2019_2020学年高二苏教版生物选修一课件：章末整合提升：第三章 酶的应用技术实践 .pdf

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1、章末整合提升 第三章 酶的应用技术实践 知识系统构建 规律方法整合 内容索引 热点考题集训 知识系统构建 包埋法物理吸附法 淀粉酶蛋白酶 化学结合法 必背要语必背要语 1.果胶酶是一个多酶复合体系，是所有能够分解果胶的一类酶的总称，包括 多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等 2.碱性蛋白酶能将大分子蛋白质水解为可溶性的氨基酸或小分子的肽，所以 蛋白质类纤维织物不能用此种加酶洗衣粉洗涤。 3.温度、酸碱度和表面活性剂都会影响加酶洗衣粉的洗涤效果。 4.固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法，而固定化细胞则常采用包埋法。 5.配制海藻酸钠溶液浓度过高，则难以形成凝胶珠；若浓度过低，则固定 的酵母

2、细胞少，影响实验效果。 6.固定化酶和固定化细胞技术既实现了对酶的重复利用，降低了成本， 又提高了产品质量。 规律方法整合 整合一 酶的相关探究实验中的操作提示 1.探究温度对酶活性的影响时，可以选用10 作为温度梯度，设置的具 体温度为10 、20 、30 、40 、50 和60 等，也可以根据酶 的特点，尝试以5 作为温度梯度。 2.探究pH对酶活性的影响时，只需将温度梯度改成pH梯度，并选定一个 适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的 氢氧化钠溶液或盐酸进行调节。 3.探究酶的用量是建立在探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的。 此时，研究的变量是酶的用量

3、，其他因素都应适宜且保持不变。实验时可 以配制不同浓度的酶溶液，也可以只配制一种浓度的酶溶液，然后使用不 同的体积即可。需要注意的是，反应液的pH必须相同，否则将影响实验 结果的准确性。 4.在混合反应物和酶之前，一定要让两者分别达到相应的条件。这样可以 避免底物和酶在混合时条件变化而影响实验结果。 5.将酶加入反应物后，应不时地用玻璃棒搅拌，使酶能更充分地催化反应。 6.探究温度、pH及果胶酶的用量对酶活性的影响实验的归纳总结 实验名称 (目的) 自变量因变量注意事项 探究温度对 果胶酶活性 的影响 温度 果汁量 (澄清度) 底物和酶在混合时的温度是相同的； 温度梯度越小，实验结果越精确；

4、各试管中苹果泥的用量相同，果胶 酶的用量也相同； pH为最适pH 探究pH对果 胶酶活性的 影响 pH 果汁量 (澄清度) 温度应为最适温度；pH梯度可 用0.1%的氢氧化钠溶液和盐酸调节； 用玻璃棒搅拌使反应充分进行 探究果胶酶 的用量对酶 活性的影响 果胶酶的 用量 果汁量 (澄清度) 制备苹果匀浆后迅速加热，使苹果 匀浆中的果胶酶变性；温度、pH 应为最适宜且保持不变 例例1 果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解 果胶，瓦解植物细胞壁和胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出 汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。 实验用具和材料：磨浆机、烧杯

5、、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、 纱布等；苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。 课题一 验证果胶酶在果汁生产中的作用 实验方法及步骤： (1)将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。 (2)取两个100 mL洁净的烧杯，编号为1、2，按相应程序进行操作，请把 下表中未填写的内容填上。 答案解析 操作 顺序 项目 烧杯 12 在烧杯中加入苹果泥20 mL20 mL A._ 2 mL/ 注入蒸馏水/ B._ 在恒温水浴中保温，并用玻璃棒不时搅拌10 min10 min 注入果胶酶溶液 2 mL 解析 解析 依据实验目的确定单一变量是果胶酶的有无。因为是验证性 实验，预测的

