高考生物大一轮复习-第课时-酶的研究与应用-新人教PPT课件

.,1,2.处理方法酶解法常用的酶及其作用特点如下：,.,2,提醒果胶酶和纤维素酶都是复合酶，并不特指某一种酶，而是一类酶的总称。如果随着酶用量的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足；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，说明酶的用量已经足够，那么这个值就是酶的最适用量。,.,3,对位训练1.下列说法不正确的是（）A.酸碱度和温度是通过影响酶来影响果汁产量的B.酶的数量越多，果汁产量越多C.酶的催化反应时间能够影响果汁的产量D.苹果泥的数量也能够影响果汁的产量,B,.,4,考点二探究温度（或pH）对果胶酶活性的影响1.原理（1）果胶酶的活性受温度（或pH）影响。处于最适温度（或pH）时活性最高。（2）果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。2.流程,.,5,30、35、40、45、50、55、60、65、70的恒温水浴中加热（或各取一支，分5组分别调节苹果泥和果胶酶的pH为5、6、7、8、9，置于同一恒温水浴中）将果胶酶加入相同温度（或pH）的苹果泥内恒温保持10min过滤果汁，用量筒测量果汁的量，并记录,.,6,记录结果：或,.,7,知识延伸（1）注意事项：在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶达到相应的条件（温度或pH），避免混合后条件变化，确保实验结果的准确性。（2）衡量实验结果的指标在相同时间内，滤出苹果汁的体积多少。观察苹果汁的澄清度。,.,8,对位训练2.下图横轴均表示酶的反应条件，纵轴为酶促反应速度，能正确反映温度、pH与酶反应速度关系的是（）A.甲和乙B.乙和丙C.甲和丙D.都是甲,D,.,9,考点三探究果胶酶的最适用量1.原理在压榨果汁时，我们可以加入适量的果胶酶来获取澄清的果汁。但不同浓度的果胶酶对果汁得率是有直接关系的。不同pH、温度条件下酶活性不同，所需果胶酶的最适量也不相同，故酶的最适用量应标明pH和温度。,提醒,.,10,2.流程及结果记录（1）准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg配制成相等体积的酶的水溶液，取等量放入9只试管中依次编号为19号，制取苹果泥并称取45g，分装入9只试管中，每只试管中分装5g，依次编号为19号。（2）将上述试管放入37恒温水浴中平衡内外温度。（3）一段时间后将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水浴中。记录反应时间，约20分钟。,.,11,（4）过滤后测量果汁体积，并记录：3.结果分析计算澄清苹果汁得率（R）R=V1/V2100%式中：V1为澄清苹果汁体积，V2为处理前苹果汁体积。,.,12,对位训练3.下图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系，从图中不能获得的信息是（）A.酶反应的最适温度B.酶因热而失活C.酶反应生成物量与时间的关系D.酶反应速度和酶量的关系,D,.,13,考点四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(1)自变量：加酶洗衣粉。(2)无关变量：其他条件相同且适宜（如温度、pH等）。,.,14,3.实验步骤,洗衣时，水温控制过高过低都会影响酶活性，进而影响洗涤效果。,提醒,.,15,4.实验时注意事项（1）在比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中，自变量为洗衣粉的种类，设计时应遵循单一变量原则、对照原则，有效控制其他变量，如水的用量、污染物的量、所用实验的布的质地和大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。（2）在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件，如最适温度、pH，还要考虑衣物的承受力，如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题，因污渍的成分比较复杂，一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。,.,16,（3）该实验探究多种加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果，也可以探究同一种加酶洗衣粉对于不同污渍的洗涤效果。,.,17,对位训练4.有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普通洗衣粉。实验分为两组，一组衣物用加酶洗衣粉洗涤，一组衣物用普通洗衣粉洗涤。该实验设计缺少()A.用加酶洗衣粉洗涤和适量普通洗衣粉洗涤的对照B.既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照C.用普通洗衣粉洗涤和少量加酶洗衣粉洗涤的对照D.用少量普通洗衣粉洗涤和大量加酶洗衣粉洗涤的对照,B,.,18,考点五固定化酶技术及应用实例1.固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。2.将酶或细胞固定化的方法（1）包埋法：将酶或细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。（2）化学结合法：将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上。（3）物理吸附法：将酶分子吸附在载体的表面上。,.,19,提醒酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定。这是因为细胞个大，而酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。3.固定化细胞常用的载体材料常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。4.固定化酶的优点：（1）易接触；（2）易分离；（3）反复利用。,.,20,5.固定化酶的应用实例（1）固定化酶的反应柱示意图：将酶固定在一种颗粒状的载体上，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筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。（2）利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例：高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。,.,21,对位训练5.下列关于固定化酶技术说法中，正确的是（）A.固定化酶技术就是固定反应物，让酶围绕反应物旋转的技术B.固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应C.固定化酶中的酶无法重复利用D.固定化酶是将酶固定在一定空间的技术,D,.,22,考点六固定化酵母细胞的制备和应用1.