選修1專題4《酶的研究與應(yīng)用》復(fù)習(xí)課件

專題4酶的研究與應(yīng)用專題4酶的研究與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、酶的制備1．對(duì)于細(xì)胞內(nèi)酶：用

等機(jī)械將生物組織細(xì)胞破碎，使酶從活細(xì)胞中釋放出來(lái)，進(jìn)入細(xì)胞外的溶液中，經(jīng)

、離心制備成

。搗碎機(jī)、研磨器過(guò)濾粗酶液基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、酶的制備搗碎機(jī)、研磨器過(guò)濾粗酶液基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．對(duì)于分泌到細(xì)胞外的酶：直接從分泌物或細(xì)胞外的組織間隙中提取，提取過(guò)程中注意溫度、

等多種環(huán)境因素對(duì)酶活性的影響。3.酶活力測(cè)定的原理：通常以單位時(shí)間內(nèi)，單位體積中反應(yīng)物的

或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。pH減少量基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．對(duì)于分泌到細(xì)胞外的酶：直接從分泌物或細(xì)胞外的基礎(chǔ)知識(shí)梳理二、酶的應(yīng)用——果膠酶1．作用：能夠分解果膠為

，使渾濁的果汁變得澄清。2．組成：并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類(lèi)酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、

和果膠酯酶。可溶性的半乳糖醛酸果膠分解酶基礎(chǔ)知識(shí)梳理二、酶的應(yīng)用——果膠酶可溶性的半乳糖醛酸果膠分解基礎(chǔ)知識(shí)梳理三、加酶洗衣粉1．常用種類(lèi)：

、脂肪酶、

和纖維素酶，其中應(yīng)用最廣泛，效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性

。蛋白酶淀粉酶脂肪酶基礎(chǔ)知識(shí)梳理三、加酶洗衣粉蛋白酶淀粉酶脂肪酶基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．去污機(jī)制(1)堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子

水解成可溶性的

或小分子肽，使污物從衣物上脫落。(2)脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能將大分子

、淀粉和

水解為小分子物質(zhì)。3．酶制劑特點(diǎn)：能夠耐酸、耐堿、忍受

和較高溫度，并且通過(guò)特殊的化學(xué)物質(zhì)將酶層層包裹，與洗衣粉其他成分隔離。蛋白質(zhì)氨基酸纖維素脂肪表面活性劑基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．去污機(jī)制蛋白質(zhì)氨基酸纖維素脂肪表面活性劑基礎(chǔ)知識(shí)梳理四、酶的應(yīng)用1．固定化酶(1)應(yīng)用原理：將酶固定在不溶于水的載體上，使酶既易催化反應(yīng)，又易于回收，可以重復(fù)使用。異構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)梳理四、酶的應(yīng)用異構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)梳理②固定化酶反應(yīng)柱：酶固定在一種

載體上，再將這些酶顆粒裝到柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的

，酶顆粒無(wú)法通過(guò)小孔，而反應(yīng)溶液卻能自由出入。③生產(chǎn)過(guò)程：將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的

注入，使葡萄糖溶液流過(guò)反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱

流出。④反應(yīng)柱優(yōu)點(diǎn)：能連續(xù)使用半年，大大降低了

，提高了果糖的產(chǎn)量和

。顆粒狀篩板上端下端生產(chǎn)成本質(zhì)量基礎(chǔ)知識(shí)梳理②固定化酶反應(yīng)柱：酶固定在一種基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．固定化細(xì)胞技術(shù)(1)概念：固定化酶和固定化細(xì)胞是利用物理或化學(xué)的方法將酶或細(xì)胞固定在

的技術(shù)。(2)方法①包埋法：將酶或細(xì)胞包埋在

的細(xì)微網(wǎng)格里。②化學(xué)結(jié)合法：將酶分子或細(xì)胞相互結(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到

上。③物理吸附法：將酶吸附到

。一定空間內(nèi)多孔載體載體載體表面基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．固定化細(xì)胞技術(shù)一定空間內(nèi)多孔載體載體載體表面基礎(chǔ)知識(shí)梳理(3)固定化細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)：與固定化酶相比，制備成本

，操作更容易，酶的活性高且穩(wěn)定。(4)應(yīng)用：固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵、固定化乳糖酶制備乳糖等。更低基礎(chǔ)知識(shí)梳理(3)固定化細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)：與固定化酶相比，制備成本核心要點(diǎn)突破一、對(duì)溫度、pH影響酶活性及酶用量的探究實(shí)驗(yàn)流程1．探究溫度對(duì)酶活性的影響核心要點(diǎn)突破一、對(duì)溫度、pH影響酶活性及酶用量的探究實(shí)驗(yàn)流程核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破【易誤警示】

