交流

2.某果汁公司生產(chǎn)的一種蜜棗汁鮮甜爽口、營養(yǎng)豐富，但是在試生產(chǎn)時，由于

果汁中有一種果膠，造成果汁產(chǎn)量低且有沉淀，你如何解決這一問題？

【提示】在果汁生產(chǎn)中加入果膠酶把果膠分解。

三酶制劑的用途

La淀粉酶可以迅速水解淀粉分子鏈中的al,4葡萄糖昔鍵，可用于面包、饅頭等

食品加工。

2.蛋白酶能把蛋白質水解成蛋白膝、多肽、氨基酸等，以改善食品的營養(yǎng)價值。

3.纖維素酶適用于水果和蔬菜的果漿或果渣的處理。

4.脂肪酶是能將脂肪水解為脂肪酸、甘油二脂、甘油單酯和甘油的水解酶類，

可應用于面粉加工、酒類釀造、食品增香、飼料添加劑以及洗滌劑等領域。

四制備果膠酶并觀察其作用

1.制備果膠酶

50g新鮮水果或蔬菜

在的研缽內迅速剪碎后研磨,

同時加入溶液50mL

勻漿液

濾液

上清液（含果膠酶）

50g新鮮水果或蔬菜，在預診的研缽內迅速剪碎后研磨，同時加入10%的NaCl

溶液50mL勻漿液過濾,濾液離心上清液（含果膠酶）

2.觀察果膠酶對蘋果勻漿液的作用

制作蘋果勻漿液

設置對照實驗

觀察現(xiàn)象并得出結論

正誤判斷

1.底物濃度越高，酶活力越大。（x）

［提示】底物濃度不影響酶活力。

2.果膠酶是一種酶，借助酶的專一性水解果膠。（x）

［提示】果膠酶是一個多酶復合體系。

3.纖維素酶適于面包、饅頭等食品的加工。（x）

【提示】纖維素酶適于水果和蔬菜果漿或果渣的處理。

4.酶的提取一般在低溫、低pH下進行。（x）

【提示】一般在低溫、適宜pH下進行。

殊?；犹骄亢献魈?/p>

破疑難師生互動提“知能”

究區(qū)I

一影響酶活力的因素

［問題導思］

①哪些因素影響酶的活力？

②低溫和高溫兩種情況下對酶結構的影響是否相同？

1.溫度

酶活力隨溫度的變化而變化的趨勢可用圖示表示：

⑴溫度從九到7時，隨著溫度的升高，酶活力逐漸增強。

(2)溫度從/至時，隨著溫度的升高，酶活力逐漸降低。

(3)溫度高于B時，酶活力全部喪失。

(4)/3、/4條件下，酶活力相同。

2.pH

每種酶都有一定的最適pH范圍。例如，果膠酶最適pH范圍為3?4。過酸、過

堿都會使酶發(fā)生不可逆失活。

3.酶的激活劑

有時加入酶的激活劑可以提高酶活力。例如，NaCl可以提高果膠酶的活力。

4.酶的抑制劑

加入酶的抑制劑后可以降低酶活力，甚至使酶失去活力。例如，F(xiàn)e3\Cu2\Zn2

+等重金屬離子對果膠酶有抑制作用。

名師點撥

1.測定酶的活力，必須全面了解影響酶活力的因素，以確定合適的條件、來測

定其最適條件和最大活力。

2.溫度對酶活力的影響具有雙重性，即低溫和高溫都抑制酶活性，且溫度過高

會使酶發(fā)生不可逆變性，失去催化能力。

3.強酸、強堿都會使酶結構發(fā)生不可逆破壞而失去活力。

二探究果膠酶活力因素的實驗設計

【問題導思】

①如何探究溫度和pH對果膠酶活力的影響？

②如何探究果膠酶的用量？

1.探究溫度和pH對果膠酶活力的影響

（1）實驗原理：

①當酶處于最適溫度或最適pH時，酶的活力最高。

②若溫度過高、過酸或過堿，則導致酶變性失活。

③在一定范圍內，果肉的出汁率和果汁的澄清度與果膠酶的活力成正相關。

（2）實驗操作流程：

溫度或pH對果膠酶活力的影響

⑶結果分析：

①根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出溫度和pH對果膠酶活力（用酶反應速度表示）影響的曲線

