PAGE11-第02講酶的應(yīng)用最新考綱高頻考點(diǎn)核心素養(yǎng)1.酶活力測定的一般原理和方法2．酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用3．制備和應(yīng)用固相化酶1.酶活力測定的試驗(yàn)方案制訂2．酶制劑在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用科學(xué)思維——?dú)w納和概括：留意試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、試驗(yàn)方法和簡潔試驗(yàn)分析與評價(jià)的基本學(xué)問的歸納整理及應(yīng)用科學(xué)探究——制訂并實(shí)施方案：從酶的活力測定、酶在食品制造和洗滌方面應(yīng)用等有關(guān)試驗(yàn)設(shè)計(jì)入手，留意試驗(yàn)變量的限制、結(jié)果的測定描述、試驗(yàn)步驟的完善等方面強(qiáng)化試驗(yàn)探究實(shí)力的培育考點(diǎn)一酶的探討與應(yīng)用一、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用1．果膠(1)作用：植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一；在果汁加工中，會影響出汁率并使果汁渾濁。(2)成分：由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物。(3)特點(diǎn)：不溶于水。2．果膠酶(1)果膠酶eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(組成\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(多聚半乳糖醛酸酶,果膠分解酶,果膠酯酶等)),作用\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層,使果汁變得澄清，增加出汁率))))(2)酶的活性：指酶催化肯定化學(xué)反應(yīng)的實(shí)力，可用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的削減量或產(chǎn)物的增加量來表示。(3)影響酶活性的因素：溫度、pH和酶的抑制劑等。二、加酶洗衣粉在洗滌中的作用1．加酶洗衣粉：指含酶制劑的洗衣粉。2．酶制劑的種類與洗滌原理種類洗滌原理洗滌的物質(zhì)種類蛋白酶蛋白質(zhì)→小分子肽或氨基酸血漬、奶漬及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢脂肪酶脂肪→甘油和脂肪酸食品的油漬、人體皮脂、口紅續(xù)表種類洗滌原理洗滌的物質(zhì)種類淀粉酶淀粉→麥芽糖、葡萄糖來自面條、巧克力等的污垢纖維素酶使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松棉紡品的表面浮毛診斷辨析(1)酶制劑中的酶，指的都是單一酶。(×)提示酶制劑中的蛋白酶、淀粉酶等并非是單一酶，而是復(fù)合酶，如蛋白酶制劑實(shí)際包括蛋白酶和某些肽酶，可將蛋白質(zhì)水解成小分子肽和氨基酸。(2)加酶洗衣粉應(yīng)用溫水來進(jìn)行清洗衣物。(√)提示酶的催化作用須要相宜的溫度，用溫水浸泡衣物可以縮短衣物的洗滌時(shí)間。(3)用加酶洗衣粉后，應(yīng)再用清水徹底清洗雙手。(√)提示人體皮膚表面有蛋白質(zhì)，運(yùn)用加酶洗衣粉后如不徹底清洗雙手，會使手的皮膚受到腐蝕，甚至?xí)谷嘶歼^敏性皮炎、濕疹等。(4)絲綢類衣物用加酶洗衣粉清洗時(shí)要留意輕揉，并且時(shí)間相對長一些。(×)提示一般來說，絲綢類的衣物不行以運(yùn)用加酶洗衣粉洗滌，因?yàn)榈鞍酌笗獾鞍踪|(zhì)類的絲綢。1．果膠酶的作用底物是果膠，下列有關(guān)敘述正確的是()A．果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一B．果膠酶可催化果膠分解成可溶性的半乳糖，使渾濁的果汁變澄清C．果膠是由半乳糖聚合而成的一種高分子化合物D．