专题三酶及其应用.doc

高三生物二轮复习活动单专题三 酶及其应用【知识梳理】一、酶的本质及生理功能来源及化学本质活细胞产生的具有生物催化作用的有机物绝大多数酶是蛋白质少数酶是RNA合成场所核糖体细胞核(真核生物)生理功能催化作用(生物催化剂)作用原理降低化学反应的活化能二、与酶有关的实验设计及方法总结1应遵循单一变量原则，同时还要设置对照实验。2实验设计的一般思路：分析课题把握原理确认变量设置对照一般步骤。其关键：自变量如何操纵、无关变量如何控制、因变量如何检测。在此分析的基础上，设计步骤、预测结果并得出结论。（1）验证或探究酶具有高效性：高效性是一种比较性概念，是指与无机催化剂相比具有高效性。因此应设置酶与无机催化剂对同一反应的催化效率的对照，不能用酶和蒸馏水做对照，若这样是验证酶的催化功能。（2）验证或探究酶具有专一性：专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。因此验证酶具有专一性应设置一种酶对不同化学反应的催化效果的对照。可用同一底物、两种不同酶，也可用不同底物、同一种酶来验证。（3）验证或探究温度对酶活性的影响：自变量是温度，应设置具有一定梯度的多个不同温度条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低温、适温、高温”三个指标。注意淀粉酶最适温度是60 。（4）验证或探究pH对酶活性的影响：自变量是pH，应设置具有一定梯度的多个不同pH条件，比较某酶的催化效率。一般至少应设置“低pH、最适pH、高pH”三个指标。注意胃蛋白酶最适pH在1.5左右。三、 ATP 的结构特点及与ADP的相互转化 四、酶的研究和应用1直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种数一种或几种一种一系列酶常用载体高岭土、皂土、硅胶、凝胶明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺制作方法化学结合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化是否需要营养物质否否是催化反应单一或多种单一一系列反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)小分子物质缺点对环境条件非常敏感，易失活；难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列的酶促反应反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降优点催化效率高、耗能低、低污染既能与反应物接触，又能与产物分离；可以反复利用成本低、操作容易2制备固定化酵母细胞的实验注意事项（1）酵母细胞的活化：酵母细胞的活化时间一般需要0.51 h，需要提前做好准备。此外，酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。（2）海藻酸钠溶液的浓度：海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，若海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，都会影响实验效果。（3）海藻酸钠溶液配制注意事项：对海藻酸钠溶化时要小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊；将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温杀死酵母细胞；固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。（4）CaCl2溶液的作用：CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。若CaCl2溶液浓度过高或凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡的时间过长（一般为30分钟左右）或未用蒸馏水对凝胶珠冲洗23次，将会导致凝胶珠容易破裂。五、探究加酶洗衣粉的洗涤效果1常用酶制剂的种类及洗涤原理种类洗涤原理洗涤实例蛋白酶可将蛋白质水解为易溶解或分散于洗涤液中的小分子肽或氨基酸血渍、奶渍等脂肪酶把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸油渍、人体皮脂、口红淀粉酶能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等来自面条、巧克力等的污垢纤维素酶使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果2探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物上污渍的洗涤效果实验过程：取大烧杯两只，用量筒量取等量水放入其中；将制好的污染布块和洗衣粉(一组为污染布块与普通洗衣粉，一组为污染布块与加酶洗衣粉)分别放入两只烧杯中；用玻璃棒同时充分搅拌。一段时间后再搅拌，可重复进行；相同的时间后观测洗涤效果。3探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果（1）实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。（2）实验变量：自变量：加酶洗衣粉的种类；无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。（3）实验步骤：步骤烧杯编号注入自来水500 mL500 mL500 mL加入物质(等量)奶渍布奶渍布奶渍布控制水温37 37 37 加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒搅拌5 min5 min5 min观察实验现象【能力提升】例1、下列有关酶的叙述正确的是A酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸B酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率C在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞DDNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸例2、甲、乙两种酶用同一种蛋白酶在相同条件下处理一段时间，酶活性与处理时间的关系如右图所示。下列分析错误的是A乙酶的化学本质肯定为蛋白质 B乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变C甲酶可能是具有催化功能的RNAD甲酶不被分解可能是因为pH不适宜导致蛋白酶活性较低例3、下列有关酶特性的实验设计最科学、严谨的是选项实验目的主要实验步骤A酶催化具有高效性实验组：2 mL 3%H2O21 mL过氧化氢酶，保温5 m对照组：2 mL 3%H2O21 m L蒸馏水，保温5 minBpH影响酶的活性 向A、B、C三支试管中分别加入2 mL 3%可溶性淀粉 向A、B、C三支试管中依次加入1 mL不同pH的缓冲液 向A、B、C三支试管中分别加入1 mL新鲜唾液 A、B、C三支试管均在适宜温度下保持5 min，再用斐林试剂检验C探究酶作用的适宜温度2 mL 3%可溶性淀粉2 mL新鲜唾液碘液每隔5 min将溶液温度升高10 ，观察溶液颜色变化D酶催化具有专一性实验组：2 mL 3%可溶性淀粉1 mL新鲜唾液，保温5 min后，碘液检验对照组：2 mL 3%蔗糖溶液1 mL新鲜唾液，保温5 min后，碘液检验例4、（多选）图1为制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述正确的是 A刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液B图1中X 溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠C图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触D图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中例5、酶制剂、固定化酶、固定化细胞已广泛地应用于各个领域，下列有关叙述错误的是 A90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固定化酶在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D固定化细胞可以催化一系列酶促反应例6、下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述，合理的是A先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度B实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度C相同pH 时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉D衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果例7、分析资料，思考并回答有关问题：目前大多数厂家采用的低盐固态发酵工艺生产的酱油与传统酿造生产的酱油相比，酱香不足，风味较差。固定化产酯酵母可以利用酱油中的部分糖产生酒精和乙酸乙酯等呈味物质，提高了低盐固态工艺酱油的品质。下面是科研人员的试验过程和结果：试验步骤：将冰箱中4保存的菌种接种在麦芽汁培养基中，30恒温培养3d。称取一定量的海藻酸钠加入水中，加热溶化，配成3%的海藻酸钠溶液。将溶化好的海藻酸钠溶液放置一段时间后，加入产酯酵母，进行充分搅拌，混合均匀。用10mL的针筒吸取混合液滴于4%的氯化钙溶液中，形成凝胶珠。将凝胶珠在氯化钙溶液中浸泡30min后取出，用蒸馏水冲洗3次，备用。配制不同葡萄糖添加量的酱油，分别加入等量的固定化产酯酵母，在适宜条件下发酵一段时间后，测定酱油中酒精和乙酸乙酯的含量。试验结果：测定物质mg/100mL葡萄糖添加量/%01234酒精485129115631150836乙酸乙酯13.317.320.918.4215.9请回答：（1）步骤的目的是 。步骤中加热的方法是 。（2）步骤中需将溶化好的海藻酸钠溶液放置一段时间，其目的是 。凝胶珠从氯化钙溶液中取出后，用蒸馏水冲洗掉凝胶珠表面的氯化钙溶液，防止 。（3）该试验结果表明 。（4）在传统酱油生产过程中，需添加一定量的食盐。若添加量过低，会 ；若添加量过高，会 。（5）若要探究固定化产酯酵母