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人教版高中生物必修三學(xué)問點(diǎn)梳理常考學(xué)問點(diǎn)重點(diǎn)題型〔 〕穩(wěn)固練習(xí)??紝W(xué)問點(diǎn)酶的爭(zhēng)論和應(yīng)用1、了解果膠酶的組成和作用。2、理解檢測(cè)酶活性的原理〔重點(diǎn)〕3、簡(jiǎn)述探究溫度和PH〔重、難點(diǎn)〕4、說出加酶洗衣粉的洗滌原理。5、說明固定化細(xì)胞和固定化酶的作用和原理〔重點(diǎn)〕6、把握制備固定化酵母細(xì)胞和利用其進(jìn)展酒精發(fā)酵的方法〔重、難點(diǎn)〕【要點(diǎn)梳理】417460要點(diǎn)一、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用417460【酶的爭(zhēng)論和應(yīng)用1、試驗(yàn)原理
1:根底學(xué)問】果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層中的主要成分,也是植物汁液中的主要成分。果膠可結(jié)合大量的水分,將植物細(xì)胞粘合在一起,降低植物組織的分散性。假設(shè)去掉果膠,細(xì)胞壁被瓦解,就會(huì)使果泥中的植物組織塊變得松散,產(chǎn)生更多的果汁,增加出汁率果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸,使渾濁的果汁澄清果膠酶催化果膠分解需要適宜的溫度和pH果膠不溶于酒精,因而可用于初步鑒定果膠被分解多少要點(diǎn)詮釋:果膠酶和纖維素酶的比較:溶性半乳糖醛酸;纖維素酶的組成是C1酶,CX酶和葡萄糖苷酶,其化學(xué)本質(zhì)也是蛋白質(zhì),作用是催化纖維素成為纖維二糖,然后再成為葡萄糖。果膠酶和纖維素酶都是復(fù)合酶,并不特指某一種酶,而是一類酶的總稱。2、酶的活性與影響酶活性的因素反響的反響速度來表示。在科學(xué)爭(zhēng)論與工業(yè)生產(chǎn)中,酶反響速度用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反響物的削減量或產(chǎn)物的增加量來表示。影響酶活性的因素①溫度:溫度對(duì)酶活性的影響是通過影響酶〔蛋白質(zhì)〕的穩(wěn)定性和分子〔離子等〕運(yùn)動(dòng)速率的綜合作用的結(jié)果。低溫使酶的活性降低,高溫能使酶失活。酶都有一個(gè)最適溫度。②pH:酶分子上有很多酸性、堿性氨基酸的側(cè)鏈基團(tuán),這些基團(tuán)隨著pH的變化可處于不同的解離狀態(tài),從活。酶促反響都有一個(gè)最適酸堿度。③酶的抑制劑:某些物質(zhì)雖然不能引起酶變性,但能使酶分子上某些必需基團(tuán)〔主要是酶活性中心上的一些基團(tuán)〕發(fā)生變化,引起酶活力下降,甚至失活,致使酶促反響速度降低。能引起這種抑制作用的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。此外,底物、關(guān)心因子、活化劑、變構(gòu)劑的種類和濃度,指示劑和輔酶的種類和濃度以及酶的抑制劑等都會(huì)影響酶的活性。要點(diǎn)詮釋:①測(cè)定酶的活性,必需全面了解影響酶活性的因素,以確定適宜的條件,來測(cè)定其最適條件和最大活性。②溫度對(duì)酶活性的影響具有雙重性③強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會(huì)導(dǎo)致酶的構(gòu)造發(fā)生不行逆破壞而失去活性。④底物濃度及用量,酶的濃度及用量,也會(huì)影響酶的活性。在實(shí)際生產(chǎn)中,應(yīng)在最適條件下,充分發(fā)揮酶的最大活性,以使酶得到充分利用,節(jié)約本錢。3、探究酶活性最適條件的試驗(yàn)設(shè)計(jì)〔1〕試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路本課題的三個(gè)試驗(yàn)都是一樣的試驗(yàn)思路①探究溫度和pHpH下通過設(shè)置溫度梯度來pH對(duì)酶活性的影響就是在某一恒定的溫度下通過設(shè)置pH梯度來確定酶催化反響的最適pH。具體的設(shè)計(jì)方案是:確定溫度〔pH〕pH→酶活性的變化。②探究果膠酶的用量。探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對(duì)果膠酶活性影響的根底之上的。此時(shí),爭(zhēng)論的變量是果膠酶的用量,其他因素都應(yīng)保持不變。