2022高三生物一輪復(fù)習(xí)酶的研究與應(yīng)用（人教版）

考綱要求展示知識(shí)內(nèi)容要求酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用Ⅱ制備和應(yīng)用固定化酶Ⅱ知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建一、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用1.果膠酶的組成與作用(1)種類(lèi)：多聚半乳糖醛酸酶、__________、果膠酯酶。(2)作用：瓦解植物________和胞間層。2.研究溫度對(duì)果膠酶活性影響的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)方案：確定________、探討控制溫度的方法和措施。(2)實(shí)驗(yàn)程序：制備水果泥、制備果膠酶、水果泥與果膠酶分別________、將水果泥和果膠酶________、過(guò)濾出果汁、記錄果汁量、改變不同______后，重復(fù)上面實(shí)驗(yàn)。(3)記錄________：并填入表格。(4)得出結(jié)論：獲得的果汁越多或果汁________，表明果膠酶的活性越高。二、探討加酶洗衣粉的洗滌效果1.加酶洗衣粉：是指含有________的洗衣粉，常用酶制劑有四類(lèi)：蛋白酶、________、淀粉酶和纖維素酶。2.加酶洗衣粉去污機(jī)理堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子________水解成可溶性的氨基酸或小分子肽。脂肪酶、________和纖維素酶分別把大分子脂肪、______和纖維素水解為小分子物質(zhì)。3.探究不同種類(lèi)的洗衣粉的洗滌效果(1)實(shí)驗(yàn)原理：酶具有______，復(fù)合酶洗衣粉中加入的______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。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)燒杯編號(hào)ⅠⅡⅢ注入自來(lái)水______mL加入物質(zhì)(等量)奶漬布奶漬布________控制水溫____℃加入洗衣粉(等量)______洗衣粉復(fù)合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒攪拌5分鐘5分鐘5分鐘實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(奶漬)顏色淺__________顏色____實(shí)驗(yàn)結(jié)論________洗衣粉的洗滌效果最好三、酵母細(xì)胞的固定化1.固定化酶的應(yīng)用實(shí)例：如用葡萄糖異構(gòu)酶將葡萄糖轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____。固定化酶技術(shù)在反應(yīng)柱上的孔應(yīng)該滿足________無(wú)法通過(guò)，________自由出入。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________固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。(2)方法：包埋法、__________和物理吸附法。(3)實(shí)驗(yàn)操作：酵母細(xì)胞的______，配制物質(zhì)的量濃度為0.05moL/L的CaCl2溶液、配制________溶液、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合、________酵母細(xì)胞。【自我校對(duì)】一、1.(1)果膠分解酶(2)細(xì)胞壁2.(1)溫度梯度(2)水浴保溫混合保溫溫度(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(4)越澄清二、1.酶制劑脂肪酶2.蛋白質(zhì)淀粉酶淀粉3.(1)專(zhuān)一性酶制劑(2)500奶漬布37蛋白酶顏色已消失淺復(fù)合酶三、1.果糖酶顆粒反應(yīng)溶液2.(1)酶或細(xì)胞(2)化學(xué)結(jié)合法(3)活化海藻酸鈉固定化果膠酶的作用及用量一、影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)及處理方法1.影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)纖維素和果膠是組成水果的重要物質(zhì)，這兩種物質(zhì)的存在使制作果汁時(shí)存在兩個(gè)問(wèn)題：一是果肉的出汁率低，耗時(shí)長(zhǎng)；二是榨取的果汁渾濁、黏度高、容易發(fā)生沉淀。2.酶解法常用的酶及其作用特點(diǎn)如下：二、探究果膠酶的用量1.原理本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)探究性的定量實(shí)驗(yàn)，所測(cè)出的最適用量是在本實(shí)驗(yàn)的溫度、pH條件下測(cè)出的，因而果膠酶的最適用量應(yīng)標(biāo)明溫度和pH。2.確定最適用量的方法如果隨酶濃度的增加，過(guò)濾到的果汁的體積也增加，說(shuō)明酶的用量不足；當(dāng)酶的濃度增加到某個(gè)值后，再增加酶的用量，過(guò)濾到的果汁的體積不再改變，說(shuō)明酶的用量已經(jīng)足夠，那么，這個(gè)值就是酶的最適用量。三、探究酶活性最適條件的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.思路方法探究不同溫度(或pH)對(duì)果膠酶活性的影響時(shí)，溫度(或pH)作為自變量，有效地控制其他無(wú)關(guān)變量，通過(guò)設(shè)置合理的溫度(或pH)梯度來(lái)確定最適值。2.注意事項(xiàng)在蘋(píng)果泥和果膠酶混合之前，一定要保證底物和酶達(dá)到所要求的溫度或pH條件，以避免混合后條件的變化，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和可靠性。3.衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)以果汁澄清度與果汁產(chǎn)量的多少確認(rèn)果膠酶活性的高低?！纠?】如圖曲線表示的是溫度和果膠酶活性之間的關(guān)系，此曲線不能說(shuō)明的是(

)

A.在B點(diǎn)之前，果膠酶的活性和溫度成正相關(guān)；之后，相反B.當(dāng)溫度到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，果膠酶的活性最高，酶的催化作用最高C.A點(diǎn)時(shí)，果膠酶的活性很低，但隨著溫度升高，果膠酶的活性可以上升D.C點(diǎn)時(shí)，果膠酶的活性也很低，當(dāng)溫度降低時(shí)，酶的活性也可以上升【解析】從圖中可以看出，隨著溫度的不斷升高，果膠酶的活性在上升，等達(dá)到B點(diǎn)時(shí)，酶的活性達(dá)到最高；隨后，隨著溫度的繼續(xù)上升，酶的活性迅速下降。但是A點(diǎn)和C點(diǎn)相比，雖然酶的活性都很低，但是A點(diǎn)是低溫條件，對(duì)酶的分子結(jié)構(gòu)無(wú)影響，所以，隨著溫度的上升，其活性也會(huì)不斷上升，而C點(diǎn)是高溫條件，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，使酶的活性發(fā)生不可逆的變化?！敬鸢浮緿

