高三生物总复习-第41讲酶的研究与应用教案.pdf

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1、-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-2012 高三生物总复习教案 第 41 讲 酶的研究与应用 教学案【考纲要求】酶的研究与应用 考纲要求 具体内容(1)果胶酶在果汁生产中的作用(2)加酶洗衣粉的洗涤效果(3)酵母细胞的固定化 I I 实验内容(1)酶活性的检测(2)影响酶活性的条件及应用(3)固定化酵母细胞的制作方法及应用 实验与探究能力【考点分析】考点 试卷类型 分值 题型(1)果胶酶在果汁生产中的作用(2)加酶洗衣粉的洗涤效果(3)酵母细胞的固定化(1)酶活性的检测(2)影响酶活性的条件及应用(3)固定化酵母细胞的制作方法及应用 2008 广东 15 非选择题 200

2、8 江苏 2 选择题 2008 江苏 9 非选择题 2008 广东 2 选择题 2007 广东 2 选择题 2008 江苏 10 非选择题 2009 广东 2 选择题 2009 江苏 6 非选择题【考点预测】从近几年高考试题看，酶的作用、活性及其检测、影响酶的条件及应用等内容是命题的素材。本专题是现在生物学的焦点和热点，说明酶在生活、生产中的应用及影响酶活性的因素并能设计实验证明，将成为今年高考的命题点。本专题内容侧重考查学生的实际应用能力，由于很多课题的开展具有一定的难度，从考试的角度上讲也很难实现动手能力的考查。从近几年新课标地区生物试题看注重考查基础知识，同时进行简单应用的考查。考查知识

3、点分布主要集中在酶的作用、酶活性及其检测、影响酶的条件及应用、实验方案的设计及其有关变量的控制等。以非选择题为主，为选做题之一。总体上来说本单元的考查难度较低，-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-且作为选做题出现。在复习的过程中，注意与必修一中有关酶的知识相联系。主要是明白酶在生产中的应用，会设计实验证明酶的高效性、专一性，影响酶的因素等，其中设计实验要求较高。本专题的多个探究实验，为高考命题提供了大量素材，包括探究实验的思想、要求和原则。其中关于酶的几个应用点，将成为高考命题的热点，也是本专题的重点。【知识梳理】一、果胶酶在果汁生产中的作用 1、果胶酶的作用 2、酶的活性

4、及影响因素 3、探究果胶酶的用量 二、探究加酶洗衣粉的洗涤效果 三、酵母细胞的固定化 1、固定化酶 2、固定化细胞技术 3、制备固定化酵母细胞【重点解析】一、果胶酶在果汁生产中的应用 1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 常用的酶及其作用特点如下：组成 本质 作用 果胶酶 多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶 蛋白质 催化果胶水解成为可溶性半乳糖醛酸 2果胶酶在果汁生产中的作用-WORD 格式-可编辑-专业资料

5、-完整版学习资料分享-(1)果胶酶的作用 植物细胞壁及胞间层的主要组成成分之一是果胶。果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，果胶酶的作用是把果胶水解成可溶性的半乳糖醛酸。(2)酶的活性 酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶活性高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量表示。3探究温度或 pH)对果胶酶活性的影响 (1)实验原理 果胶酶活性受温度(或 pH)影响。处于最适温度(或 pH)时活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。(2)实验流程 (3)记录结果 实验 温度 30 3

6、5 40 45 50 55 60 65 70 果汁 量(mL)或 pH 5 6 7 8 9-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-果汁量(mL)例 1、工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某学生设计了如下实验：将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在 30水浴中恒温处理 lo min(如图 A)。将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在 30水浴中恒温处理 lo rain(如图 B)。将步骤处理后的昆合物过滤，收集滤液，测果汁量(如图 C)。在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量如下：温度oC 30 35 40 45 50

7、 55 60 65 果汁量mL 8 13 15 25 15 12 11 10 根据上述实验，请分析回答下列问题：(1)果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中 的水解。(2)实验结果表明，当温度为 时果汁量最多，此时果胶酶的活性 。当温度再升高时，果汁量降低，说明 。(3)实验步骤的目的是 。解析：(1)果胶酶可将果胶水解为可溶性的半乳糖醛酸，故可破除细胞壁。(2)表中数据显示在温度为 45时果汁量最多，意味着此温度下果胶酶活性最高，此后，随温度升高酶活性降低。(3)实验步骤的目的是避免果汁和果胶酶混合时发生温度变化。答案：(1)果胶(2)45 最高酶活性降低(3)避免果汁和果胶酶混合

8、时影响混合物温度，从而影响果胶酶活性 二、探究加酶洗衣粉的洗涤效果和酵母细胞的固定化 1实验原理 加酶洗衣粉中含有酶制剂，即包括有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶等。根据酶的专一性，污垢中的蛋白质、脂肪、淀粉和纤维素可以在酶制剂的催化作用下分锯成小分子物质，从而达到去除污渍的能力。温度、pH、表面活性剂等都会影响酶的浓度。2普通洗衣粉中通常含有表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分；有的洗衣粉中还含-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-有增白剂、香精和色素、填充剂等。其中的表面活性剂可以产生泡沫，可将油脂分子分散开，水软化剂可以分散污垢等等。加酶洗衣粉可将大分子有机物分解成

