酶的研究与应用.doc

专题四 酶的研究与应用课题1 果胶酶在果汁生产中的作用 导学案主备人：龚瑾 学习目标 1简述果胶酶的作用 2理解影响果胶酶活性的因素。3. 探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量学习重点、难点1.温度和pH对果胶酶活性的影响2.果胶酶的最适用量。自主学习一、果胶与果胶酶的作用1.果胶 是植物 及 的主要组成成分之一，由 聚合而成的一种高分子化合物，不溶于 。2果胶酶（1）果胶酶的作用是分解 变成可溶性的 。 （2）果胶酶不是特指某一种酶，而是分解 的一类酶的总称，包括 酶、 酶和 酶等；果胶酶的化学本质是蛋白质，也能被蛋白酶水解掉； （3）胶酶具有酶的通性：只改变反应 ，不改变反应的平衡点。 二、酶的活性与影响酶活性的因素1酶的活性是指酶 一定化学反应的能力，其高低用一定条件下酶所催化的某一化学反应的 来表示。酶反应速度用 内， 中反应物的 或产物的 表示。2影响酶活性的因素常提的是 、 和酶的抑制剂等。3. 探究温度和pH对酶活性的影响及探究果胶酶用量的两个实验都要注意实验的基本原则： 原则和 原则，理解实验中温度梯度或pH梯度的变化在分析问题时也要用 原则分析。三、果胶酶的用量生产果胶时为了使果胶酶得到充分利用，控制好酶的用量，用量多少常通过 手段探究。类型一 酶的化学本质是蛋白质【例1】将肠液和果胶酶混合一段时间后，向混合液中加入果汁，结果是果汁 。 解析：由于果胶酶是蛋白质肠液中有肠肽酶和胰蛋白酶，所以二者混合后果胶酶被分解加入果汁后果汁中的果胶也不会被分解所以果汁仍然浑浊。 答案：仍然浑浊 启示：掌握酶的化学本质多数为蛋白质。类型二 酶特性的考查【例2】在生物体内，各种化学反应之所以能有条不紊地进行，是因为( )A酶的催化效率具有高效性 B酶的种类具有多样性C酶的催化作用具有专一性 D酶的空间结构具有稳定性解析：生物体内同时进行许多化学反应，这些化学反应是互不干涉的，因为这些化学反应是在酶的催化下进行的，而酶具有专一性。 答案：C启示：酶的高效性、专一性、易受温度和PH影响的特性要注意理解后能应用分析。类型三 酶活性影响因素的考查【例3】下图横坐标均表示酶的反应条件，纵坐标为酶的反应速度，能正确反映温度和PH与酶反应速度关系的是( ) 甲 乙 丙 A甲和乙 B.乙和丙 C. 甲和丙 D.丙和丙解析:酶活性受温度和PH影响,在一定温度或PH内,随温度或PH的升高而升高:当超过某一温度或PH后,随温度或PH升高而下降,即呈倒钟型 答案:D启示:温度和PH都会影响酶的活性,其中低度温只使酶的活性降低,而高温、过酸、过碱都会改变酶的结构，使酶彻底失活。四、实验设计1.探究温度和PH对果胶酶活性的影响（1）实验六成热那个包括 、设置具有一系列梯度的 和 、加入果胶酶反应一段时间、 。（2）该实验的自变量事 或 ，因变量是 ，检测因变量是通过测定果汁的 或 来实现的。思考1：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？提示：将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。思考2：为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？提示：果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大 小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。 2.探究果胶酶的用量（1）该实验的自变量是 ，除此之外，影响果汁产生的因素还有 、PH、 、苹果泥等无关变量。（2）判断的思路是：如果随着酶的用量增加，过滤到果汁的体积也增加，说明 ，如果当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明 。反馈提升一、选择题1关于果胶酶的说法正确的是（ ）A果胶酶可以分解细胞壁的主要纤维素B果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物C果胶酶不特指某酶，而是分解果胶的一类酶的总称D果胶酶的化学本质是蛋白质或RNA2下列不是果胶酶成分的是（ ）A纤维素酶 B.果胶分解酶 C多聚半乳糖醛酸酶 D.果胶酯酶3下列关于果胶酶作用的叙述错误的是（ ）A果胶酶是催化剂可改变反应速度B果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层C在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清D果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸4下列与酶的活性有关的说法不准确的是（ ） A酶的活性是由蛋白质结构决定的，不受外界条件的影响B酶的活性是酶催化一定化学反应的能力C.酶的活性常驻温度PH等因素的影响D.酶活性高低与反应物浓度无关5.下列表示酶活性高低的是( ) A.单位时间单位体积内反应的总量B.一段时间后生成物的总量C.一段时间后,一定体积中消耗的反应物的量D.单位时间单位体积中反应物的减少量或产物的增加量 6多酶片中含有蛋白质、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7能正确说明酶特性的是( ) A酶都是蛋白质 B酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥催化作用 C酶的活性随着温度升高而不断提高 D每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应8在37，pH=68时，用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，比用等量的FeCl。