高三一轮复习生物：专题四：酶的研究与应用课件

1、专题4酶的研究与应用课题1果胶酶在果汁生产中的作用半乳糖醛酸不溶于水细胞壁胞间层1果胶和果胶酶多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶细胞壁及胞间层半乳糖醛酸要求“背诵！2酶的活性与影响酶活性的因素 (1)酶的活性：是指酶_的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的_来表示。 (2)酶的反应速度：用单位时间内、单位体积中_或_来表示。 (3)影响酶活性的因素：主要有_、_和酶的_等。 (4)酶的用量：酶用量过多，会导致酶的_；酶用量过少，会 _酶促反应的速度。因此要得到适宜的酶用量，需通过设计 实验进行探究。催化一定化学反应产物的增加量反应物的减少量反应速度温度pH抑制剂浪费限

2、制其实在考必修！3探究温度和pH对果胶酶活性的影响和探究果胶酶的用量(1)探究温度和pH对果胶酶活性的影响：实验原理。a果胶酶的活性受温度(或pH)影响，处于_时，酶的活性最高。b果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成_。最适温度(或pH)正比实验流程。a处理原料：搅拌器搅拌制_ b分组处理：将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在_的恒温水浴中分别进行保温(或调节至不同的pH) c反应阶段：加入果胶酶反应一段时间 d测量记录：过滤果汁，用量筒测量_并记录苹果泥不同温度果汁体积经典酶实验操作！因为酶具有高效性，所以若提前混合，会导致酶与底物直接发生反应。选修1 P431在探究温度或pH对酶活性

3、的影响时，是否需要另外设置对照？若需要该如何设置？ 提示：不需要另外设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。 思维探究必修1P932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，所得苹果汁的体积就越大。思维探究选修1P444酶相关实验的变量控制 (1)探究温度对酶活性的影响： (2)探究pH对酶活性的影响： (3)探究酶的用量：4酶相关实验的变量控制 (1)探究温度对酶活性的

4、影响：可以选用10 作为梯度差，设置的具体温度为10 、20 、30 、40 、50 和60 等，也可以尝试以5 作为梯度差。 (2)探究pH对酶活性的影响：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。从中选出反应速率最快的pH，进一步缩小pH梯度，得出最适pH。反应液的pH可以用质量分数为0.1%的氢氧化钠溶液或盐酸溶液进行调节。 (3)探究酶的用量：该实验是建立在探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的，此时，研究的变量是酶的用量，其他因素都应保持不变且适宜。学习官方术语！？若测出在40 时洗涤效果比其他条件下好，应如何设置温度梯度探究最适温度？提示：可设置温度梯度差更

5、小的实验变量，如35 、36 、37 、38 、39 、40 、41 、42 、43 、44 、45 ，进行重复实验，直至测出具体的最适温度。(4)探究果胶酶的用量：自变量：_。无关变量：_ 等。果胶酶的用量温度、pH、酶催化反应的时间、苹果泥的用量（1）设计探究温度对酶活性的影响实验的记录表格？提示：实验温度()303540455055606570果汁量(mL)5实验结果的记录自变量因变量检测指标核心突破例题精讲【例题】（2021浙江绍兴二模）下列关于果胶和果胶酶的叙述，错误的是（ ） A.植物和动物都不能产生果胶酶 B.果汁生产中，经果胶酶处理后的果汁澄清度高 C.从果皮中提取果胶时，原料

6、经沸水漂洗组的果胶得率会显著高于温水漂洗组 D.用果胶酶处理洋葱根尖可以使根尖细胞分离开来A课题2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果1加酶洗衣粉的洗涤原理(1)加酶洗衣粉：是指含有_的洗衣粉。酶制剂小分子的肽氨基酸脂肪酸麦芽糖温度酸碱度(3)影响酶活性的因素：_、_和表面活性剂等。(2)加酶洗衣粉去污原理：又是必修！是否可以在洗衣粉中可以同时添加？洗涤效果呢？选修1 P46单一变量对照洗衣粉的类型加酶洗衣粉2探究加酶洗衣粉的洗涤效果温度种类顺便复习专题“实验设计”！？在探究加酶洗衣粉的最适温度时，如何设置温度梯度？提示：根据当地一年中的实际气温变化来确定，如冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5 、15 、

7、25 和35 的水温，不同季节对应不同水温设置梯度。3说出判断洗涤效果的方法和标准：(1)相同时间内比较_。(2)相同污渍时比较_。污渍的洗涤状况彻底清除所需时间的长短（3）描述将实验数据转换成曲线图的方法：以_为横坐标，以_为纵坐标建立直角坐标系。注明坐标轴的_以及曲线名称。每个坐标轴上的取值单位要_。将实验数据标到坐标系中，并_。自变量因变量名称、单位、坐标原点相等用相应线连接起来4使用加酶洗衣粉时的注意事项 (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)织物就不能用加蛋白酶的洗衣粉来洗涤，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

