高三生物一輪復習 第4講 酶的研究與應用課件 選修1

典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）第第4講酶的研究與應用講酶的研究與應用典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）2酶的活性及其影響因素酶的活性及其影響因素(1)酶的活性：酶催化一定酶的活性：酶催化一定 的能力，可以用催化某一的能力，可以用催化某一化學反應的化學反應的 來表示。來表示。(2)影響酶活性的因素影響酶活性的因素： 、pH、 等條件。等條件?；瘜W反應化學反應反應速度反應速度溫度溫度酶的抑制劑酶的抑制劑典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）3研究溫度對果膠酶活性影響的實驗研究溫度對果膠酶活性影響的實驗(1)實驗方案：確定實驗方案：確定 探討控制溫度的方法和措施。探討控制溫度的方法和措施。(2)實驗程序：制備水果泥實驗程序：制備水果泥制備果膠酶制備果膠酶水果泥與果膠酶水果泥與果膠酶分別分別 將水果泥和果膠酶將水果泥和果膠酶 過濾出果汁過濾出果汁記錄果汁量記錄果汁量改變不同溫度后，重復上面實驗。改變不同溫度后，重復上面實驗。(3)實驗結(jié)果：記錄實驗數(shù)據(jù)，并填入表格。實驗結(jié)果：記錄實驗數(shù)據(jù)，并填入表格。(4)得出結(jié)論：獲得的果汁越多，或果汁越澄清，表明果膠酶的得出結(jié)論：獲得的果汁越多，或果汁越澄清，表明果膠酶的活性活性 。溫度梯度溫度梯度水浴保溫水浴保溫混合保溫混合保溫越高越高典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）1加酶洗衣粉中常加入的酶制劑有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維加酶洗衣粉中常加入的酶制劑有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶素酶()2加酶洗衣粉是將酶直接加入洗衣粉中加酶洗衣粉是將酶直接加入洗衣粉中()【提示】【提示】加入的酶是經(jīng)化學物質(zhì)包裹。加入的酶是經(jīng)化學物質(zhì)包裹。3探究不同種類的洗衣粉的洗滌效果時，要控制單一變量探究不同種類的洗衣粉的洗滌效果時，要控制單一變量()典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）1固定化酶的應用實例固定化酶的應用實例如用葡萄糖異構(gòu)酶，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖。固定化酶技術(shù)在反應柱如用葡萄糖異構(gòu)酶，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖。固定化酶技術(shù)在反應柱上的孔應該滿足上的孔應該滿足 無法通過，無法通過， 自由出入。自由出入。2固定化細胞技術(shù)固定化細胞技術(shù)(1)概念：利用概念：利用 方法將酶或細胞固定在方法將酶或細胞固定在 的技的技術(shù)。術(shù)。(2)方法：包埋法、方法：包埋法、 法和物理吸附法。法和物理吸附法。(3)實驗操作：酵母細胞的實驗操作：酵母細胞的 配制配制CaCl2溶液溶液配制配制 溶溶液液 溶液與酵母細胞混合溶液與酵母細胞混合固定化酵母細胞。固定化酵母細胞。酶顆粒酶顆粒反應溶液反應溶液物理或化學物理或化學一定空間內(nèi)一定空間內(nèi)化學結(jié)合化學結(jié)合活化活化海藻酸鈉海藻酸鈉海藻酸鈉海藻酸鈉典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）1.探究果膠酶活性的影響因素及其用量探究果膠酶活性的影響因素及其用量(1)實驗原則：遵循單一變量原則、對照性原則，嚴格控制變量，盡實驗原則：遵循單一變量原則、對照性原則，嚴格控制變量，盡量減少無關(guān)變量的影響。量減少無關(guān)變量的影響。(2)實驗原理：果膠酶受溫度或?qū)嶒炘恚汗z酶受溫度或pH的影響，在最適溫度或的影響，在最適溫度或pH時活性時活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小成正比。最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小成正比。(3)設(shè)計實驗設(shè)計實驗探究最適溫度時，探究最適溫度時，pH為無關(guān)變量，最好是最適為無關(guān)變量，最好是最適pH；探究最適；探究最適pH時時 ，溫度為無關(guān)變量，最好是最適溫度。，溫度為無關(guān)變量，最好是最適溫度。探究果膠酶的最適用量時，最適用量是在溫度、探究果膠酶的最適用量時，最適用量是在溫度、pH等適宜條件等適宜條件下測出來的，如果無關(guān)變量改變，最適用量也會發(fā)生變化。下測出來的，如果無關(guān)變量改變，最適用量也會發(fā)生變化。