果膠酶就是果膠分解酶的簡稱解析果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，A項(xiàng)正確；果膠酶可催化果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，使渾濁的果汁變澄清，B項(xiàng)錯(cuò)誤；果膠是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，C項(xiàng)錯(cuò)誤；果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A2．如表是某同學(xué)探究溫度對果膠酶活性影響的試驗(yàn)結(jié)果。該結(jié)果不能說明()溫度/℃102030405060果汁量/mL234565A.溫度影響果膠酶的活性B．若溫度從10℃上升到40℃，酶的活性將漸漸增加C．40℃與60℃時(shí)酶的活性相等D．50℃是該酶的最適溫度解析分析表中數(shù)據(jù)可以發(fā)覺溫度影響果膠酶的活性，溫度為50℃左右時(shí)，果膠酶的活性較高，A項(xiàng)正確；溫度從10℃上升到40℃，果汁量漸漸增多，說明酶的活性漸漸增加，B項(xiàng)正確；40℃與60℃時(shí)果汁量相等，故酶的活性相等，C項(xiàng)正確；溫度影響酶的活性，果膠酶的最適溫度在40～60℃，題表不能說明50℃就是該酶的最適溫度，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D3．下列關(guān)于加酶洗衣粉的敘述，正確的是()A．高溫易使酶失活，因此冷水洗滌去污效果應(yīng)當(dāng)比溫水好B．洗衣粉中表面活性劑對堿性蛋白酶活性有肯定的促進(jìn)作用C．在pH低于7.0的自來水中，堿性蛋白酶依舊能起作用D．洗衣粉中酶主要是通過快速分解溶在水里的污漬發(fā)揮作用解析酶有最適溫度，加酶洗衣粉中的酶在溫水中更能充分發(fā)揮洗滌效果，A項(xiàng)錯(cuò)誤；洗衣粉中的表面活性劑能影響堿性蛋白酶的活性，會使酶失活，B項(xiàng)錯(cuò)誤；加酶洗衣粉中的酶主要是通過分解衣物上的污漬發(fā)揮作用，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C4．下面圍繞加酶洗衣粉進(jìn)行的探究試驗(yàn)中，最合理的是()A．探究加酶洗衣粉的最適運(yùn)用溫度時(shí)，設(shè)置0℃、37℃、100℃三組自變量B．探究加酶洗衣粉的洗滌效果時(shí)，設(shè)置不同種類加酶洗衣粉進(jìn)行相互比照C．探究加酶洗衣粉的最適用量時(shí)，要留意限制試驗(yàn)中衣物污染程度、洗滌時(shí)間和方式等無關(guān)變量D．探究不同水質(zhì)對加酶洗衣粉洗滌效果的影響時(shí)，肯定要設(shè)置蒸餾水的洗滌效果解析探究加酶洗衣粉的最適溫度時(shí)，溫度是自變量，但溫度梯度不能太大；探究加酶洗衣粉的洗滌效果時(shí)，試驗(yàn)的比照組應(yīng)用一般洗衣粉洗滌；在探究不同水質(zhì)對加酶洗衣粉洗滌效果的影響試驗(yàn)中，不同種類的水形成相互比照即可，生活中很少有運(yùn)用蒸餾水洗衣的。答案C5．(2024·江蘇高考)(多選)下列關(guān)于加酶洗衣粉的敘述，錯(cuò)誤的是()A．洗衣粉中添加的酶通常是由微生物發(fā)酵生產(chǎn)而來B．洗衣粉中的蛋白酶通常會將添加的其他酶快速分解C．在50℃熱水中用加酶洗衣粉洗衣時(shí)，其中的酶會快速失活D．加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不會影響其中酶的活性解析加酶洗衣粉中的酶是科學(xué)家通過基因工程生產(chǎn)的，即利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)、微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的，A項(xiàng)正確；加酶洗衣粉中的酶通過特別的化學(xué)物質(zhì)層層包袱，與洗衣粉的其他成分隔離，所以洗衣粉中的蛋白酶不會將其他的酶快速分解，B項(xiàng)錯(cuò)誤；加酶洗衣粉中的酶是科學(xué)家通過基因工程生產(chǎn)的能夠耐酸、耐堿、忍受表面活性劑和較高溫度的酶，故在50℃熱水中酶不會快速失活，C項(xiàng)錯(cuò)誤；加酶洗衣粉中的酶通過特別的化學(xué)物質(zhì)包袱，這些隔離層遇到水后，就會很快溶解，包袱在其中的酶就能快速發(fā)揮催化作用，所以加酶洗衣粉受潮后，其中酶的活性會受到影響，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案BCD1．探究溫度和pH對果膠酶活性的影響(1)試驗(yàn)原則：遵循單一變量原則、比照原則，嚴(yán)格限制變量，盡量削減無關(guān)變量的影響。