6、结果应与实验目的相对应，即相同时间内1号烧杯中 滤出的果汁体积比2号烧杯中滤出的果汁体积大，且澄清度高。 (3)取两个大烧杯，同时进行过滤。观察(比较)_ ，并记录结果。 (4)实验结果的预测及结论：如果_ ，则说明果胶酶对果胶 的水解具有催化作用。 答案 相同时间内滤出的果汁 体积和果汁澄清度 相同时间内l号烧杯中滤出的果汁体积 比2号烧杯中滤出的果汁体积大，且澄清度高 课题二 探究果胶酶催化果胶水解的最适pH 本课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥，试管中分别注入 果胶酶溶液，编号、编组”之后，有下面两种操作。 方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液 的pH

7、分别调至4、5、6、7、8、9、10。 方法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至4、5、 6、7、8、9、10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。 (1)请问上述哪种方法更科学？ 。理由是_ 。 答案解析 方法二方法二的操作能够确保酶 的反应环境从一开始便达到实验预设的pH 解析 解析 方法二是将pH调至预设pH后再把果胶酶溶液和苹果泥相混合， 这样能避免在达到预设pH前可能有部分果胶已被果胶酶催化分解。 用玻璃棒搅拌可使果胶酶充分地与苹果泥接触来催化反应的进行。 (2)该实验步骤中也有用玻璃棒搅拌的操作，其目的是使_ 。 (3)如果用曲线图记录实验结果，在现有的条件下

8、，可用横坐标表示pH， 则纵坐标表示 (果汁体积/试管体积)。根据你对酶特性的了解， 下列最可能表示实验结果的曲线是 。 答案 果胶酶和反应物 充分接触 果汁体积 A 整合二 加酶洗衣粉使用时需要注意的问题 1.碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维(羊毛、蚕丝等)织物 就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏。 2.使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在3550 时活性最强，在低温下或60 以上就会失效。 3.加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活力降低。 4.加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失。 5.添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体

9、皮肤表面蛋白质，而使人患过 敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间接触。 例例2 为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见 污垢的去除能力，洗衣粉中常常会添加各种酶类。请回答有关问题： (1)根据衣物上常见的污垢，加酶洗衣粉中添加的酶类有碱性蛋白酶、 。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的 大分子蛋白质水解成可溶性的 。 答案 (碱性)脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶 小分子的肽(氨基酸) (2)下表为加酶洗衣粉包装袋上的产品说明，根据你所学习的有关知识， 解释注意事项的原因：_ 。 答案 注意事项 请将本品置于阴凉、干燥处，避热、避湿、避光。 不慎溅入眼中，立即用水冲洗。 水

10、温以3050 为宜，切忌用60 以上的热水。 酶的催化受温度影响，3050 是洗衣粉中 酶的适宜温度范围 整合三 从酶到固定化酶再到固定化细胞的发展过程 例例3 下列对固定化酶和固定化细胞的说法，正确的是 A.固定化细胞常用物理吸附法，固定化酶常用包埋法 B.固定化细胞技术一次只能固定一种酶 C.固定化酶和固定化细胞所固定的酶都可以反复使用，但酶的活性迅速下降 D.固定化酶不溶于反应液中，易于回收，可以重复利用 解析 解析 某种固定化酶的优势是酶可以反复使用；固定化细胞技术一次能 固定多种酶；固定化酶和固定化细胞都能反复使用，酶的活性一段时间 后会下降，但并不是迅速下降。 答案解析 热点考题集

11、训 1.在实验规定的条件下，一定量的果胶酶在15分钟内催化30 mol的 果胶彻底水解，请问该果胶酶的酶活力为 A.0.5 IU B.2 IU C.0.5 kat D.2 kat 答案解析 12345678910 解析 解析 由于要探究果胶酶最适用量，故可配制不同浓度的果胶酶溶液， 并在各组中加入等量的溶液，A项正确； 该实验中pH为无关变量，故应保持各组中的pH相同而且处于适宜状态， B项正确； 用玻璃棒搅拌加酶的果泥和温度都为无关变量，因此搅拌时间必须相同， 温度应相同且适宜，C项错误、D项正确。 2.下列关于探究果胶酶最适用量的实验，叙述错误的是 A.配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中

