1、專題整合提升,專題4酶的研究與應(yīng)用,知識系統(tǒng)構(gòu)建,熱點考題集訓(xùn),規(guī)律方法整合,內(nèi)容索引,知識系統(tǒng)構(gòu)建,果汁,酶活性,用量,溫度,用量,種類,酶活性,不同類型,固定化細(xì)胞,發(fā)酵,1.果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等 2.堿性蛋白酶能將大分子蛋白質(zhì)水解為可溶性的氨基酸或小分子的肽，所以蛋白質(zhì)類纖維織物不能用此種加酶洗衣粉洗滌。 3.溫度、酸堿度和表面活性劑都會影響加酶洗衣粉的洗滌效果。 4.固定化酶常采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，而固定化細(xì)胞則常采用包埋法。,5.配制海藻酸鈉溶液濃度過高，則難以形成凝膠珠；若濃度過低，則固定的酵母細(xì)胞少，影響實驗效果。 6

2、.固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)既實現(xiàn)了對酶的重復(fù)利用，降低了成本，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量。,規(guī)律方法整合,整合一酶的相關(guān)探究實驗中的操作提示 1.探究溫度對酶活性的影響時，可以選用10 作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為10 、20 、30 、40 、50 和60 等，也可以根據(jù)酶的特點，嘗試以5 作為溫度梯度。 2.探究pH對酶活性的影響時，只需將溫度梯度改成pH梯度，并選定一個適宜的溫度進(jìn)行水浴加熱。反應(yīng)液中的pH可以通過體積分?jǐn)?shù)為0.1%的氫氧化鈉溶液或鹽酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。,3.探究酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時，研究的變量是酶的用量，其他因素都應(yīng)適宜且保持不變。實驗時可以

3、配制不同濃度的酶溶液，也可以只配制一種濃度的酶溶液，然后使用不同的體積即可。需要注意的是，反應(yīng)液的pH必須相同，否則將影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。 4.在混合反應(yīng)物和酶之前，一定要讓兩者分別達(dá)到相應(yīng)的條件。這樣可以避免底物和酶在混合時條件變化而影響實驗結(jié)果。 5.將酶加入反應(yīng)物后，應(yīng)不時地用玻璃棒攪拌，使酶能更充分地催化反應(yīng)。,6.本課題中的自變量、因變量及注意事項歸納,例1果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物細(xì)胞壁和胞間層。在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請你幫助完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的實驗課題。 實驗用具和材料：磨漿機(jī)、燒杯、試管、量筒、刀片

4、、玻璃棒、漏斗、紗布等；蘋果、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水等。 課題一驗證果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 實驗方法及步驟： (1)將蘋果洗凈去皮，用磨漿機(jī)制成蘋果泥，加入適量蒸餾水備用。,(2)取兩個100 mL潔凈的燒杯，編號為1、2，按相應(yīng)程序進(jìn)行操作，請把下表中未填寫的內(nèi)容填上。,(3)取兩個大燒杯，同時進(jìn)行過濾。觀察(比較) _ ，并記錄結(jié)果。 (4)實驗結(jié)果的預(yù)測及結(jié)論：如果_ ，則說明果膠酶對果膠的水解具有催化作用。,注入果膠酶溶液,2 mL,相同時間內(nèi)濾出的果汁體積和果汁,澄清度,相同時間內(nèi)l號燒杯中濾出的果汁體積比2號燒杯中濾出,的果汁體積大，且澄清度高,答案,解析,解析依據(jù)實

5、驗?zāi)康拇_定單一變量是果膠酶的有無。因為是驗證性實驗，預(yù)測的結(jié)果應(yīng)與實驗?zāi)康南鄬?yīng)，即相同時間內(nèi)1號燒杯中濾出的果汁體積比2號燒杯中濾出的果汁體積大，且澄清度高。,課題二探究果膠酶催化果膠水解的最適pH 本課題實驗步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥，試管中分別注入果膠酶溶液，編號、編組”之后，有下面兩種操作。 方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至4、5、6、7、8、9、10。 方法二：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥的pH分別調(diào)至4、5、6、7、8、9、10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。,(1)請問上述哪種方法更科學(xué)？ 。理由是_ 。 (