(2)試驗(yàn)原理：果膠酶的活性受溫度、pH和酶抑制劑的影響，在最適溫度或pH時(shí)，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。(3)試驗(yàn)流程制備果泥↓設(shè)置一系列具有梯度的pH和溫度↓加入果膠酶反應(yīng)一段時(shí)間↓過濾果汁(4)分析：該試驗(yàn)的自變量是溫度或pH，因變量是酶的活性，檢測因變量是通過測定果汁的體積或比較澄清度來實(shí)現(xiàn)的。2．對加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法(1)推斷加酶洗衣粉洗滌效果的方法：可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如已消逝、顏色變淺、面積縮小等。(2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法：試驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則是比照原則和單一變量原則，如在探究一般洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有何不同時(shí)，以洗衣粉的種類為自變量，其他條件完全一樣；同時(shí)，一般洗衣粉處理污物與加酶洗衣粉處理污物形成比照。(3)變量分析考點(diǎn)二固定化酶和固定化細(xì)胞1．固定化酶(1)形成：將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。(2)特性：與游離酶相比較，穩(wěn)定性好，與底物和產(chǎn)物簡潔分別，易于限制，能反復(fù)多次運(yùn)用；便于運(yùn)輸和貯存，有利于自動化生產(chǎn)。2．固定化酶的制作方法：由酶的性質(zhì)和載體特性所確定，主要包括吸附法、共價(jià)偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法等。3．淀粉酶水解作用的檢測淀粉eq\o(→,\s\up17(α-淀粉酶))糊精eq\o(→,\s\up17(β-淀粉酶))麥芽糖eq\o(→,\s\up17(糖化淀粉酶))葡萄糖遇碘顯藍(lán)色遇碘顯紅色遇碘不顯色4．固定化細(xì)胞技術(shù)(1)概念：固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在肯定空間內(nèi)的技術(shù)。(2)固定化酶或細(xì)胞的方法：包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。(3)試驗(yàn)操作酵母細(xì)胞的活化→配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞。診斷辨析(1)細(xì)胞的固定化操作中用到的CaCl2溶液及注射器無需進(jìn)行嚴(yán)格滅菌，只做一般消毒即可。(×)提示細(xì)胞的固定化要在嚴(yán)格無菌條件下進(jìn)行；對制備的海藻酸鈉溶液、CaCl2溶液以及注射器等器材進(jìn)行嚴(yán)格滅菌。(2)溶化海藻酸鈉時(shí)用小火加熱，是使其充分溶化勻稱。(×)提示溶化海藻酸鈉時(shí)采納小火間斷加熱法，防止海藻酸鈉焦糊。(3)海藻酸鈉溶液濃度過低，很難形成凝膠珠；濃度過高，凝膠珠包埋的細(xì)胞數(shù)量少。(×)提示海藻酸鈉溶液濃度過高，將很難形成凝膠珠；濃度過低，凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)量少。1．(2024·江蘇高考)下列關(guān)于酵母細(xì)胞固定化試驗(yàn)的敘述，正確的是()A．用溫水使海藻酸鈉快速溶解，待其冷卻到室溫后用于包埋細(xì)胞B．進(jìn)行包埋時(shí)，用于懸浮細(xì)胞的CaCl2溶液濃度要相宜C．注射器(或滴管)出口應(yīng)盡量貼近液面以保證凝膠珠成為球狀D．包埋酵母細(xì)胞的凝膠珠為淡黃色半透亮狀，并具有肯定的彈性解析海藻酸鈉溶解時(shí)要先加水，之后小火間斷加熱并不斷攪拌，完全溶化后用蒸餾水定容，冷卻至室溫后，加入已活化的酵母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其混合勻稱，再固定，A項(xiàng)錯(cuò)誤；包埋時(shí)氯化鈣溶液的作用是使膠體聚沉，B項(xiàng)錯(cuò)誤；滴加溶液時(shí)注射器或滴管不能貼近液面，否則凝膠珠會呈蝌蚪狀，C項(xiàng)錯(cuò)誤；制作勝利的凝膠珠為淡黃色半透亮狀，并具有肯定的彈性，D項(xiàng)正確。