12、加入等量的该溶液 B.调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态 C.用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不同 D.在相同且适宜温度条件下进行实验 答案解析 12345678910 3.下列进行探究温度对酶活性的影响的实验中，不正确的是 A.实验的自变量是温度 B.无关变量有pH、底物浓度、酶浓度、反应时间等 C.通过测定滤出的果汁的体积来判断果胶酶的最适温度 D.温度过低时，酶空间结构改变，果胶酶活性变小，但是不会失活 答案解析 解析 解析 温度过低时，酶的空间结构正常，但活性变小。 12345678910 A.纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似 B.在上述工艺中，为重

13、复使用纤维素酶，可选用适当的包埋剂固定化酶 C.在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅 D.纤维素酶催化葡萄糖残基之间的糖苷键水解分解纤维素 4.为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮 石擦洗，是目前重要的生产手段(工艺流程见下图)。下列叙述中错误的是 解析答案 12345678910 解析 解析 在仿旧和去污中，纤维素酶均作用于衣物，二者作用机理相似， A正确； 由于纤维素酶较小，不能用包埋法固定化酶，B错误； 改变温度、酸碱度和处理时间会影响酶作用的结果，控制仿旧颜色的 深浅，C正确； 纤维素酶催化葡萄糖残基之间的糖苷键水解分解纤维素，D正

14、确。 12345678910 5.右图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果 进行的研究结果。下列有关叙述， 不正确的是 A.本研究的自变量有温度和洗衣粉 是否加酶 B.本研究的因变量可能是污渍残留量 C.两类洗衣粉的最佳使用温度都为t1 D.温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活 解析 答案 12345678910 解析 解析 根据实验目的人为改变的变量是自变量，随着自变量的变化而 变化的变量是因变量。加入的洗衣粉不同，温度不同，都会造成洗涤 效果的差异，故A正确； 可用污渍的残留量来表示洗涤效果，故B正确； 若纵坐标表示污渍残留量，则加酶洗衣粉的最适温度为t1，普通洗衣粉 的最佳使用温度为t2，故C错误

15、； 温度过高，酶的活性降低甚至失活，故D正确。 12345678910 6.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是 A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用 B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素 C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物 D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合 解析 答案 12345678910 解析 解析 A项，固定化酶制作的目的是能够顺利从发酵产物中把酶分离出 来，能够使酶反复使用； B项，溶解氧交换受阻会影响细胞呼吸，是固定化细胞应用的重要限制 因素； C项，固定化细胞常用于生产能分泌到细胞外的产物，如固定化酵母细 胞用于生产酒精； D项，将细胞包埋

16、在多孔载体内部而制成固定化细胞，细胞并不与凝胶 通过共价键结合。 12345678910 7.下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是 A.可用包埋法制备固定化酵母菌细胞 B.反应产物对固定化酶的活性没有影响 C.葡萄糖异构酶固定前后专一性不同 D.固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应 解析 答案 12345678910 解析 解析 细胞难以被吸附或结合，固定化细胞多采用包埋法，A正确； 反应产物积累能影响酶的结构，从而使酶的活性下降，B错误； 葡萄糖异构酶在固定前后专一性不变，C错误； 固定化细胞固定的是一系列酶，可以催化一系列反应，但不能催化 各种反应底物的一系列反应， D错误。

17、 12345678910 8.下列关于酶和固定化酵母菌细胞的研究与应用的叙述，错误的是 A.从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小 B.作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药 C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用 D.将海藻酸钠凝胶珠用蒸馏水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌 解析 答案 12345678910 解析 解析 酶的固定方式有包埋法、化学结合法和物理吸附法，物理吸附法是 利用吸附剂本身的表面张力对附近的分子产生吸附，与化学结合法相比， 不会使被吸附物质的性质发生改变，所以吸附法对酶活性影响较小，A正确； 消化酶在人体消化道内发挥作用，蛋白酶制剂一