(1)制取蘋(píng)果泥時(shí)，可先將蘋(píng)果切小塊放入榨汁機(jī)，再加適量水?dāng)嚢琛?2)不同溫度下的蘋(píng)果泥和果膠酶共同水浴時(shí)應(yīng)在試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后再混合。(3)要探究較準(zhǔn)確的最適溫度需再設(shè)更小的溫度梯度差。核心要點(diǎn)突破【易誤警示】(1)制取蘋(píng)果泥時(shí)，可先將蘋(píng)果切小核心要點(diǎn)突破2.探究pH對(duì)酶活性的影響將上述反應(yīng)條件中溫度變化對(duì)比實(shí)驗(yàn)改為pH變化就可以成為研究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)了。例如，溫度不變，設(shè)計(jì)pH分別為5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0的幾組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。【易誤警示】

(1)最好用上述實(shí)驗(yàn)測(cè)試出的最適溫度。(2)溶液的pH可用NaOH溶液和HCl進(jìn)行調(diào)節(jié)。核心要點(diǎn)突破2.探究pH對(duì)酶活性的影響核心要點(diǎn)突破3．探究果膠酶的用量將上述研究溫度影響實(shí)驗(yàn)的變量改為酶的用量不同，使溫度和pH都控制在最適宜的條件下，反應(yīng)控制在一定時(shí)間內(nèi)，果泥用量一致。【易誤警示】

(1)在用果膠酶處理果泥時(shí)，為了使果膠酶能充分地催化反應(yīng)，應(yīng)用玻璃棒不時(shí)地?cái)嚢璺磻?yīng)混合物。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)自變量可以是不同濃度的果膠酶溶液也可是同一濃度的不同體積。核心要點(diǎn)突破3．探究果膠酶的用量核心要點(diǎn)突破4．實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)溫度與酶活性的關(guān)系核心要點(diǎn)突破4．實(shí)驗(yàn)結(jié)果核心要點(diǎn)突破(2)pH與酶活性的關(guān)系核心要點(diǎn)突破(2)pH與酶活性的關(guān)系核心要點(diǎn)突破(3)榨出的果汁與果膠酶用量的關(guān)系(或反應(yīng)速率與酶用量的關(guān)系)核心要點(diǎn)突破(3)榨出的果汁與果膠酶用量的關(guān)系(或反應(yīng)速率與核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用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，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層。請(qǐng)你完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的內(nèi)容。核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用1．果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分核心要點(diǎn)突破(1)在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高_(dá)_______和________。(2)某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了“探索果膠酶催化果膠水解最適宜的pH”的課題研究。本課題的實(shí)驗(yàn)步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋(píng)果泥、試管中分別注入果膠酶溶液、編號(hào)、編組”之后，有下面兩種操作：方法一：將試管中果膠酶溶液和燒杯中的蘋(píng)果泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至4、5、6……10。核心要點(diǎn)突破(1)在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高_(dá)_____核心要點(diǎn)突破方法二：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋(píng)果泥pH分別調(diào)至4、5、6……10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋(píng)果泥相混合。①請(qǐng)問(wèn)哪一種方法更為科學(xué)：____________________，并說(shuō)明理由______________________________________。②實(shí)驗(yàn)操作中要用玻璃棒不時(shí)攪拌，其目的是____________________________，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。核心要點(diǎn)突破方法二：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋(píng)果泥pH分別核心要點(diǎn)突破③如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，當(dāng)橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示________時(shí)，實(shí)驗(yàn)的操作和記錄是比較切實(shí)可行的。根據(jù)你對(duì)酶特性的了解，在下圖中選擇一個(gè)最可能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖：________。若實(shí)驗(yàn)所獲得的最適pH＝m，請(qǐng)你在所選的曲線圖中標(biāo)出“m”點(diǎn)的位置。核心要點(diǎn)突破③如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破解析：果膠酶能分解細(xì)胞間質(zhì)的成分，使果汁的榨取更容易，其多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶可以將果膠分解成半乳糖醛酸，使果汁澄清，為保證酶在實(shí)驗(yàn)設(shè)定條件下進(jìn)行、酶與底物在混合前都應(yīng)分別調(diào)至所需的條件，以免混合后條件發(fā)生改變對(duì)酶的活性造成影響。果膠生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)中，一定時(shí)間內(nèi)果汁的體積可以反映酶活性的強(qiáng)弱，在最適pH條件下，果汁產(chǎn)量最大。核心要點(diǎn)突破解析：果膠酶能分解細(xì)胞間質(zhì)的成分，使果汁的榨取更核心要點(diǎn)突破答案：(1)出汁率澄清度(2)①方法二方法二的操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開(kāi)始便達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH環(huán)境(或回答“方法一的操作會(huì)在達(dá)到預(yù)定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應(yīng)”也可以)②使酶和反應(yīng)物(果膠)充分地接觸③果汁體積甲如圖所示核心要點(diǎn)突破答案：(1)出汁率澄清度核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破二、探究不同種類(lèi)的加酶洗衣粉的洗滌效果1．實(shí)驗(yàn)原理：酶的催化作用具有專一性，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑種類(lèi)較多，與單一加酶洗衣粉相比，對(duì)各種污漬都有較好的洗滌效果。核心要點(diǎn)突破二、探究不同種類(lèi)的加酶洗衣粉的洗滌效果核心要點(diǎn)突破2．實(shí)驗(yàn)變量(1)自變量：不同種類(lèi)的加酶洗衣粉(2)無(wú)關(guān)變量：其他條件相同且適宜(如溫度、pH等)核心要點(diǎn)突破2．實(shí)驗(yàn)變量核心要點(diǎn)突破(3)實(shí)驗(yàn)步驟步驟燒杯編號(hào)ⅠⅡⅢ注入自來(lái)水500mL500mL500mL加入物質(zhì)(相同、等量)奶漬布奶漬布奶漬布控制水溫37℃37℃37℃加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉復(fù)合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒攪拌5min5min5min觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象核心要點(diǎn)突破(3)實(shí)驗(yàn)步驟步驟燒杯編號(hào)ⅠⅡⅢ注入自來(lái)水500核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用2．(2010年南通模擬)某興趣小組準(zhǔn)備開(kāi)展“不同種類(lèi)的加酶洗衣粉對(duì)同一污物的洗滌效果”的活動(dòng)。下列說(shuō)法不正確的是(

