人教版高中生物選修三1知識點及重點題型梳理酶的研究與應(yīng)用

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人教版高中生物必修三學(xué)問點梳理常考學(xué)問點重點題型〔 〕穩(wěn)固練習(xí)?？紝W(xué)問點酶的爭論和應(yīng)用1、了解果膠酶的組成和作用。2、理解檢測酶活性的原理〔重點〕3、簡述探究溫度和PH〔重、難點〕4、說出加酶洗衣粉的洗滌原理。5、說明固定化細胞和固定化酶的作用和原理〔重點〕6、把握制備固定化酵母細胞和利用其進展酒精發(fā)酵的方法〔重、難點〕【要點梳理】417460要點一、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用417460【酶的爭論和應(yīng)用1、試驗原理

1：根底學(xué)問】果膠是植物細胞壁以及胞間層中的主要成分，也是植物汁液中的主要成分。果膠可結(jié)合大量的水分，將植物細胞粘合在一起，降低植物組織的分散性。假設(shè)去掉果膠，細胞壁被瓦解，就會使果泥中的植物組織塊變得松散，產(chǎn)生更多的果汁，增加出汁率果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，使渾濁的果汁澄清果膠酶催化果膠分解需要適宜的溫度和pH果膠不溶于酒精，因而可用于初步鑒定果膠被分解多少要點詮釋：果膠酶和纖維素酶的比較：溶性半乳糖醛酸；纖維素酶的組成是C1酶，CX酶和葡萄糖苷酶，其化學(xué)本質(zhì)也是蛋白質(zhì)，作用是催化纖維素成為纖維二糖，然后再成為葡萄糖。果膠酶和纖維素酶都是復(fù)合酶，并不特指某一種酶，而是一類酶的總稱。2、酶的活性與影響酶活性的因素反響的反響速度來表示。在科學(xué)爭論與工業(yè)生產(chǎn)中，酶反響速度用單位時間內(nèi)、單位體積中反響物的削減量或產(chǎn)物的增加量來表示。影響酶活性的因素①溫度：溫度對酶活性的影響是通過影響酶〔蛋白質(zhì)〕的穩(wěn)定性和分子〔離子等〕運動速率的綜合作用的結(jié)果。低溫使酶的活性降低，高溫能使酶失活。酶都有一個最適溫度。②pH：酶分子上有很多酸性、堿性氨基酸的側(cè)鏈基團，這些基團隨著pH的變化可處于不同的解離狀態(tài)，從活。酶促反響都有一個最適酸堿度。③酶的抑制劑：某些物質(zhì)雖然不能引起酶變性，但能使酶分子上某些必需基團〔主要是酶活性中心上的一些基團〕發(fā)生變化，引起酶活力下降，甚至失活，致使酶促反響速度降低。能引起這種抑制作用的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。此外，底物、關(guān)心因子、活化劑、變構(gòu)劑的種類和濃度，指示劑和輔酶的種類和濃度以及酶的抑制劑等都會影響酶的活性。要點詮釋：①測定酶的活性，必需全面了解影響酶活性的因素，以確定適宜的條件，來測定其最適條件和最大活性。②溫度對酶活性的影響具有雙重性③強酸、強堿都會導(dǎo)致酶的構(gòu)造發(fā)生不行逆破壞而失去活性。④底物濃度及用量，酶的濃度及用量，也會影響酶的活性。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)在最適條件下，充分發(fā)揮酶的最大活性，以使酶得到充分利用，節(jié)約本錢。3、探究酶活性最適條件的試驗設(shè)計〔1〕試驗設(shè)計思路本課題的三個試驗都是一樣的試驗思路①探究溫度和pHpH下通過設(shè)置溫度梯度來pH對酶活性的影響就是在某一恒定的溫度下通過設(shè)置pH梯度來確定酶催化反響的最適pH。具體的設(shè)計方案是：確定溫度〔pH〕pH→酶活性的變化。②探究果膠酶的用量。探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對果膠酶活性影響的根底之上的。此時，爭論的變量是果膠酶的用量，其他因素都應(yīng)保持不變。