18、般在最外面加上糖衣后通 过口服方式给药，B正确； 尿糖试纸是一种由葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于 滤纸上制成的酶试纸，不能反复利用，C错误； 制备固定化酵母细胞时，将海藻酸钠凝胶珠用蒸馏水冲洗的目的是洗去 CaCl2和杂菌，防止凝胶珠硬度过大和杂菌污染，D正确。 12345678910 9.某生物课外活动小组发现，新鲜水果比放置一段时间的水果硬。他们 根据所学知识，认为可能的原因是放置一段时间的水果果胶酶含量高， 而果胶酶能将细胞壁分解，使水果细胞相互分离，导致水果变软。为探 究上述假设是否正确，他们进行了如下探究： (1)实验原理： 。 (2)实验假设： 。 答案 果胶酶能

19、将胞间层的果胶分解，使细胞分散，水果变软 放置一段时间的水果中果胶酶含量高 解析 12345678910 解析 解析 水果变软是细胞壁的支持作用减弱，因此其原理应从细胞壁的成 分变化入手来回答。实验假设是未得到证实的结论，可假设放置一段时 间的水果中果胶酶含量高。实验步骤中在将两种不同苹果的苹果泥滤液 (果汁)分别收集好后，可通过比较滤液的体积和澄清度来判断果胶酶的 含量，得到的果汁体积多、澄清度高的滤液中果胶酶含量较多。 12345678910 (3)实验步骤： 分别将等量的去皮后的新鲜苹果和放置一段时间的苹果切成小块，放在 榨汁机中，制成果泥。 分别用滤纸或5层纱布过滤，收集滤液(条件相同

20、)。 。 (4)实验结论： 。 (5)根据此实验，能否得出水果放置时间越长，营养价值越高的结果？ 为什么？ 。 答案 观察比较滤液的体积和澄清度 放置一段时间后的水果中，果胶酶含量比新鲜水果高 不能。因为水果放置时间过久，维生素C会大量损耗 12345678910 10.某实验小组进行固定化酵母菌细胞的制备，并进行了游离酵母菌和固定 化酵母菌发酵产酒酒精度的比较，结果如下表所示。请回答下列问题： 产酒酒精度的比较 时间(d)游离酵母菌固定化酵母菌 000 21.02.5 42.14.2 63.25.0 83.95.4 104.36.0 124.66.4 12345678910 (1)制备固定化

21、酵母菌细胞的实验步骤：酵母菌细胞的活化_ 配制海藻酸钠溶液 固定化酵母菌细胞。 解析 解析 制备固定化酵母细胞的实验步骤为：酵母菌细胞的活化配制CaCl2 溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合固定化酵母 菌细胞。 (2)影响实验成败的关键步骤： 。 解析 解析 该实验的关键是海藻酸钠溶液的配制。如果浓度过低，则制作的凝 胶珠颜色过浅，呈白色；若浓度过高，则形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形， 一般呈蝌蚪状。 解析答案 配制CaCl2溶液 海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合 配制海藻酸钠溶液 12345678910 (3)海藻酸钠起 的作用。 解析 解析 海藻酸钠起载体作用，用于包埋酵母菌细胞。

22、 解析答案 包埋酵母菌细胞(或载体) 12345678910 (4)该小组将制备好的固定化酵母菌与游离酵母菌分别放在一定的相同条件 下发酵，定时记录发酵液中酒精度的变化。 实验过程中的“在一定的相同条件下发酵”中的条件是_ ，要求条件相同是为了确保 。 由表格可知，固定化酵母菌和游离酵母菌发酵都能产生酒精，但固定化 酵母菌在发酵前期的延迟期的时间比游离酵母菌发酵前期的延迟期的时间 要 。 解析答案 适宜的温度、 pH等单一变量 短 12345678910 解析 解析 酵母菌酒精发酵过程是细胞内酶的催化过程，需要在适宜的 温度、pH条件下进行。两组实验的条件相同，能够确保无关变量相 同，遵循单一变量原则。从表中看出，在12 d的发酵时间里，固定 化酵母菌发酵产酒精的酒精度从0度到6.4度。而且固定化酵母菌在 第4天即达到4.2度，表明其延迟期短。 12345678910 答案 (5)为了保证酵母菌的正常发酵，发酵装置中应加入的营养物质是_ 。 (6)怎样检测发酵后发酵液的酒精度？ 。 葡萄糖 溶液 可以利用酸性重铬酸钾溶液检测 12345678910