蘇教版高中生物選修1 第一節(jié)酶的制備和應(yīng)用

第一節(jié)酶的制備和應(yīng)用

?學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.結(jié)合酶的性質(zhì)和酶活力的介紹加深對(duì)酶的認(rèn)識(shí)。

2.結(jié)合酶的相關(guān)知識(shí)重點(diǎn)掌握制備果膠酶并觀察其作用。

?課標(biāo)解讀

1.驗(yàn)證酶的存在和學(xué)會(huì)簡單的制備方法；

2.探討酶在食品制造和洗滌劑生產(chǎn)等方面的應(yīng)用。

?教學(xué)地位

本節(jié)涉及酶的性質(zhì)和酶活力、果膠和果膠酶、酶制劑的用途、制備果膠酶并觀

察其作用等內(nèi)容，是本章的核心內(nèi)容之一，是高考的常考點(diǎn)。

?教法指導(dǎo)

1.涉及酶的性質(zhì)和酶的活力、果膠和果膠酶、酶制劑的用途可通過讓學(xué)生閱讀

教材解決。

2.涉及制備果膠酶并觀察其作用可通過學(xué)生實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作來實(shí)現(xiàn)。

?新課導(dǎo)入建議

本節(jié)可通過回顧必修教材酶的相關(guān)知識(shí)引入本課。

課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)

1.驗(yàn)證酶的存在和學(xué)會(huì)簡單的制備方法。

2.探討酶在食品制造和洗滌劑生產(chǎn)等方

L制備果膠酶并觀察其作用。

面的應(yīng)用。

2.探究洗衣粉中的酶在洗滌中的作用。

自主導(dǎo)學(xué)理教材自查自測固“基礎(chǔ)

―酶的性質(zhì)和酶活力

1.酶的性質(zhì)

(1)酶是兩性電解質(zhì),能在電場中移動(dòng)。

(2)酶的水溶液具有親水膠體的性質(zhì),不能通過半透膜。

(3)酶分子易受一些物理因素和化學(xué)因素的作用而變性,從而喪失活力。

2.酶活力

(1)酶活力也稱為酶活性,是指酶在催化一定的化學(xué)反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)出來的能力，通

常用酶促反應(yīng)的速率來表示O

⑵酶促反應(yīng)速率是指酶促反應(yīng)過程中，單位時(shí)間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的生成

量。

3.度量酶活力的國際單為國。

思考交流

1.酶的數(shù)量會(huì)因參與化學(xué)反應(yīng)而變化嗎？

【提示】酶作為催化劑，其數(shù)量和性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后不變。

二果膠與果膠酶

1.果膠

⑴存在

所有高等植物細(xì)胞壁和細(xì)胞間隙中的一種結(jié)構(gòu)多糖。

(2)作用

與植物組織中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素以及蛋白質(zhì)等相互交聯(lián),使細(xì)胞組織

結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。

(3)性質(zhì)

具有水溶性

2.果膠酶

(1)組成：是所有能夠分解果膠的酶的總稱。

(2)作用：分解果膠,促進(jìn)植物組織的分解,降低細(xì)胞內(nèi)容物的黏度。

(3)應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于飼料、食品、紡織、造紙等行業(yè)中。

思考交流

2.某果汁公司生產(chǎn)的一種蜜棗汁鮮甜爽口、營養(yǎng)豐富，但是在試生產(chǎn)時(shí)，由于

果汁中有一種果膠，造成果汁產(chǎn)量低且有沉淀，你如何解決這一問題？

【提示】在果汁生產(chǎn)中加入果膠酶把果膠分解。

三酶制劑的用途

La淀粉酶可以迅速水解淀粉分子鏈中的al,4葡萄糖昔鍵，可用于面包、饅頭等

食品加工。

2.蛋白酶能把蛋白質(zhì)水解成蛋白膝、多肽、氨基酸等，以改善食品的營養(yǎng)價(jià)值。

3.纖維素酶適用于水果和蔬菜的果漿或果渣的處理。

4.脂肪酶是能將脂肪水解為脂肪酸、甘油二脂、甘油單酯和甘油的水解酶類，

可應(yīng)用于面粉加工、酒類釀造、食品增香、飼料添加劑以及洗滌劑等領(lǐng)域。

四制備果膠酶并觀察其作用

1.制備果膠酶

50g新鮮水果或蔬菜

在的研缽內(nèi)迅速剪碎后研磨,

同時(shí)加入溶液50mL

勻漿液

濾液

上清液（含果膠酶）

50g新鮮水果或蔬菜，在預(yù)診的研缽內(nèi)迅速剪碎后研磨，同時(shí)加入10%的NaCl

溶液50mL勻漿液過濾,濾液離心上清液（含果膠酶）

2.觀察果膠酶對(duì)蘋果勻漿液的作用

制作蘋果勻漿液

設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)