試驗時可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可以只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積即可?！?〕探究溫度對果膠酶活性的影響〔3〕探究pH①用攪拌器攪拌制蘋果泥，蘋果泥來源要一樣〔最好是同一個蘋果〕↓②將分別裝有蘋果泥和果膠酶的試管在恒溫水浴中保溫↓③將蘋果泥和果膠酶分別參加9〔pH5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.，并快速混合調(diào)整pH↓④放進恒溫水浴中反響一段時間↓⑤將試管中的混合物過濾，并用量筒量取果汁體積，比較果汁的多少，確定最適pH↓⑥記錄試驗結(jié)果pHpH5.05.56.06.57.07.58.08.59.0果汁量探究果膠酶的用量1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等體積的酶91～9號【也可只配制一個濃度的酶液，只是使用體積〔量〕45g95g，依次編號為1～9號↓37℃的恒溫水浴中平衡內(nèi)外溫度↓③一段時間后將不同濃度的果膠酶分別快速與各試管的蘋果泥混合，然后再放人恒溫水浴中，約20min↓盛有蘋果泥的試管12盛有蘋果泥的試管123456789盛有果膠酶的試管123456789果汁量／mL留意：試驗中所用的果膠酶盡量使用純酶制劑或不合抑制物的粗酶制劑，以免影響對酶用量的估算。要點二、探討加酶洗衣粉的洗滌效果1、加酶洗衣粉的概念：指含有酶制劑的洗衣粉。2、常用酶制劑的洗滌原理：蛋白酶可以將蛋白質(zhì)分解為易溶解或分散于洗滌液中的多肽或氨基酸，其用于洗滌劑配方中有助于去除血漬、奶漬以及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢。脂肪酶可以將脂肪水解為甘油和游離的脂肪酸等，這些都比原來的脂肪易溶解，其用于洗滌劑配方中用以去除含脂肪的污漬，如食品中的油漬、人體皮脂以及口紅等。淀粉酶能使淀粉快速分解為麥芽糖、葡萄糖等可溶性成分，因此淀粉酶用于洗滌劑配方中用以去除含淀粉的污垢，如來自面條、巧克力等的污垢。纖維素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纖維的構(gòu)造變得蓬松，從而使?jié)B入到纖維深處的于磨損在棉纖維上所產(chǎn)生的微纖維，從而使棉纖維恢復(fù)原有的光滑狀態(tài)。但過量使用，也會損傷棉、麻等自然纖維織物。一般洗衣粉中通常包含有外表活性劑、水軟化劑、堿劑、漂白劑等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑、香精和色素以及填充劑等?？梢越档屯獗砘钚詣┖腿哿姿徕c的用量，使洗滌劑朝低磷無磷的方向進展，從而可以削減對環(huán)境的污染。要點詮釋：使用加酶洗衣粉時的留意事項：①堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解，因此，蛋白質(zhì)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，必需留意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在35℃～50℃時活性最強。在低溫下或70℃以上就會失效。③加酶洗衣粉也不宜長期存放，存放時間過長會導(dǎo)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外表的蛋白質(zhì)，而使人患過敏性皮炎、濕疹等，因此，應(yīng)避免與這類洗衣粉長時間的接觸。3、探討加酶洗衣粉洗滌效果的試驗設(shè)計比較一般洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果的試驗中，試驗變量是洗滌劑，設(shè)計時應(yīng)遵循單一變量原則，比照性原則，有效地掌握其他變量，如水的用量、污染物的量、所用試驗用布料的質(zhì)地和大小、兩種洗衣粉的用量、攪拌及洗滌時間等。在使用加酶洗衣粉時，不但要考慮最正確洗滌效果的條件，如最適溫度pH、還要考慮衣物的承受力量，也要考慮洗滌本錢問題；由于洗滌的成分比較簡單，一般選擇復(fù)合加酶洗衣粉，以削減用量。