人教版高中生物选修三1知识点及重点题型梳理酶的研究与应用

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人教版高中生物必修三学问点梳理常考学问点重点题型〔 〕稳固练习常考学问点酶的争论和应用1、了解果胶酶的组成和作用。2、理解检测酶活性的原理〔重点〕3、简述探究温度和PH〔重、难点〕4、说出加酶洗衣粉的洗涤原理。5、说明固定化细胞和固定化酶的作用和原理〔重点〕6、把握制备固定化酵母细胞和利用其进展酒精发酵的方法〔重、难点〕【要点梳理】417460要点一、果胶酶在果汁生产中的应用417460【酶的争论和应用1、试验原理

1：根底学问】果胶是植物细胞壁以及胞间层中的主要成分，也是植物汁液中的主要成分。果胶可结合大量的水分，将植物细胞粘合在一起，降低植物组织的分散性。假设去掉果胶，细胞壁被瓦解，就会使果泥中的植物组织块变得松散，产生更多的果汁，增加出汁率果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁澄清果胶酶催化果胶分解需要适宜的温度和pH果胶不溶于酒精，因而可用于初步鉴定果胶被分解多少要点诠释：果胶酶和纤维素酶的比较：溶性半乳糖醛酸；纤维素酶的组成是C1酶，CX酶和葡萄糖苷酶，其化学本质也是蛋白质，作用是催化纤维素成为纤维二糖，然后再成为葡萄糖。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、酶的活性与影响酶活性的因素反响的反响速度来表示。在科学争论与工业生产中，酶反响速度用单位时间内、单位体积中反响物的削减量或产物的增加量来表示。影响酶活性的因素①温度：温度对酶活性的影响是通过影响酶〔蛋白质〕的稳定性和分子〔离子等〕运动速率的综合作用的结果。低温使酶的活性降低，高温能使酶失活。酶都有一个最适温度。②pH：酶分子上有很多酸性、碱性氨基酸的侧链基团，这些基团随着pH的变化可处于不同的解离状态，从活。酶促反响都有一个最适酸碱度。③酶的抑制剂：某些物质虽然不能引起酶变性，但能使酶分子上某些必需基团〔主要是酶活性中心上的一些基团〕发生变化，引起酶活力下降，甚至失活，致使酶促反响速度降低。能引起这种抑制作用的物质称为酶的抑制剂。此外，底物、关心因子、活化剂、变构剂的种类和浓度，指示剂和辅酶的种类和浓度以及酶的抑制剂等都会影响酶的活性。要点诠释：①测定酶的活性，必需全面了解影响酶活性的因素，以确定适宜的条件，来测定其最适条件和最大活性。②温度对酶活性的影响具有双重性③强酸、强碱都会导致酶的构造发生不行逆破坏而失去活性。④底物浓度及用量，酶的浓度及用量，也会影响酶的活性。在实际生产中，应在最适条件下，充分发挥酶的最大活性，以使酶得到充分利用，节约本钱。3、探究酶活性最适条件的试验设计〔1〕试验设计思路本课题的三个试验都是一样的试验思路①探究温度和pHpH下通过设置温度梯度来pH对酶活性的影响就是在某一恒定的温度下通过设置pH梯度来确定酶催化反响的最适pH。具体的设计方案是：确定温度〔pH〕pH→酶活性的变化。②探究果胶酶的用量。探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的根底之上的。此时，争论的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持不变。试验时可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可。〔2〕探究温度对果胶酶活性的影响〔3〕探究pH①用搅拌器搅拌制苹果泥，苹果泥来源要一样〔最好是同一个苹果〕↓②将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水浴中保温↓③将苹果泥和果胶酶分别参加9〔pH5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.，并快速混合调整pH↓④放进恒温水浴中反响一段时间↓⑤将试管中的混合物过滤，并用量筒量取果汁体积，比较果汁的多少，确定最适pH↓⑥记录试验结果pHpH5.05.56.06.57.07.58.08.59.0果汁量探究果胶酶的用量1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等体积的酶91～9号【也可只配制一个浓度的酶液，只是使用体积〔量〕45g95g，依次编号为1～9号↓37℃的恒温水浴中平衡内外温度↓③一段时间后将不同浓度的果胶酶分别快速与各试管的苹果泥混合，然后再放人恒温水浴中，约20min↓盛有苹果泥的试管12盛有苹果泥的试管123456789盛有果胶酶的试管123456789果汁量／mL留意：试验中所用的果胶酶尽量使用纯酶制剂或不合抑制物的粗酶制剂，以免影响对酶用量的估算。要点二、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果1、加酶洗衣粉的概念：指含有酶制剂的洗衣粉。2、常用酶制剂的洗涤原理：蛋白酶可以将蛋白质分解为易溶解或分散于洗涤液中的多肽或氨基酸，其用于洗涤剂配方中有助于去除血渍、奶渍以及各种食品类的蛋白质污垢。脂肪酶可以将脂肪水解为甘油和游离的脂肪酸等，这些都比原来的脂肪易溶解，其用于洗涤剂配方中用以去除含脂肪的污渍，如食品中的油渍、人体皮脂以及口红等。淀粉酶能使淀粉快速分解为麦芽糖、葡萄糖等可溶性成分，因此淀粉酶用于洗涤剂配方中用以去除含淀粉的污垢，如来自面条、巧克力等的污垢。纤维素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纤维的构造变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的于磨损在棉纤维上所产生的微纤维，从而使棉纤维恢复原有的光滑状态。但过量使用，也会损伤棉、麻等自然纤维织物。