觀察現(xiàn)象并得出結(jié)論

正誤判斷

1.底物濃度越高，酶活力越大。（x）

［提示】底物濃度不影響酶活力。

2.果膠酶是一種酶，借助酶的專一性水解果膠。（x）

［提示】果膠酶是一個(gè)多酶復(fù)合體系。

3.纖維素酶適于面包、饅頭等食品的加工。（x）

【提示】纖維素酶適于水果和蔬菜果漿或果渣的處理。

4.酶的提取一般在低溫、低pH下進(jìn)行。（x）

【提示】一般在低溫、適宜pH下進(jìn)行。

殊?；?dòng)探究合作探

破疑難師生互動(dòng)提“知能”

究區(qū)I

一影響酶活力的因素

［問題導(dǎo)思］

①哪些因素影響酶的活力？

②低溫和高溫兩種情況下對(duì)酶結(jié)構(gòu)的影響是否相同？

1.溫度

酶活力隨溫度的變化而變化的趨勢(shì)可用圖示表示：

⑴溫度從九到7時(shí)，隨著溫度的升高，酶活力逐漸增強(qiáng)。

(2)溫度從/至?xí)r，隨著溫度的升高，酶活力逐漸降低。

(3)溫度高于B時(shí)，酶活力全部喪失。

(4)/3、/4條件下，酶活力相同。

2.pH

每種酶都有一定的最適pH范圍。例如，果膠酶最適pH范圍為3?4。過酸、過

堿都會(huì)使酶發(fā)生不可逆失活。

3.酶的激活劑

有時(shí)加入酶的激活劑可以提高酶活力。例如，NaCl可以提高果膠酶的活力。

4.酶的抑制劑

加入酶的抑制劑后可以降低酶活力，甚至使酶失去活力。例如，F(xiàn)e3\Cu2\Zn2

+等重金屬離子對(duì)果膠酶有抑制作用。

名師點(diǎn)撥

1.測定酶的活力，必須全面了解影響酶活力的因素，以確定合適的條件、來測

定其最適條件和最大活力。

2.溫度對(duì)酶活力的影響具有雙重性，即低溫和高溫都抑制酶活性，且溫度過高

會(huì)使酶發(fā)生不可逆變性，失去催化能力。

3.強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會(huì)使酶結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆破壞而失去活力。

二探究果膠酶活力因素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

【問題導(dǎo)思】

①如何探究溫度和pH對(duì)果膠酶活力的影響？

②如何探究果膠酶的用量？

1.探究溫度和pH對(duì)果膠酶活力的影響

（1）實(shí)驗(yàn)原理：

①當(dāng)酶處于最適溫度或最適pH時(shí)，酶的活力最高。

②若溫度過高、過酸或過堿，則導(dǎo)致酶變性失活。

③在一定范圍內(nèi)，果肉的出汁率和果汁的澄清度與果膠酶的活力成正相關(guān)。

（2）實(shí)驗(yàn)操作流程：

溫度或pH對(duì)果膠酶活力的影響

⑶結(jié)果分析：

①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出溫度和pH對(duì)果膠酶活力（用酶反應(yīng)速度表示）影響的曲線

圖（如圖a、b）；不同果膠酶用量對(duì)出汁率影響的曲線圖（在濃度和體積相同的條

件下，如圖c)；并最終得到果膠酶最適溫度、pH以及果膠酶的最適用量。

出

酶V

汁

反

率

應(yīng)

速

度

0

溫度果膠酶用量

aC

②由于初次實(shí)驗(yàn)的梯度變量選擇目的性不強(qiáng)，選擇的范圍有可能出現(xiàn)過高或過低

的情況，這可以從畫出的曲線中反映出來，如圖所示，實(shí)驗(yàn)中可以根據(jù)出現(xiàn)的曲

線進(jìn)一步選擇合適的梯度變量。

酶

酶

反

反

應(yīng)

應(yīng)

速

速

度

度

0pH

pH梯度選擇過低pH梯度選擇過高

2.探究果膠酶的用量

⑴實(shí)驗(yàn)原理：在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積增加；當(dāng)酶濃

度達(dá)到某一數(shù)值后，再增加酶的用量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的最適

用量。

(2)實(shí)驗(yàn)過程:

名師點(diǎn)撥

1.每個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，都要遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般原則，特別是單因子變量控

