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1、酶的應用 專 題 3 廣 東 最 新 考 綱 廣 東 考 綱 解 讀 近 3年 廣 東 高考 考 情1.酶活性測定的一般原理和方法2酶在食品制作和洗滌等方面的應用與酶的特性、種類、功能、酶的探究實驗等知識相結合，綜合命題2012年：非選T29 一 、 果 膠 酶 在 果 汁 生 產 中 的 作 用1果膠酶的組成及作用原理(1)組成：果膠酶是分解果膠的_的總稱，包括_、果膠分解酶和_等。(2)作用原理：果膠酶能夠分解_，瓦解植物細胞的_和胞間層。一類酶多聚半乳糖醛酸酶 果膠酯酶 果膠細胞壁 2酶活性及其影響因素(1)酶活性：是指酶_的能力。酶活性的高低可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學反應的
2、_來表示。(2)影響因素：_、_、pH等條件。催化一定化學反應反應速度溫度酶的抑制劑 3探究溫度和pH對果膠酶活性的影響(1)實驗原理：果膠酶的活性隨著溫度和pH的變化而變化。(2)實驗步驟：制備蘋果泥制備果膠酶蘋果泥與果膠酶分別_將蘋果泥和果膠酶混合保溫一段時間，過濾出 _，記錄數(shù)據改變不同 _后，重復上述實驗。(3)實驗結果、結論：獲得的果汁越多或者果汁越 _ ，表明果膠酶活性 _。水浴加熱果汁溫度 澄清越高 酶制劑蛋白酶纖維素酶堿性蛋白酶 堿性脂肪酶 堿性蛋白酶氨基酸脂肪纖維素 酶制劑污漬污染布不同洗衣粉記錄實驗結果較短污漬顏色較淺加酶洗衣粉 所加的酶專一性是否消失顏色變淺 物理或化學一
3、定空間內包埋法物理吸附法 活化CaCl2溶液海藻酸鈉溶液酵母細胞 1.影響果汁產量的物質及處理方法(1)影響果汁產量的物質纖維素和果膠是組成水果的重要物質，這兩種物質的存在使制作果汁時存在兩個問題：第一是果肉的出汁率低，耗時長；第二是榨取的果汁渾濁、黏度高、容易發(fā)生沉淀。果 膠 酶 在 果 汁 生 產 中 的 應 用 (2)處理方法：酶解法。常用的酶及其作用特點如下： 2實驗探究影響果膠酶活性的因素及其用量(1)溫度對酶活性的影響原理：酶活性受溫度的影響，酶促反應都有一個最適溫度。在低于最適溫度時，隨溫度升高，酶活性增強；當高于最適溫度時，隨溫度的升高，酶活性減弱以至消失。操作步驟制作蘋果泥分
4、類蘋果泥及果膠酶在不同溫度水浴恒溫將果膠酶加入對應的試管中保溫一段時間過濾觀察比較。 注意事項a本實驗為對照實驗，因此每個試管中蘋果泥的量及果膠酶的量都要相等。b由于溫度影響酶活性，因此，蘋果泥和果膠酶都應先放到對應溫度的水中恒溫處理，使它們的溫度都達到實驗設定的溫度，然后再混合進行化學反應。c溫度梯度越小，實驗結論越精確。 (2)pH對酶活性的影響原理：酶分子上有許多酸性、堿性氨基酸的側鏈基團，這些基團隨著pH的變化可處于不同的解離狀態(tài)，進而影響酶活性。操作步驟制備蘋果泥分裝調pH 反應一段時間過濾觀察比較。 注意事項a本實驗是對照實驗，其變量是pH。因此，每個試管內加入的蘋果泥的量及果膠酶
5、的量應相等，溫度也應相同且適宜，反應時間相同。b本實驗可以通過觀察果汁的體積大小來判斷酶活性的高低，也可以通過觀察果汁的澄清度來判斷果膠酶活性的強弱。 (3)探究果膠酶的用量原理在底物足夠，其他條件不變的條件下，反應系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質及其他不利酶發(fā)揮作用的因素時，酶促反應的速度與酶濃度成正比。操作過程制備果汁配制不同濃度的果膠酶溶液取16號燒杯，向1號燒杯加蒸餾水1 mL，向26號燒杯分別加入1 mL質量為2 g/L、4 g/L、6 g/L、8 g/L、10 g/L的果膠酶溶液向6只燒杯中加入等量的蘋果泥45 水浴恒溫5 min沉淀過濾測量澄清濾液體積計算澄清蘋果汁出汁率結論。 注意
6、事項a制備蘋果勻漿后，迅速加熱，使蘋果勻漿中酶變性失活。b由于Fe3、Ca2、Zn2等金屬離子對果膠酶有抑制作用，所以在實驗過程中不用金屬容器。c如果隨著酶濃度或酶量的增加，過濾得到的果汁的體積也增加，說明酶用量不足；當酶的濃度增加到一定程度時，過濾得到的果汁體積不再增加，說明酶的用量已經足夠，那么使果汁的量不再增加的最低酶的用量就是酶的最適用量。 (2013成都摸底考試)下列關于利用果膠酶生產果汁的說法中不正確的是()A果膠可被果膠酶分解，而纖維素不能被果膠酶分解B果膠的存在會影響出汁率，還會使果汁渾濁、黏度高C果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱D果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一