作催化剂所释放02的量及说明的问题分别是 ( ) A少酶具有专一性 B多酶具有高效性 C少酶具有高效性 D多酶需要适宜的条件9图44纵轴为酶促反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是( ) A B C D10下图中，横轴表示酶的反应条件，纵轴表示酶的反应速率，能正确反映温度、pH、时间和底物浓度与酶反应速率关系的是 （ ） A甲、乙、丙、丁 B甲、甲、丙、丁 C甲、丁、乙、丙 D甲、甲、乙、丁12在“探究果胶酶的用量”实验中，下列说法中，不正确的是 （ ）A反应液的pH必须相同 B底物浓度一定时，酶用量越大，滤出的果汁越多C应控制在适宜温度和pH条件下D实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液13探究温度对果胶酶活性的影响、pH对酶活性的影响、果胶酶的用量三个实验中，实验变量依次为 （ ）A温度、酶活性、酶用量 B苹果泥用量、pH、果汁量C反应时间、酶活性、酶用量D温度、pH、果胶酶用量14（多选）下列有关制作果汁的实验操作中，正确的是）A用橙子做本课题实验，应去掉橙皮B用体积分数为0.1的NaOH溶液和盐酸进行pH调节C为了使果胶酶能够充分地催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物D制作苹果泥时，可先将苹果切成小块放入榨汁机中15（多选）下列与酶的活性有关的说法中，正确的是（ ）A酶的活性是由蛋白质结构决定的，不受外界条件的影响B酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力C酶的活性受温度、pH等因素的影响D酶活性高低与反应物浓度无关16下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是 ( ) 二、非选择题17如图45所示，表示温度对酶的催化效率的影响。请据图回答下列问题：10 20 30 40 50温度(C) 图45(1)曲线中的AB段表示 。 (2)曲线中的B点表示 。(3)曲线中的BC段表示 。18酶的活性受温度、pH等的影响，其中使酶暂时失活的是 ，改变酶结构使酶彻底失活的是_、_ 、_ 。19设计实验证明温度会影响酶的催化活性。 材料用具：3支试管、淀粉、碘液、水浴锅、冰箱。 (1)实验步骤和结果： 步骤l：制备6 mL淀粉溶液并在常温下冷却。 步骤2：取唾液若干。 步骤3：取3支试管各加入2 mL可溶性淀粉。步骤4： 步骤5： 步骤6： (2)步骤4与步骤5能否调换顺序?请说明理由。 . 课后反思 课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 导学案主备人：龚瑾 学习目标：1.说出加酶洗衣粉的洗涤原理.2.探讨温度对加酶洗衣粉洗涤的影响.3.探讨不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的区别。学习重难点1.区别不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物的洗涤效果。2.实验过程中各种变量的控制。自主学习一、基础知识酶绝大多数是蛋白质，少数为 ；酶具有生物 作用；酶具有 性、 性特点，但易受 、 、表面活性剂等因素的影响。（1）加酶洗衣粉是指含 的洗衣粉，目前常用的酶制剂有 、 、淀粉酶和纤维素酶四类。（2）脂肪酶可以将脂肪分解成 和 ，蛋白酶可以将蛋白质分解成 ，然后在 作用下分解成氨基酸。（3）应用最广泛、效果最明显的是 酶和 酶。 酶能将 、 等含有大分子蛋白质水解成可溶性的 或 ，是污迹容易从衣物上脱落。二、实验设计 实验设计遵循原则：是单一变量原则、对照原则和等量原则，比如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，用控制使用不同种类洗衣粉为变量，其他条件完全一致；同时普通洗衣粉处理污渍物与加酶洗衣粉处理污渍物形成对照实验。例1、下面是有关普通洗衣粉和加酶洗衣粉对洗涤物效果是否相同的探究实验，请据表回答：脸盆编号洗涤物 (等量)洗涤温度洗衣粉(等量)水 量洗净褪色所需时间l油污布37加酶2 L4 min2油污布37普通2 L7 min3油污布5加酶2 L9 min4油污布5普通2 L8 min该实验可证明： (1)能说明加酶洗衣粉效果好的组合方式是 。 (2)能说明酶活性受温度影响的实验是 。 解析：(1)只有通过比较，才能说明活性高低，所以需有加酶洗衣粉与普通洗衣粉之间的对照，同时油污褪色时间不能由其他变量干扰，这样的组合只能为1与2或3与4，结合题干是加酶洗衣粉效果好，所以只能为 l与2的组合。(2)由题意知变量为温度不同对酶的影响，所以应为1与3的组合。 答案：(1)1与2 (2)1与3 启示：实验设计题的分析一定要紧扣单一变量原则和对照原则。能力提升1加酶洗衣粉内常用酶制剂不包括下列哪一种-( ) A蛋白酶 B果胶酶 C淀粉酶 D脂肪酶2脂肪酶的作用是( ) A将甘油和脂肪酸合成脂肪 B将脂肪分解成CO。和水，同时放出能量 C将脂肪从肝脏中运出，避免得脂肪肝 D将脂肪分解成甘油和脂肪酸3人类吃食物时，淀粉要被吸收，需要什么酶的催化作用才行( ) A淀粉酶 B淀粉酶和麦芽糖酶 C麦芽糖酶 D纤维素酶4下列不是影响酶活性因素的是( ) A水的用量 B表面活性剂 C酸碱度 D温度5从环保上讲，加酶洗衣粉比普通洗衣粉好在哪种元素含量少甚至没有( )AN BP CCa DMg6加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用( ) A适于低温下催化 B具有高效性 C具有专一性 D需适宜的温度7下列有关酶的叙述，不正确的是( ) A酶是活细胞产生的 B酶主要是一类特殊的蛋白质 C酶只在细胞内起作用 D酶能使生物体内的化学反应在常温、常压条件下迅速而顺利地进行8蛋白酶洗衣粉容易洗去奶渍、血渍，可是不易洗去汗渍，这体现了酶的( ) A高效性 B专一性 C需适宜的条件 D多样性9.