衡水中学2021届高三生物一轮复习-选修1 专题3 酶的研究与应用(共75张PPT)

4.探究酶活性最适条件和用量的实验设计 (1)探究酶活性最适条件的实验设计。 ①思路方法。
探究不同温度(或 pH)对果胶酶活性的影响时，温度(或 pH) 作为自变量，有效地控制其他无关变量，通过设置合理的温度 (或 pH)梯度来确定最适值。
②注意事项。 在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶达到所 要求的温度或 pH 条件，以避免混合后条件的变化，确保实验 结果的可信度和可靠性。
3.下列关于果胶酶的说法，正确的是( ) A.果胶酶可以分解细胞壁的主要成分——纤维素 B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物 C.果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称 D.果胶酶的化学本质是蛋白质或 RNA 答案：C
考点二 测定酶活力及不同类型的加酶洗衣粉的洗涤效果
1.酶活力的测定
2.影响果汁产量的物质及处理方法 (1)影响果汁产量的物质。 _纤__维__素___和__果__胶____是组成水果的重要物质，这两种物质 的存在使制作果汁时存在两个问题：一是果肉的_出__汁__率___低， 耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高、容易发生沉淀。 (2)处理方法：_酶__解__法___。
(3)海藻酸钠溶液配制注意事项。 对海藻酸钠溶化时要小火或间断加热，避免海藻酸钠发生 焦糊；将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合， 避免高温杀死酵母细胞；固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠与 酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2 溶液中，而不是 注射，以免影响凝胶珠的形成。 (4)CaCl2 溶液的作用。 CaCl2 溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶 珠。
器要足够大
成功标记
出现大量
__泡___沫___
搅拌充分溶解
—
小火或间断加 热，边加热边搅 拌；定容
没有焦煳 并完全溶 化
冷却至室温，再 加入活化的酵母 菌，充分搅拌， 防止出现气泡
没有气泡，液 体状
(续表)
操作过程
理论依据
温度过高会杀死活 化的酵母菌；温度
混合 过低海藻酸钠溶液
会凝固，不能与活
化的酵母菌混合
3.用固定化酵母细胞发酵 (1)配制麦芽汁或葡萄糖溶液：注意浓度适宜，过高会造成 固定的酵母细胞__失__水____，甚至死亡。 (2)固定化酵母凝胶珠的处理：固定好的凝胶珠从 CaCl2 溶 液取出后要用蒸馏水冲洗 2～3 次。洗去 CaCl2 溶液的目的是防 止凝胶珠硬度过大，影响_通__透__性___。 (3)发酵：开始时凝胶珠沉在发酵液的底部，一段时间后慢 慢上浮且有气泡产生，发酵液有酒味。
_包___埋__法_固定化
是
（续表）
项目
直接使用酶
催化反应
单一或多种
反应底物 各种物质(大分子、 小分子)
缺点
①对环境条件非 常敏感，易失活； ②难回收，成本
高，影响产品质量
优点
催化效率高、耗能 低、低污染
固定化酶 单一
各种物质 ( 大分 子、小分子)
不利于催化一系 列的酶促反应
①既能与反应物 接触，又能与产 物分离；②可以 反复利用
4.探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)实验原理。 ①加酶洗衣粉中含有酶制剂(蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤 维素酶)。 ②污渍中的蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素在酶制剂的分解 下形成小分子物质。 ③温度、pH、表面活性剂会影响酶的活性。 ④酶具有__专__一____性。
(2)实验变量。 ①自变量：加酶洗衣粉的种类。 ②无关变量：其他条件_相__同__且__适__宜___(如温度、pH 等)。 (3)实验步骤。
[ 考点梳理 ]
(1)通过测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的
活力。由于麦芽糖与 3,5-二硝基水杨酸试剂反应生成红棕色的 _氨__基__化__合__物___。在一定范围内，麦芽糖的量和红棕色物质的颜 色深浅程度成一定比例关系，利用__分__光__光__度____法进行比色， 可以测出麦芽糖的生成量。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.下列验证某种加酶洗衣粉，需要的最适温度实验正确的 是( )