7、種高分子化合物解 析 酶具有專一性，果膠酶能分解果膠，不能分解纖維素；果膠的存在會降低出汁率，使果汁含雜質多；果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等；果膠酶是蛋白質，果膠才是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物。答 案 D 下列說法不正確的是()A在探究果膠酶用量的實驗中，雖然實驗的變量發(fā)生了變化，但通過設置梯度來確定最適值的思想方法是不變的B植物、霉菌、酵母菌和細菌均能產生果膠酶C通過測定濾出的蘋果汁的體積大小無法來判斷果膠酶活性的高低D人們使用果膠酶、纖維素酶等來解決制作果汁面臨的問題【 答 案 】 C【 解 析 】在使用梯度測定酶的用量及活性時，可以通過測定濾出的蘋果汁的體
8、積大小來判斷，因此C錯誤。 1加酶洗衣粉的原理加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶。其中應用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質水解成可溶性氨基酸或小分子肽，其他酶同樣可以將大分子的物質水解成小分子的物質，使污跡容易從衣物上脫落。探 討 加 酶 洗 衣 粉 的 洗 滌 效 果 2使用加酶洗衣粉的注意事項(1)堿性蛋白酶能使蛋白質水解，因此，蛋白類纖維(羊毛、蠶絲等)織物就不能用加酶洗衣粉來洗滌，以免使纖維受到破壞。(2)使用加酶洗衣粉時，必須注意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在35 50 時
9、活性最強，在低溫下酶活性降低，水溫在70 以上就會失活。 (3)加酶洗衣粉也不宜長期存放，存放時間過長會導致酶活力損失。(4)加酶洗衣粉不宜與三聚磷酸鹽共存，否則酶的活性將會喪失。(5)添加了堿性蛋白酶的洗衣粉可以分解人體皮膚表面蛋白質，而使人患過敏性皮炎、濕疹等，應避免與這類洗衣粉長時間接觸。 3探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物上污漬的洗滌效果(1)實驗過程取大燒杯兩只，用量筒量取等量的水放入其中。將制好的污染布塊和洗衣粉(一組為污染布塊與普通洗衣粉，一組為污染布塊與加酶洗衣粉)分別放入兩只燒杯中。用玻璃棒同時充分攪拌。一段時間后再攪拌，可重復進行。相同的一段時間后觀察洗滌效果。 (2)結果
10、分析與注意事項加酶洗衣粉有很多種，注意實驗用的加酶洗衣粉的說明，是單一加酶洗衣粉，還是復合加酶洗衣粉。所滴加的污染物種類與實驗結果有著密切的關系。洗滌材料可選用純棉制品。 4探究加酶洗衣粉的最適溫度(1)明確實驗變量為溫度，即自變量為溫度變化，因變量為洗滌效果，研究對象為加酶洗衣粉。(2)注意其他無關變量要等量，如洗衣粉種類、用量、污物種類等，即要控制單一變量。(3)溫度梯度的設置要在允許范圍內，盡可能小，否則偏差大，最好進行預實驗。 5探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果(1)實驗原理：酶的催化作用具有專一性，復合加酶洗衣粉加入的酶制劑種類較多，較單一加酶洗衣粉來說，對各種污漬都有較好的洗滌效果
11、。(2)評判實驗結果的標準要客觀。對于不同的污漬，各種加酶洗衣粉的洗滌效果會不大一樣。蛋白酶洗衣粉有助于去除汗?jié)n、血漬；復合加酶洗衣粉對油漬、汗?jié)n、血漬都有效；而普通洗衣粉則只是對油漬等有一些效果。通過本實驗只能探究哪種洗衣粉適合于清洗何種污漬，無法對比說明何種洗衣粉的洗滌效果好。 (3)實驗要遵循單一變量原則。(4)該實驗設計的思路探究同一種加酶洗衣粉對于不同污漬的洗滌效果；探究多種加酶洗衣粉對同一污漬的洗滌效果。 隨著生物技術的發(fā)展，酶在社會生產、生活中的應用越來越廣泛，下列說法錯誤的是()A利用酶生產某些化工產品，能顯著降低能耗、減少污染，節(jié)約成本B“加酶洗衣粉”的洗滌效果與水溫、pH有
12、關，與污物或衣物的性質無關C用于治療消化不良癥的腸溶多酶片含有多種消化酶，但嚼服后會失去療效D要較長時間保持酶活性，各種酶制劑都應保存在低溫的條件下 解 析 由于酶具有專一性，所以“加酶洗衣粉”的洗滌效果不僅與水溫、pH有關，還與污物或衣物的性質有關。答 案 B 在“探究不同溫度條件下加酶洗衣粉的洗滌效果”的實驗中，控制變量的方法正確的是()A實驗材料的污染程度屬于本研究的無關變量，實驗過程中不必考慮B若采用手洗法進行去污操作，需盡可能保證各組的洗滌用力程度、時間等基本相同C水溫屬于本研究的變量，實驗過程中必須保證各組實驗溫度相同且恒定D水的用量和布料的大小是成正比的，實驗用的布料越大、水量越
