高三一轮生物总复习-第50讲 酶的应用 课件【系列二】

1、生物技术实践第11章第50讲酶的应用一天进步一点点考纲要求考情分析命题趋势1酶在食品制造和洗涤等方面的应用2制备和应用固相化酶2017，江苏卷，17T,20T2016，江苏卷，29T2015，山东卷，35T2015，江苏卷，20T酶在生产生活中的应用在某些省份不属于考试范围，近五年来在新课标全国卷地区不曾出现，但也应加以关注，题型常以非选择题的形式考查影响果汁产量的物质及处理方法、探究影响果胶酶活性因素的实验分析、探究加酶洗衣粉的洗涤效果的分析等内容，着重考查学生的实验探究能力。固定化酶和固定化细胞技术在江苏高考中多有出现，但在有些省份不属于考试内容，复习中多关注考试说明分值：215分考 点

2、一考 点 二考 点 三考 点 四1果胶酶的组成及作用：果胶酶包括_、_和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解_和胞间层。2酶的活性及影响酶活性的因素(1)酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用_来表示。(2)影响酶活性的因素：温度、pH和_等条件都会影响酶的活性。 考点一酶在果汁生产、洗涤方面的应用多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶植物细胞壁反应速率酶的抑制剂3加酶洗衣粉和酶制剂：加酶洗衣粉是指含有_的洗衣粉，常用的酶制剂有四类：_、脂肪酶、_和纤维素酶。4加酶洗衣粉的去污机理酶制剂蛋白酶淀粉酶蛋白质小分子肽甘油脂肪酸麦芽糖葡萄糖纤维1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)果胶在

3、果汁加工中影响出汁率，使果汁浑浊。()(2)果胶酶是一种只能分解果胶的酶，这种酶同样具有专一性。()(3)酶的活性是指一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速率。()(4)影响酶活性的因素只有温度和pH。()(5)棉纺品的表面浮毛用加了蛋白酶的洗衣粉洗涤，去浮毛效果最佳。()2(2014江苏卷)下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是()A高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好B洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用C在pH低于70的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用D洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用解析温度过高酶容易失去活性，但是温度过低酶的活性降低，冷水洗涤

4、去污效果应该比温水差；洗衣粉中的表面活性剂对碱性蛋白酶活性没有促进作用；碱性蛋白酶的最适宜pH是89，在pH低于70的自来水中，仍然能够起作用，只是与最适宜pH条件下相比作用较弱；洗衣粉中酶主要是通过使蛋白质等水解成可溶性的小分子的氨基酸或多肽等，使污迹容易从衣物上脱落。C3果胶酶的作用底物是果胶，下列有关叙述正确的是()A果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一B果胶酶可催化果胶分解成可溶性的半乳糖，使得浑浊的果汁变澄清C果胶是由半乳糖聚合而成的一种高分子化合物D果胶酶就是果胶分解酶的简称解析果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一；在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊

5、；果胶酶能够将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物的细胞壁及胞间层，提高出汁率，并且使果汁变得澄清。A1探究影响果胶酶活性因素实验的分析(1)实验原则：单一变量原则、对照性原则。严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。(2)实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。一酶在果汁生产、洗涤等方面的应用2探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果(1)判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法：可在洗涤后比较污物的残留状况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。(2)加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法：实验设计遵循的原则是对照原则和单一变量原

6、则，如在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，以洗衣粉的种类为自变量，其他条件完全一致；同时，普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照。(3)变量分析实验自变量因变量无关变量探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果洗衣粉种类(普通和加酶)洗涤效果水的用量，污物的量，实验用布的质地与大小，不同洗衣粉的用量，搅拌、洗涤时间等探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果加酶洗衣粉中酶的种类探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响温度例1 某同学用含有不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如下实验。请回答以下问题：(1)该实验的目的是探究_。该实验还应控制的无关变量有_。该实验中_分别构成两组对照实验。

7、组别布料污染物水温A(蛋白酶洗衣粉)66 cm蛋白膜40 B(脂肪酶洗衣粉)66 cm蛋白膜40 C(蛋白酶洗衣粉)66 cm淀粉膜40 酶的作用具有专一性洗衣粉的用量、污染程度、水质、水的pH等A和B、A和C(2)该同学在实验过程中可通过观察_来判断酶的催化效率。(3)蛋白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)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质层层包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用，这是否应用了酶的固定化技术并说明理由。_。膜消失的时间长短在蛋白酶催化作用下蛋白质的水解产物溶于水中酶蛋白进入环境后容易