要點四、酵母細胞的固定化4174601、根底學(xué)問【酶的爭論和應(yīng)用 課題2：根底學(xué)問】417460固定化酶和固定化細胞是將水溶性的酶或細胞經(jīng)過物理或化學(xué)方法固定在某種介質(zhì)上或肯定空間內(nèi)，使之成為不溶于水，但仍具有催化活性的酶制劑或保存細胞活性的固定化細胞。酶和細胞固定化的方法有吸附法、共價偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法等。酶分子更適宜承受吸附法、共價偶聯(lián)法、交聯(lián)法，而細胞更適合承受包埋法。包埋法固定化酶/細胞 偶聯(lián)法固定化酶/細胞 吸附法固定化酶/細胞將固定化酶裝到反響柱內(nèi)，柱的底端裝上分布著很多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板上的小孔，而反響液可以自由出入。當?shù)孜锶芤毫鬟^裝固定化酶的柱時，流出液中即含有酶的催化產(chǎn)物。2、直接使用酶、固定化酶、固定化細胞的比較直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化細胞酶的種類常用載體一種或幾種——一種高嶺土、皂土、硅膠、凝膠一系列酶醋酸纖維素、聚丙烯酰胺制作方法制作方法——化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法包埋法是否需要養(yǎng)分物質(zhì)催化反響反響底物否否是缺點優(yōu)點單一或多種各種物質(zhì)〔大分子、小分子〕〔2〕難回收，本錢高，影響產(chǎn)品質(zhì)量催化效率高、耗能低，低污染單一各種物質(zhì)〔大分子、小分子〕不利于催化一系列的酶促反響〔1〕既能與反響物接觸，又能與產(chǎn)物分別〔〕可以反復(fù)利用一系列小分子物質(zhì)反響物不易與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，反響效率下降本錢低、操作簡潔要點詮釋：固定化細胞使用的都是活細胞，因而為了保證其生活的需要，應(yīng)當為其供給肯定的養(yǎng)分物質(zhì)。固定化細胞由于保證了細胞的完整性，因而酶的環(huán)境轉(zhuǎn)變小，所以對酶的活性影響最小。3、酵母細胞的固定化的試驗操作〔1〕制備固定化酵母細胞①酵母細胞的活化母細胞所需要的活化時間較短，一般需要0.5h～1h，需要提前做好預(yù)備。此外，酵母細胞活化時體積會變大，因此活化前應(yīng)中選擇體積足夠大的容器，以避開酵母細胞的活化液溢出容器外。0.05mol／LCaCl2溶液。③配制海藻酸鈉溶液高，將很難形成凝膠珠；假設(shè)濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數(shù)目少，影響試驗效果。要點詮釋：海藻酸鈉溶液的配制是固定化酵母細胞的關(guān)鍵。④海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合⑤固定化酵母細胞剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時間，以便形成穩(wěn)定的構(gòu)造。檢驗?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用以下方法：一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在試驗桌上用手擠壓，假設(shè)凝膠珠不簡潔裂開，沒有液體流出，就說明〔2〕用固定化酵母細胞發(fā)酵①將固定好的酵母細胞〔凝膠珠〕用蒸餾水沖洗2～3150mL10200mL25℃24h。要點詮釋：試驗成功的關(guān)鍵及留意事項于休眠狀態(tài)，而固定酵母菌，使其發(fā)揮作用時，必需活化，并且在活化酵母菌時，酵母菌體積會變大，應(yīng)選擇足夠大的容器。