圖（如圖a、b）；不同果膠酶用量對出汁率影響的曲線圖（在濃度和體積相同的條

件下，如圖c)；并最終得到果膠酶最適溫度、pH以及果膠酶的最適用量。

出

酶V

汁

反

率

應

速

度

0

溫度果膠酶用量

aC

②由于初次實驗的梯度變量選擇目的性不強，選擇的范圍有可能出現(xiàn)過高或過低

的情況，這可以從畫出的曲線中反映出來，如圖所示，實驗中可以根據(jù)出現(xiàn)的曲

線進一步選擇合適的梯度變量。

酶

酶

反

反

應

應

速

速

度

度

0pH

pH梯度選擇過低pH梯度選擇過高

2.探究果膠酶的用量

⑴實驗原理：在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積增加；當酶濃

度達到某一數(shù)值后，再增加酶的用量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的最適

用量。

(2)實驗過程:

名師點撥

1.每個探究實驗的設計，都要遵循實驗設計的一般原則，特別是單因子變量控

制原則。

2.每個探究實驗的設計思路都是大梯度差值尋找最適范圍，在小梯度差值選出

最適溫度、pH或酶用量。

3.如果隨酶濃度增加，果汁體積也增大，說明酶用量不足；當酶用量達一定值

時，再增加酶用量，果汁體積不變，則說明這個值就是酶的最適用量。

4.如果變量(溫度、pH、酶濃度)梯度無法滿足實驗，即出現(xiàn)過高、過低等現(xiàn)象,

則應及時調整實驗。

三探究洗衣粉中的酶在洗滌中作用的實驗設計

【問題導思】

①如何在加酶洗衣粉的探究實驗中控制單一變量？

②在該探究實驗中應注意哪些問題？

1.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果

(1)實驗準備

①帶有污染物的實驗用布的制?。悍Q取一定量的污染物制成溶液，取等量污染物

滴加在相同大小、質地的新布上。

②稱取等量的洗衣粉：用天平準確稱取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉。

(2)實驗步驟

①取大燒杯兩個，用量筒量取等量水放入其中。

②分別向兩燒杯中加入稱量好的兩種洗衣粉，然后同時放入制好的污染布塊。

③用玻璃棒同時充分攪拌，一段時間后可重復進行。

④相同時間后觀察洗滌效果。

(3)實驗結論

加酶洗衣粉的洗滌效果比普通洗衣粉好。

2.探究使用加酶洗衣粉的最適溫度

(1)實驗原理

溫度可以影響酶的結構，從而影響酶的活性，進而影響加酶洗衣粉的洗滌效果。

(2)實驗步驟

同上一實驗，不同的是，需設置溫度梯度，如10℃、15℃............55℃,若

測出在40℃時洗滌效果較好,可設置更細的實驗組，如35℃、36℃……45℃,

直至測出具體的最適溫度。

3.探究不同種類的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)實驗步驟

①制備各種污漬物，分成多份，取1000mL燒杯多個，各加入500mL水和1g

不同類型的洗衣粉，作好記錄。

②將污物分別放入不同燒杯中，用玻璃棒攪拌，洗滌相同時間。

③觀察比較洗滌效果，得出結論。

名師點撥

1.在“探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果”的實驗中，注意以

下幾點：

⑴加酶洗衣粉中酶的催化作用，受到溫度、pH和某些化合物等因素的影響。所

以需要適宜溫度、中性的溫水，并且不能含有酶的抑制劑。

(2)攪拌的力度要盡可能保持一致，攪拌時間相等。

2.在“探究使用加酶洗衣粉的最適溫度”的實驗中，注意以下幾點：

(1)若在各梯度溫度中測出效果最好的溫度為40℃,但40℃并不能就確定為最

適溫度，需縮小梯度差進一步探究。

⑵不同種類的加酶洗衣粉最適溫度不同，即使是同一種加酶洗衣粉也與洗滌時

間的長短有關。

1

專受雙基達標隨堂練生生互動達,1雙標"奪抵T

i.下列對酶的活力有關的說法，不準確的是()

A.酶的活性是由蛋白質結構決定的，不受外界條件的影響

B.酶的活性是指酶催化一定化學反應的能力

C.酶的活性受溫度、pH等因素的影響

D.酶活性高低與反應物濃度無關

【解析】酶的活力是指酶催化一定化學反應的能力，其高低可以用在一定條件

下，酶所催化的某一化學反應的反應速度來表示。酶的催化作用受外界條件影響，

溫度、pH等對酶的催化能力都有較大影響，反應物濃度與酶的活性高低無關。

【答案】A

2.下列說法中正確的是()

A.果膠酶只存在于植物果實中

B.果膠溶于水，也溶于乙醇

C.果膠廣泛存在于所有高等植物細胞壁和細胞間隙中

D.果膠酶能分解果膠和纖維素

【解析】果膠廣泛存在于所有高等植物細胞壁和細胞間隙中；果膠不溶于乙醇;