典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）2探究加酶洗衣粉的洗滌效果探究加酶洗衣粉的洗滌效果(1)探究不同溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響探究不同溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響實驗變量：水溫，必須設(shè)置溫度梯度。實驗變量：水溫，必須設(shè)置溫度梯度。無關(guān)變量：水量與水質(zhì)、洗衣粉用量、衣物質(zhì)料與大小、浸泡與無關(guān)變量：水量與水質(zhì)、洗衣粉用量、衣物質(zhì)料與大小、浸泡與洗滌時間等，應該保持不變。洗滌時間等，應該保持不變。(2)探究不同種類洗衣粉對同一污漬或不同污漬的洗滌效果的實驗探究不同種類洗衣粉對同一污漬或不同污漬的洗滌效果的實驗實驗原理：酶的催化作用具有專一性，復合酶洗衣粉加入的酶制實驗原理：酶的催化作用具有專一性，復合酶洗衣粉加入的酶制劑種類較多，與單一加酶洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效劑種類較多，與單一加酶洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效果。果。實驗變量實驗變量自變量：不同種類的加酶洗衣粉。自變量：不同種類的加酶洗衣粉。無關(guān)變量：其他條件相同且適宜無關(guān)變量：其他條件相同且適宜(如溫度、如溫度、pH等等)。典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）直接使用酶、固定化酶和固定化細胞的比較直接使用酶、固定化酶和固定化細胞的比較1本考點主要從與酶有關(guān)的實驗設(shè)計入手，考查實驗變量的控本考點主要從與酶有關(guān)的實驗設(shè)計入手，考查實驗變量的控制、對照、實驗結(jié)果的預測以及固定化酶技術(shù)的原理等，如制、對照、實驗結(jié)果的預測以及固定化酶技術(shù)的原理等，如2010年年江蘇高考江蘇高考T25,2009年江蘇高考年江蘇高考T3。22013年高考酶的固定化的原理和應用仍將是高考命題的熱點年高考酶的固定化的原理和應用仍將是高考命題的熱點內(nèi)容。內(nèi)容。典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）(2012長春模擬長春模擬)下面是制備固定化酵母細胞的實驗步驟，請回答：下面是制備固定化酵母細胞的實驗步驟，請回答：酵母細胞的活化酵母細胞的活化配制配制CaCl2溶液溶液配制海藻酸鈉溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合溶液與酵母細胞混合固定化酵母細胞固定化酵母細胞(1)在在_狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱跔顟B(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復休眠狀態(tài)的微生物重新恢復_狀態(tài)?；罨皯x擇足夠大的狀態(tài)。活化前應選擇足夠大的容器，因為酵母細胞活化時容器，因為酵母細胞活化時_。(2)固定化細胞技術(shù)一般采用包埋法，而固定化酶常用固定化細胞技術(shù)一般采用包埋法，而固定化酶常用_和和_。(3)影響實驗成敗的關(guān)鍵步驟是影響實驗成敗的關(guān)鍵步驟是_。(4)海藻酸鈉溶化過程的注意事項是海藻酸鈉溶化過程的注意事項是_。(5)如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞數(shù)目如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞數(shù)目_。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明_。(6)下圖是在相同的發(fā)酵條件下，固定化酵母與游離酵母下圖是在相同的發(fā)酵條件下，固定化酵母與游離酵母3次循環(huán)發(fā)次循環(huán)發(fā)酵的糖度變化比較曲線圖，比較曲線圖可以看出，酵的糖度變化比較曲線圖，比較曲線圖可以看出，_發(fā)酵速發(fā)酵速度較快，游離酵母在重復使用度較快，游離酵母在重復使用_次后，其活性完全喪失，由此次后，其活性完全喪失，由此也可見固定酵母細胞的優(yōu)點是也可見固定酵母細胞的優(yōu)點是_。典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）【解析】【解析】(1)在缺水狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)。活化就是讓處在缺水狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復正常的生活狀態(tài)。由于酵母菌活化時體于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復正常的生活狀態(tài)。由于酵母菌活化時體積會變大，所以活化前應選擇足夠大的容器。