6、2)該實驗步驟中也有用玻璃棒攪拌的操作，其目的是使_ 。 (3)如果用曲線圖記錄實驗結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，可用橫坐標(biāo)表示pH，則縱坐標(biāo)表示 (果汁體積/試管體積)。根據(jù)你對酶特性的了解，下列最可能表示實驗結(jié)果的曲線是 。,方法二,方法二的操作能夠確保酶,的反應(yīng)環(huán)境從一開始便達(dá)到實驗預(yù)設(shè)的pH,果膠酶和反應(yīng)物,充分接觸,果汁體積,A,答案,解析,解析方法二是將pH調(diào)至預(yù)設(shè)pH后再把果膠酶溶液和蘋果泥相混合，這樣能避免在達(dá)到預(yù)設(shè)pH前可能有部分果膠已被果膠酶催化分解。用玻璃棒攪拌可使果膠酶充分地與蘋果泥接觸來催化反應(yīng)的進(jìn)行。,整合二加酶洗衣粉使用時需要注意的問題 1.堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解，因此

7、，蛋白質(zhì)類纖維(羊毛、蠶絲等)織物就不能用加酶洗衣粉來洗滌，以免使纖維受到破壞。 2.使用加酶洗衣粉時，必須注意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在3550 時活性最強(qiáng)，在低溫下或60 以上就會失效。 3.加酶洗衣粉也不宜長期存放，存放時間過長會導(dǎo)致酶活力降低。 4.加酶洗衣粉不宜與三聚磷酸鹽共存，否則酶的活性將會喪失。 5.添加了堿性蛋白酶的洗衣粉可以分解人體皮膚表面蛋白質(zhì)，而使人患過敏性皮炎、濕疹等，因此，應(yīng)避免與這類洗衣粉長時間接觸。,例2為了進(jìn)一步增強(qiáng)洗衣粉對血漬、奶漬、油污、土豆泥等衣物上常見污垢的去除能力，洗衣粉中常常會添加各種酶類。請回答有關(guān)問題： (1)根據(jù)衣物上常見的污垢，加酶洗衣粉

8、中添加的酶類有堿性蛋白酶、_ 。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的 。 (2)下表為加酶洗衣粉包裝袋上的產(chǎn)品說明，根據(jù)你所學(xué)習(xí)的有關(guān)知識，解釋注意事項的原因：_ 。,(堿性),小分子的肽(氨基酸),脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶,酶的催化受溫度影響，3050 是洗衣粉中酶的適宜溫度,范圍,答案,整合三從酶到固定化酶再到固定化細(xì)胞的發(fā)展過程,例3下列對固定化酶和固定化細(xì)胞的說法，正確的是 A.固定化細(xì)胞常用物理吸附法，固定化酶常用包埋法 B.固定化細(xì)胞技術(shù)一次只能固定一種酶 C.固定化酶和固定化細(xì)胞所固定的酶都可以反復(fù)使用，但酶的活性迅速 下降 D.固定化酶不溶于反應(yīng)液中，易于

9、回收，可以重復(fù)利用,解析某種固定化酶的優(yōu)勢是酶可以反復(fù)使用；固定化細(xì)胞技術(shù)一次能固定多種酶；固定化酶和固定化細(xì)胞都能反復(fù)使用，酶的活性一段時間后會下降，但并不是迅速下降。,答案,解析,熱點考題集訓(xùn),1.果膠酶在果汁生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，下列說法正確的是 A.果膠酶只存在于植物中 B.果膠易溶于水，而不溶于乙醇 C.果膠酶和纖維素酶均能分解果膠 D.果膠酶和纖維素酶一起使用可以除去植物細(xì)胞壁,解析果膠酶廣泛存在于植物和微生物中。果膠不溶于水，不溶于乙醇。酶具有專一性，因此只有果膠酶才能分解果膠。植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此使用果膠酶和纖維素酶，可以除去植物細(xì)胞壁。,2,3,4,1,5,

10、7,8,9,6,10,答案,解析,2.下列關(guān)于探究果膠酶最適用量的實驗，敘述錯誤的是 A.配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等量的該溶液 B.調(diào)節(jié)pH，使各組中的pH相同而且處于適宜狀態(tài) C.用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時間可以不同 D.在相同且適宜溫度條件下進(jìn)行實驗,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,答案,解析,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,解析由于要探究果膠酶最適用量，故可配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等量的溶液，A項正確； 該實驗中pH為無關(guān)變量，故應(yīng)保持各組中的pH相同而且處于適宜狀態(tài)，B項正確； 用玻璃棒攪拌加酶的果泥和溫度都為無關(guān)變量，因此攪拌時