)A．該實(shí)驗(yàn)的原理是酶的專一性B．自變量是不同種類(lèi)的加酶洗衣粉C．水質(zhì)、水量、pH均可看做無(wú)關(guān)變量D．洗滌過(guò)程中水溫只要保持相同即可答案：D核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用2．(2010年南通模擬)某興趣小組準(zhǔn)備核心要點(diǎn)突破三、固定化實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)問(wèn)題1．物質(zhì)(1)蒸餾水①目的：溶解、定容；作用：防止離子影響，不用自來(lái)水。②目的：沖洗；作用：除去凝膠珠表面多余CaCl2溶液。(2)CaCl2：使電荷相互吸引，形成更大膠體顆粒，用于海藻酸鈉的聚沉。核心要點(diǎn)突破三、固定化實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)問(wèn)題核心要點(diǎn)突破2．溶解海藻酸鈉(1)小火間斷加熱，防焦糊；冷卻后加入酵母菌。(2)濃度適中過(guò)高，很難形成凝膠珠；過(guò)低，凝膠珠包埋酵母菌少，影響實(shí)驗(yàn)效果。(3)對(duì)照組：利用海藻酸鈉制成不含酵母菌的凝膠珠作為對(duì)照組。核心要點(diǎn)突破2．溶解海藻酸鈉核心要點(diǎn)突破3．直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞三者的異同核心要點(diǎn)突破3．直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞三者的異同核心要點(diǎn)突破直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞酶的種類(lèi)一種或幾種一種一系列酶常用載體無(wú)高嶺土、皂土、硅膠、凝膠明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺制作方法無(wú)化學(xué)結(jié)合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化是否需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)否否是催化反應(yīng)單一或多種單一一系列反應(yīng)底物各種物質(zhì)(大分子、小分子)各種物質(zhì)(大分子、小分子)小分子物質(zhì)缺點(diǎn)(1)對(duì)環(huán)境條件非常敏感，易失活(2)難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化一系列的酶促反應(yīng)反應(yīng)物不易與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降核心要點(diǎn)突破直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞酶的種類(lèi)一種或幾種一核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用3．如圖是應(yīng)用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵的裝置，下列說(shuō)法中不正確的是(