A.取一系列不同温度、其他条件相同的水；加入相同的污 物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度中加酶洗衣粉的效果最好
B.在不同温度的水中，加入不等量洗衣粉，看哪种效果好 C.将加酶洗衣粉加入 30 ℃水中发现不如加到 45 ℃的水 中洗涤效果好，说明 45 ℃为最适温度 D.将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入 37 ℃的水中洗涤 同样的污物，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的最适 温度为 37 ℃ 答案：A
使纤维的结构变得蓬松，从而使 渗入到纤维深处的尘土和污垢
能够与洗衣粉充分接触，达到更
好的去污效果
洗涤实例 血渍、奶渍及各种食 品类的蛋白质污垢
食品的油渍、人体皮 脂、口红 来自面条、巧克力等 的污垢
衣服去污
3.探究不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果 根据不同季节的温度设置水温——确认适于不同季节使用 的洗衣粉，应根据当地一年中的实际气温变化来确定水温，通 常情况下，冬季、春季、秋季和夏季可分别选取 5 ℃、15 ℃、 25 ℃和 35 ℃的水温，因为这 4 个水温较符合实际情况，对现 实也具指导意义。
(2)通过测定单位时间内淀粉的消耗量来检测淀粉酶的活
力。
2.常用酶制剂的种类及其洗涤原理和实例
种类 蛋白酶
脂肪酶 淀粉酶
纤维 素酶
洗涤原理
可将蛋白质水解为易溶解或分 散于洗涤液中的小分子肽或氨
基酸
把脂肪水解为较易溶解的_____
和游离的____脂___肪_ 酸
甘油
能使淀粉迅速分解为可溶性的 麦芽糖、葡萄糖等
常用的酶及其作用特点如下表：
种类
组成
多聚半乳糖醛酸 果胶酶 酶、果胶分解酶、
果胶酯酶
本质
作用
催化果胶水解为可溶性半 蛋白质
乳糖醛酸
纤维 _C__1_酶__、____C__X、酶
素酶
葡萄糖苷酶
纤维素 蛋白质
纤维二糖
葡萄糖苷酶
――――→葡萄糖
3.实验原理 (1)酶活力的测定：酶的活力通常以单位时间内 _底__物__的__消__耗__量___或单位时间内__产__物__的__生__成__量__来表示。 (2)果胶酶的活性受温度、pH 和酶抑制剂等的影响；在最适 条件下，果胶酶的活性最高；果汁的出汁率、澄清度与果胶酶 的活性大小成__正__比____。果胶酶的用量建立在最适温度和 pH 的基础之上，此时研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应 保持不变。 (3)果胶在果胶酶的催化下形成半乳糖醛酸。
固定化细胞 一系列
小分子物质
反应物不易与 酶接近，尤其是 大分子物质，反 应效率下降
成本低、操作容 易
(1)物理吸附法(吸附法)是将酶吸附在载体表面的一种固定 方法。特点是工艺简便且条件温和，应用广泛。实质是利用酶 与载体之间的范德华力实现吸附。
(2)化学结合法(交联法)是利用酶与载体之间形成的共价键 将酶进行固定。
通
考点一 果胶酶在果汁生产中的应用 [ 考点梳理 ]
1.果胶酶 (1)定义：果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类 酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果__胶__分__解__酶__和果胶酯酶等。 (2)来源：植物、__霉__菌____、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。 (3)应用：果胶酶能够分解果胶成为可溶性的半__乳__糖__醛__酸__， 瓦解植物的____细__胞__壁____及胞间层，使榨取果汁变得更容易且 使果汁变得__澄___清___。
[ 基础测评 ] 1.关于固定化酶，下列说法不正确的是( ) A.固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结 合法和物理吸附法 B.固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法 C.由于细胞个大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸 附法固定 D.反应物是大分子物质应采用固定化酶 答案：C
2.在制备固定化酵母细胞的实验中，CaCl2 溶液的作用是用 于( )
胶酶的活性，观察果胶酶对果汁形成的作用；收 响因素等
集果胶酶其他方面利用的资料
2. 命题趋势：与酶的
2.研究并试验将有油渍、汗渍、血渍的衣物洗净 特性、种类、功能、
的
酶的探究实验等知识
办法；尝试应用脂肪酶、蛋白酶的洗涤效果；用 相结合，综合命题
实验找出在什么条件下使用加酶洗衣粉效果最好
3.制成固相化乳糖酶并检测牛奶中乳糖的分解；
