2023年老高考生物一轮复习第35讲　酶的研究与应用

1、2023第十一单元 第35讲 酶的研究与应用/内容索引/内容索引/01强基那增分策略02埴素能精准突破03格考精演练真题知考向,明考情提素养重考能全国卷内容要求.理解酶的活力与其空间结构的关系， 以及影响酶活力的因素.理解酶活力测定的一般原理和方法.关注酶在食品加工业及洗涤方面的 应用科学 思维运用比较法理解 记忆固定化酶和 固定化细胞的内 容近五年全 国卷考情2021全国甲(37)、2020全国 H (37)科学探究探究影响果胶酶 活性的因素;制备 和应用固定化酶一、酶在果汁生产中的应用.果胶酶在果汁生产中的作用果胶昨册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，会影响出汁率并使

2、果汁浑浊 由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物晶Qf不溶于水(2)果胶酶百一是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳 啰产一糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等果胶叁幽可溶性半乳糖醛酸(3)酶的活性及其影响因素(含义:指酶傕纥一定化学反应的能力酶的活性J表示方法:单位时间内、单位体积中(反应物的减少量或产物的增加量影响酶活性的因素通常有温度、pH 和酶的抑制剂等。.探究影响果胶酶活性的因素（温度或pH）的实验实验原则:遵循单一变量原则、对照原则，严格控制无关变量，尽量减少无关变 量对实验结果的影响。实验原理:果胶酶的活性受温度、pH和酶抑制剂的影响,在最适温度或pH下, 活性 最高。果肉的出汁率、

3、果汁的澄清度都与果胶酶活性的大小呈正相关。(3)分析:该实验的自变量是一温度或pH .因变量是酶的活性.检测因变量是通过测定果汁的体积或比较果汁的 澄清度来实现的。.探究果胶酶的最适用量配制不同浓卑的果胶酶溶液II制备苦果泥17 恒温水浴将果胶酶溶液与苹果泥混合37 恒温水浴中反应20 min左右过滤果汁，测量果汁量并记录旁栏边角（选修IP4J旁栏思考”）在探究温度或PH对酶活性的影响时,是否需要设置 对照?如果需要，是如何设置的？提示需要设置对照实验，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。易错辨析(1)果胶酶可催化果胶分解成可溶性的半乳糖，使浑浊的果汁

4、变澄清。(X )果胶酶可催化果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,使浑浊的果汁变澄清果胶是由半乳糖聚合而成的一种高分子化合物。(X) 果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。果胶酶就是果胶分解酶的简称。(X )果胶酶是分解果胶的一类酶的总称。二、加酶洗衣粉在洗涤中的作用.加酶洗衣粉:指含酶制剂的洗衣粉。.酶制剂的种类与洗涤原理洗涤原理：洗涤原理：血渍、期渍及各食品的油渍、人 一体的皮脂、口红+种食品类的蛋白 质污垢食品的油渍、人 一体的皮脂、口红1洗涤实例!洗涤原理!面条、饼干等留在衣物上的污垢洗涤含棉织物时 具有若干有益的 j性能如增白 污垢能够与洗衣粉充分接触，增艳、去污垢等洗涤原理!面条、

5、饼干等留在衣物上的污垢达到更好的去污效果.对加酶洗衣粉洗涤效果的探究方法(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)加酶洗衣粉洗涤效果的探究方法实验设计应遵循单一变量原则，需有效地控制其他变量(如水质、水温、布 料质地、污渍类型、污染程度、洗涤方法和力度等)，具体实验的实验变量 如下表。项目原理自变量因变量加酶洗衣粉与普通洗 衣粉洗涤效果的比较加酶洗衣粉中含有酶 制剂酶的有无洗涤效 果（单位 时间内 污渍去 除快慢 等）温度对加酶洗衣粉洗 涤效果的影响低温使酶活性受抑制， 高温使酶失活,均使 加酶洗衣粉的优势不 能充分发挥温度不同种

6、类的加酶洗衣 粉洗涤效果的比较酶的催化作用具有专 一性加酶洗衣粉中酶的种类旁栏边角（选修1P48“练习2”）某同学打算用丝绸作为实验材料,探讨含有蛋白酶的洗 衣粉的洗涤效果，你认为他这样做合适吗?为什么？提示不合适。因为丝绸的主要成分是蛋白质，它会被加酶洗衣粉中的蛋 白酶分解，损坏衣物。易错辨析高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好。（X ） 酶有最适温度，加酶洗衣粉中的酶在温水中更能充分发挥洗涤效果。洗衣粉中的表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用。（X ） 洗衣粉中的表面活性剂能影响碱性蛋白酶的活性，会使酶失活。在pH低于7.0的自来水中,碱性蛋白酶依然能起作用。（V ）（4