)核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用3．如圖是應(yīng)用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖發(fā)核心要點(diǎn)突破A．為使固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)使用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程一定要在無(wú)菌條件下進(jìn)行B．加入反應(yīng)液后應(yīng)保持活塞1始終打開(kāi)，活塞2則必須關(guān)閉C．裝置的長(zhǎng)導(dǎo)管主要是為了釋放CO2并防止雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱D．加入的反應(yīng)液濃度不能過(guò)高以免酵母細(xì)胞因失水過(guò)多而死亡核心要點(diǎn)突破A．為使固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)使用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程一定核心要點(diǎn)突破解析：選B。固定化酵母細(xì)胞在無(wú)菌條件下能延長(zhǎng)使用時(shí)間，若感染了雜菌，一些雜菌能產(chǎn)生一些對(duì)酵母菌有害的代謝產(chǎn)物。裝置中的長(zhǎng)導(dǎo)管既能釋放酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生的CO2，又能防止雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱。若加入的反應(yīng)液濃度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致酵母菌滲透失水死亡。加入反應(yīng)液后，活塞1應(yīng)關(guān)閉，防止雜菌進(jìn)入，反應(yīng)一段時(shí)間后，活塞2應(yīng)打開(kāi)，使發(fā)酵產(chǎn)物流出。核心要點(diǎn)突破解析：選B。固定化酵母細(xì)胞在無(wú)菌條件下能延長(zhǎng)使用(2009年高考廣東卷)材料：飼料原料中的磷元素有相當(dāng)一部分存在于植酸中。豬、禽等動(dòng)物由于缺乏有關(guān)酶，無(wú)法有效利用植酸，造成磷源浪費(fèi)，而且植酸隨糞便排出后易造成環(huán)境有機(jī)磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成為目前重要的飼料添加劑之一。高頻考點(diǎn)例析考點(diǎn)一酶的提取例1(2009年高考廣東卷)材料：飼料原料中的磷元素有相當(dāng)一部分高頻考點(diǎn)例析

(1)商品化植酸酶主要來(lái)自微生物。在產(chǎn)酶菌株篩選過(guò)程中，常在基本培養(yǎng)基中添加不溶于水的植酸鈣制成固體平板，植酸鈣被植酸酶分解后可在平板上產(chǎn)生________，可根據(jù)其大小選擇目的菌株，所得菌株需要進(jìn)一步測(cè)定植酸酶活性?；钚詼y(cè)定可以植酸鈉作為底物，活性可用一定條件下單位時(shí)間的________表示。高頻考點(diǎn)例析

(1)商品化植酸酶主要來(lái)自微生物。在產(chǎn)酶菌株篩高頻考點(diǎn)例析

(2)利用上述所得菌株制備植酸酶的流程如下圖：高頻考點(diǎn)例析

(2)利用上述所得菌株制備植酸酶的流程如下圖：高頻考點(diǎn)例析

Ⅰ中的主要成分為

；Ⅱ中包含植酸酶等多種蛋白質(zhì)。(3)為構(gòu)建基因工程菌，可用PCR等技術(shù)從上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反應(yīng)包含多次循環(huán)，每次循環(huán)包括三步：

。反應(yīng)過(guò)程中打開(kāi)模板DNA雙鏈的方法是

。(4)除植酸酶外，微生物還能應(yīng)用在哪些酶的生產(chǎn)中？(至少寫(xiě)兩種)高頻考點(diǎn)例析

Ⅰ中的主要成分為；Ⅱ中包含植酸酶等多種高頻考點(diǎn)例析

【解析】植酸酶能使植酸鈣分解成易溶于水的植酸和金屬離子(這也是用植酸鈣制備植酸的途徑)。PCR技術(shù)是利用DNA雙鏈復(fù)制的原理，生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)。擴(kuò)增的過(guò)程是：目的基因DNA受熱后解旋為單鏈，引物與單鏈結(jié)合，然后在DNA聚合酶的作用下進(jìn)行延伸，如此重復(fù)循環(huán)。高頻考點(diǎn)例析

【解析】植酸酶能使植酸鈣分解成易溶于水的植酸高頻考點(diǎn)例析

【答案】

(1)透明圈植酸鈉的消耗量(減少量)或磷酸(肌醇)的生成量(產(chǎn)量)(2)小分子雜質(zhì)(3)變性、復(fù)性和延伸(長(zhǎng))加熱(或高溫處理)(4)果膠酶、纖維素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶(任選答兩種即可)。高頻考點(diǎn)例析

【答案】(1)透明圈植酸鈉的消耗量(減少量高頻考點(diǎn)例析考點(diǎn)二探究洗衣粉的洗滌效果例2(2008年高考江蘇卷)為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無(wú)酶洗衣粉分成3等份，進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn)。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，下表為實(shí)驗(yàn)記錄。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。高頻考點(diǎn)例析考點(diǎn)二探究洗衣粉的洗滌效果例2(2008年高頻考點(diǎn)例析

水溫/℃1020304050組別甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血漬時(shí)間/min67668852518336347711126891167清除油漬時(shí)間/min93789587639182468575277769868高頻考點(diǎn)例析

水溫/℃1020304050組別甲乙丙甲乙丙甲高頻考點(diǎn)例析

(1)提高洗衣粉去污能力的方法有______________。甲組在洗衣粉中加入了________________，乙組在洗衣粉中加入了________________。(2)甲、乙組洗滌效果的差異，說(shuō)明酶的作用具有________。高頻考點(diǎn)例析