②加熱海藻酸鈉加速溶解的過程中，需使用小火連續(xù)加熱，防止加熱過快，使海藻酸鈉焦糊，難以制成適宜的凝膠珠。③剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時間，以便形成穩(wěn)定的構(gòu)造。④制備過程要求嚴格的無菌操作，防止微生物污染?！镜湫屠}】類型一：果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用例1.〔2015 成都期中科研人員覺察影響霉菌產(chǎn)生果膠酶的因素很多并且他們之間還可能相互影響圖甲、乙、丙是相關(guān)試驗的結(jié)果，結(jié)合所學(xué)學(xué)問推斷以下說法錯誤的選項是A．科研人員在爭論碳源濃度對酶產(chǎn)量的影響時，應(yīng)設(shè)定的培育溫度是30℃B．假設(shè)溫度掌握在5℃，則不行能看到圖乙圖像，緣由是溫度太低導(dǎo)致酶活性太低C．據(jù)圖分析可知，影響果膠酶活性的因素有溫度、碳源濃度以及氮源濃度D．假設(shè)各個變量都設(shè)定為最適，卻覺察酶產(chǎn)量不是最高的，則可以將各種因素的不同水平逐一組合，依次試驗【答案】C【解析】依據(jù)圖甲可以看出酶的最適溫度是30℃，所以科研人員在爭論碳源濃度對酶產(chǎn)量的影響時，應(yīng)設(shè)定的培育溫度是30℃。依據(jù)圖甲可以看出，酶的最適溫度是30℃，假設(shè)將溫度設(shè)定在5℃，由于酶的活性很低，對反響的催化作用就弱，無法得到正確結(jié)論。據(jù)圖分析可知，曲線中影響的是酶的產(chǎn)量的因素有溫度、碳源濃度以及氮源濃度，而不是影響酶的活性。在生產(chǎn)中他們依據(jù)上述爭論結(jié)果，將各個變量都設(shè)定為最適條件，卻覺察組合，依次試驗?！军c評】此題考察果膠酶的測定試驗，意在考察考生的識記力量和理解所學(xué)學(xué)問要點?！九e一反三】：【變式】關(guān)于果膠酶的說法正確的選項是〔 〕A．果膠酶可以分解細胞壁的主要成分——纖維素B．果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物C．果膠酶不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱D．果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA【答案】C【解析】果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其根本單位是氨基酸。果膠酶作為酶的一種，具有一般酶的特性，即專一性、高效性、受溫度與酸堿度的影響。因此它只能將果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，而不能將纖維素分解為葡萄糖。例2、工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細胞壁以提高出汁率。為爭論溫度對果膠酶活性的影響，某同學(xué)設(shè)計了以下圖所示的試驗：①將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在1℃水浴中恒溫處理10mi〔如圖。②將步驟①處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在1℃水浴中恒溫處理10mi〔如圖。③將步驟②處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量〔如圖。④在不同溫度條件下重復(fù)以上試驗步驟，并記錄果汁量如下：溫度／℃1020304050607080果汁量／mL813152515121110依據(jù)上述試驗，請分析答復(fù)以下問題：果膠酶能破除細胞壁，是由于果膠酶可以促進細胞壁中 的水解。試驗結(jié)果說明，當溫度為 時果汁量最多，此時果膠酶的活性 。當溫度再上升時，果汁量降低，說明 。試驗步驟①的目的是 ?！敬鸢浮俊?