制原則。

2.每個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路都是大梯度差值尋找最適范圍，在小梯度差值選出

最適溫度、pH或酶用量。

3.如果隨酶濃度增加，果汁體積也增大，說明酶用量不足；當(dāng)酶用量達(dá)一定值

時(shí)，再增加酶用量，果汁體積不變，則說明這個(gè)值就是酶的最適用量。

4.如果變量(溫度、pH、酶濃度)梯度無法滿足實(shí)驗(yàn)，即出現(xiàn)過高、過低等現(xiàn)象,

則應(yīng)及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)。

三探究洗衣粉中的酶在洗滌中作用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

【問題導(dǎo)思】

①如何在加酶洗衣粉的探究實(shí)驗(yàn)中控制單一變量？

②在該探究實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意哪些問題？

1.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對(duì)衣物污漬的洗滌效果

(1)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

①帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布的制?。悍Q取一定量的污染物制成溶液，取等量污染物

滴加在相同大小、質(zhì)地的新布上。

②稱取等量的洗衣粉：用天平準(zhǔn)確稱取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉。

(2)實(shí)驗(yàn)步驟

①取大燒杯兩個(gè)，用量筒量取等量水放入其中。

②分別向兩燒杯中加入稱量好的兩種洗衣粉，然后同時(shí)放入制好的污染布?jí)K。

③用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢瑁欢螘r(shí)間后可重復(fù)進(jìn)行。

④相同時(shí)間后觀察洗滌效果。

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

加酶洗衣粉的洗滌效果比普通洗衣粉好。

2.探究使用加酶洗衣粉的最適溫度

(1)實(shí)驗(yàn)原理

溫度可以影響酶的結(jié)構(gòu)，從而影響酶的活性，進(jìn)而影響加酶洗衣粉的洗滌效果。

(2)實(shí)驗(yàn)步驟

同上一實(shí)驗(yàn)，不同的是，需設(shè)置溫度梯度，如10℃、15℃............55℃,若

測出在40℃時(shí)洗滌效果較好,可設(shè)置更細(xì)的實(shí)驗(yàn)組，如35℃、36℃……45℃,

直至測出具體的最適溫度。

3.探究不同種類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)步驟

①制備各種污漬物，分成多份，取1000mL燒杯多個(gè)，各加入500mL水和1g

不同類型的洗衣粉，作好記錄。

②將污物分別放入不同燒杯中，用玻璃棒攪拌，洗滌相同時(shí)間。

③觀察比較洗滌效果，得出結(jié)論。

名師點(diǎn)撥

1.在“探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對(duì)衣物污漬的洗滌效果”的實(shí)驗(yàn)中，注意以

下幾點(diǎn)：

⑴加酶洗衣粉中酶的催化作用，受到溫度、pH和某些化合物等因素的影響。所

以需要適宜溫度、中性的溫水，并且不能含有酶的抑制劑。

(2)攪拌的力度要盡可能保持一致，攪拌時(shí)間相等。

2.在“探究使用加酶洗衣粉的最適溫度”的實(shí)驗(yàn)中，注意以下幾點(diǎn)：

(1)若在各梯度溫度中測出效果最好的溫度為40℃,但40℃并不能就確定為最

適溫度，需縮小梯度差進(jìn)一步探究。

⑵不同種類的加酶洗衣粉最適溫度不同，即使是同一種加酶洗衣粉也與洗滌時(shí)

間的長短有關(guān)。

1

專受雙基達(dá)標(biāo)隨堂練生生互動(dòng)達(dá),1雙標(biāo)"奪抵T

i.下列對(duì)酶的活力有關(guān)的說法，不準(zhǔn)確的是()

A.酶的活性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定的，不受外界條件的影響

B.酶的活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力

C.酶的活性受溫度、pH等因素的影響

D.酶活性高低與反應(yīng)物濃度無關(guān)

【解析】酶的活力是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力，其高低可以用在一定條件

下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示。酶的催化作用受外界條件影響，

溫度、pH等對(duì)酶的催化能力都有較大影響，反應(yīng)物濃度與酶的活性高低無關(guān)。

【答案】A

2.下列說法中正確的是()

A.果膠酶只存在于植物果實(shí)中

B.果膠溶于水，也溶于乙醇

C.果膠廣泛存在于所有高等植物細(xì)胞壁和細(xì)胞間隙中

D.果膠酶能分解果膠和纖維素

【解析】果膠廣泛存在于所有高等植物細(xì)胞壁和細(xì)胞間隙中；果膠不溶于乙醇;