(1)提高洗衣粉去污能力的方法有_______高頻考點(diǎn)例析

(3)如果甲、乙和丙3組均在水溫為80℃時(shí)洗滌同一種污漬，請(qǐng)比較這3組洗滌效果之間的差異并說(shuō)明理由。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學(xué)物質(zhì)包裹的，遇水后包裹層很快溶解，釋放出來(lái)的酶迅速發(fā)揮催化作用。請(qǐng)說(shuō)明這是否運(yùn)用了酶的固定化技術(shù)及其理由。高頻考點(diǎn)例析

(3)如果甲、乙和丙3組均在水溫為80℃時(shí)洗高頻考點(diǎn)例析

【解析】加酶洗衣粉中添加了多種酶制劑，如堿性蛋白酶制劑和堿性脂肪酶制劑等。這些酶制劑不僅可以有效地清除衣物上的污漬，而且對(duì)人體沒(méi)有毒害作用。并且這些酶制劑及其分解產(chǎn)物能夠被微生物分解，不會(huì)污染環(huán)境。既是酶制劑，就具備酶的特性，需要適宜的溫度和pH，具有專一性；溫度過(guò)高時(shí)，酶變性失活，三者幾乎沒(méi)有差別；固定化后的酶在保持原有催化活性的同時(shí)，高頻考點(diǎn)例析

【解析】加酶洗衣粉中添加了多種酶制劑，如堿性高頻考點(diǎn)例析

又可以同一般催化劑一樣能回收和反復(fù)使用，可在生產(chǎn)工藝上實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化，更適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的需要?！敬鸢浮?/p>

(1)加酶和適當(dāng)提高溫度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)專一性(3)沒(méi)有差異，因?yàn)楦邷厥姑甘Щ睢?4)未運(yùn)用酶的固定化技術(shù)，因?yàn)槊肝垂潭ㄔ诓蝗苡谒妮d體上，也不能重復(fù)利用。高頻考點(diǎn)例析

又可以同一般催化劑一樣能回收和反復(fù)使用，可在生隨堂即時(shí)鞏固點(diǎn)擊下載隨堂即時(shí)鞏固點(diǎn)擊下載專題4酶的研究與應(yīng)用專題4酶的研究與應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、酶的制備1．對(duì)于細(xì)胞內(nèi)酶：用

等機(jī)械將生物組織細(xì)胞破碎，使酶從活細(xì)胞中釋放出來(lái)，進(jìn)入細(xì)胞外的溶液中，經(jīng)

、離心制備成

。搗碎機(jī)、研磨器過(guò)濾粗酶液基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、酶的制備搗碎機(jī)、研磨器過(guò)濾粗酶液基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．對(duì)于分泌到細(xì)胞外的酶：直接從分泌物或細(xì)胞外的組織間隙中提取，提取過(guò)程中注意溫度、

等多種環(huán)境因素對(duì)酶活性的影響。3.酶活力測(cè)定的原理：通常以單位時(shí)間內(nèi)，單位體積中反應(yīng)物的

或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。pH減少量基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．對(duì)于分泌到細(xì)胞外的酶：直接從分泌物或細(xì)胞外的基礎(chǔ)知識(shí)梳理二、酶的應(yīng)用——果膠酶1．作用：能夠分解果膠為

，使渾濁的果汁變得澄清。2．組成：并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類(lèi)酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、

和果膠酯酶?？扇苄缘陌肴樘侨┧峁z分解酶基礎(chǔ)知識(shí)梳理二、酶的應(yīng)用——果膠酶可溶性的半乳糖醛酸果膠分解基礎(chǔ)知識(shí)梳理三、加酶洗衣粉1．常用種類(lèi)：

、脂肪酶、

和纖維素酶，其中應(yīng)用最廣泛，效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性

。蛋白酶淀粉酶脂肪酶基礎(chǔ)知識(shí)梳理三、加酶洗衣粉蛋白酶淀粉酶脂肪酶基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．去污機(jī)制(1)堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子

水解成可溶性的

或小分子肽，使污物從衣物上脫落。(2)脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能將大分子

、淀粉和

水解為小分子物質(zhì)。3．酶制劑特點(diǎn)：能夠耐酸、耐堿、忍受

和較高溫度，并且通過(guò)特殊的化學(xué)物質(zhì)將酶層層包裹，與洗衣粉其他成分隔離。蛋白質(zhì)氨基酸纖維素脂肪表面活性劑基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．去污機(jī)制蛋白質(zhì)氨基酸纖維素脂肪表面活性劑基礎(chǔ)知識(shí)梳理四、酶的應(yīng)用1．固定化酶(1)應(yīng)用原理：將酶固定在不溶于水的載體上，使酶既易催化反應(yīng)，又易于回收，可以重復(fù)使用。異構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)梳理四、酶的應(yīng)用異構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)梳理②固定化酶反應(yīng)柱：酶固定在一種

