2021高考生物二轮复习专题七生物与环境考点三酶的应用课件

的活性，所以该实验的目的是探究不同来源果胶酶的活 性。（2）根据实验设计可知，该实验是探究果胶酶的最 适温度，所以自变量是温度，因变量是果胶酶的活性， 用出汁量进行衡量，出汁量越多则果胶酶活性越高。该 实验方案中，温度应该在常温范围内设置系列温度梯度 且梯度差值相等；另外探究温度对酶活性的影响时，应 保证酶促反应只能在设定的温度下进行，同一实验组的 反应温度只能是一个，所以实验操作应该是将各组盛有 果胶酶的试管与盛有果泥的试管分别在设定温度下处理
考点三 酶的应用
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一定时间后再将两只试管混合，才能保证实验在设定的 温度下进行。（3）根据题意，若要检测加入酶的量等于 0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，则实验的自变 量是果胶酶的量，因变量是出汁量。对照实验的设计应 遵循单一变量原则和对照原则，根据实验设置，E组应 加入缓冲液而不是蒸馏水，才符合实验设计应遵循单一 变量原则。
减少或生成物的增加来反映酶活性，所以可以用碘液检
测淀粉的减少，也可用斐林试剂检测还原糖（或葡萄
糖）的增加。（2）鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺
凝胶电泳法，凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷
对迁移率的影响，并使蛋白质发生变性。（3）分析题中
曲线可知，在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得
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的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比
较。这一实验的目的是
。
（2）现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适
温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入
等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分
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别置于 0 ℃、5 ℃、10 ℃、40 ℃下保温相同时间，然
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实验流程： 制备苹果泥→设置一系列具有梯度的温度或pH→加入 果胶酶反应一段时间→过滤果汁→测量果汁量并记录。 2.土壤是酵母菌的大本营，若从含有酵母菌、醋酸 菌、青霉菌、毛霉等的土壤中分离到较纯的酵母菌，最 简便的方案是在无氧条件下选择培养，固定酵母细胞时 首先将干酵母放入蒸馏水中活化。 （1）若制得凝胶珠颜色过浅，可能的原因：海藻 酸钠浓度过低。
名师特别提醒
1.果胶酶可以瓦解植物的细胞壁及胞间层。使浑浊 的果汁里的果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，而使果汁 变得澄清。所以可以用出汁率和澄清度来判断果胶酶的 活性。
2.设置温度梯度、pH梯度实验可以探究它们对酶活 性的影响。
3.加酶洗衣粉的酶制剂有四类：碱性蛋白酶和脂肪 酶（最广泛）、淀粉酶和纤维素酶。
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4.葡萄糖异构酶能将葡萄糖转化成果糖。该酶固定化 后优点：能与反应物接触，又能与产物分离，同时固定在 载体上的酶还可以被反复利用，降低成本。
5.制备凝胶珠时：（1）海藻酸钠浓度过低，酵母细 胞会暴露在表面，固定效果差；（2）CaCl2浓度过低制得 的凝胶珠过软，而成椭球形；（3）CaCl2浓度过高制得的 凝胶珠过硬，不利于溶液（底物）进入凝胶内部发酵。
（写出3个）。
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（3）利用海藻酸钠作为载体，固定上述筛选所得
菌种并进行实验，流程为：配制海藻酸钠溶液―→海藻
酸钠溶液与乳酸菌混合―→固定化乳酸菌细胞―→无菌
水清洗―→固定化乳酸菌产酸效率实验。
①实验中固定化乳酸菌的技术属于
法，与
不进行固定化相比，采用该技术的优点是
。
②无菌水清洗凝胶珠的目的是______________
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解析：（1）用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，如 果使用开水，会使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清
洗。使用碱性洗衣粉去除衣服上的血渍，碱性条件下只
有蛋白酶丙有活性，应选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣
粉。（2）脂肪酶的化学成分为蛋白质，会被蛋白酶水 解。（3）蛋白酶和其作用的蛋白质类污渍的氨基和羧基 均会发生解离，pH会影响其解离状态。
__________________________________________。 解析：（1）根据题意可知，用三种不同的果胶酶进
行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都
相同，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较，
说明该实验的自变量是果胶酶的来源，因变量是果胶酶
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__________________________________________。
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解析：（1）乳酸菌繁殖所需要的营养物质包括水、 无机盐、碳源、氮源等，培养乳酸菌时还需要在培养基 中添加维生素。（2）为筛选目的乳酸菌种，在严格无菌 操作下，先将含豆乳的培养液灭菌，再冷却、分装，再 分别接种待选的不同乳酸菌种。以豆乳（豆浆和脱脂奶 粉按适当比例混合制成）为原料，经乳酸菌发酵而成的 酸豆乳，营养丰富且胆固醇和乳糖的含量低，所以发酵 后，需要检测和比较的主要指标有乳酸（“pH”）、胆
由是
。
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（2）某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售
的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的做法
（填“合理”或“不合理”），理由是
。
（3）已知溶液的pH可以影响酶的活性，请推测pH
影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子
中
（填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧
基和甲基”或“甲基和甲基”）等基团的解离状态。
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1.探究影响果胶酶活性的因素（温度或pH）的实验： 分析： （1）酶的活性：酶的活性是指酶催化一定化学反应的 能力。 （2）实验原理：果胶酶的活性受温度、pH和酶抑制剂 的影响，在最适温度或pH时，其活性最高。果肉的出汁 率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性成正比。 （3）该实验的自变量是温度或pH，因变量是酶的活 性，检测因变量是通过测定果汁的体积或澄清度来实现的。
答案：（1）碳源，氮源 （2）冷却、分装（“分 组”） 乳酸（“pH”）、胆固醇和乳糖的含量 （3）①包埋 可重复利用乳酸菌，易于产物分离 ②去 除凝胶珠表面附着的乳酸及其他杂质（“获得纯净的凝 胶珠”）