11、間必須相同，溫度應(yīng)相同且適宜，C項錯誤、D項正確。,3.下列進(jìn)行探究溫度對酶活性的影響的實驗中，不正確的是 A.實驗的自變量是溫度 B.無關(guān)變量有pH、底物濃度、酶濃度、反應(yīng)時間等 C.通過測定濾出的果汁的體積來判斷果膠酶的最適溫度 D.溫度過低時，酶空間結(jié)構(gòu)改變，果膠酶活性變小，但是不會失活,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,答案,解析溫度過低時，酶的空間結(jié)構(gòu)正常，但活性變小。,解析,4.為了使牛仔褲呈現(xiàn)“穿舊”效果，在工業(yè)洗衣機(jī)中用酶洗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的浮石擦洗，是目前重要的生產(chǎn)手段(工藝流程見下圖)。下列敘述中錯誤的是 A.纖維素酶在仿舊中的作用機(jī)理與其在洗衣粉中去污的機(jī)理相似 B.在上

12、述工藝中，為重復(fù)使用纖維素酶，可選用適當(dāng)?shù)陌駝┕潭ɑ?C.在上述工藝中，通過調(diào)節(jié)溫度、酸堿度、處理時間可控制仿舊顏色的深淺 D.纖維素酶催化葡萄糖殘基之間的糖苷鍵水解分解纖維素,答案,解析,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,解析在仿舊和去污中，纖維素酶均作用于衣物，二者作用機(jī)理相似，A正確； 由于纖維素酶較小，不能用包埋法固定化酶，B錯誤； 改變溫度、酸堿度和處理時間會影響酶作用的結(jié)果，控制仿舊顏色的深淺，C正確； 纖維素酶催化葡萄糖殘基之間的糖苷鍵水解分解纖維素，D正確。,5.右圖是圍繞加酶洗衣粉洗滌效果進(jìn)行的研 究結(jié)果。下列有關(guān)敘述，不

13、正確的是 A.本研究的自變量有溫度和洗衣粉是否加酶 B.本研究的因變量可能是污漬殘留量 C.兩類洗衣粉的最佳使用溫度都為t1 D.溫度超過t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活,答案,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,解析,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,解析根據(jù)實驗?zāi)康娜藶楦淖兊淖兞渴亲宰兞?，隨著自變量的變化而變化的變量是因變量。加入的洗衣粉不同，溫度不同，都會造成洗滌效果的差異，故A正確； 可用污漬的殘留量來表示洗滌效果，故B正確； 若縱坐標(biāo)表示污漬殘留量，則加酶洗衣粉的最適溫度為t1，普通洗衣粉的最佳使用溫度為t2，故C錯誤； 溫度過高，酶的活性降低甚至失活，故D正確。,6.下

14、列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，錯誤的是 A.固定化酶的主要目的是實現(xiàn)酶的重復(fù)利用 B.溶解氧交換受阻是固定化酶應(yīng)用的重要限制因素 C.固定化細(xì)胞用于生產(chǎn)能分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物 D.凝膠與被包埋細(xì)胞之間不是通過共價鍵結(jié)合,答案,解析,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,解析A項，固定化酶制作的目的是能夠順利從發(fā)酵產(chǎn)物中把酶分離出來，能夠使酶反復(fù)使用； B項，溶解氧交換受阻會影響細(xì)胞呼吸，是固定化細(xì)胞應(yīng)用的重要限制因素； C項，固定化細(xì)胞常用于生產(chǎn)能分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物，如固定化酵母細(xì)胞用于生產(chǎn)酒精； D項，將細(xì)胞包埋在多孔載體內(nèi)部而制成固定化細(xì)胞，