答案D2．如圖甲表示制備固定化酵母細(xì)胞的某步操作，圖乙是利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵的示意圖，請據(jù)圖分析回答：甲乙丙(1)圖甲中，將溶化好的海藻酸鈉溶液________，加入已活化的酵母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁蛊浠旌蟿蚍Q，再轉(zhuǎn)移至注射器中。(2)圖甲中X溶液為________，其作用是______________。(3)某同學(xué)在圖甲步驟結(jié)束后得到圖丙所示的試驗(yàn)結(jié)果，出現(xiàn)此結(jié)果的可能緣由是海藻酸鈉濃度過________(填“高”或“低”)或注射器中的混合液推動速度過____(填“快”或“慢”)。(4)圖甲中制備的凝膠珠用________________后再轉(zhuǎn)移到圖乙裝置中，發(fā)酵過程中攪拌的目的是______________。解析(1)溶化好的海藻酸鈉溶液要冷卻至室溫，才能與活化的酵母細(xì)胞混合，以免高溫使酵母細(xì)胞失活。(2)注射器中的混合液要滴在CaCl2溶液中進(jìn)行固定化酵母細(xì)胞的制備，故圖甲中X溶液為CaCl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠殊。(3)圖丙中所示的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明海藻酸鈉溶液濃度偏高或注射器中的混合液推動速度過快。(4)制備的凝膠珠用蒸餾水沖洗(去除殘留的CaCl2)后再轉(zhuǎn)移到圖乙裝置中進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵過程中攪拌的目的是使培育液與酵母細(xì)胞充分接觸，以利于發(fā)酵過程的順當(dāng)進(jìn)行。答案(1)冷卻至室溫(2)CaCl2溶液使海藻酸鈉形成凝膠珠(3)高快(4)蒸餾水沖洗使培育液與酵母菌充分接觸1．制備固定化酵母細(xì)胞及用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵2．固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)(1)概念：利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在肯定空間內(nèi)的技術(shù)。(2)方法及適用對象一般來講，酶更適合用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化，而細(xì)胞多采納包埋法固定化，這是因?yàn)閭€(gè)大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)小的酶則易從包埋材料中漏出。3．固定化酶與固定化細(xì)胞的比較1．科研人員探討了不同洗滌濃度(單位體積的水中加入洗衣粉的量)的兩種加酶洗衣粉的去污力(%)，結(jié)果如表所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A.試驗(yàn)時(shí)，需限制好溫度、洗滌時(shí)間和洗滌方式等無關(guān)變量B．若洗滌的是相同污布，則兩種加酶洗衣粉的洗滌效果相像C．實(shí)際洗滌時(shí)，除考慮相宜的洗滌濃度外，還需考慮衣服質(zhì)地等D．全部加酶洗衣粉最適洗滌濃度都為0.6%，濃度過大是不必要的解析該試驗(yàn)中洗滌溫度、洗滌時(shí)間和洗滌方式等屬于無關(guān)變量，無關(guān)變量應(yīng)保持一樣，A項(xiàng)正確；分析表格中的信息可知，相同濃度條件下，兩種洗衣粉的洗滌效果無顯著差異，因此若洗滌的是相同污布，兩種加酶洗衣粉的洗滌效果相像，B項(xiàng)正確；實(shí)際洗滌時(shí)，除考慮相宜的洗滌濃度外，還需考慮衣服質(zhì)地等，如絲質(zhì)衣物不能用含蛋白酶的洗衣粉洗滌，C項(xiàng)正確；該表格顯示甲、乙兩種洗衣粉的最適洗滌濃度相同，都為0.6%左右，但是不能說明全部加酶洗衣粉的最適洗滌濃度都相同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D2．下列有關(guān)固定化酶技術(shù)和固定化細(xì)胞技術(shù)的敘述，錯(cuò)誤的是()A．