2017-2018学年高中生物第章酶技术章末整合提升同步备课教学案.docx

第2章 酶技术知识系统构建必背要语1.果胶酶是能够分解果胶的多种酶的总称，除了含有果胶分解酶外，还含有少量的纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶等。2.酶活力单位是指在一定条件下，1 min内能转化1 mol底物的酶量。测定过程中温度保持在25 ，其他条件如pH和底物浓度等均应采用最适条件。3.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、 脂肪酶 、淀粉酶、 纤维素酶。4.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。5.固定化酶又叫固相化酶，是指固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。6.酶的固定化方法由酶的性质和载体特性所决定，主要包括吸附法、载体偶联法、交联法和包埋法。规律方法整合整合一酶的相关探究实验中的操作提示1.探究温度对酶活力的影响时，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对酶活力的影响时，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对酶活力影响的基础之上的。此时，研究的变量是酶的用量，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因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.本课题中的自变量、因变量及注意事项归纳实验名称(目的)自变量因变量注意事项探究温度对果胶酶活力的影响温度果汁量(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；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对果胶酶活力的影响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力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1图A表示温度对果胶酶活力的影响，图B表示(一定量)果胶酶在催化苹果泥(足够量)水解为果汁时，温度对果汁积累量的影响(图中累积量表示在一段时间内生成果汁的总量)。(1)在图A中，T0表示果胶酶催化反应的 温度。(2)图A中在Ta和Tb两个温度下，果胶酶催化效率都很低，两者有什么区别？ 。(3)如果图A中纵坐标表示果汁产生速率，横坐标表示温度，请在图A中画出温度对果汁产生速率的影响曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。(4)请依据图A，在图B中画出T0的位置。(5)在图B中标上T0后，对图B的曲线加以分段描述并说明。 。答案(1)最适(2)Ta温度时温度低，酶活力较弱(酶的空间结构未被破坏)，Tb温度时温度较高，酶活力逐渐降低(酶的空间结构遭受破坏)(3)如图甲虚线所示 (4)如图乙(5)Ta至T0段随温度升高，酶活力逐渐升高，果汁累积量增加；T0至Tb段随温度升高，酶活力逐渐减弱，但苹果泥仍在分解，果汁累积量增加；Tb至Tc段温度过高，酶失活，果汁累积量不再增加解析(1)T0温度时酶活力最高，所以T0为酶反应的最适温度。(2)酶作为生物催化剂，有一个催化作用最强的最适温度，高于或低于这个温度，酶的活力都下降，但本质不同。低温条件下酶催化效率较低，是由于酶的活力受到抑制，当恢复到最适温度时，酶的活力仍可恢复。但高温使部分酶变性失活，酶的整体催化效率降低，即使温度再恢复到最适温度，酶的活性也不能恢复。(3)果汁的产生速率与果胶酶的催化速率成正比，故其变化的趋势与果胶酶活力变化趋势相同。(4)T0代表酶的最适反应温度，此温度时酶活力最高，果汁累积量的增加速率最快，故在B图中找出增加速率最快的点即为T0。(5)描述图B所示曲线时要结合图A所给的信息，注意果汁累积量与酶活力之间的关系。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 。(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： 。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。水温以3050 为宜，切忌用60 以上的热水。答案(1)(碱性)脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶小分子的肽(氨基酸)(2)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的发展过程例3酶制剂、固定化酶已经广泛地应用于各个领域，下列有关叙述错误的是()A.90 高温会使Taq DNA聚合酶失去催化活性B.制备固定化酶的方法主要有包埋法、交联法和吸附法等C.固定化酶固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D.与游离酶相比，固定化酶与底物和产物容易分离答案A解析Taq DNA聚合酶是一种用于PCR技术的耐高温的酶，90 的高温不会让该酶失活。热点考题集训1.果胶酶在果汁生产中发挥重要作用，下列说法正确的是()A.果胶酶只存在于植物中B.果胶易溶于水，而不溶于乙醇C.果胶酶和纤维素酶均能分解果胶D.果胶酶和纤维素酶一起使用可以除去植物细胞壁答案D解析果胶酶广泛存在于植物和微生物中。果胶不溶于水，不溶于乙醇。酶具有专一性，因此只有果胶酶才能分解果胶。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此使用果胶酶和纤维素酶，可以除去植物细胞壁。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C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。3.下列进行探究温度对酶活力的影响的实验中，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，果胶酶活力变小，但是不会失活答案D解析温度过低时，酶的空间结构正常，但酶活力变小。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(工艺流程如图)。下列叙述中错误的是()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，为重复使用纤维素酶，最好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答案B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正确。5.下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t1D.温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活答案C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；温度过高，酶的活性降低甚至失活，故D正确。6.多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，具有辅助消化的作用。其片剂是糖衣片，这样制作的目的是()A.补充体内糖类物质的供应B.防止胃液的消化作用C.经唾液消化后即可迅速起作用D.使其中各种酶缓慢地释放答案B7.某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验结果见表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通淀粉酶量相同)。实验表明l号试管中淀粉未被水解，你认为最可能的原因是()比较项目1号试管2号试管固定化淀粉酶普通淀粉酶淀粉溶液60 保温5分钟，取出冷却至室温，滴加碘液现象变蓝不变蓝A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性B.淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触C.水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解D.实验程序出现错误，试管中应先加入碘液后保温答案B解析由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不能通过琼脂与酶充分接触，导致淀粉不能被水解而遇碘液呈现蓝色。8.固定化脂肪酶的方法一般是：将酶液和一定浓度的海藻酸钠溶液混合后，用注射器滴到一定浓度CaCl2溶液中，25 静置固化2 h，过滤洗涤，再加入到戊二醛溶液中25 交联2 h，过滤、洗涤和干燥后就可得到颗粒状固定化脂肪酶。兴趣小组对固定化酶的性质和其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果(注：纵坐标为酶活力包括酶活性和酶的数量，a为游离酶，b为固定化脂肪酶)，下列分析正确的是()A.在温度或pH变化时，与游离酶相比固定化酶具有的缺点是稳定性较低B.本资料中固定化脂肪酶使用的方法有吸附法、包埋法和交联法C.氯化钙的量太少时酶活力较低原因可能是包埋不完全，包埋在内部的部分酶会流失D.海藻酸钠浓度较高时，酶活力较低原因可能是形成的凝胶孔径较大，影响酶与底物的结合答案C解析前两图可以看出，在温度或pH变化时，与游离酶相比固定化酶具有的优点是稳定性较高；此酶应用了包埋法和交联法两种方法相结合，但没有应用吸附法；氯化钙的作用是使凝胶珠稳固聚沉；海藻酸钠浓度较高时，形成的凝胶孔径较小。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： 。(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)。 。(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(1)果胶酶能将胞间层的果胶分解，使细胞分散，水果变软(2)放置一段时间的水果中果胶酶含量高(3)观察比较滤液的体积和澄清度(4)放置一段时间后的水果中，果胶酶含量比新鲜水果高(5)不能。因为水果放置时间过久，维生素C会大量损耗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。10.乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下：(1)筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用 作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是 。从功能上讲，这种培养基属于 。(2)培养微生物L前，宜采用 方法对接种环进行灭菌。(3)乳糖酶宜采用载体偶联法(共价键结合法)进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的 确定其应用价值。除载体偶联法外，酶的固定化方法还包括 、 、及交联法