載體上，再將這些酶顆粒裝到柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的

，酶顆粒無(wú)法通過(guò)小孔，而反應(yīng)溶液卻能自由出入。③生產(chǎn)過(guò)程：將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的

注入，使葡萄糖溶液流過(guò)反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱

流出。④反應(yīng)柱優(yōu)點(diǎn)：能連續(xù)使用半年，大大降低了

，提高了果糖的產(chǎn)量和

。顆粒狀篩板上端下端生產(chǎn)成本質(zhì)量基礎(chǔ)知識(shí)梳理②固定化酶反應(yīng)柱：酶固定在一種基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．固定化細(xì)胞技術(shù)(1)概念：固定化酶和固定化細(xì)胞是利用物理或化學(xué)的方法將酶或細(xì)胞固定在

的技術(shù)。(2)方法①包埋法：將酶或細(xì)胞包埋在

的細(xì)微網(wǎng)格里。②化學(xué)結(jié)合法：將酶分子或細(xì)胞相互結(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到

上。③物理吸附法：將酶吸附到

。一定空間內(nèi)多孔載體載體載體表面基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．固定化細(xì)胞技術(shù)一定空間內(nèi)多孔載體載體載體表面基礎(chǔ)知識(shí)梳理(3)固定化細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)：與固定化酶相比，制備成本

，操作更容易，酶的活性高且穩(wěn)定。(4)應(yīng)用：固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵、固定化乳糖酶制備乳糖等。更低基礎(chǔ)知識(shí)梳理(3)固定化細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)：與固定化酶相比，制備成本核心要點(diǎn)突破一、對(duì)溫度、pH影響酶活性及酶用量的探究實(shí)驗(yàn)流程1．探究溫度對(duì)酶活性的影響核心要點(diǎn)突破一、對(duì)溫度、pH影響酶活性及酶用量的探究實(shí)驗(yàn)流程核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破【易誤警示】

(1)制取蘋(píng)果泥時(shí)，可先將蘋(píng)果切小塊放入榨汁機(jī)，再加適量水?dāng)嚢琛?2)不同溫度下的蘋(píng)果泥和果膠酶共同水浴時(shí)應(yīng)在試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后再混合。(3)要探究較準(zhǔn)確的最適溫度需再設(shè)更小的溫度梯度差。核心要點(diǎn)突破【易誤警示】(1)制取蘋(píng)果泥時(shí)，可先將蘋(píng)果切小核心要點(diǎn)突破2.探究pH對(duì)酶活性的影響將上述反應(yīng)條件中溫度變化對(duì)比實(shí)驗(yàn)改為pH變化就可以成為研究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)了。例如，溫度不變，設(shè)計(jì)pH分別為5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0的幾組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。【易誤警示】

(1)最好用上述實(shí)驗(yàn)測(cè)試出的最適溫度。(2)溶液的pH可用NaOH溶液和HCl進(jìn)行調(diào)節(jié)。核心要點(diǎn)突破2.探究pH對(duì)酶活性的影響核心要點(diǎn)突破3．探究果膠酶的用量將上述研究溫度影響實(shí)驗(yàn)的變量改為酶的用量不同，使溫度和pH都控制在最適宜的條件下，反應(yīng)控制在一定時(shí)間內(nèi)，果泥用量一致。【易誤警示】