試驗(yàn)時(shí)可以配制不同濃度的果膠酶溶液,也可以只配制一種濃度的果膠酶溶液,然后使用不同的體積即可?!?〕探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響〔3〕探究pH①用攪拌器攪拌制蘋果泥,蘋果泥來源要一樣〔最好是同一個(gè)蘋果〕↓②將分別裝有蘋果泥和果膠酶的試管在恒溫水浴中保溫↓③將蘋果泥和果膠酶分別參加9〔pH5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.,并快速混合調(diào)整pH↓④放進(jìn)恒溫水浴中反響一段時(shí)間↓⑤將試管中的混合物過濾,并用量筒量取果汁體積,比較果汁的多少,確定最適pH↓⑥記錄試驗(yàn)結(jié)果pHpH5.05.56.06.57.07.58.08.59.0果汁量探究果膠酶的用量1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg,配制成相等體積的酶91~9號(hào)【也可只配制一個(gè)濃度的酶液,只是使用體積〔量〕45g95g,依次編號(hào)為1~9號(hào)↓37℃的恒溫水浴中平衡內(nèi)外溫度↓③一段時(shí)間后將不同濃度的果膠酶分別快速與各試管的蘋果泥混合,然后再放人恒溫水浴中,約20min↓盛有蘋果泥的試管12盛有蘋果泥的試管123456789盛有果膠酶的試管123456789果汁量/mL留意:試驗(yàn)中所用的果膠酶盡量使用純酶制劑或不合抑制物的粗酶制劑,以免影響對(duì)酶用量的估算。要點(diǎn)二、探討加酶洗衣粉的洗滌效果1、加酶洗衣粉的概念:指含有酶制劑的洗衣粉。2、常用酶制劑的洗滌原理:蛋白酶可以將蛋白質(zhì)分解為易溶解或分散于洗滌液中的多肽或氨基酸,其用于洗滌劑配方中有助于去除血漬、奶漬以及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢。脂肪酶可以將脂肪水解為甘油和游離的脂肪酸等,這些都比原來的脂肪易溶解,其用于洗滌劑配方中用以去除含脂肪的污漬,如食品中的油漬、人體皮脂以及口紅等。淀粉酶能使淀粉快速分解為麥芽糖、葡萄糖等可溶性成分,因此淀粉酶用于洗滌劑配方中用以去除含淀粉的污垢,如來自面條、巧克力等的污垢。纖維素酶本身不能去除衣物上的污垢,它的作用是使纖維的構(gòu)造變得蓬松,從而使?jié)B入到纖維深處的于磨損在棉纖維上所產(chǎn)生的微纖維,從而使棉纖維恢復(fù)原有的光滑狀態(tài)。但過量使用,也會(huì)損傷棉、麻等自然纖維織物。一般洗衣粉中通常包含有外表活性劑、水軟化劑、堿劑、漂白劑等成分,有的洗衣粉中還含有增白劑、香精和色素以及填充劑等??梢越档屯獗砘钚詣┖腿哿姿徕c的用量,使洗滌劑朝低磷無磷的方向進(jìn)展,從而可以削減對(duì)環(huán)境的污染。要點(diǎn)詮釋:使用加酶洗衣粉時(shí)的留意事項(xiàng):①堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解,因此,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(shí),必需留意洗滌用水的溫度。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)喪失。⑤添加了堿性蛋白酶的洗衣粉可以分解人體皮膚外表的蛋白質(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(zhǎng)時(shí)間的接觸。3、探討加酶洗衣粉洗滌效果的試驗(yàn)設(shè)計(jì)比較一般洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果的試驗(yàn)中,試驗(yàn)變量是洗滌劑,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循單一變量原則,比照性原則,有效地掌握其他變量,如水的用量、污染物的量、所用試驗(yàn)用布料的質(zhì)地和大小、兩種洗衣粉的用量、攪拌及洗滌時(shí)間等。在使用加酶洗衣粉時(shí),不但要考慮最正確洗滌效果的條件,如最適溫度pH、還要考慮衣物的承受力量,也要考慮洗滌本錢問題;由于洗滌的成分比較簡(jiǎn)單,一般選擇復(fù)合加酶洗衣粉,以削減用量。要點(diǎn)四、酵母細(xì)胞的固定化4174601、根底學(xué)問【酶的爭(zhēng)論和應(yīng)用 課題2:根底學(xué)問】417460固定化酶和固定化細(xì)胞是將水溶性的酶或細(xì)胞經(jīng)過物理或化學(xué)方法固定在某種介質(zhì)上或肯定空間內(nèi),使之成為不溶于水,但仍具有催化活性的酶制劑或保存細(xì)胞活性的固定化細(xì)胞。