在生產(chǎn)果汁的過(guò)程中使用果膠酶，可以提高出汁率和使果汁變得澄清，其原理就是果膠酶可以分解細(xì)胞壁和胞間層。在實(shí)際生產(chǎn)上，果膠酶往往與纖維素酶、半纖維素酶配合使用，可降解細(xì)胞壁中的果膠和纖維素。在探究影響酶活性的因素時(shí)，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間構(gòu)成了相互對(duì)照，通過(guò)相互對(duì)照可確認(rèn)果膠酶活性的溫度或pH的最適值。1.下列有關(guān)果膠酶的作用的敘述中，錯(cuò)誤的是(

)A.果膠酶是一種催化劑，可以改變反應(yīng)速率B.果膠酶能瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層C.在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清D.果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸【解析】果膠酶是催化劑，可以改變化學(xué)反應(yīng)速率，可以瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，使果汁變得澄清，果膠酶分解的是多聚半乳糖醛酸或者果膠，不能分解半乳糖醛酸?！敬鸢浮緿探究加酶洗衣粉的洗滌效果一、實(shí)驗(yàn)原理1.加酶洗衣粉中含有酶制劑(蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶)。2.污漬中的蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、纖維素在酶制劑的作用下，可以分解成小分子物質(zhì)。3.溫度、pH、表面活性劑會(huì)影響酶的活性。二、變量分析1.分析不同溫度對(duì)加酶洗衣粉洗滌效果的影響實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)變量：水溫，必須設(shè)置溫度梯度。(2)無(wú)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(shí)間等，應(yīng)該保持不變。2.分析不同種類(lèi)洗衣粉對(duì)同一污漬或不同污漬洗滌效果的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)原理：酶的催化作用具有專(zhuān)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。(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)。【例2】下列關(guān)于加酶洗衣粉的說(shuō)法不正確的是(

)A.直接將酶制劑添加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、淀粉酶和纖維素酶D.加酶洗衣粉相對(duì)普通洗衣粉講有利于環(huán)保【解析】酶制劑是通過(guò)特殊的化學(xué)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；加酶洗衣粉中添加的酶包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶等四類(lèi)；加酶洗衣粉相對(duì)普通洗衣粉來(lái)說(shuō)，降低了表面活性劑、三聚磷酸鈉的用量，使洗衣粉朝低磷無(wú)磷方向發(fā)展，有利于環(huán)保?！敬鸢浮緼1.堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解，因此，蛋白質(zhì)類(lèi)織物就不能用加酶洗衣粉來(lái)洗滌。2.使用加酶洗衣粉時(shí)，必須注意洗滌用水的溫度堿性蛋白酶在35～50℃時(shí)活性最強(qiáng)，在低溫下或70℃以上就會(huì)失效。3.加酶洗衣粉也不宜長(zhǎng)期存放，存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致酶活力損失。4.加酶洗衣粉不宜與三聚磷酸鹽共存，否則酶的活性將會(huì)損失。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(guò)敏性皮炎、濕疹等，因此，應(yīng)避免與這類(lèi)洗衣粉長(zhǎng)時(shí)間接觸。2.選擇不同種類(lèi)的加酶洗衣粉時(shí)，應(yīng)注意(

)A.針對(duì)衣物上的污漬選擇洗衣粉B.注意衣物的面料成分C.水溫要適宜D.以上都是【解析】選擇不同種類(lèi)的加酶洗衣粉時(shí)，應(yīng)注意根據(jù)酶的專(zhuān)一性來(lái)選擇洗衣粉，并注意面料成分，水溫要適宜等。【答案】D固定化酶技術(shù)及應(yīng)用實(shí)例一、將酶或細(xì)胞固定化的方法1.包埋法：將酶或細(xì)胞包埋在不溶于水的多孔性載體中。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)合到載體上。3.物理吸附法：將酶分子吸附在載體的表面上。4.常用的載體有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。5.固定化酶的優(yōu)點(diǎn)：易接觸、易分離、反復(fù)利用。二、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例1.固定化酶的反應(yīng)柱示意圖：將酶固定在一種顆粒狀的載體上，再將這些酶顆粒裝到一個(gè)反應(yīng)柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無(wú)法通過(guò)篩板的小孔，而反應(yīng)溶液卻可以自由出入。2.利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的實(shí)例：高果糖漿的生產(chǎn)需要使用葡萄糖異構(gòu)酶，它能將葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖。生產(chǎn)過(guò)程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，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)柱的下端流出?！纠?】

(2009·江蘇高考·T3)下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是(

)A.固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯B.固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度和溶解氧C.利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件D.利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類(lèi)的作用只是作為反應(yīng)底物【解析】B選項(xiàng)固定化酶不像普通酶那樣對(duì)環(huán)境要求那么高，耐受性比較好，和溶解氧沒(méi)什么關(guān)系；C選項(xiàng)利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，純粹的化學(xué)反應(yīng)，不需要提供營(yíng)養(yǎng)條件。D選項(xiàng)利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類(lèi)的作用作為反應(yīng)底物也作為碳源來(lái)調(diào)節(jié)酵母菌的代謝方式?！敬鸢浮緼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)效率下降優(yōu)點(diǎn)催化效率高，耗能低，低污染(1)既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離(2)可以反復(fù)利用成本低，操作容易