固定化酶和固定化細(xì)胞的方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法B．因?yàn)槊阜肿颖容^大，所以固定化酶技術(shù)更適合采納包埋法C．與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞制備的成本低，操作更簡潔D．反應(yīng)物假如是大分子物質(zhì)，應(yīng)采納固定化酶技術(shù)解析固定化酶和固定化細(xì)胞的方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法；一般來說，酶更適合采納化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化，而細(xì)胞多采納包埋法固定化，這是因?yàn)榧?xì)胞體積大，而酶分子很小，體積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而體積小的酶簡潔從包埋材料中漏出；固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是成本低，操作更簡潔，能固定一系列的酶；大分子難以通過細(xì)胞膜，應(yīng)采納固定化酶技術(shù)。答案B3．下列關(guān)于“酵母細(xì)胞的固定化技術(shù)”試驗(yàn)的敘述，正確的是()A．活化酵母時(shí)，將適量干酵母與蒸餾水混合并攪拌成糊狀B．配制CaCl2溶液時(shí)，須要邊小火加熱邊攪拌C．將海藻酸鈉溶液滴加到CaCl2溶液時(shí)，凝膠珠成形后應(yīng)即刻取出D．海藻酸鈉溶液濃度過高時(shí)凝膠珠呈白色，過低時(shí)凝膠珠易呈蝌蚪狀解析將適量干酵母與蒸餾水混合并攪拌成糊狀，可以活化酵母，A項(xiàng)正確；配制海藻酸鈉溶液時(shí)需用小火間斷加熱，配制CaCl2溶液時(shí)不需加熱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；凝膠珠成形后應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡30分鐘左右，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；海藻酸鈉溶液濃度過低時(shí)固定的酵母細(xì)胞數(shù)目少，凝膠珠呈白色，過高時(shí)凝膠珠易呈蝌蚪狀，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A4．(2024·江西贛州模擬)下列有關(guān)酵母細(xì)胞固定化試驗(yàn)的操作及結(jié)果分析的敘述，錯(cuò)誤的是()A．干酵母細(xì)胞處于休眠狀態(tài)，需置于蒸餾水中活化B．配制海藻酸鈉溶液時(shí)須要小火或間斷加熱，以防海藻酸鈉焦糊C．海藻酸鈉溶液的濃度過低時(shí)凝膠珠呈白色，固定的細(xì)胞數(shù)目少D．向CaCl2溶液中滴加海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合液時(shí)要快速，防止凝固解析干酵母細(xì)胞處于休眠狀態(tài)，需置于蒸餾水中活化，A項(xiàng)正確；為防止海藻酸鈉焦糊，配制海藻酸鈉溶液時(shí)需用小火間斷加熱，B項(xiàng)正確；海藻酸鈉溶液的濃度過低時(shí)凝膠珠呈白色，固定的細(xì)胞數(shù)目少，C項(xiàng)正確；向CaCl2溶液中滴加海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合液時(shí)，要以恒定的速度緩慢地滴加，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D5．(2024·浙江4月高考)回答與果膠、淀粉等提取和利用有關(guān)的問題：某植物富含果膠、淀粉、蛋白質(zhì)和纖維素成分。某小組開展了該植物綜合利用的探討。(1)果膠提取工藝探討結(jié)果表明，原料先經(jīng)過一段時(shí)間沸水漂洗的果膠得率(提取得到的果膠占原料質(zhì)量的百分率)顯著高于常溫水漂洗的果膠得率，最主要緣由是沸水漂洗________(A.有助于清洗雜質(zhì)和去除可溶性糖B．使植物組織變得松散C．使有關(guān)酶失活D．有利細(xì)胞裂開和原料粉碎制漿)。(2)在淀粉分別生產(chǎn)工藝探討中，為促進(jìn)淀粉絮凝沉降，添加生物絮凝劑(乳酸菌菌液)，其菌株起重要作用。為了消退絮凝劑中的雜菌，通常將生產(chǎn)上運(yùn)用的菌液，采納________，進(jìn)行