高三生物总复习第41讲酶的研究与应用名师精选教案

1、名校名 推荐2012 高三生物总复习教案第 41 讲 酶的研究与应用教学案【考纲要求】酶的研究与应用考纲要求具体内容(1)果胶酶在果汁生产中的作用(2)加酶洗衣粉的洗涤效果I(3)酵母细胞的固定化I实验内容(1)酶活性的检测实验与探究能力(2)影响酶活性的条件及应用(3)固定化酵母细胞的制作方法及应用【考点分析】考点试卷类型分值题型(1)果胶酶在果汁生产中的作用2008广东15非选择题(2)加酶洗衣粉的洗涤效果2008江苏2选择题(3)酵母细胞的固定化2008江苏9非选择题(1)酶活性的检测2008广东2选择题(2)影响酶活性的条件及应用2007广东2选择题(3)固定化酵母细胞的制作方法及应用

2、2008江苏10非选择题2009广东2选择题2009江苏6非选择题【考点预测】从近几年高考试题看，酶的作用、活性及其检测、影响酶的条件及应用等内容是命题的素材。本专题是现在生物学的焦点和热点，说明酶在生活、生产中的应用及影响酶活性的因素并能设计实验证明，将成为今年高考的命题点。本专题内容侧重考查学生的实际应用能力，由于很多课题的开展具有一定的难度，从考试的角度上讲也很难实现动手能力的考查。从近几年新课标地区生物试题看注重考查基础知识，同时进行简单应用的考查。考查知识点分布主要集中在酶的作用、酶活性及其检测、影响酶的条件及应用、实验方- 1 -名校名 推荐案的设计及其有关变量的控制等。以非选择题

3、为主，为选做题之一。总体上来说本单元的考查难度较低，且作为选做题出现。在复习的过程中，注意与必修一中有关酶的知识相联系。主要是明白酶在生产中的应用，会设计实验证明酶的高效性、专一性，影响酶的因素等，其中设计实验要求较高。本专题的多个探究实验，为高考命题提供了大量素材，包括探究实验的思想、要求和原则。其中关于酶的几个应用点，将成为高考命题的热点，也是本专题的重点。【知识梳理】一、 果胶酶在果汁生产中的作用1、 果胶酶的作用2、 酶的活性及影响因素3、 探究果胶酶的用量二、 探究加酶洗衣粉的洗涤效果三、 酵母细胞的固定化1、 固定化酶2、 固定化细胞技术3、 制备固定化酵母细胞【重点解析】一、 果

4、胶酶在果汁生产中的应用1影响果汁产量的物质及处理方法(1) 影响果汁产量的物质纤维素和果胶是组成水果的重要物质，这两种物质的存在使制作果汁时存在两个问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高、容易发生沉淀。(2) 处理方法酶解法常用的酶及其作用特点如下：组成本质作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶果胶分解蛋白质催化果胶水解成为可溶性半乳糖醛酸酶果胶酯酶- 2 -名校名 推荐2果胶酶在果汁生产中的作用(1) 果胶酶的作用植物细胞壁及胞间层的主要组成成分之一是果胶。果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，果胶酶的作用是把果胶水解成可溶性的半乳糖醛酸。(2) 酶的活性酶的活性是指酶催化

5、一定化学反应的能力。酶活性高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量表示。3 探究温度 或 pH) 对果胶酶活性的影响(1) 实验原理果胶酶活性受温度( 或 pH) 影响。处于最适温度( 或 pH) 时活性最高。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) 实验流程(3) 记录结果- 3 -名校名 推荐实验303540455055606570温度果汁量 (mL)或pH56789果汁量 (mL)例 1、工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某学生设

6、计了如下实验：将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在30水浴中恒温处理lo min(如图 A) 。将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在30水浴中恒温处理lo rain(如图 B)。将步骤处理后的 昆合物过滤，收集滤液，测果汁量( 如图 C)。在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量如下：温度 o C3035404550556065果汁量 mL813152515121110根据上述实验，请分析回答下列问题：(1) 果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中的水解。(2) 实验结果表明，当温度为时果汁量最多，此时果胶酶的活性。当温度再升高时，果汁量降低，说明。(3) 实验步骤的目的是。

7、解析： (1) 果胶酶可将果胶水解为可溶性的半乳糖醛酸，故可破除细胞壁。(2) 表中数据显示在温度为45时果汁量最多，意味着此温度下果胶酶活性最高，此后，随温度升高酶活性降低。(3) 实验步骤的目的是避免果汁和果胶酶混合时发生温度变化。答案： (1) 果胶 (2)45 最高酶活性降低- 4 -名校名 推荐(3) 避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度，从而影响果胶酶活性二、探究加酶洗衣粉的洗涤效果和酵母细胞的固定化1实验原理加酶洗衣粉中含有酶制剂，即包括有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶等。根据酶的专一性， 污垢中的蛋白质、 脂肪、淀粉和纤维素可以在酶制剂的催化作用下分锯成小分子物质，从而达到去