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固醇和乳糖的含量。（3）①乳酸菌多采用包埋法固定 化，即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载 体中。与进行不固定化相比，该技术的优点是可重复利 用乳酸菌，产物易于分离。②将固定好的凝胶珠用无菌 水冲洗2～3次，其目的是洗去凝胶珠表面附着的乳酸及 其他杂质，获得纯净的凝胶珠。
答案：（1）探究不同来源果胶酶的活性 （2）温
度范围设置不合适 温度梯度设置不合理（或各组的酶
促反应受两个不同温度影响） （3）不能 E组加入蒸
馏水而不是缓冲液，违背了单一变量原则
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热点2 固定化技术
3.（2020·广州二模）酸豆乳是以豆乳（豆浆和脱脂
奶粉按适当比例混合制成）为原料，经乳酸菌发酵而
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定时间后，测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较
不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶
的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组
设计
（填“能”或“不能”）达到目的，其原
因是__________________________________________
专题八 生物技术实践
考点三 酶的应用
1.图解酶的应用与固定化
核心知识整合
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核心知识整合
2.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
项目
直接使用酶 固定化酶 固定化细胞
酶的种类
一种或几种
一种
一系列
常用固定方法
化学结合法、
—
物理吸附法
包埋法
是否需要营养物质
否
否
是
催化反应
单一或多种
单一
一系列
一种在低温下有催化活性的α淀粉酶A3，并对其进行了 研究。回答下列问题：
（1）在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测
淀粉的减少，检测应采用的试剂是
，也可采用
斐林试剂检测
的增加。
（2）在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电 泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用
是
和
。
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热点1 考查酶活力的测定
1.（2020·吉林省延边调研）回答下列问题：
（1）蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如
下图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不
应该使用开水，原因是
。若要
去除衣服上的血渍，应选择含有
（填“蛋白酶
甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”）的碱性洗衣粉，理
成，营养丰富且胆固醇和乳糖的含量低。研究人员为了
提高酸豆乳的品质进行了相关实验。回答下列问题。
（1）乳酸菌繁殖所需要的营养物质有水、无机
盐、
。
（2）为筛选目的乳酸菌种，在严格无菌操作下，先
将含豆乳的培养液灭菌，
，再分别接种待选的
不同乳酸菌种，37 ℃恒温发酵10 h。发酵后，需要检测
和比较的发酵液主要指标有
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（2）若发现制得的凝胶珠容易破裂，可能的原 因：凝胶珠在氯化钙溶液中浸胞按发酵要求进行酒 精发酵时，发现发酵液中酸味较重，可能的原因：凝胶 珠或发酵过程受到了杂菌污染。
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高考真题回顾
（2020·全国卷Ⅱ）研究人员从海底微生物中分离到
答案：（1）开水使血中的蛋白质变性而沉淀，难 以清洗 蛋白酶丙 碱性条件下只有蛋白酶丙有活性
（2）不合理 蛋白酶会降解脂肪酶 （3）羧基和氨基
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2.生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出
汁率。回答下列相关问题：
（1）某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各
组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组
高考真题回顾
的相对酶活性不同，可推测缓冲系统的组分对酶活性有 影响。（4）由于酶分子体积小，容易从包埋材料中漏 出，所以固定化酶时，一般不采用包埋法。
答案：（1）碘液 还原糖（或答：葡萄糖） （2）消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响 使蛋白质 发生变性
（3）在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的 相对酶活性不同 （4）酶分子体积小，容易从包埋材料 中漏出
后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量的平均值。
该实验温度设置的不足之处有
和
。
（3）某同学取 5 组试管（A～E）分别加入等量的同 种果泥，在 A、B、C、D、4 个实验组的试管中分别加入 等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水 使 4 组试管内液体体积相同；E 组加入蒸馏水使试管中液 体体积与实验组相同。将 5 组试管置于适宜温度下保温一
高考真题回顾
（3）本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使 用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同学
据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依
据是
。
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高考真题回顾
（4）在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋
法，原因是
（答出1点即可）。
解析：（1）测定酶活性时，可以通过检测反应物的
反应物不易与酶 接近，尤其是大 分子物质，可使 反应效率下降
成本低、操作容 易
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核心知识整合
3.流程法理解固定化酵母细胞 酵母细胞的活化→配制物质的量浓度为 0.05 mol/L 的 CaCl2 溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵 母细胞混合→固定化酵母细胞→冲洗→发酵。
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各种物质 各种物质
反应底物 （大、小分 （大、小分 小分子物质
子）
子）
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核心知识整合
续上表
①对环境条件非常敏 感，易失活；②难回 不利于催化 缺 收，成本高；③酶混 一系列的酶 点 在产物中，影响产品 促反应 质量
①既能与反 应物接触， 优 催化效率高、耗能 又能与产物 点 低、污染低 分离；②可 以重复利用