高三一輪生物總復(fù)習(xí)-第50講 酶的應(yīng)用 課件【系列二】

1、生物技術(shù)實(shí)踐第11章第50講酶的應(yīng)用一天進(jìn)步一點(diǎn)點(diǎn)考綱要求考情分析命題趨勢1酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用2制備和應(yīng)用固相化酶2017，江蘇卷，17T,20T2016，江蘇卷，29T2015，山東卷，35T2015，江蘇卷，20T酶在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用在某些省份不屬于考試范圍，近五年來在新課標(biāo)全國卷地區(qū)不曾出現(xiàn)，但也應(yīng)加以關(guān)注，題型常以非選擇題的形式考查影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)及處理方法、探究影響果膠酶活性因素的實(shí)驗(yàn)分析、探究加酶洗衣粉的洗滌效果的分析等內(nèi)容，著重考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)在江蘇高考中多有出現(xiàn)，但在有些省份不屬于考試內(nèi)容，復(fù)習(xí)中多關(guān)注考試說明分值：215分考 點(diǎn)

2、一考 點(diǎn) 二考 點(diǎn) 三考 點(diǎn) 四1果膠酶的組成及作用：果膠酶包括_、_和果膠酯酶，能使果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解_和胞間層。2酶的活性及影響酶活性的因素(1)酶的活性：指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力，可用_來表示。(2)影響酶活性的因素：溫度、pH和_等條件都會影響酶的活性。 考點(diǎn)一酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用多聚半乳糖醛酸酶果膠分解酶植物細(xì)胞壁反應(yīng)速率酶的抑制劑3加酶洗衣粉和酶制劑：加酶洗衣粉是指含有_的洗衣粉，常用的酶制劑有四類：_、脂肪酶、_和纖維素酶。4加酶洗衣粉的去污機(jī)理酶制劑蛋白酶淀粉酶蛋白質(zhì)小分子肽甘油脂肪酸麥芽糖葡萄糖纖維1判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。(1)果膠在

3、果汁加工中影響出汁率，使果汁渾濁。()(2)果膠酶是一種只能分解果膠的酶，這種酶同樣具有專一性。()(3)酶的活性是指一定條件下酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。()(4)影響酶活性的因素只有溫度和pH。()(5)棉紡品的表面浮毛用加了蛋白酶的洗衣粉洗滌，去浮毛效果最佳。()2(2014江蘇卷)下列關(guān)于加酶洗衣粉的敘述，正確的是()A高溫易使酶失活，因此冷水洗滌去污效果應(yīng)該比溫水好B洗衣粉中表面活性劑對堿性蛋白酶活性有一定的促進(jìn)作用C在pH低于70的自來水中，堿性蛋白酶依然能起作用D洗衣粉中酶主要是通過快速分解溶在水里的污漬發(fā)揮作用解析溫度過高酶容易失去活性，但是溫度過低酶的活性降低，冷水洗滌

4、去污效果應(yīng)該比溫水差；洗衣粉中的表面活性劑對堿性蛋白酶活性沒有促進(jìn)作用；堿性蛋白酶的最適宜pH是89，在pH低于70的自來水中，仍然能夠起作用，只是與最適宜pH條件下相比作用較弱；洗衣粉中酶主要是通過使蛋白質(zhì)等水解成可溶性的小分子的氨基酸或多肽等，使污跡容易從衣物上脫落。C3果膠酶的作用底物是果膠，下列有關(guān)敘述正確的是()A果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一B果膠酶可催化果膠分解成可溶性的半乳糖，使得渾濁的果汁變澄清C果膠是由半乳糖聚合而成的一種高分子化合物D果膠酶就是果膠分解酶的簡稱解析果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一；在果汁加工中，果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁

5、；果膠酶能夠?qū)⒐z分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，提高出汁率，并且使果汁變得澄清。A1探究影響果膠酶活性因素實(shí)驗(yàn)的分析(1)實(shí)驗(yàn)原則：單一變量原則、對照性原則。嚴(yán)格控制變量，盡量減少無關(guān)變量的影響。(2)實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶活性受溫度、pH或酶抑制劑的影響，在最適溫度或pH時，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小成正比。一酶在果汁生產(chǎn)、洗滌等方面的應(yīng)用2探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果(1)判斷加酶洗衣粉洗滌效果的方法：可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如已消失、顏色變淺、面積縮小等。(2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則是對照原則和單一變量原