〕果膠〔2〕40℃最高酶活性降低〔3〕避開果汁和果膠酶混合時影響混合物溫度，從而影響果膠酶的活性【解析】此題是探究溫度對酶活性的影響。細胞壁和胞間層的主要組成成分之一是果膠，而果膠酶則是水解果膠的一類酶的總稱。通過表中數(shù)據(jù)可知：在40℃時，產(chǎn)生的果汁量最多，在題中所給的溫度范圍內(nèi)，40℃時酶活性最高。當溫度連續(xù)上升時，果汁量降低，酶的活性降低。由于酶具有高效性，當?shù)孜锱c酶的溫度都到達預(yù)定值后再混合，避開其事先發(fā)生反響，而引起結(jié)果的不準確。類型二：探討加酶洗衣粉的洗滌效果例3、使用加酶洗衣粉的好處，不正確的選項是〔 〕A．有效去除衣服上的油漬、汗?jié)n或血漬B．使用加酶洗衣粉可削減對環(huán)境的污染C．各種加酶洗衣粉的酶制劑對人體皮膚都沒有損害作用D．水溫過低時不宜使用加酶洗衣粉【答案】C【解析】常見的加酶洗衣粉中含有堿性蛋白酶和堿性脂肪酶，可以有效去除衣服上的油漬、汗?jié)n或血漬，溫度、pH、激活劑都會影響加酶洗衣粉的洗滌效果?！九e一反三】：【變式】用加酶洗衣粉洗滌衣物時，以下說法正確的選項是〔 〕A．用加酶洗衣粉可洗滌毛料衣服B．一般先用熱水浸開，然后調(diào)至適宜溫度C．水溫太低會使洗衣粉中的酶喪失活性D．使用添加了堿性蛋白酶的洗衣粉應(yīng)馬上沖洗雙手【答案】D例4、加酶洗衣粉是人們生活中所必需的，但如何使用加酶洗衣粉，尤其是水溫多少才算適宜，卻不為人們所熟知。多數(shù)人認為用得越多，衣服洗得越干凈越快，有人看到洗衣袋上標有“冷水洗衣粉”的字樣，便用冷水洗衣服，卻洗不干凈，還有人無論什么污漬都用一種加酶洗衣粉，結(jié)果無法除去污漬。下面我們就對加酶洗衣粉的最適溫度進展探究。試驗原理：略。試驗器材：燒杯500m水浴鍋等。試驗過程：用天平各稱取加酶洗衣粉假設(shè)干份，每份5g；制作分別被植物油、藍墨水、牛奶處理過的同一種布料各假設(shè)干份〔污漬大小以滴管滴數(shù)為準；〔3〕 ；〔4〕 ；〔5〕水浴鍋中的水溫依次為20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃。在不同水溫下再重復(fù)步驟〔3〕七次，分別記錄除去污漬所需要的時間。結(jié)果如下表：不同溫度除去不同污漬所需要的時間〔秒〕水溫／℃冷水20304050607080植物油4839302011131720藍墨水93868072676881105奶漬48432812471217請分析試驗結(jié)果并得出結(jié)論： 。緣由： 。從以上試驗可得出酶具有

和 ?！敬鸢浮吭谌齻€編號甲、乙、丙的燒杯中分別注入200mL水和一份稱量好的加酶洗衣粉，放入水浴鍋中并攪拌將三塊分別被植物油、藍墨水、牛奶處理過的同一布料各一份分別同時放人燒杯中，用玻璃棒攪拌，并用秒表記錄除去污漬的時間結(jié)論：加酶洗衣粉必需在適宜溫度下，即50℃時才會到達最正確洗滌效果，在此溫度下，對奶漬的洗滌效果最好，然后是油漬，對藍墨水的洗滌效果最差緣由奶漬的主要成分是蛋白質(zhì)和脂肪藍墨水的主要成分是膠體而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶 高效性專一性【解析】此題考察如何設(shè)計試驗，并對試驗結(jié)果進展推測與分析，從而得出結(jié)論。設(shè)計試驗時，留意遵循等量原則、比照原則等，并留意變量的掌握?！军c評】比照試驗的設(shè)計應(yīng)遵循的原則〔〕，不能在試驗過程中隨便變動，即試驗組和比照組相比只有一個變量〔2〕等量原則?？梢耘沤庠囼灲Y(jié)果是由同與試驗結(jié)果之間的因果規(guī)律關(guān)系。類型三：酵母細胞的固定化2例5.〔2015 石家莊期中〕以下關(guān)于酶和固定化酵母細胞的爭論與應(yīng)用的表達，錯誤的選項是A．從酶的固定方式看，吸附法比化學(xué)結(jié)合法對酶活性影響小B．細胞固定化技術(shù)可以將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反響C．固定化酶生物活性強，可長期使用D．將海藻酸