酶具有專一性，果膠酶能分解果膠，但不能分解纖維素。

【答案】C

3.在用果膠酶處理果泥時，為了使果膠酶能夠充分地催化反應，應采取的措施

是（）

A.加大蘋果泥用量

B.加大果膠酶用量

C.進一步提高溫度

D.用玻璃棒不斷地攪拌反應混合物

【解析】攪拌可以使酶與底物充分接觸而提高反應速率,使反應進行得更充分。

【答案】D

4.（2012.南京高二測試）下列質地的衣物不能用加蛋白酶的洗衣粉洗滌的是（）

A.化纖類衣物B.棉麻類衣物

C.尼龍類衣物D.毛類衣物

【解析】加酶洗衣粉因加入的酶種類不同，所以洗滌的對象也有所不同。通常

加酶洗衣粉加入的酶制劑是堿性蛋白酶，它能有效地去除血、奶等蛋白質類污垢,

而毛類衣物的主要成分是蛋白質，所以不能用加蛋白酶的洗衣粉洗滌。

【答案】D

5.（2013?伊犁高二期末）下列關于加酶洗衣粉的說法中，正確的是（）

①加酶洗衣粉的效果總比普通洗衣粉的效果好

②加酶洗衣粉效果的好壞受很多因素影響

③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

④加酶洗衣粉相對普通洗衣粉來講有利于保護環(huán)境

A.②③④B.①②③

C.①②D.①③④

【解析】加酶洗衣粉中含有多種酶制劑，如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素

酶。酶的活性會受到多種因素影響，如溫度過高，洗滌效果不一定比普通洗衣粉

好。加酶洗衣粉可以降低表面活性劑的數(shù)量，使洗滌劑向低磷、無磷的方向發(fā)展,

不會使水體富營養(yǎng)化，有利于保護環(huán)境。

【答案】A

6.某同學在研究化合物P對淀粉酶活性的影響時，得到如圖所示的實驗結果。

下列有關敘述不正確的是（）

酶①（僅有酶）

促

反

應飛）（酶+P）

速

率

0底物濃度

A.在一定范圍內，底物濃度影響著酶促反應速率

B.曲線①作為實驗對照

C.若反應溫度不斷升高，則A點持續(xù)上移

D.P對該酶的活性有抑制作用

【解析】實驗的目的是研究化合物P對淀粉酶活性的影響，不加化合物P的

①是對照組。在一定范圍內，底物濃度越高，酶促反應速率越高。從曲線可以看

出，同一底物濃度時，加了化合物P的一組比不加的一組酶促反應速率低，說明

P對該酶的活性有抑制作用。酶的活性受溫度的影響，但是溫度過高的時候，酶

會變性失活。

【答案】C

7.酶是由活細胞產(chǎn)生的。下列關于酶的論述錯誤的是（）

A.有些酶是核酸

B.酶的數(shù)量因參與化學反應而減少

C.酶的活性與pH有關

D.酶的催化效率很高

【解析】酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有催化作用的有機物，絕大多數(shù)的酶是蛋白

質，少數(shù)酶是RNAO酶既具有無機催化劑的特點，又具有本身的特性，即高效

性和專一性，并且需要適宜的條件（如溫度、pH等）。

【答案】B

8.下列不是影響酶活性的因素是（）

A.水的用量B.表面活性劑

C.酸堿度D.溫度

【解析】酶的活性受溫度、酸堿度以及表面活性劑的影響。水的用量只影響酶

的濃度，影響洗滌效果而不影響酶的活性。

【答案】A

9.加酶洗衣粉中含有蛋白酶，不含肽酶的原因是（）

A.肽酶制備成本太高

B.肽酶會影響蛋白酶的活性

C.衣物上的大分子蛋白質變?yōu)槎嚯暮蠛苋菀酌撀?/p>

D.蛋白酶把蛋白質全水解成可溶性氨基酸

【解析】在人體消化道內，蛋白酶將蛋白質水解成多肽，而肽酶進一步將多肽

水解成氨基酸，因此肽酶不會影響蛋白酶的活性，蛋白酶不能將蛋白質直接水解

成氨基酸?？紤]到衣物的實際洗滌情況，當加酶洗衣粉中的蛋白酶將血漬、奶漬

等含有的大分子蛋白質水解成小分子多肽后，就很容易從衣物上脫落了，無需再

加肽酶。

【答案】C

10.植物體細胞雜交是培育植物新品種的新技術。雜交的第一步是去掉細胞壁，

分離出有活性原生質體。目前最常用的分離原生質體的方法是酶解法，在不傷害

細胞原生質體的條件下，哪一組酶使離散細胞除去細胞壁的效果最好（