下列质地的衣物不能用加酶洗衣粉洗涤的是( )A化纤类衣物 B棉麻类衣物 C尼龙类衣物 D毛类衣物10图46中A、B、c三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题： baA 反应物浓度 B 温度 C pH(1)图A中，反应物浓度达到一定时，反应速度不再上升，其原因是 。(2)图B中，a点所对应的温度为 。(3)图B中，a点到b点的曲线急剧下降，其原因是 。(4)图C表示了 催化反应的速度变化曲线。 A唾液淀粉酶 B胃蛋白酶 C胰蛋白酶 D植物淀粉酶课后反思 课题3 酵母细胞的固定化 导学案主备人：龚瑾 【学习目标】 1说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。2尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。【学习重点与难点】学习重点：制备固定化酵母细胞。学习难点：制备固定化酵母细胞。自主学习一、固定化酶的应用实例1高果糖浆的生产需要使用 ，它能将葡萄糖转化成 。这种酶的 好，可以持续发挥作用。但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。2使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种 上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的 。酶颗粒 通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以 。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的 注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与 接触，转化成果糖，从反应柱的 流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。二、固定化细胞技术1固定化酶和固定化细胞技术是利用 或 方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括 、 和 法。一般来说，酶更适合采用 和 固定，而细胞多采用 法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的细胞难以被 或 ，而个小的酶容易从 中漏出。2使用包埋法固定细胞即将微生物细胞均匀地包埋在 中。常用的载体有 、 、 、 和 等。三、实验操作制备固定化酵母细胞1酵母细胞的 ：由 状态恢复为 。2配制物质的量浓度为0.05mol/L的 溶液。3配制海藻酸钠溶液：海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要通过 加热促使其溶解。加热时最好采用 的方法。（注意浓度适宜，保证凝胶珠成型且能固定）。4海藻酸钠溶液与 充分混合：海藻酸钠溶液需 ，防止过热杀死酵母细胞。 5固定化酵母细胞。用固定化酵母发酵1将固定好的酵母细胞（凝胶珠）用 冲洗23次。2将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后会发现有 产生，同时有 味散发。【疑难点拨】1细胞的活化。 提示：在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.51小时。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加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一步。海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，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目少影响实验效果。3如何检验凝胶珠的质量是否合格。提示：刚形成的凝胶珠应在Cacl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格，可以采用以下方法：一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功；二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。4观察凝胶珠的颜色和形状如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高。5固定化酶和固定化细胞的区别：固定化酶技术是将一种酶固定在不溶于水的载体上，酶分子较小，可以采用物理吸附法和化学结合法进行固定，它催化的是一种或一类化学反应；固定化细胞技术是将产生酶的细胞固定在载体上，固定的是一种生物的细胞，体积较大，适合应用包埋法固定，而且细胞能够产生多种酶，因此固定化细胞可以催化一系列化学反应；固定化酶固定的是一种物质，应用固定化酶的过程中没有生命活动过程，反应液中只需要加入酶的底物即可，而固定化细胞固定的是一种细胞，应用固定化细胞的过程中要满足细胞的正常生命活动，反应液中除需要加入反应的底物外，还应加入满足细胞生命活动所需要的营养物质等。【随堂练习】1研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将从大肠杆菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，与用微生物降解相比，此作用不需要适宜的（ ）A温度