9、易溶于水的小分子有机物，从而与纤维素分离。3自变量的确定 比较普通洗衣粉与加酶洗衣粉的洗涤效果中，自变量是洗衣粉的种类，其余变量是无关变量，应严格控制，以免造成干扰；探究加酶洗衣粉的最适温度中，水温是自变量，水温梯度应较小；不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果，洗衣粉种类为 例 2 关于蛋白酶的叙述，不正确的是 ()l A蛋白酶是蛋白质 B蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病 C蛋白酶可以水解所有的肽键 D利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性 解析：主要考查蛋白酶的化学本质、作用部位以及应用。蛋白酶是蛋白质，只有核酸类酶是一类具有生物催化功能的核糖核酸(RNA)分子；通过酶分子修饰，可以提高酶活力，增加酶的稳定

10、性，消除或降低酶的抗原性，所以利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性；蛋白酶可以作为药品治疗某些消化道疾病；蛋白酶能水解某些氨基酸形成多肽，但不能水解所有的肽键。例如：胰蛋白酶仅水解由赖氨酸、精氨酸的羧基与其他氨基酸的氨基形成的肽键，生成多肽。答案：C【实战训练】（09 广东文基）1嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是 A炒肉的过程中加入 B肉炒熟后起锅前加入 C先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟 D室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-答案：D 解析：本题考查酶的使用方法，酶的活性容易受到温度，酸碱度影

11、响而失活，所以要保持酶的活性，才能使之发挥作用。ABC 在反应之前都经高温处理了，所以酶失去活性，只有 D，先让酶反应，后炒熟，不影响酶的作用发挥。（09 江苏卷）2（6 分）酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶液对细胞壁成分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛（以植物为食）消化腺中提取；果胶酶、纤维素酶从微生物中提取。为了研究不同酶液的酶解效果，某实验小组取无菌烟草幼叶，切成相同大小的小片，等量放入 6 支试管中，试剂用量和实验结果列于下表。请回答有关问题。试管编号 项目 I V 蒸馏水（mL）2 O 1 1 1 1 缓冲液（mL）0 2 1 0.5 0.5 0.5 果胶酶液（mL）O 0 O 0.5

12、O 0 蜗牛酶液（mL）O 0 O O 0.5 0 纤维素酶液（mL）0 O 0 O 0 0.5 实验结果（绿色深浅程度）+（注：“+”越多表示绿色越深，“一”表示颜色无显著变化）（1）实验过程中，需要轻摇试管，其目的是 ，使原生质体从叶小片中游离出来，以便观察悬浮液绿色的深浅。（2）从绿色的深浅可推测：蜗牛酶液酶解效果最好，原因是蜗牛酶液含有 等多种酶。该实验中 是空白对照组，其设置意义是 。（3）用网筛过滤原生质体到离心管内，离心后收集沉淀物，并用 洗涤。（4）原生质体是否符合要求还需进行检验，其检验的方法是 。答案：（1）为了使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果（2）果胶酶和纤维素酶 、排

13、除无关变量的干扰 （3）等渗溶液-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-（4）低渗涨破法 解析：本题考查有关酶的催化效率的实验，（1）实验过程中，需要轻摇试管，可以使细胞壁与酶充分接触，可以提高酶解效果（2）蜗牛以植物为食，所以唾液酶中含有果胶酶和纤维素酶，、没有添加酶溶液为空白对照组。其目的是排除无关变量的干扰。（3）离心后收集沉淀物，并用等渗溶液清洗，目的是保持细胞正常形态。（4）要用低渗涨破法来检验原生质体是否符合要求，若没有细胞壁则可以涨破，有则不能涨破。【名师点拨】影响酶活性的因素归纳 1 酶的活性：是指酶催化一定化学反应的能力。可用单位时间内、单位体积中反应物的减少

14、量或产物的增加量来表示。2影响酶活力的因素 (1)酶浓度在底物(反应物)充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速度与酶的浓度成正比。(2)底物浓度 在其他条件适宜，酶的浓度一定时，酶促反应速度随底物浓度的增加而增加；当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加。(3)温度各种酶在最适温度范围内，酶活性最强，酶促反应速度最大。果胶酶的最适温度为 4550。最适温度在 60以下的酶，当温度达到 6080时，大部分酶的分子结构被破坏，发生不可逆变性；当温度接近 100时，酶的催化作用完全丧失。(4)pH 酶在最适 pH 范围内表现出活性最大，大于或小于最适 pH，都会降低酶活性。

15、主要表现在两个方面：改变底物分子和酶分子的带电状态，从而影响酶和底物的结合；过高或过低的 pH都会影响酶的稳定性，进而使酶遭受不可逆破坏。果胶酶的最适 pH 范围为 3O60。还有激活剂和抑制剂也会影响酶的活性。3实验方案的设计及其有关变量的控制 学会实验探究的基本思路是遵循单因子变量原则、对照原则、等量原则等。在探究温度、pH、果胶酶用量对果胶酶活性的影响实验过程中，单一变量分别是温度、pH、果胶酶用量；在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉洗涤效果、探究加酶洗衣粉的最适温度的实验方案、不同种类加酶洗衣粉对同一污渍洗涤效果的实验方案中，单一变量分别是否加酶、温度、洗衣粉种类等。上述实验的因变量前三者是果汁产量或果汁澄清度，后三者是洗涤的干净程度。对于其他的无关变量尽量要控制在相同等条件下，即遵循等量原则。-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-