積會變大，所以活化前應選擇足夠大的容器。(2)固定化酶和固定化細固定化酶和固定化細胞技術(shù)是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間的技術(shù)，其胞技術(shù)是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間的技術(shù)，其中固定化細胞一般常采用包埋法，而固定化酶常用化學結(jié)合法和物理中固定化細胞一般常采用包埋法，而固定化酶常用化學結(jié)合法和物理吸附法。原因是細胞個大，而酶分子小，個體大的細胞難以被吸附或吸附法。原因是細胞個大，而酶分子小，個體大的細胞難以被吸附或結(jié)合，而個體小的酶容易從包埋材料中漏出。結(jié)合，而個體小的酶容易從包埋材料中漏出。(4)海藻酸鈉溶解時應小海藻酸鈉溶解時應小火加熱，或小火間斷加熱，期間還要不斷攪拌，防止焦糊?；鸺訜?，或小火間斷加熱，期間還要不斷攪拌，防止焦糊。(5)固定酵固定酵母細胞的海藻酸鈉溶液濃度過高和過低都會影響酵母細胞的固定化。母細胞的海藻酸鈉溶液濃度過高和過低都會影響酵母細胞的固定化。(6)分析坐標圖可看出固定化酵母細胞發(fā)酵速度快，游離酵母細胞在第分析坐標圖可看出固定化酵母細胞發(fā)酵速度快，游離酵母細胞在第三次循環(huán)發(fā)酵時就失去了作用。三次循環(huán)發(fā)酵時就失去了作用。【答案】【答案】(1)缺水正常缺水正常(生活生活)體積會增大體積會增大(2)化學結(jié)合法物理吸附法化學結(jié)合法物理吸附法(3)配制海藻酸鈉溶液配制海藻酸鈉溶液(4)小火加熱小火加熱(小火間斷加熱小火間斷加熱)，不斷攪拌，不斷攪拌(5)較少較少(海藻酸鈉濃度偏高海藻酸鈉濃度偏高)制作失敗制作失敗(6)固定化酵母固定化酵母2可以重復使用可以重復使用典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）1(2011金壇調(diào)研金壇調(diào)研)下列關(guān)于加酶洗衣粉的說法不正確的是下列關(guān)于加酶洗衣粉的說法不正確的是()A直接將酶制劑添加到洗衣粉中制成加酶洗衣粉直接將酶制劑添加到洗衣粉中制成加酶洗衣粉B. 加酶洗衣粉效果的好壞受很多因素影響加酶洗衣粉效果的好壞受很多因素影響C. 加酶洗衣粉中目前常用的酶制劑有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、加酶洗衣粉中目前常用的酶制劑有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶纖維素酶D. 加酶洗衣粉相對普通洗衣粉來說有利于環(huán)保加酶洗衣粉相對普通洗衣粉來說有利于環(huán)保【解析】【解析】酶制劑是通過特殊的化學物質(zhì)將酶層包裹，與洗衣粉的酶制劑是通過特殊的化學物質(zhì)將酶層包裹，與洗衣粉的其他成分隔離；加酶洗衣粉效果的好壞受水溫、水質(zhì)等很多因素影響其他成分隔離；加酶洗衣粉效果的好壞受水溫、水質(zhì)等很多因素影響；加酶洗衣粉中添加的酶制劑包括纖維素酶、脂肪酶、淀粉酶和堿性；加酶洗衣粉中添加的酶制劑包括纖維素酶、脂肪酶、淀粉酶和堿性蛋白酶四類；加酶洗衣粉相對普通洗衣粉來說，降低了表面活性劑、蛋白酶四類；加酶洗衣粉相對普通洗衣粉來說，降低了表面活性劑、三聚磷酸鈉的用量，使洗衣粉朝低磷無磷方向發(fā)展，有利于環(huán)保。三聚磷酸鈉的用量，使洗衣粉朝低磷無磷方向發(fā)展，有利于環(huán)保。【答案】【答案】A典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）2(2011海淀期中海淀期中)為了使果膠酶能夠充分地催化反應，應采取的為了使果膠酶能夠充分地催化反應，應采取的措施是措施是()A加大蘋果泥用量加大蘋果泥用量B大幅度提高反應溫度大幅度提高反應溫度C換成大型號容器換成大型號容器 D用玻璃棒進行攪拌用玻璃棒進行攪拌【解析】【解析】為了使果膠酶能夠充分地催化反應，應采取的措施是增為了使果膠酶能夠充分地催化反應，應采取的措施是增大酶和反應物接觸面積，攪拌可以達到此目的。只換大號容器不一定大酶和反應物接觸面積，攪拌可以達到此目的。只換大號容器不一定加快反應，大幅度提高溫度有可能會出現(xiàn)溫度過高而使酶活性降低的加快反應，大幅度提高溫度有可能會出現(xiàn)溫度過高而使酶活性降低的現(xiàn)象；如果反應物夠多，增加反應物不改變反應速率。現(xiàn)象；如果反應物夠多，增加反應物不改變反應速率?！敬鸢浮俊敬鸢浮緿典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）3(2011蘇北四市調(diào)研蘇北四市調(diào)研)下列有關(guān)固定化酶和固定化細胞的說法，下列有關(guān)固定化酶和固定化細胞的說法，正確的是正確的是()A某種固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系列生化反應某種固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系列生化反應B固定化細胞技術(shù)只能固定一種酶固定化細胞技術(shù)只能固定一種酶C固定化酶和固定化細胞都能反復使用，但酶的活性迅速下降固定化酶和固定化細胞都能反復使用，但酶的活性迅速下降D固定化細胞常用包埋法，固定化酶常用物理吸附法固定化細胞常用包埋法，固定化酶常用物理吸附法【解析】【解析】固定化酶的優(yōu)勢在于酶能夠多次利用；細胞內(nèi)有多種酶固定化酶的優(yōu)勢在于酶能夠多次利用；細胞內(nèi)有多種酶，固定化細胞技術(shù)不只固定一種酶；固定化酶和固定化細胞都能反復，固定化細胞技術(shù)不只固定一種酶；固定化酶和固定化細胞都能反復使用，且酶的活性不是迅速下降。