8、被微生物分解，避免过多的磷进入水体，造成水体富营养化否。加酶洗衣粉中的酶没有固定在不溶于水的载体上，也不能重复使用解析(1) 该实验可根据膜消失时间的长短来判断酶的催化效率，即膜消失的时间越分析表格可知，该实验的自变量有两个，即酶的种类、污染物的种类，因变量为污染物是否消失，无关变量为洗衣粉的用量、污染程度、水质、水的pH等。所以该实验的目的是探究酶的作用具有专一性；根据探究实验的对照原则和单一变量原则可知，该实验中A与B、A与C构成两组对照实验。(2)短，说明酶的催化效率越高。(3)蛋白酶能够催化污垢中的蛋白质水解，水解产物溶于水中，达到去污效果。(4)加酶洗衣粉中酶的化学本质是蛋白质，其进

9、入环境后容易被微生物分解，大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，可以避免过多的磷进入水体，造成水体富营养化，有利于生态环境保护。(5)加酶洗衣粉中的酶没有固定在不溶于水的载体上，不能重复利用，因此加酶洗衣粉中的酶不是固定化酶。例1 (2015海南卷)生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。回答下列相关问题：(1)某同学用三种来源的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是_。(2)现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓

10、冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0 、5 、10 、40 下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设计的不足之处有_ 和_。(3)某同学取5组试管(AE)分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D 4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将 5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过AD组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计_(填“能”或“不能”)达到目的，其原

11、因是_。答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分(1)考生语言组织不准确，没有突出“酶的活性”4(2)考生综合分析能力不足3(3)考生不能准确摄取题干信息，从而产生错误答案3解析 (1)利用不同来源的果胶酶处理果泥，检测各组出汁量，据此可以比较不同来源的果胶酶的活性大小。(2)探究果胶酶的最适温度时，一般在2070 范围内，每隔5 进行梯度设计。显然题中温度设置过低，温度梯度设置不均。(3)本实验的目的是检测不同量的同种果胶酶下的出汁量的差异，为保证单一变量，AE组都应加入等量缓冲溶液。规范答题 (除注明外，每空3分)(1)比较不同来源果胶酶的活性(4分，其他合理答案也给分)(2)温度范围设置

12、不合理温度梯度设置不合理(其他合理答案也给分)(3)不能(2分)未加入缓冲液(其他合理答案也给分)1果胶酶能分解果胶等物质，澄清果蔬饮料，在食品加工业中有着广泛的应用。某兴趣小组的同学对三种不同品牌的果胶酶制剂(制剂中果胶酶浓度相同)进行了探究，其实验设计及实验结果如下表所示。(注：“”越多表示果汁越浑浊。)分组蒸馏水(mL)缓冲液(mL)果汁(mL)果胶酶制剂(mL)果汁浑浊程度甲乙丙1225200222502032250024X25000Y(1)表中X所代表的数值应为_，Y的果汁浑浊程度应表示为_(用若干个“”表示)。(2)除了观察果汁浑浊程度外，还可以通过检测_ _的变化量来判断不同品牌

13、果胶酶制剂的效果。若使用该方法，相关物质变化量最大的是_组。(3)微生物是生产果胶酶的优良生物资源。若分离和筛选能产生果胶酶的微生物，使用的培养基应以_为唯一碳源；如需进一步纯化果胶酶，可根据果胶酶分子的_ _(至少写出两点)等特性进行分离提纯。由于果胶酶的活性容易受到外界环境因素的干扰，所以应利用_技术。4(或多于) 反应物(或果胶、半乳糖醛酸、 生成物、产物) 1果胶形状和大小(或所带电荷性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等) 固定化酶(或固定化细胞) 1固定化酶(1)应用实例果糖生产：_将葡萄糖转化为果糖。(2)固定化酶技术：将酶固定在颗粒状的载体上，再将酶颗粒装到反应柱内