6、則，如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有何不同時，以洗衣粉的種類為自變量，其他條件完全一致；同時，普通洗衣粉處理污物與加酶洗衣粉處理污物形成對照。(3)變量分析實(shí)驗(yàn)自變量因變量無關(guān)變量探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果洗衣粉種類(普通和加酶)洗滌效果水的用量，污物的量，實(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地與大小，不同洗衣粉的用量，攪拌、洗滌時間等探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果加酶洗衣粉中酶的種類探究不同溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響溫度例1 某同學(xué)用含有不同種類酶制劑的洗衣粉進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。請回答以下問題：(1)該實(shí)驗(yàn)的目的是探究_。該實(shí)驗(yàn)還應(yīng)控制的無關(guān)變量有_。該實(shí)驗(yàn)中_分別構(gòu)成兩組對照實(shí)驗(yàn)。

7、組別布料污染物水溫A(蛋白酶洗衣粉)66 cm蛋白膜40 B(脂肪酶洗衣粉)66 cm蛋白膜40 C(蛋白酶洗衣粉)66 cm淀粉膜40 酶的作用具有專一性洗衣粉的用量、污染程度、水質(zhì)、水的pH等A和B、A和C(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中可通過觀察_來判斷酶的催化效率。(3)蛋白酶洗衣粉的去污原理是_。(4)大力推廣使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，這是因?yàn)開。(5)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學(xué)物質(zhì)層層包裹的，遇水后包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用，這是否應(yīng)用了酶的固定化技術(shù)并說明理由。_。膜消失的時間長短在蛋白酶催化作用下蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物溶于水中酶蛋白進(jìn)入環(huán)境后容易

8、被微生物分解，避免過多的磷進(jìn)入水體，造成水體富營養(yǎng)化否。加酶洗衣粉中的酶沒有固定在不溶于水的載體上，也不能重復(fù)使用解析(1) 該實(shí)驗(yàn)可根據(jù)膜消失時間的長短來判斷酶的催化效率，即膜消失的時間越分析表格可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量有兩個，即酶的種類、污染物的種類，因變量為污染物是否消失，無關(guān)變量為洗衣粉的用量、污染程度、水質(zhì)、水的pH等。所以該實(shí)驗(yàn)的目的是探究酶的作用具有專一性；根據(jù)探究實(shí)驗(yàn)的對照原則和單一變量原則可知，該實(shí)驗(yàn)中A與B、A與C構(gòu)成兩組對照實(shí)驗(yàn)。(2)短，說明酶的催化效率越高。(3)蛋白酶能夠催化污垢中的蛋白質(zhì)水解，水解產(chǎn)物溶于水中，達(dá)到去污效果。(4)加酶洗衣粉中酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其進(jìn)

9、入環(huán)境后容易被微生物分解，大力推廣使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，可以避免過多的磷進(jìn)入水體，造成水體富營養(yǎng)化，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)。(5)加酶洗衣粉中的酶沒有固定在不溶于水的載體上，不能重復(fù)利用，因此加酶洗衣粉中的酶不是固定化酶。例1 (2015海南卷)生產(chǎn)果汁時，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁量?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題：(1)某同學(xué)用三種來源的果膠酶進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn)，各組實(shí)驗(yàn)除酶的來源不同外，其他條件都相同，測定各組的出汁量，據(jù)此計(jì)算各組果膠酶活性的平均值并進(jìn)行比較。這一實(shí)驗(yàn)的目的是_。(2)現(xiàn)有一種新分離出來的果膠酶，為探究其最適溫度，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取試管16支，分別加入等量的果泥、果膠酶、緩

10、沖液，混勻，平均分為4組，分別置于0 、5 、10 、40 下保溫相同時間，然后，測定各試管中的出汁量并計(jì)算各組出汁量平均值。該實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)計(jì)的不足之處有_ 和_。(3)某同學(xué)取5組試管(AE)分別加入等量的同種果泥，在A、B、C、D 4個實(shí)驗(yàn)組的試管中分別加入等量的緩沖液和不同量的同種果膠酶，然后，補(bǔ)充蒸餾水使4組試管內(nèi)液體體積相同；E組加入蒸餾水使試管中液體體積與實(shí)驗(yàn)組相同。將 5組試管置于適宜溫度下保溫一定時間后，測定各組的出汁量。通過AD組實(shí)驗(yàn)可比較不同實(shí)驗(yàn)組出汁量的差異。本實(shí)驗(yàn)中，若要檢測加入酶的量等于0而其他條件均與實(shí)驗(yàn)組相同時的出汁量，E組設(shè)計(jì)_(填“能”或“不能”)達(dá)到目的，其原