酶和細(xì)胞固定化的方法有吸附法、共價(jià)偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法等。酶分子更適宜承受吸附法、共價(jià)偶聯(lián)法、交聯(lián)法,而細(xì)胞更適合承受包埋法。包埋法固定化酶/細(xì)胞 偶聯(lián)法固定化酶/細(xì)胞 吸附法固定化酶/細(xì)胞將固定化酶裝到反響柱內(nèi),柱的底端裝上分布著很多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板上的小孔,而反響液可以自由出入。當(dāng)?shù)孜锶芤毫鬟^裝固定化酶的柱時(shí),流出液中即含有酶的催化產(chǎn)物。2、直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞的比較直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞酶的種類常用載體一種或幾種——一種高嶺土、皂土、硅膠、凝膠一系列酶醋酸纖維素、聚丙烯酰胺制作方法制作方法——化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法包埋法是否需要養(yǎng)分物質(zhì)催化反響反響底物否否是缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)單一或多種各種物質(zhì)〔大分子、小分子〕〔2〕難回收,本錢高,影響產(chǎn)品質(zhì)量催化效率高、耗能低,低污染單一各種物質(zhì)〔大分子、小分子〕不利于催化一系列的酶促反響〔1〕既能與反響物接觸,又能與產(chǎn)物分別〔〕可以反復(fù)利用一系列小分子物質(zhì)反響物不易與酶接近,尤其是大分子物質(zhì),反響效率下降本錢低、操作簡(jiǎn)潔要點(diǎn)詮釋:固定化細(xì)胞使用的都是活細(xì)胞,因而為了保證其生活的需要,應(yīng)當(dāng)為其供給肯定的養(yǎng)分物質(zhì)。固定化細(xì)胞由于保證了細(xì)胞的完整性,因而酶的環(huán)境轉(zhuǎn)變小,所以對(duì)酶的活性影響最小。3、酵母細(xì)胞的固定化的試驗(yàn)操作〔1〕制備固定化酵母細(xì)胞①酵母細(xì)胞的活化母細(xì)胞所需要的活化時(shí)間較短,一般需要0.5h~1h,需要提前做好預(yù)備。此外,酵母細(xì)胞活化時(shí)體積會(huì)變大,因此活化前應(yīng)中選擇體積足夠大的容器,以避開酵母細(xì)胞的活化液溢出容器外。0.05mol/LCaCl2溶液。③配制海藻酸鈉溶液高,將很難形成凝膠珠;假設(shè)濃度過低,形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少,影響試驗(yàn)效果。要點(diǎn)詮釋:海藻酸鈉溶液的配制是固定化酵母細(xì)胞的關(guān)鍵。④海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合⑤固定化酵母細(xì)胞剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間,以便形成穩(wěn)定的構(gòu)造。檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格,可以使用以下方法:一是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在試驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓,假設(shè)凝膠珠不簡(jiǎn)潔裂開,沒有液體流出,就說明〔2〕用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵①將固定好的酵母細(xì)胞〔凝膠珠〕用蒸餾水沖洗2~3150mL10200mL25℃24h。要點(diǎn)詮釋:試驗(yàn)成功的關(guān)鍵及留意事項(xiàng)于休眠狀態(tài),而固定酵母菌,使其發(fā)揮作用時(shí),必需活化,并且在活化酵母菌時(shí),酵母菌體積會(huì)變大,應(yīng)選擇足夠大的容器。②加熱海藻酸鈉加速溶解的過程中,需使用小火連續(xù)加熱,防止加熱過快,使海藻酸鈉焦糊,難以制成適宜的凝膠珠。③剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間,以便形成穩(wěn)定的構(gòu)造。④制備過程要求嚴(yán)格的無菌操作,防止微生物污染?!镜湫屠}】類型一:果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用例1.