操作流程酵母细胞的活化配制CaCl2溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞冲洗发酵。2.实验结果（1）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，制作失败，需要再做尝试。,.,23,（2）观察发酵的葡萄糖溶液：利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味。3.注意事项（1）酵母细胞的活化：酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.51h。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。（2）加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，关系到实验的成败。海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量。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。,.,24,（3）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，可以使用下列方法：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。,.,25,对位训练6.下面制备固定化酵母细胞的正确步骤是（）配制CaCl2溶液海藻酸钠溶化海藻酸钠溶液与酵母细胞混合酵母细胞活化固定化酵母细胞A.B.C.D.,D,.,26,解题思路探究思维误区警示易错分析忽视酶使用时温度的控制酶的活性易受温度影响而失活，所以使用时必须控制好温度。,.,27,纠正训练（2009广东文基，72）嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是()A.炒肉的过程中加入B.肉炒熟后起锅前加入C.先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟D.室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟,.,28,解析本题考查酶的使用方法。酶的活性容易受到温度、酸碱度影响而失活，所以要保持酶的活性，才能使之发挥作用。A、B、C在反应之前都经高温处理了，所以酶失去活性，只有D，先让酶反应，后炒熟，不影响酶的作用发挥。答案D,.,29,知识综合应用重点提示通过“探究不同温度下加酶洗衣粉洗涤效果”的考查，提升“验证简单生物学事实及对实验现象和结果进行解释、分析和处理”的能力。,.,30,典例分析（2008江苏，34A）为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。,.,31,.,32,（1）提高洗衣粉去污能力的方法有，甲组在洗衣粉中加入了，乙组在洗衣粉中加入了。（2）甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有。（3）如果甲、乙和丙3组均在水温为80时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。,.,33,（4）加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解,释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。解析加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂，如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等。这些酶制剂不仅可以有效地清除衣物上的污渍，而且对人体没有毒害作用，并且这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解，不会污染环境。既然是酶制剂，就具备酶的特性，需要适宜的温度和pH，具有专一性；温度过高时，酶变性失活，三者几乎没有差别；固定化后的酶在保持原有催化活性的同时，又可以同一般催化剂一样能回收和反复使用，可在生产工艺上实现连续化和自动化，更适应工业化生产的需要。,.,34,答案（1）加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶（2）专一性（3）没有差异，因为高温使酶失活（4）未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用,.,35,定时检测组题说明特别推荐实践应用题1、3；实验探究能力题5、7。,.,36,1.某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下部分说明：成分：含碱性蛋白酶等。用法：洗涤前先将衣物浸于含洗衣粉的水中数小时，使用温水效果更佳。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料；用后彻底清洗双手。请回答下列问题：,（1）质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验：,该实验的目的是。,.,37,（2）一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述（1）的实验材料及方法进行了有关实验，并把结果用下列曲线图A、B表示（如下图）：由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为。在0和75时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到45时，后者的催化作用已不能恢复，这是因为。,.,38,该学生在实验过程中可通过直接测定来表示酶的催化效率。（3）该加酶洗衣粉的去污原理是。（4）大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境保护，这是因为。（5）除加酶外，很多洗衣粉中还加有香精，高档洗衣粉中的香精都是由植物芳香油制成的，目前从植物中提取芳香油的方法有、等。（写出两种）,.,39,解析本题以生活中常用的加酶洗衣粉为背景，进行有关酶方面的问题研究，体现了理论和生活实践的结合与运用。实验的变量是酶的有无，影响条件主要是温度，涉及到的内容还有环境问题。通过本题体现了“观察现象提出问题设计实验步骤分析结果得出结论”的探究途径。,.,40,答案（1）检验该洗衣粉是否含蛋白酶（2）45酶的结构已遭破坏（或酶已变性失活）胶片上的蛋白膜消失时间的长短（3）用蛋白酶分解衣服中污垢所含的蛋白质，使之变为易分解的小分子肽，用水洗去（4）酶本身无毒，含量少，又能被微生物完全降解，对环境无污染（5）萃取法蒸馏法压榨法（任选两种）,.,41,2.我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中要用到果胶酶，某生物研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：（1）实验方法：按如图所示的顺序进行操作。