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选修一生物技术实践专题二酶的研究和应用高考目标导航1.酶在食品制作和洗涤等方面的应用2．制备和应用固定化酶最新考纲1.酶在食品制作和洗涤剂生产等方面的应用2．固定化酶、固定化细胞制备的优缺点和在生产中的应用热点透视考情考点探究方法警示探究基础梳理探究核心考点突破课后强化作业方法警示探究考情考点探究考情回顾年份及高考卷考查知识点2012年江苏卷2011年江苏、宁夏卷酶的应用2012年广东、重庆、2011年江苏卷酶的特性考点直击项目内容要求ⅡⅠ考点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重难点1.测定酶活性的方法2.探讨酶在生产中的应用3.研究影响酶活性的因素。1.(2012·江苏高考，16)下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果的叙述，合理的是()A．先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度B．实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度C．相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉D．衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果高考回眸答案B解析由于温度会影响酶的活性，所以不能先用热水溶解洗衣粉，A项错误；该实验的目的是探究两种洗衣粉的洗涤效果，所以观察指标是相同洗涤时间内污渍的残留程度，B项正确；酶具有适宜的pH值，在适宜的pH下，加酶洗衣粉的洗涤效果高于普通洗衣粉，但高于或低于适宜pH时结果相反，C项错误；酶具有专一性，所以衣物质地和洗衣粉的用量都会影响实验结果，D项错误。2．(2012·江苏高考，17)下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误．．的是()A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药C．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌答案C解析酶的固定方式有包埋法、化学结合法和物理吸附法，吸附法比化学结合法对酶活性的影响小，A项正确；消化酶在人体消化道内发挥作用，一般通过口服方式给药可进入消化道起作用，B项正确；尿糖试纸是将葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶和无色化合物固定在纸条上，制成测试尿糖含量的酶试纸。这种酶试纸与尿液相遇时，很快会因为尿液中葡萄糖的含量的由少到多而依次呈现，所以不能反复利用，C项错误。制作固定化酵母细胞时，将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗的目的是洗去CaCl2和杂菌，D项正确。3．(2011·江苏高考，15)下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是()A．酶解法和吸水胀破法常用于制备微生物的胞内酶B．透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化C．棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤D．多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层答案A解析本题考查多种酶的制备与应用。利用酶解法可以去除微生物的细胞壁，然后用吸水胀破法破坏原生质，从而提取胞内酶，A项正确；酶的结构和活性的维持需要一定的条件，酸解法会使酶遭到一定的破坏，不宜使用此法，B不正确；棉织物可用纤维素酶处理，以改善手感和外观，C项不正确；食物首先经过胃，所以多酶片中的胃蛋白酶应位于片剂的外层，D项不正确。4．(2012·广东高考，29)食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知，________更适宜作为食品添加剂，理由是________。蛋白酶的活力可用________的量来表示。(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下：4℃组织匀浆→上清液――――――――――――――――――――――――――→加酶保护剂0.02～0.10mol/L加65%乙醇调提取液pH5.0～9.0沉淀物粗酶制剂―→测酶活力单位：U兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02～0.06mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.0～8.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。答案(1)木瓜蛋白酶由图可以看出，木瓜蛋白酶的活性不随pH的变化而变化单位时间内底物消耗(产物产生)(2)课题：探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH提取液的pH单位时间内底物的消耗量6.06.26.46.66.87.07.27.47.67.88.00.020.030.040.05酶保护剂的浓度0.06解析以pH对酶活性的影响为依据，考查了酶活力、影响酶活力的因素等知识，以及酶蛋白的提取分离实验设计的能力，同时考查了图文结合辨析的能力。(1)由题图和文字，在题目中已经提供了信息“食品种类多，酸碱度范围广”所以选择的食品添加剂应该有广的酸碱适应范围，从图形中，我们可以看出木瓜蛋白酶的适应范围最广，所以可以选作食品添加剂。酶的活力，我们一般用酶催化的底物消耗量或者底物生成量来表示。(2)实验设计，我们应该明确实验目的，这里的实验目的是为了探究酶保护剂的最适浓度和提取液的pH值，所以我们可以将酶保护剂的浓度和提取液的pH值作为自变量，因变量为单位时间内底物的消耗量。基础梳理探究一、酶的应用——果胶酶1．作用：能够分解果胶为，使浑浊的果汁变得澄清。2．组成：并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括、和。3．来源：植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。自主梳理半乳糖醛酸多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶二、加酶洗衣粉1．常用种类：、、和纤维素酶，其中应用最广泛，效果最明显的是碱性和碱性。2．去污机制(1)碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子水解成可溶性的氨基酸或小分子肽，使污物从衣物上脱落。(2)脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能将大分子、淀粉和纤维素水解为小分子物质。