〔2015 成都期中科研人員覺察影響霉菌產(chǎn)生果膠酶的因素很多并且他們之間還可能相互影響圖甲、乙、丙是相關(guān)試驗(yàn)的結(jié)果,結(jié)合所學(xué)學(xué)問推斷以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.科研人員在爭(zhēng)論碳源濃度對(duì)酶產(chǎn)量的影響時(shí),應(yīng)設(shè)定的培育溫度是30℃B.假設(shè)溫度掌握在5℃,則不行能看到圖乙圖像,緣由是溫度太低導(dǎo)致酶活性太低C.據(jù)圖分析可知,影響果膠酶活性的因素有溫度、碳源濃度以及氮源濃度D.假設(shè)各個(gè)變量都設(shè)定為最適,卻覺察酶產(chǎn)量不是最高的,則可以將各種因素的不同水平逐一組合,依次試驗(yàn)【答案】C【解析】依據(jù)圖甲可以看出酶的最適溫度是30℃,所以科研人員在爭(zhēng)論碳源濃度對(duì)酶產(chǎn)量的影響時(shí),應(yīng)設(shè)定的培育溫度是30℃。依據(jù)圖甲可以看出,酶的最適溫度是30℃,假設(shè)將溫度設(shè)定在5℃,由于酶的活性很低,對(duì)反響的催化作用就弱,無法得到正確結(jié)論。據(jù)圖分析可知,曲線中影響的是酶的產(chǎn)量的因素有溫度、碳源濃度以及氮源濃度,而不是影響酶的活性。在生產(chǎn)中他們依據(jù)上述爭(zhēng)論結(jié)果,將各個(gè)變量都設(shè)定為最適條件,卻覺察組合,依次試驗(yàn)?!军c(diǎn)評(píng)】此題考察果膠酶的測(cè)定試驗(yàn),意在考察考生的識(shí)記力量和理解所學(xué)學(xué)問要點(diǎn)?!九e一反三】:【變式】關(guān)于果膠酶的說法正確的選項(xiàng)是〔 〕A.果膠酶可以分解細(xì)胞壁的主要成分——纖維素B.果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物C.果膠酶不特指某一種酶,而是分解果膠的一類酶的總稱D.果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA【答案】C【解析】果膠酶并不特指某一種酶,而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。果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),其根本單位是氨基酸。果膠酶作為酶的一種,具有一般酶的特性,即專一性、高效性、受溫度與酸堿度的影響。因此它只能將果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸,而不能將纖維素分解為葡萄糖。例2、工業(yè)生產(chǎn)果汁時(shí),常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高出汁率。為爭(zhēng)論溫度對(duì)果膠酶活性的影響,某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下圖所示的試驗(yàn):①將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管,在1℃水浴中恒溫處理10mi〔如圖。②將步驟①處理后的果膠酶和蘋果泥混合,再次在1℃水浴中恒溫處理10mi〔如圖。③將步驟②處理后的混合物過濾,收集濾液,測(cè)量果汁量〔如圖。④在不同溫度條件下重復(fù)以上試驗(yàn)步驟,并記錄果汁量如下:溫度/℃1020304050607080果汁量/mL813152515121110依據(jù)上述試驗(yàn),請(qǐng)分析答復(fù)以下問題:果膠酶能破除細(xì)胞壁,是由于果膠酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中 的水解。試驗(yàn)結(jié)果說明,當(dāng)溫度為 時(shí)果汁量最多,此時(shí)果膠酶的活性 。當(dāng)溫度再上升時(shí),果汁量降低,說明 。試驗(yàn)步驟①的目的是 ?!敬鸢浮俊?〕果膠〔2〕40℃最高酶活性降低〔3〕避開果汁和果膠酶混合時(shí)影響混合物溫度,從而影響果膠酶的活性【解析】此題是探究溫度對(duì)酶活性的影響。細(xì)胞壁和胞間層的主要組成成分之一是果膠,而果膠酶則是水解果膠的一類酶的總稱。通過表中數(shù)據(jù)可知:在40℃時(shí),產(chǎn)生的果汁量最多,在題中所給的溫度范圍內(nèi),40℃時(shí)酶活性最高。當(dāng)溫度連續(xù)上升時(shí),果汁量降低,酶的活性降低。由于酶具有高效性,當(dāng)?shù)孜锱c酶的溫度都到達(dá)預(yù)定值后再混合,避開其事先發(fā)生反響,而引起結(jié)果的不準(zhǔn)確。