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第47课时酶的研究和应用考点138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。突破考点提炼方法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分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纤维二糖葡萄糖提醒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。C1酶CX酶葡萄糖苷酶3．探究酶活性最适条件和用量的实验设计(1)原理①果胶酶的活性受温度(或pH)影响。处于最适温度(或pH)时活性最高。②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)流程各取一支，分9组分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃的恒温水浴中加热(或各取一支，分5组分别调节苹果泥和果胶酶的pH为5、6、7、8、9，置于同一恒温水浴中)↓将果胶酶加入相同温度（或PH）的苹果泥内↓恒温保持10min↓过滤果汁，用量筒测量果汁的量，并记录于设计好的表格(3)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。(4)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。4．探究果胶酶的最适用量(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。(3)结果分析计算澄清苹果汁得率(R)。R＝V1/V2×100%式中：V1为澄清苹果汁体积，V2为处理前苹果汁体积。特别提醒在探究温度或pH的影响时，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间构成了相互对照，通过相互对照可确认果胶酶活性的温度或pH的最适值。对位训练1．下列说法不正确的是()A．在探究果胶酶用量实验中，虽然实验的变量发生了变化，但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的B．植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶C．通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法来判断果胶酶活性的高低D．人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题答案C2．下图中A、B、C依次表示果胶酶浓度一定时，果胶酶的反应速度与反应物浓度、温度、pH之间的关系，据图完成下列问题。(1)图A中，反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是_______________。(2)图B中，b点所对应的温度称___________________。如果你根据实验数据转换成的曲线图无法判断果胶酶的最适温度，你将如何改进？____________。(3)图B中，曲线ab段表明_______________，bc段表明_____________。(4)将装有果胶酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和90℃水浴锅中，20min后取出，转入40℃的水浴锅中保温，两试管内的反应是：甲________，乙________。(5)图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速度随pH变化的曲线，实验时可根据________来判定果胶酶的最适pH。解析酶是生物体内具有催化能力的有机物，其催化效率受反应物浓度、温度、pH的影响。(1)A图中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速度迅速上升；当反应物达到一定浓度时，随反应物浓度增加，反应速度不再增加。这是因为酶虽然有高效性，但催化能力也有一定限度，当所有酶都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反应速度也不增加，这时受酶浓度影响。(2)B图中，b点催化效率最高，因此它所对应的温度就是酶反应的最适温度。根据实验数据转换成的曲线图无法判断果胶酶的最适温度时，应根据适宜的温度范围尝试间隔近的温度梯度，重新实验。(3)从a点到b点曲线上升，这是因为低于最适温度，温度升高，酶活性升高；曲线bc段下降，是因为高于最适温度，温度升高，酶活性降低。(4)由于甲试管温度较低，所以酶活性较低，反应速度很慢，当转入40℃(酶反应的适宜温度)的水浴锅中加热时，其反应速度迅速增加。乙试管在90℃高温下，酶结构被破坏，酶变性失活，当转入40℃的水浴锅中保温时，酶活性也不再恢复，故无催化反应。(5)图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速度随pH变化的曲线，实验时可根据果汁的量来判定果胶酶的活性。答案(1)受反应液中酶浓度的限制(2)酶反应的最适温度应根据适宜的温度范围尝试间隔近的温度梯度，重新实验(3)在一定范围内，果胶酶的活性随温度升高而升高高于最适温度，果胶酶的活性随温度升高而下降(4)反应速度加快无催化反应(5)果汁的量考点139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。拓展延伸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分解为易溶解或分散于洗涤液中的小分子的肽或氨基酸血渍、奶渍及各种食品中的蛋白质污垢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.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4．实验时注意事项(1)在比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中，自变量为洗衣粉的种类，设计时应遵循单一变量原则、对照原则，有效控制其他变量，如水的用量、污染物的量、所用实验的布的质地和大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。(2)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力，如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题，因污渍的成分比较复杂，一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。提醒洗衣时，水温控制过高或过低都会影响酶活性，进而影响洗涤效果。(3)该实验探究多种加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果，也可以探究同一种加酶洗衣粉对于不同污渍的洗涤效果。对位训练3．有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普通洗衣粉。实验分为两组，一组衣物用加酶洗衣粉洗涤，一组衣物用普通洗衣粉洗涤。该实验设计缺少()A．用加酶洗衣粉洗涤和适量普通洗衣粉洗涤的对照B．既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照C．用普通洗衣粉洗涤和少量加酶洗衣粉洗涤的对照D．用少量普通洗衣粉洗涤和大量加酶洗衣粉洗涤的对照解析该实验的自变量是加酶洗衣粉、普通洗衣粉。实验设计应分为三组，其中实验组有两组：一组用加酶洗衣粉，一组用普通洗衣粉；另外还应有一个空白对照组，既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照。答案B4．酶制剂中含有蛋白酶，不含有肽酶的原因是()A．肽酶制备成本太高B．肽酶会影响蛋白酶的活性C．衣物上的大分子蛋白质变为多肽后容易脱落D．蛋白酶把蛋白质全水解成可溶性氨基酸答案C解析考虑衣物的实际洗涤情况，当加酶洗衣粉中的蛋白酶将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成小分子多肽后，已经很容易从衣物上脱落了，无需再加肽酶。5．下面是有关普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果是否相同的探究实验，请据表完成下列问题。脸盆编号加入物质(等量)温度洗衣粉(等量)水量褪色时间1油污布37℃加酶2L5min2油污布37℃普通2L7min3油污布5℃加酶2L9min4油污布5℃普通2L8min(1)能说明加酶洗衣粉效果更好的组合方式是______。(2)能说明酶活性受温度影响的实验组合方式是________。解析(1)只有通过比较，才能说明效果是否相同，所以需有加酶洗衣粉与普通洗衣粉之间的对照，同时结果不能有其他变量干扰，这样的组合只能为1与2或3与4，结合题干是加酶洗衣粉效果更好，所以只能为1与2的组合。(2)由题意知变量是温度不同对酶的影响，所以应为1与3的组合。答案(1)1与2(2)1与3不同温度条件下加酶洗衣粉洗涤效果考纲能力实验分析探究能力考题(高考真题)为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。考题链接水温/℃1020304050组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍时间/min67666852518336347711126891167清除油渍时间/min93789587639182468575277769868(1)提高洗衣粉去污能力的方法有_________，甲组在洗衣粉中加入了_______，乙组在洗衣粉中加入了______________。(2)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有__________。(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。解析加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂，如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等。这些酶制剂不仅可以有效地清除衣物上的污渍，而且对人体没有毒害作用，并且这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解，不会污染环境。既然是酶制剂，就具备酶的特性，需要适宜的温度和pH，具有专一性；温度过高时，酶变性失活，三者几乎没有差别；固定化后的酶在保持原有催化活性的同时，又可以同一般催化剂一样能回收和反复使用，可在生产工艺上实现连续化和自动化，更适应工业化生产的需要。答案(1)加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)专一性(3)没有差异，因为高温使酶失活(4)未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用误区警示(1)比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果中，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。(2)探讨加酶洗衣粉的最适温度要根据生活中的实际情况，合理设置温度梯度。(3)在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果条件，还要考虑到酶的专一性和洗涤成本的问题。返回