7、）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。（X ） 加酶洗衣粉中的酶主要通过分解衣物上的污渍发挥作用。(5)酶制剂中的酶，指的都是单一酶。(X )酶制剂中的蛋白酶、淀粉酶等并非是单一酶，而是复合酶，如蛋白酶制剂实 际包括蛋白酶和某些肽酶，可将蛋白质水解成小分子肽和氨基酸。(6)加酶洗衣粉应用温水来进行清洗衣物。(V )(7)用加酶洗衣粉后,应再用清水彻底清洗双手。(V )三、固定化酶和固定化细胞1.固定化酶和固定化细胞(1)固定化酶形成:将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上.使之成 为不溶于水而又有酶活性的制剂。特性:与游离酶相比较,稳定性好,与底物和产物容易分离.易于控

8、制，能反复多次使用;便于运输和贮存 ,有利于自动化生产。固定化细胞:是指固定在一定空间范围内的、能够进行生命活动并且 可以反复使用的活细胞,又叫做固定化活细胞或固定化增殖细胞。(3)固定方法及适用对象化学结合法D物理吸附法将酶相互将酶吸附在包埋法2OQQOC 、r 将酶包埋在 细微网格里包埋法将酶包埋于 微球体中包埋法2OQQOC 、r 将酶包埋在 细微网格里包埋法将酶包埋于 微球体中般来讲,酶更适合用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用 包埋法固定化.这是因为个大的细胞难以被吸附或结合,而个小的酶则 易从包埋材料中漏出O冲洗将固定好的酵母细胞廉胶珠）用蟹鲤冲发酵将150 mL量分数为1

9、01的葡萄糖溶液转移至2。0mL的锥形瓶中梨加入固定好的酵毒细胞,置于25 GC下发酵24 h旁栏边角L（选修1 P50“旁栏思考”）为什么要对酵母细胞进行活化？提示在缺水状态下，微生物处于休眠状态。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。2.（选修1P5：结果分析与评价”）如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其原 因可能是什么？提示海藻酸钠溶液浓度过高（或针筒口离液面过近,高度不够）。易错辨析一般来说,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化。(V )(2)如果希望反复使用固定化酵母细胞，就需要避免其他微生物的污染。(7 )(3)细胞的固定化操作中用到的Ca溶液及注射器无需进行

10、严格灭菌，只 做一般消毒即可。(X )细胞的固定化要在严格无菌条件下进行，对制备的海藻酸钠溶液、CaCl2 溶液以及注射器等器材进行严格灭菌。数量少。（X ）海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠;浓度过低凝胶珠所包埋的醉母细胞数量少。长句应答加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一个环节，应如何操作？提示溶化海藻酸钠时采用小火间断加热法，防止海藻酸钠发生焦糊。衣粉果胶酶的作用果胶酶耐H酶活力及测定卜传蜀酶的实例加酶洗、应用探究加酶洗衣 粉的洗涤效果探究影响果胶 酶活性的因素酶制剂的种类 及作用主题一 衣粉果胶酶的作用果胶酶耐H酶活力及测定卜传蜀酶的实例加酶洗、应用探究加酶洗衣 粉的洗涤效果探究影

11、响果胶 酶活性的因素酶制剂的种类 及作用主题一 酶的应用能力解读主题二关注老教材 局频考向链接新高考 衍生考向果胶酶的作用及影响果胶酶活性因素的 探究强化影响果胶酶活性因素的探究及实验 方案设计关注加酶洗衣粉使用与环境污染、加酶洗衣粉洗涤效果探究,酶活力及其测定方法命题解读主题二关注老教材 局频考向链接新高考 衍生考向果胶酶的作用及影响果胶酶活性因素的 探究强化影响果胶酶活性因素的探究及实验 方案设计关注加酶洗衣粉使用与环境污染、加酶洗衣粉洗涤效果探究,酶活力及其测定方法命题解读主题二角度一、果胶酶应用及相关探究考向探究考向1果胶酶在果汁生产中的应用及探究1.（2020全国HI）水果可以用来加

12、工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问 题。（1）制作果汁时，可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。 果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、（答出2种即可）。纤维素酶可以分解植物（填丝田胞膜”或“细 胞壁”）中的纤维素。（2）用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率,需要控制反应的温度，原因7H 0(3)现有甲、乙、丙三种不同来源的果胶酶，某同学拟在果泥用量、温度、 pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常,酶活性的高低 可用 来表示。(4)获得的果汁(如苹果汁)可以用来制作果酒或者果醋，制作果酒需要菌，这一过程中也需要。2，。2的作用是。制作果醋需要醋酸菌，