③衡量实验结果的指标。 以果汁澄清度与果汁产量的多少确认果胶酶活性的高低。 (2)探究果胶酶的用量。 ①原理提示。 本实验是一个探究性的定量实验，所测出的最适用量是在 本实验的温度、pH 条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标 明温度和 pH。
②确定最适用量的方法。 如果随酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明 酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量， 过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么， 这个值就是酶的最适用量。
2.酵母细胞的固定化
操作过程
理论依据
活化酵 母细胞
新陈代谢旺盛的细胞
自由水含量____ 多
配制 CaCl2 溶液
CaCl2 溶于水
配制海藻 酸钠溶液
海藻酸钠难溶于水， 固定需要适宜的浓度
混合
温度过高会杀死活化 的酵母菌；温度过低 海藻酸钠溶液会凝 固，不能与活化的酵 母菌混合
注意事项 适宜的水温，容
步骤
注入自来水 加入物质(等量)
控制水温 加入洗衣粉
(等量) 用玻璃棒搅拌
Ⅰ 500 mL 奶渍布 37 ℃ 蛋白酶 洗衣粉 5 min
烧杯编号 Ⅱ
500 mL 奶渍布 37 ℃ 复合酶 洗衣粉 5 min
Ⅲ 500 mL 奶渍布 37 ℃ 脂肪酶 洗衣粉 5 min
[ 基础测评 ] 1.探究温度对果胶酶的影响、pH 对酶活性的影响、果胶酶 的用量三个实验中，实验变量依次为( ) A.温度、酶活性、酶用量 B.苹果泥用量、pH、果汁量 C.反应时间、酶活性、酶用量 D.温度、pH、果胶酶用量 答案：D
制备固定化酵母细胞的实验注意事项 (1)酵母细胞的活化。 酵母细胞需要的活化时间较长，一般需要 0.5～1 h，需要 提前做好准备。此外，酵母细胞活化时体积会变大，因此活化 前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出 容器外。 (2)海藻酸钠溶液的浓度。 海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，因为如果 海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低， 形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，都会影响实验效果。
专题3 酶的研究与应用
[考情分析]
课标要求
命题解读
1.研究酶的存在和简单制作方法 2.尝试利用酶活力测定的一般原理和方法
3.探讨酶在食品制造和洗涤等方面的应用
4.尝试制备和应用固相酶
活动建议：
1. 高考主要以综合题
1.探究利用苹果匀浆制成果汁的最佳条件，检测 形式考查影响微生物
果
代谢中酶的活性的影
A.调节溶液 pH B.进行离子交换 C.胶体聚沉 D.为酵母菌提供 Ca2＋ 答案：C
3.下列有关固定化酵母细胞制备步骤不恰当的是( ) A.应使干酵母与水混合并搅拌，以利于酵母菌活化 B.配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热方法 C.向刚溶化好的海藻酸钠溶液加入已活化的酵母细胞，充 分搅拌并混合均匀 D.混有酵母的海藻酸钠液移至注射器并滴加到 CaCl2 溶液 中形成凝胶珠 答案：C
固定化酵 母细胞
海藻酸钠形成的凝 胶能够固定酵母细 胞
注意事项 冷却至室温， 再加入活化的 酵母菌，充分 搅拌，防止出 现气泡 以恒定速率将 海藻酸钠溶液 缓慢滴加到 CaCl2 溶液中， 要 在 CaCl2 溶 液 中 固 定 30 min 左右
成功标记
没有气泡，液体 状
凝胶珠的颜色较 深，一般为乳白 色或黄色，形状 为圆形或椭圆 形。凝胶珠一般 沉在 CaCl2 溶液 的底部
[ 基础测评 ] 1.下列关于果胶酶作用的叙述，错误的是( ) A.果胶酶是催化剂，可改变反应速度 B.果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层 C.在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清 D.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸 答案：D
2.下列不是果胶酶成分的是( ) A.纤维素酶 B.果胶分解酶 C.多聚半乳糖醛酸酶 D.果胶酯酶 答案：A
考点三 制备和应用固定化酶
[ 考点梳理 ]
1.直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较
项目 酶的种数
常用载体
制作方法 是否需要 营养物质
直接使用酶 一种或几种
固定化酶 一种
高岭土、皂土、硅
—
胶、凝胶
化学结合固定化、 —
物理吸附固定化
否
否
固定化细胞 一系列酶
明胶、琼脂糖、海 藻酸钠、醋酸纤维 素、聚丙烯酰胺