13、多實驗效果越好【 答 案 】 B 【 解 析 】根據實驗設計的對照原則和單因子變量原則，水溫是本研究的自變量，要有溫度梯度，各組實驗溫度不能相同，其他的無關變量要保持適宜且相同。該實驗用的布料大小、水量要適中，不是布料越大、水量越多實驗效果越好。 1直接使用酶、固定化酶和固定化細胞的比較固 定 化 酶 與 固 定 化 細 胞項目直接使用酶固定化酶固定化細胞酶的種數(shù)一種或幾種一種一系列酶常用載體高嶺土、皂土、硅膠、凝膠明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺制作方法化學結合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化是否需要營養(yǎng)物質否否是 項目直接使用酶固定化酶固定化細胞催化反應單一或多種單一一系列
14、反應底物各種物質(大分子、小分子)各種物質(大分子、小分子)小分子物質缺點對環(huán)境條件非常敏感，易失活；難回收，成本高，影響產品質量不利于催化一系列的酶促反應反應物不易與酶接觸，尤其是大分子物質，反應效率下降優(yōu)點催化效率高、耗能低、低污染既能與反應物接觸，又能與產物分離；可以反復利用成本低、操作容易 2固定化酵母菌制備及應用(1)實驗流程 (2)注意事項酵母細胞的活化。活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復正常的生活狀態(tài)。酵母細胞活化時體積會變大，故活化前應該選擇體積足夠大的容器，以避免酵母細胞的活化液溢出容器外。加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，關系到實驗的成敗。海藻酸鈉在水中溶解的速度
15、較慢，需通過加熱促進其溶解。溶解海藻酸鈉，最好利用小火間斷加熱的方法。海藻酸鈉的濃度涉及固定化細胞的質量。如果海藻酸鈉濃度過高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數(shù)目少，影響實驗效果。 剛形成的凝膠珠應在CaCl2溶液中浸泡一段時間，以便形成穩(wěn)定的結構。檢驗凝膠珠的質量是否合格，可以使用下列方法：一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功；二是在實驗桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。 固定化酶是從20世紀60年代迅速發(fā)展起來的一種技術。科研人員用海藻酸鈉作為包埋劑來固
16、定小麥酯酶，以研究固定化酶的相關性質和最佳固定條件。酶活力為固定化酶催化反應的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量。下圖甲、乙、丙為部分研究結果。下列有關敘述中，錯誤的是() A由甲圖可知，固定化酯酶比游離酯酶對溫度變化的適應性更強B由乙圖可知，濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好C由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復使用3次，之后若繼續(xù)使用則酶活力明顯下降D固定化酶的酶活力較高，主要原因是增加了酶與底物的接觸面積 解 析 由甲圖可知，固定化酯酶比游離酯酶對溫度變化的適應性更強；由乙圖可知，濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好；由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復使用3次，之后若繼續(xù)使用則酶活力明顯下降；固定化酶的酶活力較高，主要原因是固定化酶的結構更穩(wěn)定。答 案 D 下列有關固定化酶和固定化細胞的說法，正確的是() A某種固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系列生化反應 B固定化細胞技術只能固定一種酶 C固定化酶和固定化細胞都能反復使用，但酶的活性迅速下降 D固定化細胞常用包埋法，固定化酶常用物理吸附法【 答 案 】 D【 解 析 】固定化酶的優(yōu)勢在于酶能夠多次利用。細胞內有多種酶，固定化細胞技術不只固定一種酶。固定化酶和固定化細胞都能反復使用，且酶的活性不會迅速下降。
酶的應用