(1)在用果膠酶處理果泥時(shí)，為了使果膠酶能充分地催化反應(yīng)，應(yīng)用玻璃棒不時(shí)地?cái)嚢璺磻?yīng)混合物。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)自變量可以是不同濃度的果膠酶溶液也可是同一濃度的不同體積。核心要點(diǎn)突破3．探究果膠酶的用量核心要點(diǎn)突破4．實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)溫度與酶活性的關(guān)系核心要點(diǎn)突破4．實(shí)驗(yàn)結(jié)果核心要點(diǎn)突破(2)pH與酶活性的關(guān)系核心要點(diǎn)突破(2)pH與酶活性的關(guān)系核心要點(diǎn)突破(3)榨出的果汁與果膠酶用量的關(guān)系(或反應(yīng)速率與酶用量的關(guān)系)核心要點(diǎn)突破(3)榨出的果汁與果膠酶用量的關(guān)系(或反應(yīng)速率與核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用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，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層。請(qǐng)你完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的內(nèi)容。核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用1．果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分核心要點(diǎn)突破(1)在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高_(dá)_______和________。(2)某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了“探索果膠酶催化果膠水解最適宜的pH”的課題研究。本課題的實(shí)驗(yàn)步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋(píng)果泥、試管中分別注入果膠酶溶液、編號(hào)、編組”之后，有下面兩種操作：方法一：將試管中果膠酶溶液和燒杯中的蘋(píng)果泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至4、5、6……10。核心要點(diǎn)突破(1)在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高_(dá)_____核心要點(diǎn)突破方法二：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋(píng)果泥pH分別調(diào)至4、5、6……10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋(píng)果泥相混合。①請(qǐng)問(wèn)哪一種方法更為科學(xué)：____________________，并說(shuō)明理由______________________________________。②實(shí)驗(yàn)操作中要用玻璃棒不時(shí)攪拌，其目的是____________________________，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。核心要點(diǎn)突破方法二：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋(píng)果泥pH分別核心要點(diǎn)突破③如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，當(dāng)橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示________時(shí)，實(shí)驗(yàn)的操作和記錄是比較切實(shí)可行的。根據(jù)你對(duì)酶特性的了解，在下圖中選擇一個(gè)最可能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖：________。若實(shí)驗(yàn)所獲得的最適pH＝m，請(qǐng)你在所選的曲線圖中標(biāo)出“m”點(diǎn)的位置。核心要點(diǎn)突破③如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破解析：果膠酶能分解細(xì)胞間質(zhì)的成分，使果汁的榨取更容易，其多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶可以將果膠分解成半乳糖醛酸，使果汁澄清，為保證酶在實(shí)驗(yàn)設(shè)定條件下進(jìn)行、酶與底物在混合前都應(yīng)分別調(diào)至所需的條件，以免混合后條件發(fā)生改變對(duì)酶的活性造成影響。果膠生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)中，一定時(shí)間內(nèi)果汁的體積可以反映酶活性的強(qiáng)弱，在最適pH條件下，果汁產(chǎn)量最大。核心要點(diǎn)突破解析：果膠酶能分解細(xì)胞間質(zhì)的成分，使果汁的榨取更核心要點(diǎn)突破答案：(1)出汁率澄清度(2)①方法二方法二的操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開(kāi)始便達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH環(huán)境(或回答“方法一的操作會(huì)在達(dá)到預(yù)定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應(yīng)”也可以)②使酶和反應(yīng)物(果膠)充分地接觸③果汁體積甲如圖所示核心要點(diǎn)突破答案：(1)出汁率澄清度核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破二、探究不同種類(lèi)的加酶洗衣粉的洗滌效果1．實(shí)驗(yàn)原理：酶的催化作用具有專一性，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑種類(lèi)較多，與單一加酶洗衣粉相比，對(duì)各種污漬都有較好的洗滌效果。核心要點(diǎn)突破二、探究不同種類(lèi)的加酶洗衣粉的洗滌效果核心要點(diǎn)突破2．實(shí)驗(yàn)變量(1)自變量：不同種類(lèi)的加酶洗衣粉(2)無(wú)關(guān)變量：其他條件相同且適宜(如溫度、pH等)核心要點(diǎn)突破2．實(shí)驗(yàn)變量核心要點(diǎn)突破(3)實(shí)驗(yàn)步驟步驟燒杯編號(hào)ⅠⅡⅢ注入自來(lái)水500mL500mL500mL加入物質(zhì)(相同、等量)奶漬布奶漬布奶漬布控制水溫37℃37℃37℃加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉復(fù)合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒攪拌5min5min5min觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象核心要點(diǎn)突破(3)實(shí)驗(yàn)步驟步驟燒杯編號(hào)ⅠⅡⅢ注入自來(lái)水500核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用2．(2010年南通模擬)某興趣小組準(zhǔn)備開(kāi)展“不同種類(lèi)的加酶洗衣粉對(duì)同一污物的洗滌效果”的活動(dòng)。下列說(shuō)法不正確的是(