13、醋酸 菌属于(填“好氧”或“厌氧”)细菌。答案（1）果胶分解酶、果胶酯酶细胞壁 （2）温度对果胶酶的活性有影 响，在最适温度下酶活性最高，出汁率最高（3）在一定条件下，单位时间内、 单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量（4）酵母 促进有氧呼吸, 使酵母菌大量繁殖好氧考向2果胶酶特性探究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，可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行 了如下实验。实验方法:按照下图所示的顺序进行操作。恒温水一三果胶酶abcd苹果泥 和果胶 酶混合恒温

14、水一三果胶酶abcd苹果泥 和果胶 酶混合实验结果: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A.酶的浓度B.苹果泥的量C.水的加入量D.pHo图中的纵坐标还可用 来表示。o实验小组改变了实验条件后重复做实验，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 O实验步骤中，在果胶酶和苹果泥混合前，将二者分装在不同试管中并进行恒温处理的目的是 O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、底物量不同而改变 保证底物和酶在混合时的温度是相 同的主题一 X主题二方法突破果胶酶在果汁生产中作用的相关实验分析实验 名称 （

15、目的）探究温度对果胶酶活 性的影响探究pH对果胶酶活性的 影响探究果胶酶的最适用量自变量温度pH果胶酶的用量因变量果汁的体积（澄清度）无关 变量pH、果泥的用量、果 胶酶的浓度和用量、 水浴时间和过滤时间 等温度、果泥的用量、果 胶酶的浓度和用量、水 浴时间和过滤时间等温度、pH、果泥的用量、 水浴时间和过滤时间等实验 名称 （目的）探究温度对果胶酶活 性的影响探究pH对果胶酶活性的 影响探究果胶酶的最适用量注意 事项底物和酶在混合时 的温度是相同的;苹 果泥和果胶酶用量在 各个试管中应相同; pH应为耳又适pH温度应为最适温度; pH梯度可用NaOH溶液 和盐酸调节;用玻璃棒 搅拌使反应充分

16、进行制备苹果泥后迅速加 热,使苹果泥中的果胶酶 变性;温度、pH应为 最适且保持不变角度二、加酶洗衣粉在洗涤中的应用及探究考向探究1.（2021全国甲）加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比 较了几种洗衣粉的去渍效果（“+越多表示去渍效果越好），实验结果见下表。污渍加酶洗衣粉A加酶洗衣粉B加酶洗衣粉C无酶洗衣粉（对照）血渍+油渍+根据实验结果回答下列问题。（1）加酶洗衣粉A中添加的酶是;加酶洗衣粉B中添加的酶是；加酶洗衣粉C中添加的酶是 o(2)表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有原因是 O相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因aE o(4)关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉

17、外，固定化酶也在生产实践中 得到应用,如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术 是指 o固定化酶在生产实践中应用的优点是(答出1点即可)。答案（1）蛋白酶 脂肪酶 蛋白酶和脂肪酶（2）加酶洗衣粉A和C 洗衣 粉中的蛋白酶可能会分解蚕丝织物中的蛋白质而损伤衣物（3）酶可以将 污渍中的大分子物质分解为小分子物质，使污渍易从衣物上脱落（4）利用 物理或化学的方法将酶固定在一定空间内的技术 固定化酶能够反复利 用,从而能降低生产成本2.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。回答下列问题。 (1)由下图推知，该实验的目的o 5o 5。时加酶洗碱性蛋白酶含量题衣粉中碱性蛋白酶的最适含量约为 f去

18、污力/%碱性蛋白酶含量题下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的实验记录，请 据表回答问题。编号洗涤物 （等量）涤/c 洗度洗衣粉 （等量）水量/L洗学所需 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该实验设计体现了（至少写出2点）原则。若1号实验组洗净油污布所需时间接近7 min,最可能的原因是 o（3）下列衣料中不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有（填序号）。棉织品 毛织品 月青纶织品 蚕丝织品（4）根据以上实验结果，请写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施： （5）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