8、除污渍的能力。温度、pH、表面活性剂等都会影响酶的浓度。2 普通洗衣粉中通常含有表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分；有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素、填充剂等。其中的表面活性剂可以产生泡沫，可将油脂分子分散开，水软化剂可以分散污垢等等。加酶洗衣粉可将大分子有机物分解成易溶于水的小分子有机物，从而与纤维素分离。3 自变量的确定比较普通洗衣粉与加酶洗衣粉的洗涤效果中，自变量是洗衣粉的种类，其余变量是无关变量，应严格控制，以免造成干扰；探究加酶洗衣粉的最适温度中，水温是自变量，水温梯度应较小；不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果，洗衣粉种类为例 2 关于蛋白酶的叙述，不正确的是()lA 蛋白酶是蛋

9、白质B 蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病C 蛋白酶可以水解所有的肽键D 利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性解析： 主要考查蛋白酶的化学本质、作用部位以及应用。蛋白酶是蛋白质，只有核酸类酶是一类具有生物催化功能的核糖核酸(RNA)分子；通过酶分子修饰，可以提高酶活力，增加酶的稳定性，消除或降低酶的抗原性，所以利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性；蛋白酶可以作为药品治疗某些消化道疾病；蛋白酶能水解某些氨基酸形成多肽，但不能水解所有的肽键。例如：胰蛋白酶仅水解由赖氨酸、精氨酸的羧基与其他氨基酸的氨基形成的肽键，生成- 5 -名校名 推荐多肽。答案： C【实战训练】（ 09 广东文基） 1嫩肉粉是以蛋白酶为主

10、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，炒熟答案： D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。ABC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。（ 09 江苏卷） 2（ 6 分）酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶液对细胞壁成分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛（以植物为食）消化腺中提取；果胶酶、纤维素酶从微生物中提取。为了研究不同酶液的酶解效果，某实验小组取无菌烟草

11、幼叶，切成相同大小的小片，等量放入6 支试管中，试剂用量和实验结果列于下表。请回答有关问题。试管编号IV项目蒸馏水（ mL）2O1111缓冲液（ mL）0210.50.50.5果胶酶液（ mL）O0O0.5O0蜗牛酶液（ mL）O0OO0.50纤维素酶液（ mL）0O0O00.5实验结果（绿色+深浅程度）（注：“ +”越多表示绿色越深，“一”表示颜色无显著变化）- 6 -名校名 推荐（ 1）实验过程中，需要轻摇试管，其目的是，使原生质体从叶小片中游离出来，以便观察悬浮液绿色的深浅。（ 2）从绿色的深浅可推测：蜗牛酶液酶解效果最好，原因是蜗牛酶液含有等多种酶。该实验中是空白对照组，其设置意义是。

12、（ 3）用网筛过滤原生质体到离心管内，离心后收集沉淀物，并用洗涤。（ 4）原生质体是否符合要求还需进行检验，其检验的方法是。答案：（ 1）为了使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果（ 2）果胶酶和纤维素酶、排除无关变量的干扰（ 3）等渗溶液（ 4）低渗涨破法解析： 本题考查有关酶的催化效率的实验，（ 1 ）实验过程中，需要轻摇试管，可以使细胞壁与酶充分接触，可以提高酶解效果（2）蜗牛以植物为食，所以唾液酶中含有果胶酶和纤维素酶，、没有添加酶溶液为空白对照组。其目的是排除无关变量的干扰。（ 3）离心后收集沉淀物，并用等渗溶液清洗，目的是保持细胞正常形态。（ 4）要用低渗涨破法来检验原生质体是否符合要

13、求，若没有细胞壁则可以涨破，有则不能涨破。【名师点拨】影响酶活性的因素归纳1 酶的活性：是指酶催化一定化学反应的能力。可用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。2 影响酶活力的因素(1) 酶浓度在底物 ( 反应物 ) 充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速度与酶的浓度成正比。(2) 底物浓度 在其他条件适宜，酶的浓度一定时，酶促反应速度随底物浓度的增加而增加；当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加。(3) 温度各种酶在最适温度范围内，酶活性最强，酶促反应速度最大。果胶酶的最适温度为 4550。最适温度在 60以下的酶，当温度达到 6080时，大部分酶的分子结构被破坏，发生不可逆变性；当温度接近100时，酶的催化作用完全丧失。(4)pH酶在最适pH 范围内表现出活性最大，大于或小于最适pH，都会降低酶活性。主要表现在两个方面：改变底物分子和酶分子的带电状态，从而影响酶和底物的结合；过高- 7 -名校名 推荐或过低的pH 都会影响酶的稳定性，进而使酶遭受不可逆破坏。果胶酶的最适pH 范围为 3O6 0。还有激活剂和抑制剂也会影响酶的活性。3 实验方案的设计及其有关变量的控制学会实验探究的基本思路是遵循单因子变