8、在3550 时活性最强，在70 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性损失。 (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。 选修1 P461影响酶反应速度的因素及其作用实质：归纳整合知识2酶促反应速率与酶活性的关系是什么？影响酶促反应速率的因素是否也会影响酶活性？必修1 P83提示：同等条件下的酶促反应速率的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活性与酶促反应速率仍然是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相同，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促反应速率，但不能影响酶的活性。选修1教材中的酶必修教材中的酶本专题：果胶酶、 洗衣粉中的酶必修1：淀粉酶、

9、蛋白酶、光合作用酶、呼吸作用酶、溶酶体酶等其他专题：纤维素酶、 脲酶等必修2：DNA聚合酶、解旋酶、RNA聚合酶、逆转录酶等必修3：溶菌酶等与必修教材联系与必修教材联系考查方式： 1. 纤维素酶、脲酶、DNA聚合酶、解旋酶、RNA聚合酶、逆转录酶、溶酶体酶、溶菌酶等：主要侧重考查酶的作用、催化反应的底物和产物、发生反应的部位等。难度较低，需要背诵识记。 2. 光合作用酶、呼吸作用酶：主要考查光合作用和呼吸作用过程中酶的作用，以及影响因素。难度较大，综合性较强。 3. 果胶酶、洗衣粉中的酶、淀粉酶、蛋白酶等：主要考查对照实验设计的一系列问题。难度较大，实验要求高。例1.（2019浙江4月选考32

10、）回答下列（一）小题：（一）回答与果胶和果胶酶有关的问题：（1）通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，还因为_。（2）为了获得高产果胶酶微生物的单菌落，通常对分离或诱变后的微生物悬液进行_。（3）在某种果汁生产中，用果胶酶处理显著增加了产量，其主要原因是果胶酶水解果胶使_。果汁生产中的残渣果皮等用于果胶生产，通常将其提取液浓缩后再加入_。使之形成絮状物，然后通过离心、真空干燥等步骤获得果胶制品。高考考查点和形式（考点：选修1果胶酶在果汁生产中的应用）（考点：选修1微生物培养）（考点：选修1果胶酶在果汁生产中的应用和微生物培养）【答案】（一）（1）腐烂的水果中含产

11、果胶酶的微生物较多 （2）稀释涂布平板分离（或平板划线分离） （3）水果组织软化疏松及细胞受损 95%乙醇例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渍的去除能力，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渍分析，加酶洗衣粉中应添加的酶类有蛋白酶、_。蛋白酶能将血渍、奶渍等中含有的大分子蛋白质水解成可溶性的_。(2)加酶洗衣粉的包装袋上的产品说明中标明“水温以3050为宜，切忌用 60以上的热水。”根据你所学习的有关知识，解释其原因：_。(3)下面表格中的数据是探究洗衣粉洗涤效果的有关实验的结果，请据表回答问题： 高考考查点和形式脸盆编号洗涤物（

12、等量）洗涤温度/%洗衣粉(等量)水量/L洗净所需时间/min1油污布45加酶242油污布45普通273油污布5加酶294油污布5普通28该实验要探究的问题是_。若 1 号实验组中洗净所需时间接近 7 min，请分析最可能的原因是_。（考查：教材基础概念）（考查：实验设计的目的、结果、结论等）（考查：必修1酶的影响因素）温度对洗衣粉的洗涤效果的影响；洗衣粉的种类对洗涤效果的影响加酶洗衣粉中的酶变性或失效脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶 多肽(或氨基酸)酶的催化作用受温度影响，3050是加酶洗衣粉中的酶的最适温度范围，60以上的热水可能会使酶的活性丧失高考考查点和形式例3.（选修1学案）葡萄收获的季节性较

13、强，并且不易运输，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，可以将其加工制作成果汁、果酒、果醋等。下面是简单的生产流程图，结合所学知识回答下列问题。(1)果胶酶的使用过程中，需要对酶的活性、酶的用量进行研究。在甲、乙两条曲线中，果胶酶活性受环境因素影响的变化曲线是_；乙曲线中纵轴还可以用_来表示。自变量X可以代表_；自变量Y可以代表_。(2)果胶酶的最适用量是上图中的字母_点对应的量。(3)过程中不用灭菌一般也不会受到杂菌的污染，原因是_。(4)果酒和果醋的制作过程相比，从发酵条件来看，二者不同之处是_。(5)微生物是生产果胶酶的优良生物资源。分离和筛选能产生果胶酶的微生物，

14、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_技术减少影响从而保护酶的活性。（考查：微生物专题）（考查：实验设计的变量）（考查：必修1酶的影响因素）（考查：发酵专题）（考查：微生物专题）（考查：血红蛋白专题）（考查：酶专题）（考查：图像分析）例3.（选修1学案）葡萄收获的季节性较强，并且不易运输，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，可以将其加工制作成果汁、果酒、果醋等。下面是简单的生产流程图，结合所学知识回答下列问题。(1)果胶酶的使用过程中，需要对酶的