使用，且酶的活性不是迅速下降?！敬鸢浮俊敬鸢浮緿典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）4(2010江蘇高考改編江蘇高考改編)下下圖圖1表示制備固定化酵母細胞表示制備固定化酵母細胞的有關(guān)操作，圖的有關(guān)操作，圖2是利用固定是利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的示意圖，下列敘述不正確的示意圖，下列敘述不正確的是是()A剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應迅速與活化的酵母菌混合制備混合液剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應迅速與活化的酵母菌混合制備混合液B圖圖1中中X溶液為溶液為CaCl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠C圖圖2發(fā)酵過程中攪拌的目的是為了使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸發(fā)酵過程中攪拌的目的是為了使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸D圖圖1中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中裝置中【解析】【解析】剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應冷卻后再與酵母菌混合，否則溫度剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應冷卻后再與酵母菌混合，否則溫度過高會導致酵母菌死亡。過高會導致酵母菌死亡。【答案】【答案】A典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）5(2011長沙模擬長沙模擬)加酶洗衣粉是指含有加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。請回答下列問題：酶制劑的洗衣粉。請回答下列問題：(1)為了探究某加酶洗衣粉中堿性蛋白酶含為了探究某加酶洗衣粉中堿性蛋白酶含量與洗滌效果的關(guān)系，某同學通過實驗獲得量與洗滌效果的關(guān)系，某同學通過實驗獲得下圖所示的結(jié)果。由圖可知，加酶洗衣粉中下圖所示的結(jié)果。由圖可知，加酶洗衣粉中堿性蛋白酶的最適含量是堿性蛋白酶的最適含量是_，本實驗，本實驗的自變量是的自變量是_。(2)下表是圍繞加酶洗衣粉的一項研究成果：下表是圍繞加酶洗衣粉的一項研究成果：溫度溫度/203040455060普通洗衣粉普通洗衣粉去污力去污力/%1518202121.522加酶洗衣粉加酶洗衣粉去污力去污力/%304048504837典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）上述實驗結(jié)果可以得出的結(jié)論有：上述實驗結(jié)果可以得出的結(jié)論有：_；_。(3)在使用加酶洗衣粉過程中，對于特別臟的衣服、較大的洗衣量，在使用加酶洗衣粉過程中，對于特別臟的衣服、較大的洗衣量，寫出兩項提高洗滌效果的措施：寫出兩項提高洗滌效果的措施：_；_?！窘馕觥俊窘馕觥?1)由圖看出去污力達到最大時的堿性蛋白酶的含量為由圖看出去污力達到最大時的堿性蛋白酶的含量為0.6%，實驗的自變量為堿性蛋白酶的濃度。，實驗的自變量為堿性蛋白酶的濃度。(2)通過表格可比較兩種洗通過表格可比較兩種洗衣粉的去污能力，還可看出使用加酶洗衣粉的最適溫度。衣粉的去污能力，還可看出使用加酶洗衣粉的最適溫度。(3)可從溫度可從溫度、反應時間和用量考慮作答。、反應時間和用量考慮作答?！敬鸢浮俊敬鸢浮?1)0.6%堿性蛋白酶的濃度堿性蛋白酶的濃度(2)在相同溫度條件下，加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高在相同溫度條件下，加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高使用加酶洗衣粉時的適宜溫度為使用加酶洗衣粉時的適宜溫度為45 左右左右(或或4050 )(3)用溫水浸泡延長浸泡時間增加洗衣粉的用量等用溫水浸泡延長浸泡時間增加洗衣粉的用量等(答出其中兩點答出其中兩點即可即可)典典例例探探究究明明考考向向新課標新課標 生物（廣東專用）生物（廣東專用）