)A．該實(shí)驗(yàn)的原理是酶的專一性B．自變量是不同種類(lèi)的加酶洗衣粉C．水質(zhì)、水量、pH均可看做無(wú)關(guān)變量D．洗滌過(guò)程中水溫只要保持相同即可答案：D核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用2．(2010年南通模擬)某興趣小組準(zhǔn)備核心要點(diǎn)突破三、固定化實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)問(wèn)題1．物質(zhì)(1)蒸餾水①目的：溶解、定容；作用：防止離子影響，不用自來(lái)水。②目的：沖洗；作用：除去凝膠珠表面多余CaCl2溶液。(2)CaCl2：使電荷相互吸引，形成更大膠體顆粒，用于海藻酸鈉的聚沉。核心要點(diǎn)突破三、固定化實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)問(wèn)題核心要點(diǎn)突破2．溶解海藻酸鈉(1)小火間斷加熱，防焦糊；冷卻后加入酵母菌。(2)濃度適中過(guò)高，很難形成凝膠珠；過(guò)低，凝膠珠包埋酵母菌少，影響實(shí)驗(yàn)效果。(3)對(duì)照組：利用海藻酸鈉制成不含酵母菌的凝膠珠作為對(duì)照組。核心要點(diǎn)突破2．溶解海藻酸鈉核心要點(diǎn)突破3．直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞三者的異同核心要點(diǎn)突破3．直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞三者的異同核心要點(diǎn)突破直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞酶的種類(lèi)一種或幾種一種一系列酶常用載體無(wú)高嶺土、皂土、硅膠、凝膠明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺制作方法無(wú)化學(xué)結(jié)合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化是否需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)否否是催化反應(yīng)單一或多種單一一系列反應(yīng)底物各種物質(zhì)(大分子、小分子)各種物質(zhì)(大分子、小分子)小分子物質(zhì)缺點(diǎn)(1)對(duì)環(huán)境條件非常敏感，易失活(2)難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化一系列的酶促反應(yīng)反應(yīng)物不易與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降核心要點(diǎn)突破直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞酶的種類(lèi)一種或幾種一核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用3．如圖是應(yīng)用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵的裝置，下列說(shuō)法中不正確的是(

)核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用3．如圖是應(yīng)用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖發(fā)核心要點(diǎn)突破A．為使固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)使用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程一定要在無(wú)菌條件下進(jìn)行B．加入反應(yīng)液后應(yīng)保持活塞1始終打開(kāi)，活塞2則必須關(guān)閉C．裝置的長(zhǎng)導(dǎo)管主要是為了釋放CO2并防止雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱D．加入的反應(yīng)液濃度不能過(guò)高以免酵母細(xì)胞因失水過(guò)多而死亡核心要點(diǎn)突破A．為使固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)使用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程一定核心要點(diǎn)突破解析：選B。固定化酵母細(xì)胞在無(wú)菌條件下能延長(zhǎng)使用時(shí)間，若感染了雜菌，一些雜菌能產(chǎn)生一些對(duì)酵母菌有害的代謝產(chǎn)物。裝置中的長(zhǎng)導(dǎo)管既能釋放酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生的CO2，又能防止雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱。若加入的反應(yīng)液濃度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致酵母菌滲透失水死亡。加入反應(yīng)液后，活塞1應(yīng)關(guān)閉，防止雜菌進(jìn)入，反應(yīng)一段時(shí)間后，活塞2應(yīng)打開(kāi)，使發(fā)酵產(chǎn)物流出。核心要點(diǎn)突破解析：選B。固定化酵母細(xì)胞在無(wú)菌條件下能延長(zhǎng)使用(2009年高考廣東卷)材料：飼料原料中的磷元素有相當(dāng)一部分存在于植酸中。豬、禽等動(dòng)物由于缺乏有關(guān)酶，無(wú)法有效利用植酸，造成磷源浪費(fèi)，而且植酸隨糞便排出后易造成環(huán)境有機(jī)磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成為目前重要的飼料添加劑之一。高頻考點(diǎn)例析考點(diǎn)一酶的提取例1(2009年高考廣東卷)材料：飼料原料中的磷元素有相當(dāng)一部分高頻考點(diǎn)例析

(1)商品化植酸酶主要來(lái)自微生物。在產(chǎn)酶菌株篩選過(guò)程中，常在基本培養(yǎng)基中添加不溶于水的植酸鈣制成固體平板，植酸鈣被植酸酶分解后可在平板上產(chǎn)生________，可根據(jù)其大小選擇目的菌株，所得菌株需要進(jìn)一步測(cè)定植酸酶活性?；钚詼y(cè)定可以植酸鈉作為底物，活性可用一定條件下單位時(shí)間的________表示。高頻考點(diǎn)例析

(1)商品化植酸酶主要來(lái)自微生物。在產(chǎn)酶菌株篩高頻考點(diǎn)例析

(2)利用上述所得菌株制備植酸酶的流程如下圖：高頻考點(diǎn)例析

(2)利用上述所得菌株制備植酸酶的流程如下圖：高頻考點(diǎn)例析

Ⅰ中的主要成分為

；Ⅱ中包含植酸酶等多種蛋白質(zhì)。(3)為構(gòu)建基因工程菌，可用PCR等技術(shù)從上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反應(yīng)包含多次循環(huán)，每次循環(huán)包括三步：

。反應(yīng)過(guò)程中打開(kāi)模板DNA雙鏈的方法是

。(4)除植酸酶外，微生物還能應(yīng)用在哪些酶的生產(chǎn)中？(至少寫(xiě)兩種)高頻考點(diǎn)例析

Ⅰ中的主要成分為；Ⅱ中包含植酸酶等多種