15、活性、酶的用量进行研究。在甲、乙两条曲线中，果胶酶活性受环境因素影响的变化曲线是_；乙曲线中纵轴还可以用_来表示。自变量X可以代表_；自变量Y可以代表_。(2)果胶酶的最适用量是上图中的字母_点对应的量。(3)过程中不用灭菌一般也不会受到杂菌的污染，原因是_。(4)果酒和果醋的制作过程相比，从发酵条件来看，二者不同之处是_。(5)微生物是生产果胶酶的优良生物资源。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_技术减少影响从而保护酶的活性。甲过滤得

16、到的果汁体积温度、pH等果胶酶的浓度(或用量)B培养液中缺氧环境及酵母菌产生的酒精能抑制绝大多数细菌的生长繁殖酒精发酵需要厌氧条件，醋酸发酵需要充足的氧气果胶形状和大小固定化酶(或固定化细胞)/所带电荷性质和多少/溶解度等课题3酵母细胞的固定化1.优点：催化效率高，低耗能，低污染2.缺点：通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活。溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本。反应后会混在产物中，可能影响产品质量。酶制剂的优缺点 ? 如果你是工程技术人员，你如何解决这个问题固定化酶技术将酶（或细胞）包埋在细微网格里将酶（或细胞）相互连接起来将酶（或细胞）吸附在载体表面上（1

17、）包埋法（2）化学结合法（3）吸附法固定化技术方法原理适用对象包埋法 是将聚合物的单体与酶溶液混合，再借助于聚合助进剂的作用进行聚合，酶被包埋在聚合物中以达到固定化化学结合法 酶蛋白的侧链基团和载体表面上的功能基团之间形成共价键而固定的方法物理吸附法 通过氢键、疏水作用和电子亲和力等物理作用，将酶固定于水不溶载体上从而制成固定化酶细胞酶酶 高果糖浆是一种以玉米为原料加工制成的营养性糖浆，其果糖含量为42%左右。 高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病，对人类的健康更有益。一、固定化酶高果糖浆生产 生产高果糖浆需要 ；其作用是 ； 这种酶稳定性好，可持续发挥作用。葡萄糖果糖葡萄糖

18、异构酶葡萄糖异构酶将葡萄糖转化为果 糖含淀粉的浆液-淀粉酶糊精糖化酶葡萄糖葡萄糖异构酶葡萄糖的异构化42%45%转化成果糖果葡糖浆果糖和葡萄糖分离葡萄糖再次异构化反复多次果糖含量70%90%高果糖浆 例子：高果糖浆生产过程 例子：高果糖浆生产过程你能说出反应柱的优点吗？1 .使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；2. 固定在载体上的酶可以被反复利用。一种酶只能催化一种化学反应。缺点：1、概念： 利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间的技术。 细胞中含有一系列酶，在细胞正常生命活动的过程中，通过代谢产生所需要的代谢产物。二、固定化细胞技术1酵母细胞的活化。 2配制物质的量浓度为0.05mol/L

19、的CaCl2溶液3配制海藻酸钠溶液4海藻酸钠溶液与酵母细胞混合5固定化酵母细胞加热海藻酸钠时有哪些注意事项？海藻酸钠溶液的浓度对凝胶柱的形成可能有哪些影响？什么叫酵母细胞的活化？将海藻酸钠与酵母细胞混合时要注意什么？原因是什么？CaCl2有什么作用？为什么要让凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右？（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1酵母细胞的活化2配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液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，一般是将干酵母放在蒸馏水中进行活化。3. 配制海藻酸钠溶液：议一议：加热海藻酸钠时有哪些注意事项？海藻酸钠的浓度对凝胶珠的形

20、成可能有哪些影响？答：加热时要用小火，或者间断加热，并且边加热边搅拌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太少，影响实验效果。（一）制备固定化酵母细胞4. 海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：想一想：将海藻酸钠与酵母细胞混合时要注意什么？原因是什么？答：必须将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温才能与已活化的酵母细胞进行混合。因为高温会杀死酵母细胞。5. 固定化酵母细胞：答： CaCl2溶液使胶体聚沉，让凝胶珠形成稳定的结构。想一想：CaCl2溶液有什么作用？为什么要让凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右？1、观察凝胶珠的颜色和形状（1）如果制作的凝胶

21、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；（2）如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，需要再作尝试。评价制备的凝胶珠是否合格2、挤压法 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。3、摔打法 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。（二）用固定化酵母细胞发酵1、冲洗 将海藻酸钠溶液用蒸馏水冲洗，目的是什么？ 洗去CaCl2和杂菌2、发酵 利用固定的酵母细胞发酵24h后，会有什么实验现象？ 有气泡，有酒味 采用哪种化学试剂检测有无酒精的生成？有无CO2的生成？ 橙色的重铬酸钾，灰绿色 澄清石灰水类型优点不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量固定化酶酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到的固定化细胞成本低、操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收固定后的酶或细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降由于大