,.,42,（2）实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如下图所示：图中自变量是温度,除此之外还可用来表示。A.酶的浓度B.苹果泥的量C.水的加入量D.pH图中的纵坐标还可用来表示。实验小组改变了实验条件后重复做以上实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是。,.,43,步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是。解析果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所以每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。衡量实验结果的指标有两种，一是果汁的量，另一个是果汁的澄清度。为使实验达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温，达到要求后才能混合。,.,44,答案（2）D苹果汁的体积同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物的量的不同而改变保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免底物和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶的活性,.,45,3.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、。（2）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。（3）下图为加酶洗衣粉的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：。,.,46,.,47,（4）下面是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的有关探究实验，请据表回答：,.,48,该实验设计体现了原则。若1号实验组，洗净所需时间接近7分钟，请分析最可能的原因:。（5）添加蛋白酶的加酶洗衣粉不适宜洗涤下列哪些衣料？。棉织品毛织品腈纶织品蚕丝织品涤纶织品锦纶织品,.,49,解析污垢中的血渍、奶渍、油污、土豆泥的主要成分分别是蛋白质、蛋白质、脂肪、淀粉和纤维素，因此要在洗衣粉中添加相应的水解酶。蛋白酶能将蛋白质水解为易溶于水的多肽和氨基酸,使衣物清洁。洗衣粉中添加的酶是蛋白质，在高温时会变性失活，而且酶的催化活性受温度影响，在3050时具有最高的催化活性。实验设计中的1、2两组或3、4两组只是在洗衣粉种类上不同，而1、3两组或2、4两组则只有温度不同，这体现了实验设计的对照原则和单一变量原则。若1号实验组和2号实验组的洗净时间接近，说明1号中的酶没有起,.,50,到预期的作用，可能是酶失活。毛织品和蚕丝织品的主要成分是蛋白质，能被蛋白酶水解，不能用加酶洗衣粉洗涤。答案（1）（碱性）脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶（2）多肽（氨基酸）（3）酶的催化受温度影响，3050是洗衣粉中的酶的适宜温度范围（4）单一变量、对照洗衣粉中的酶变性或失效（答案合理即可）（5）,.,51,4.某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。（1）酵母细胞的固定化采用的方法是。（2）请你说一说，该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞的过程中应注意的事项：（至少写出4点）；。,.,52,（3）该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵：请指出标号为a、b、c的名称：a.、b.、c.。从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是。为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在条件下进行。加入反应液后的操作是。装置的长导管起到什么作用？。（4）实验过程中，可能得到的现象:，实验过程中，装置内可能会发生的反应式为:。,.,53,解析酵母细胞属于较大的细胞，用包埋法包埋在多孔筛板里。回答“制备固定化酵母细胞的过程中应注意的事项”具有一定的开放性，按实验过程进行分析，合理即可。根据渗透作用的原理，若加入反应液的浓度过高，酵母细胞通过渗透作用失水过多，造成死亡。酵母细胞进行酒精发酵，会产生酒精和二氧化碳。,.,54,答案（1）包埋法（2）配制氯化钙溶液时应用蒸馏水海藻酸钠溶液应用小火或间断加热海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入氯化钙溶液（3）固定化酵母反应柱多孔筛板浓度过高酵母细胞因失水过多而死亡无菌关闭活塞1和活塞2释放CO2，防止空气进入反应柱（4）有气泡产生、有酒味散发C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O；C6H12O62C2H5OH+2CO2,酶,酶,.,55,5.某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。下表是他们记录的不同温度除去不同污渍所需时间的对照表，请依据表中数据作答。,.,56,（1）要达到最佳洗涤效果，使用加酶洗衣粉的最适宜温度范围是。（2）在适宜温度范围内，加酶洗衣粉对衣物上的的洗涤效果最佳，对的洗涤效果最差，其原因是。（3）羊毛、蚕丝等织物（填“能”或“不能”）用加酶洗衣粉洗涤，因为。,.,57,解析考查图表分析能力，由表中数据可知，加酶洗衣粉在5060条件下洗涤效果最好；加酶洗衣粉对奶渍有较强的去污力,说明加酶洗衣粉中有蛋白酶，而羊毛和蚕丝的主要成分是蛋白质，如果使用加酶洗衣粉洗涤，会对衣物造成破坏。答案（1）5060（2）奶渍蓝墨水奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪，加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶，能使蛋白质和脂肪等有机物分解，而很难使蓝墨水的成分分解（3）不能羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质分解，从而使织物受到破坏,.,58,6.在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞的技术。（1）在实际生产中，固定化酶技术的优点是。与固定化酶技术相比,固定化细胞固定的是酶。（2）制备固定化酵母细胞,常用的包埋材料是，使用了下图中方法(填出号码与名称)。,.,59,（3）制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞胶液可在饱和溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是。答案（1）酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶被反复利用多酶系统（一系列、多种）（2）海藻酸钠包埋法（3）CaCl2海藻酸钠溶液浓