11、因是_。答題送檢來自閱卷名師報告錯誤致錯原因扣分(1)考生語言組織不準(zhǔn)確，沒有突出“酶的活性”4(2)考生綜合分析能力不足3(3)考生不能準(zhǔn)確攝取題干信息，從而產(chǎn)生錯誤答案3解析 (1)利用不同來源的果膠酶處理果泥，檢測各組出汁量，據(jù)此可以比較不同來源的果膠酶的活性大小。(2)探究果膠酶的最適溫度時，一般在2070 范圍內(nèi)，每隔5 進(jìn)行梯度設(shè)計(jì)。顯然題中溫度設(shè)置過低，溫度梯度設(shè)置不均。(3)本實(shí)驗(yàn)的目的是檢測不同量的同種果膠酶下的出汁量的差異，為保證單一變量，AE組都應(yīng)加入等量緩沖溶液。規(guī)范答題 (除注明外，每空3分)(1)比較不同來源果膠酶的活性(4分，其他合理答案也給分)(2)溫度范圍設(shè)置

12、不合理溫度梯度設(shè)置不合理(其他合理答案也給分)(3)不能(2分)未加入緩沖液(其他合理答案也給分)1果膠酶能分解果膠等物質(zhì)，澄清果蔬飲料，在食品加工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。某興趣小組的同學(xué)對三種不同品牌的果膠酶制劑(制劑中果膠酶濃度相同)進(jìn)行了探究，其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。(注：“”越多表示果汁越渾濁。)分組蒸餾水(mL)緩沖液(mL)果汁(mL)果膠酶制劑(mL)果汁渾濁程度甲乙丙1225200222502032250024X25000Y(1)表中X所代表的數(shù)值應(yīng)為_，Y的果汁渾濁程度應(yīng)表示為_(用若干個“”表示)。(2)除了觀察果汁渾濁程度外，還可以通過檢測_ _的變化量來判斷不同品牌

13、果膠酶制劑的效果。若使用該方法，相關(guān)物質(zhì)變化量最大的是_組。(3)微生物是生產(chǎn)果膠酶的優(yōu)良生物資源。若分離和篩選能產(chǎn)生果膠酶的微生物，使用的培養(yǎng)基應(yīng)以_為唯一碳源；如需進(jìn)一步純化果膠酶，可根據(jù)果膠酶分子的_ _(至少寫出兩點(diǎn))等特性進(jìn)行分離提純。由于果膠酶的活性容易受到外界環(huán)境因素的干擾，所以應(yīng)利用_技術(shù)。4(或多于) 反應(yīng)物(或果膠、半乳糖醛酸、 生成物、產(chǎn)物) 1果膠形狀和大小(或所帶電荷性質(zhì)和多少、溶解度、吸附性質(zhì)和對其他分子的親和力等) 固定化酶(或固定化細(xì)胞) 1固定化酶(1)應(yīng)用實(shí)例果糖生產(chǎn)：_將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖。(2)固定化酶技術(shù)：將酶固定在顆粒狀的載體上，再將酶顆粒裝到反應(yīng)柱內(nèi)

14、，反應(yīng)柱底端的孔應(yīng)滿足_無法通過而_可以自由通過。考點(diǎn)二固定化酶和固定化細(xì)胞葡萄糖異構(gòu)酶酶顆粒反應(yīng)溶液2固定化細(xì)胞技術(shù)(1)概念：利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。(2)方法：_法、化學(xué)結(jié)合法和_法。(3)制備固定化酵母細(xì)胞的操作流程：酵母細(xì)胞的_配制0.05 mol/L CaCl2溶液配制_溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞沖洗發(fā)酵。包埋物理吸附活化海藻酸鈉直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞制作方法化學(xué)結(jié)合法固定化、物理吸附法固定化包埋法固定化是否需要營養(yǎng)物質(zhì)否否是催化反應(yīng)單一或多種單一一系列(或多種)直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞反

15、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)對環(huán)境條件非常敏感，易失活；難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化一系列酶促反應(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、低污染既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離可以重復(fù)利用成本低、操作容易1判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。(1)一般來說，酶更適合用包埋法固定化，細(xì)胞更適合用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定化。()(2)海藻酸鈉溶液濃度越高，形成凝膠珠越容易，包埋的酵母細(xì)胞數(shù)量越多。()(3)化學(xué)法固定化酶或固定化細(xì)胞是利用氫鍵的作用力將酶分子或細(xì)胞相互連接起來。()2下列關(guān)于酶的應(yīng)用的說法中，