19、O答案（1）探究温度、碱性蛋白酶含量对加酶洗衣粉去污力的影响0.6 （2）对照、单一变量 酶失活（或酶的活性低）（3）（4）用温 水浸泡;延长浸泡时间;增加洗衣粉的用量等（5）酶可被分解，避免了水体 富营养化主题二I固定化酶与固定化细胞能力解读固定化酶定化酶r与固定化【技术定方法及应用实例细胞/固定化细 胞技术酵母细胞的固定化）考向探究考向1酶的固定化技术及实验分析1.如今酶已经大规模应用于食品、医药等领域，但在应用过程中发现了一些实际 问题:易失活且不能回收利用。于是有人设想并实现了对酶或细胞进行固定化 的操作，在一定程度上解决了出现的问题。图甲是将葡萄糖异构酶的固定化酶 和游离酶进行实验的

20、结果，图乙是固定化酶或固定化细胞的常用方法。回答下(1)葡萄糖异构酶的作用是催化 O由图甲可知，固定化酶与游离酶相比，优点ZE o(3)研究人员固定葡萄糖异构酶时往往不使用图乙中的方法(填或C)其原因是 o(4)如果研究人员再想进行酵母细胞的固定，往往采用图乙中的方法(填或C)固定。在利用此方法固定时，使用CaCU溶液的作用是 o(5)如果反应物是蛋白质，则最好选择(填“固定化酶”或“固定 化细胞答案（1）葡萄糖转化为果糖（2）固定化酶的热稳定性更高（3）C酶分 子较小，容易从包埋材料中漏出（4）C促进海藻酸钠形成凝胶珠（5）固 定化酶主题一 T主题二考向2细胞固定化流程分析2.（2021四川

21、南充三诊）细胞固定化技术是现代生物工程领域的重要技术之一。 酵母细胞固定化工艺流程如下：酿酒干酵母一活化-海藻酸钠溶液-CaCU溶液一凝胶一无菌水洗涤一平衡、 固化一固定化酵母科研人员对固定化酵母细胞的实验条件进行分析，结果如下：表1 Ca溶液浓度对固定化酵母特性的影响项目CaCl2溶液浓度）0.20.81.42.02.6发酵液残糖量/%2.62.62.52.42.5发酵液酒精度/%6.56.46.46.76.1固定化酵母强度+表2海藻酸钠溶液浓度对固定化酵母特性的影响项目海澡酸钠溶液浓度/%2.03.04.05.06.0发酵液残糖量/%2.52.42.83.23.8发酵液酒精度/%6.56.

22、76.36.35.9固定化酵母强度+注:（凝胶球的硬度）+软,+硬,+较硬;发酵温度为28,发酵pH=3。酵母细胞活化的作用是 油表1可知，随着Ca2+浓度的增大，固定化酵母强度（填“增强”或“减弱”），而发 酵液的残糖量及酒精度无明显变化;由表2可知，随着海藻酸钠溶液浓度的增大， 发酵液残糖量升高，酒精度下降，固定化酵母强度无明显变化油此表明 是决定糖液渗透到固定化酵母细胞的重要因素。(2)当海藻酸钠溶液浓度较低时，凝胶相对渗透性增强，有利于底物的进入和产物的排出，但浓度过低会导致 O(3)海藻酸钠在水中溶解速度较慢，需要通过加热促进其溶解，溶解海藻酸钠时，最好采用 的方法，原因是 O(4)

23、 一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定,而细胞常采用 包埋法固定,原因是。(5)如果想要反复使用固定化酵母细胞，细胞固定化要在严格无菌条件下进行,原因是 o答案（1）让休眠状态的酵母细胞恢复到正常生活状态 增强 海藻酸钠 溶液的浓度（2）包埋的酵母细胞数量少（3）小火间断加热如果加热太 快，容易造成海藻酸钠焦糊（4）细胞体积大，而酶分子很小;体积大的细胞 难以被吸附或结合，而体积小的酶容易从包埋材料中漏出（5）避免其他微 生物污染方法突破酶与细胞的固定方法归纳【包埋法【化学结合法【物理吸附法1方法一将酶或微生 物细胞均匀 地包埋在细 微网格中I利用共价键、离 子键将酶分子或 细胞相互结合， 或将其结合到载通过物理吸 附作用，把 酶或细胞固 定在载体上OOQOQ包埋法!适用 多用于细范围厂 胞的固定用的通常是不溶于水的多孔性载体，邈如明胶、琼脂糖、维素和聚丙烯酰胺，；化学结合法；：物理吸附法;多用于酶多用于酶的固定的固定可能影响酶的活性部位，不影响酶的进而影响反 分子结构应效果/悟考情演练真题X1.（2016江苏）为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含 ZM+污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验,流程及结果如下。请回答下列问题。取道量制备固定化绿球藻凝胶球一清洗23次一