酶具有專一性，果膠酶能分解果膠，但不能分解纖維素。

【答案】C

3.在用果膠酶處理果泥時(shí)，為了使果膠酶能夠充分地催化反應(yīng)，應(yīng)采取的措施

是（）

A.加大蘋果泥用量

B.加大果膠酶用量

C.進(jìn)一步提高溫度

D.用玻璃棒不斷地?cái)嚢璺磻?yīng)混合物

【解析】攪拌可以使酶與底物充分接觸而提高反應(yīng)速率,使反應(yīng)進(jìn)行得更充分。

【答案】D

4.（2012.南京高二測試）下列質(zhì)地的衣物不能用加蛋白酶的洗衣粉洗滌的是（）

A.化纖類衣物B.棉麻類衣物

C.尼龍類衣物D.毛類衣物

【解析】加酶洗衣粉因加入的酶種類不同，所以洗滌的對(duì)象也有所不同。通常

加酶洗衣粉加入的酶制劑是堿性蛋白酶，它能有效地去除血、奶等蛋白質(zhì)類污垢,

而毛類衣物的主要成分是蛋白質(zhì)，所以不能用加蛋白酶的洗衣粉洗滌。

【答案】D

5.（2013?伊犁高二期末）下列關(guān)于加酶洗衣粉的說法中，正確的是（）

①加酶洗衣粉的效果總比普通洗衣粉的效果好

②加酶洗衣粉效果的好壞受很多因素影響

③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

④加酶洗衣粉相對(duì)普通洗衣粉來講有利于保護(hù)環(huán)境

A.②③④B.①②③

C.①②D.①③④

【解析】加酶洗衣粉中含有多種酶制劑，如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素

酶。酶的活性會(huì)受到多種因素影響，如溫度過高，洗滌效果不一定比普通洗衣粉

好。加酶洗衣粉可以降低表面活性劑的數(shù)量，使洗滌劑向低磷、無磷的方向發(fā)展,

不會(huì)使水體富營養(yǎng)化，有利于保護(hù)環(huán)境。

【答案】A

6.某同學(xué)在研究化合物P對(duì)淀粉酶活性的影響時(shí)，得到如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

下列有關(guān)敘述不正確的是（）

酶①（僅有酶）

促

反

應(yīng)飛）（酶+P）

速

率

0底物濃度

A.在一定范圍內(nèi)，底物濃度影響著酶促反應(yīng)速率

B.曲線①作為實(shí)驗(yàn)對(duì)照

C.若反應(yīng)溫度不斷升高，則A點(diǎn)持續(xù)上移

D.P對(duì)該酶的活性有抑制作用

【解析】實(shí)驗(yàn)的目的是研究化合物P對(duì)淀粉酶活性的影響，不加化合物P的

①是對(duì)照組。在一定范圍內(nèi)，底物濃度越高，酶促反應(yīng)速率越高。從曲線可以看

出，同一底物濃度時(shí)，加了化合物P的一組比不加的一組酶促反應(yīng)速率低，說明

P對(duì)該酶的活性有抑制作用。酶的活性受溫度的影響，但是溫度過高的時(shí)候，酶

會(huì)變性失活。

【答案】C

7.酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的。下列關(guān)于酶的論述錯(cuò)誤的是（）

A.有些酶是核酸

B.酶的數(shù)量因參與化學(xué)反應(yīng)而減少

C.酶的活性與pH有關(guān)

D.酶的催化效率很高

【解析】酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有催化作用的有機(jī)物，絕大多數(shù)的酶是蛋白

質(zhì)，少數(shù)酶是RNAO酶既具有無機(jī)催化劑的特點(diǎn)，又具有本身的特性，即高效

性和專一性，并且需要適宜的條件（如溫度、pH等）。

【答案】B

8.下列不是影響酶活性的因素是（）

A.水的用量B.表面活性劑

C.酸堿度D.溫度

【解析】酶的活性受溫度、酸堿度以及表面活性劑的影響。水的用量只影響酶

的濃度，影響洗滌效果而不影響酶的活性。

【答案】A

9.加酶洗衣粉中含有蛋白酶，不含肽酶的原因是（）

A.肽酶制備成本太高

B.肽酶會(huì)影響蛋白酶的活性

C.衣物上的大分子蛋白質(zhì)變?yōu)槎嚯暮蠛苋菀酌撀?/p>

D.蛋白酶把蛋白質(zhì)全水解成可溶性氨基酸

【解析】在人體消化道內(nèi)，蛋白酶將蛋白質(zhì)水解成多肽，而肽酶進(jìn)一步將多肽

水解成氨基酸，因此肽酶不會(huì)影響蛋白酶的活性，蛋白酶不能將蛋白質(zhì)直接水解

成氨基酸?？紤]到衣物的實(shí)際洗滌情況，當(dāng)加酶洗衣粉中的蛋白酶將血漬、奶漬

等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成小分子多肽后，就很容易從衣物上脫落了，無需再

加肽酶。

【答案】C

10.植物體細(xì)胞雜交是培育植物新品種的新技術(shù)。雜交的第一步是去掉細(xì)胞壁，

分離出有活性原生質(zhì)體。目前最常用的分離原生質(zhì)體的方法是酶解法，在不傷害

細(xì)胞原生質(zhì)體的條件下，哪一組酶使離散細(xì)胞除去細(xì)胞壁的效果最好（