16、合理的是()A使用加酶洗衣粉先用熱水浸泡洗衣粉和衣物，洗滌效果好B污漬成分比較復(fù)雜時應(yīng)選用復(fù)合酶洗衣粉，以減少用量C加酶洗衣粉中的酶制劑需用特定材料包裹，屬于固定化酶D固定化酶可以反復(fù)使用，且固定化后不會影響酶的催化活性解析熱水浸泡會使酶失活，從而降低加酶洗衣粉的洗滌效果，A項(xiàng)錯誤；復(fù)合酶洗衣粉中有多種酶，因酶具有專一性，所以污漬成分復(fù)雜時選用復(fù)合酶洗衣粉較好，B項(xiàng)正確；特定材料包裹酶是避免酶在不良環(huán)境中失活，不屬于固定化酶，C項(xiàng)錯誤；通過化學(xué)結(jié)合法等方法固定酶會影響其催化活性，D項(xiàng)錯誤。B3下列有關(guān)固定化酶和固定化酵母細(xì)胞的敘述，錯誤的是()A反應(yīng)底物和產(chǎn)物的濃度對固定化酶的活性有影響B(tài)作為

17、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)勢明顯解析尿糖試紙由于使用后不能將反應(yīng)物和酶分開，故不能再次使用，C項(xiàng)錯誤。C一酵母細(xì)胞的固定化方法例1 為了探究啤酒酵母固定化的最佳條件，科研人員研究了氯化鈣濃度對固定化酵母發(fā)酵性能的影響，結(jié)果如下圖。請回答：(1)與利用游離酵母生產(chǎn)啤酒相比，利用固定化酵母的優(yōu)點(diǎn)有_。(2)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨氯化鈣濃度的增大，凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度_。(3)結(jié)合發(fā)酵性能分析，制備凝膠珠適宜的氯化鈣濃度為_。當(dāng)氯化鈣濃度過高時，發(fā)酵液中的糖度升高，酒精度下降，發(fā)酵受到影響，原因是_。(

18、4)用海藻酸鈉作載體包埋酵母細(xì)胞，溶解海藻酸鈉時最好采用_的方法，以防發(fā)生焦糊。熔化好的海藻酸鈉溶液應(yīng)_后，再與已活化的酵母細(xì)胞充分混合。若海藻酸鈉濃度過低，會導(dǎo)致_，固定效果大大降低?？啥啻问褂谩⒈阌诋a(chǎn)物分離、提高產(chǎn)品質(zhì)量等(意思對即可) 增大2.0molL1凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度過大，通透性降低，影響糖進(jìn)入顆粒內(nèi)部小火或間斷加熱冷卻至室溫酵母細(xì)胞從顆粒中漏出解析 (1)與游離酵母相比，固定化酵母細(xì)胞既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，還可以反復(fù)利用。因此利用固定化酵母細(xì)胞既可以降低生產(chǎn)成本，又能提高產(chǎn)品的質(zhì)量。(2)由圖中曲線可知，氯化鈣濃度增大，凝膠珠完整率增加，由此推測凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度隨氯化鈣濃度

19、增大而增大。(3)由圖中曲線可知，氯化鈣濃度為20 molL1時，酒精度最高，說明氯化鈣濃度為20 molL1時，制備的凝膠珠最有利于發(fā)酵。當(dāng)氯化鈣濃度過高時，發(fā)酵液中的糖度高，酒精度低，說明不利于酒精發(fā)酵，原因可能是凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度過大，通透性降低，影響糖進(jìn)入顆粒內(nèi)部。(4)溶解海藻酸鈉時易發(fā)生焦糊，因此加熱時必須用小火或間斷加熱。溶化好的海藻酸鈉應(yīng)冷卻至室溫后再加入活化的酵母細(xì)胞，否則將殺死酵母細(xì)胞。若海藻酸鈉濃度過低，會導(dǎo)致酵母細(xì)胞從顆粒中漏出，固定效果大大降低。(2)培養(yǎng)微生物L(fēng)前，宜采用_方法對接種環(huán)進(jìn)行滅菌。(3)純化后的乳糖酶可用電泳法檢測其分子量大小。在相同條件下，帶電荷相同的蛋白質(zhì)電泳速度越快，說明其分子量越_。(4)乳糖酶宜采用化學(xué)結(jié)合法(共價鍵結(jié)合法)進(jìn)行固定化，可通過檢測固定化乳糖酶的_確定其應(yīng)用價值。除化學(xué)結(jié)合