蛋白酶脂肪酶淀粉酶蛋白酶脂肪酶蛋白质脂肪三、酶的应用1．固定化酶(1)应用原理：将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既易催化反应，又易于回收，可以重复使用。(2)固定化酶反应柱：酶固定在一种载体上，再将这些酶颗粒装到柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的，酶颗粒无法通过小孔，而反应溶液却能自由出入。(3)反应柱优点：能连续使用半年，大大降低了，提高了果糖的产量和质量。颗粒状筛选生产成本2．固定化细胞技术(1)概念：固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学的方法将固定在一定空间内的技术。(2)方法包埋法：将酶或细胞包埋在的细微网格里。化学结合法：将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到上。物理吸附法：将酶吸附到。(3)固定化细胞优点：与固定化酶相比，制备成本，操作，酶的活性高且稳定。酶或细胞酶或细胞载体载体表面更低更容易1.人体为什么不能从食物纤维中获得能量？互动探究[提示]人体内缺乏消化纤维素的纤维素酶和果胶酶，所以人体不能从食物纤维中获得能量。核心考点突破果胶酶在果汁生产中的作用要点归纳一、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，耗时长使榨取的果汁浑浊、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：比较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纤维素酶C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶蛋白质纤维素C1酶CX酶纤维二糖――――→葡萄糖苷酶葡萄糖二、探究温度和pH对酶活性的影响1．实验原理：果胶酶受温度或pH的影响，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．实验操作各取一支分9组分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃恒温水浴箱中恒温加热(或pH梯度为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0置于同一恒温水浴锅中)待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度(或pH)的苹果泥内反应一段时间，如10min过滤果汁，并且用量筒测量各试管中果汁量，记录。3．记录结果表一实验温度30℃35℃40℃45℃50℃55℃60℃65℃70℃果汁量(mL)表二pH5.05.56.06.57.07.58.08.59.0果汁量(mL)4.实验分析(1)本实验的实验对象是酶的活性，温度或pH作为自变量，属于探究性的定量实验。这类实验的自变量通常是通过设置梯度来确定最适值。第一轮实验通常设置的梯度差较大，缩小范围后在第二轮实验中可设置较小的梯度差。(2)自变量与因变量及其之间的关系变量名称含义实例(上述实验为例)关系实验变量(自变量)实验中实验者所操纵的因素或条件温度或pH反应变量(因变量)由于实验变量而引起的变化和结果果汁量实验变量为原因，反应变量是结果，二者是因果关系(3)实验结果温度和pH在很大程度上对酶的构象会产生巨大的影响，过高或过低都会使其失去活性，其曲线如图：1.果胶酶和纤维素酶都是复合酶，并不特指某一种酶，而是一类酶的总称。2．制取苹果泥时，可先将苹果切成小块放入榨汁机中，加入适量的水后再进行搅拌。3．探究最适温度时，pH为不变量，探究最适pH时，温度为不变量，最好为最适温度。4．在探究不同pH对果胶酶活性影响时，可以用体积分数为0.1%的NaOH和盐酸进行调节。感悟拓展1下列关于果胶酶说法正确的是()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典例导悟解析果胶酶是一种复合酶。答案C如下图所示，下列4支试管内加入3mL糨糊。另外A、C内分别注入2mL清水，B、D内分别注入2mL新鲜的唾液淀粉酶。甲、乙两水槽水温分别为35℃、55℃。保温5min，再向4支试管内分别滴入碘液，不变蓝的是()答案B解析该题考查的是温度对酶活性的影响，利用碘遇淀粉变蓝色的特征来鉴定酶是否将淀粉水解。A、C两支试管中没有淀粉酶，所以淀粉还存在，加碘后会变蓝色；D试管中虽然有酶，但由于唾液淀粉酶催化的最佳温度在35℃左右，温度55℃太高，已经使唾液淀粉酶失去了活性，不能水解淀粉，所以D试管也会变蓝色。探究加酶洗衣粉的洗涤效果要点归纳1.常用酶制剂的种类及洗涤原理种类洗涤原理洗涤实例蛋白酶可将蛋白质水解为易溶解或分解于洗涤液中的小分子肽或氨基酸血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢种类洗涤原理洗涤实例脂肪酶把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、口红淀粉酶能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等来自面条、巧克力等的污垢纤维素酶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.2.探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果(1)实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。(2)实验变量①自变量：加酶洗衣粉。②无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。(3)实验步骤烧杯编号步骤ⅠⅡⅢ注入自来水500mL500mL500mL加入物质(等量)奶渍布奶渍布奶渍布控制水温37℃37℃37℃加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒搅拌5min5min5min观察实验现象1.比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中，实验变量为洗涤剂，设计时应遵循单一变量原则，对照性原则，有效地控制其他变量，如水的用量、污物的量、所用实验用布的质地大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。感悟拓展2．探究加酶洗衣粉最适温度的实验中，根据实际生活中的情况，温度梯度可进一步设置为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃，若测出40℃时洗涤效果较好，应设置更细的实验组，如35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃，直至测出具体的最适温度。3．在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件，如最适温度、pH，还要考虑衣物的承受能力，