類型二:探討加酶洗衣粉的洗滌效果例3、使用加酶洗衣粉的好處,不正確的選項(xiàng)是〔 〕A.有效去除衣服上的油漬、汗?jié)n或血漬B.使用加酶洗衣粉可削減對(duì)環(huán)境的污染C.各種加酶洗衣粉的酶制劑對(duì)人體皮膚都沒有損害作用D.水溫過低時(shí)不宜使用加酶洗衣粉【答案】C【解析】常見的加酶洗衣粉中含有堿性蛋白酶和堿性脂肪酶,可以有效去除衣服上的油漬、汗?jié)n或血漬,溫度、pH、激活劑都會(huì)影響加酶洗衣粉的洗滌效果。【舉一反三】:【變式】用加酶洗衣粉洗滌衣物時(shí),以下說法正確的選項(xiàng)是〔 〕A.用加酶洗衣粉可洗滌毛料衣服B.一般先用熱水浸開,然后調(diào)至適宜溫度C.水溫太低會(huì)使洗衣粉中的酶喪失活性D.使用添加了堿性蛋白酶的洗衣粉應(yīng)馬上沖洗雙手【答案】D例4、加酶洗衣粉是人們生活中所必需的,但如何使用加酶洗衣粉,尤其是水溫多少才算適宜,卻不為人們所熟知。多數(shù)人認(rèn)為用得越多,衣服洗得越干凈越快,有人看到洗衣袋上標(biāo)有“冷水洗衣粉”的字樣,便用冷水洗衣服,卻洗不干凈,還有人無論什么污漬都用一種加酶洗衣粉,結(jié)果無法除去污漬。下面我們就對(duì)加酶洗衣粉的最適溫度進(jìn)展探究。試驗(yàn)原理:略。試驗(yàn)器材:燒杯500m水浴鍋等。試驗(yàn)過程:用天平各稱取加酶洗衣粉假設(shè)干份,每份5g;制作分別被植物油、藍(lán)墨水、牛奶處理過的同一種布料各假設(shè)干份〔污漬大小以滴管滴數(shù)為準(zhǔn);〔3〕 ;〔4〕 ;〔5〕水浴鍋中的水溫依次為20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃。在不同水溫下再重復(fù)步驟〔3〕七次,分別記錄除去污漬所需要的時(shí)間。結(jié)果如下表:不同溫度除去不同污漬所需要的時(shí)間〔秒〕水溫/℃冷水20304050607080植物油4839302011131720藍(lán)墨水93868072676881105奶漬48432812471217請(qǐng)分析試驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論: 。緣由: 。從以上試驗(yàn)可得出酶具有
和 ?!敬鸢浮吭谌齻€(gè)編號(hào)甲、乙、丙的燒杯中分別注入200mL水和一份稱量好的加酶洗衣粉,放入水浴鍋中并攪拌將三塊分別被植物油、藍(lán)墨水、牛奶處理過的同一布料各一份分別同時(shí)放人燒杯中,用玻璃棒攪拌,并用秒表記錄除去污漬的時(shí)間結(jié)論:加酶洗衣粉必需在適宜溫度下,即50℃時(shí)才會(huì)到達(dá)最正確洗滌效果,在此溫度下,對(duì)奶漬的洗滌效果最好,然后是油漬,對(duì)藍(lán)墨水的洗滌效果最差緣由奶漬的主要成分是蛋白質(zhì)和脂肪藍(lán)墨水的主要成分是膠體而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶 高效性專一性【解析】此題考察如何設(shè)計(jì)試驗(yàn),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)展推測(cè)與分析,從而得出結(jié)論。設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí),留意遵循等量原則、比照原則等,并留意變量的掌握。【點(diǎn)評(píng)】比照試驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則〔〕,不能在試驗(yàn)過程中隨便變動(dòng),即試驗(yàn)組和比照組相比只有一個(gè)變量〔2〕等量原則。可以排解試驗(yàn)結(jié)果是由同與試驗(yàn)結(jié)果之間的因果規(guī)律關(guān)系。類型三:酵母細(xì)胞的固定化2例5.〔2015 石家莊期中〕以下關(guān)于酶和固定化酵母細(xì)胞的爭(zhēng)論與應(yīng)用的表達(dá),錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.從酶的固定方式看,吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響小B.細(xì)胞固定化技術(shù)可以將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反響C.固定化酶生物活性強(qiáng),可長(zhǎng)期使用D.將海藻酸
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