14、，反应柱底端的孔应满足_无法通过而_可以自由通过。考点二固定化酶和固定化细胞葡萄糖异构酶酶颗粒反应溶液2固定化细胞技术(1)概念：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)方法：_法、化学结合法和_法。(3)制备固定化酵母细胞的操作流程：酵母细胞的_配制0.05 mol/L CaCl2溶液配制_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。包埋物理吸附活化海藻酸钠直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较直接使用酶固定化酶固定化细胞制作方法化学结合法固定化、物理吸附法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(或多种)直接使用酶固定化酶固定化细胞反

15、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重复利用成本低、操作容易1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)一般来说，酶更适合用包埋法固定化，细胞更适合用化学结合和物理吸附法固定化。()(2)海藻酸钠溶液浓度越高，形成凝胶珠越容易，包埋的酵母细胞数量越多。()(3)化学法固定化酶或固定化细胞是利用氢键的作用力将酶分子或细胞相互连接起来。()2下列关于酶的应用的说法中，

16、合理的是()A使用加酶洗衣粉先用热水浸泡洗衣粉和衣物，洗涤效果好B污渍成分比较复杂时应选用复合酶洗衣粉，以减少用量C加酶洗衣粉中的酶制剂需用特定材料包裹，属于固定化酶D固定化酶可以反复使用，且固定化后不会影响酶的催化活性解析热水浸泡会使酶失活，从而降低加酶洗衣粉的洗涤效果，A项错误；复合酶洗衣粉中有多种酶，因酶具有专一性，所以污渍成分复杂时选用复合酶洗衣粉较好，B项正确；特定材料包裹酶是避免酶在不良环境中失活，不属于固定化酶，C项错误；通过化学结合法等方法固定酶会影响其催化活性，D项错误。B3下列有关固定化酶和固定化酵母细胞的叙述，错误的是()A反应底物和产物的浓度对固定化酶的活性有影响B作为

17、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固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显解析尿糖试纸由于使用后不能将反应物和酶分开，故不能再次使用，C项错误。C一酵母细胞的固定化方法例1 为了探究啤酒酵母固定化的最佳条件，科研人员研究了氯化钙浓度对固定化酵母发酵性能的影响，结果如下图。请回答：(1)与利用游离酵母生产啤酒相比，利用固定化酵母的优点有_。(2)本实验结果表明，随氯化钙浓度的增大，凝胶珠机械强度_。(3)结合发酵性能分析，制备凝胶珠适宜的氯化钙浓度为_。当氯化钙浓度过高时，发酵液中的糖度升高，酒精度下降，发酵受到影响，原因是_。(

18、4)用海藻酸钠作载体包埋酵母细胞，溶解海藻酸钠时最好采用_的方法，以防发生焦糊。熔化好的海藻酸钠溶液应_后，再与已活化的酵母细胞充分混合。若海藻酸钠浓度过低，会导致_，固定效果大大降低。可多次使用、便于产物分离、提高产品质量等(意思对即可) 增大2.0molL1凝胶珠机械强度过大，通透性降低，影响糖进入颗粒内部小火或间断加热冷却至室温酵母细胞从颗粒中漏出解析 (1)与游离酵母相比，固定化酵母细胞既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以反复利用。因此利用固定化酵母细胞既可以降低生产成本，又能提高产品的质量。(2)由图中曲线可知，氯化钙浓度增大，凝胶珠完整率增加，由此推测凝胶珠机械强度随氯化钙浓度

19、增大而增大。(3)由图中曲线可知，氯化钙浓度为20 molL1时，酒精度最高，说明氯化钙浓度为20 molL1时，制备的凝胶珠最有利于发酵。当氯化钙浓度过高时，发酵液中的糖度高，酒精度低，说明不利于酒精发酵，原因可能是凝胶珠机械强度过大，通透性降低，影响糖进入颗粒内部。(4)溶解海藻酸钠时易发生焦糊，因此加热时必须用小火或间断加热。溶化好的海藻酸钠应冷却至室温后再加入活化的酵母细胞，否则将杀死酵母细胞。若海藻酸钠浓度过低，会导致酵母细胞从颗粒中漏出，固定效果大大降低。(2)培养微生物L前，宜采用_方法对接种环进行灭菌。(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下，带电荷相同的蛋白质电泳速度越快，说明其分子量越_。(4)乳糖酶宜采用化学结合法(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。除化学结合