15、細(xì)胞并不與凝膠通過共價鍵結(jié)合。,7.下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是 A.可用包埋法制備固定化酵母細(xì)胞 B.反應(yīng)產(chǎn)物對固定化酶的活性沒有影響 C.葡萄糖異構(gòu)酶固定前后專一性不同 D.固定化細(xì)胞可以催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng),答案,解析細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，固定化細(xì)胞多采用包埋法，A正確； 反應(yīng)產(chǎn)物積累能影響酶的結(jié)構(gòu)，從而使酶的活性下降，B錯誤； 葡萄糖異構(gòu)酶在固定前后專一性不變，C錯誤； 固定化細(xì)胞固定的是一系列酶，可以催化一系列反應(yīng)，但不能催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng)， D錯誤。,解析,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,8.下列關(guān)于酶和固定化酵母細(xì)胞的研究與應(yīng)用的敘述，

16、錯誤的是 A.從酶的固定方式看，吸附法比化學(xué)結(jié)合法對酶活性影響小 B.作為消化酶使用時，蛋白酶制劑以口服方式給藥 C.尿糖試紙含有固定化的葡萄糖酶和過氧化氫酶，可以反復(fù)使用 D.將海藻酸鈉凝膠珠用蒸餾水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌,答案,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,解析,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,解析酶的固定方式有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，物理吸附法是利用吸附劑本身的表面張力對附近的分子產(chǎn)生吸附，與化學(xué)結(jié)合法相比，不會使被吸附物質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生改變，所以吸附法對酶活性影響較小，A正確； 消化酶在人體消化道內(nèi)發(fā)揮作用，蛋白酶制劑一般在最外面加上糖衣后通過口服方

17、式給藥，B正確； 尿糖試紙是一種由葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶和某種無色的化合物固定于濾紙上制成的酶試紙，不能反復(fù)利用，C錯誤； 制備固定化酵母細(xì)胞時，將海藻酸鈉凝膠珠用蒸餾水沖洗的目的是洗去CaCl2和雜菌，防止凝膠珠硬度過大和雜菌污染，D正確。,9.某生物課外活動小組發(fā)現(xiàn)，新鮮水果比放置一段時間的水果硬。他們根據(jù)所學(xué)知識，認(rèn)為可能的原因是放置一段時間的水果果膠酶含量高，而果膠酶能將細(xì)胞壁分解，使水果細(xì)胞相互分離，導(dǎo)致水果變軟。為探究上述假設(shè)是否正確，他們進(jìn)行了如下探究： (1)實驗原理： 。,果膠酶能將胞間層的果膠分解，使細(xì)胞分散，水果變軟,解析水果變軟是細(xì)胞壁的支持作用減弱，因此其原理應(yīng)從細(xì)

18、胞壁的成分變化入手來回答。實驗假設(shè)是未得到證實的結(jié)論，可假設(shè)放置一段時間的水果中果膠酶含量高。實驗步驟中在將兩種不同蘋果的蘋果泥濾液(果汁)分別收集好后，可通過比較濾液的體積和澄清度來判斷果膠酶的含量，得到的果汁體積多、澄清度高的濾液中果膠酶含量較多。,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,答案,解析,(2)實驗假設(shè)： 。 (3)實驗步驟： 分別將等量的去皮后的新鮮蘋果和放置一段時間的蘋果切成小塊，放在榨汁機(jī)中，制成果泥。 分別用濾紙或5層紗布過濾，收集濾液(條件相同)。 。 (4)實驗結(jié)論： 。 (5)根據(jù)此實驗，能否得出水果放置時間越長，營養(yǎng)價值越高的結(jié)果？為什么？ 。,放置一段時間的

19、水果中果膠酶含量高,觀察比較濾液的體積和澄清度,放置一段時間后的水果中，果膠酶含量比新鮮水果高,不能。因為水果放置時間過久，維生素C會大量損耗,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,答案,10.某實驗小組進(jìn)行固定化酵母細(xì)胞的制備，并進(jìn)行了游離酵母和固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度的比較，結(jié)果如下表所示。請回答下列問題： 產(chǎn)酒酒精度的比較,2,3,4,1,5,7,8,9,6,10,(1)制備固定化酵母細(xì)胞的實驗步驟：酵母細(xì)胞的活化 配制海藻酸鈉溶液 固定化酵母細(xì)胞。,配制CaCl2溶液,海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合,解析制備固定化酵母細(xì)胞的實驗步驟為：酵母細(xì)胞的活化配制CaCl2溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