一般洗衣粉中通常包含有外表活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分，有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素以及填充剂等。可以降低外表活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷无磷的方向进展，从而可以削减对环境的污染。要点诠释：使用加酶洗衣粉时的留意事项：①碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维〔羊毛、蚕丝等〕织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏。②使用加酶洗衣粉时，必需留意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在35℃～50℃时活性最强。在低温下或70℃以上就会失效。③加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活力损失。④加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存．否则酶的活性将会丧失。⑤添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤外表的蛋白质，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间的接触。3、探讨加酶洗衣粉洗涤效果的试验设计比较一般洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的试验中，试验变量是洗涤剂，设计时应遵循单一变量原则，比照性原则，有效地掌握其他变量，如水的用量、污染物的量、所用试验用布料的质地和大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。在使用加酶洗衣粉时，不但要考虑最正确洗涤效果的条件，如最适温度pH、还要考虑衣物的承受力量，也要考虑洗涤本钱问题；由于洗涤的成分比较简单，一般选择复合加酶洗衣粉，以削减用量。要点四、酵母细胞的固定化4174601、根底学问【酶的争论和应用 课题2：根底学问】417460固定化酶和固定化细胞是将水溶性的酶或细胞经过物理或化学方法固定在某种介质上或肯定空间内，使之成为不溶于水，但仍具有催化活性的酶制剂或保存细胞活性的固定化细胞。酶和细胞固定化的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。酶分子更适宜承受吸附法、共价偶联法、交联法，而细胞更适合承受包埋法。包埋法固定化酶/细胞 偶联法固定化酶/细胞 吸附法固定化酶/细胞将固定化酶装到反响柱内，柱的底端装上分布着很多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反响液可以自由出入。当底物溶液流过装固定化酶的柱时，流出液中即含有酶的催化产物。2、直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种类常用载体一种或几种——一种高岭土、皂土、硅胶、凝胶一系列酶醋酸纤维素、聚丙烯酰胺制作方法制作方法——化学结合法、物理吸附法包埋法是否需要养分物质催化反响反响底物否否是缺点优点单一或多种各种物质〔大分子、小分子〕〔2〕难回收，本钱高，影响产品质量催化效率高、耗能低，低污染单一各种物质〔大分子、小分子〕不利于催化一系列的酶促反响〔1〕既能与反响物接触，又能与产物分别〔〕可以反复利用一系列小分子物质反响物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反响效率下降本钱低、操作简洁要点诠释：固定化细胞使用的都是活细胞，因而为了保证其生活的需要，应当为其供给肯定的养分物质。固定化细胞由于保证了细胞的完整性，因而酶的环境转变小，所以对酶的活性影响最小。3、酵母细胞的固定化的试验操作〔1〕制备固定化酵母细胞①酵母细胞的活化母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.5h～1h，需要提前做好预备。此外，酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应中选择体积足够大的容器，以避开酵母细胞的活化液溢出容器外。0.05mol／LCaCl2溶液。③配制海藻酸钠溶液高，将很难形成凝胶珠；假设浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响试验效果。要点诠释：海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键。④海藻酸钠溶液与酵母细胞混合⑤固定化酵母细胞刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的构造。检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用以下方法：一是用镊子夹起一个凝胶珠放在试验桌上用手挤压，假设凝胶珠不简洁裂开，没有液体流出，就说明〔2〕用固定化酵母细胞发酵①将固定好的酵母细胞〔凝胶珠〕用蒸馏水冲洗2～3150mL10200mL25℃24h。要点诠释：试验成功的关键及留意事项于休眠状态，而固定酵母菌，使其发挥作用时，必需活化，并且在活化酵母菌时，酵母菌体积会变大，应选择足够大的容器。②加热海藻酸钠加速溶解的过程中，需使用小火连续加热，防止加热过快，使海藻酸钠焦糊，难以制成适宜的凝胶珠。③刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的构造。④制备过程要求严格的无菌操作，防止微生物污染。【典型例题】类型一：果胶酶在果汁生产中的应用例1.〔2015 成都期中科研人员觉察影响霉菌产生果胶酶的因素很多并且他们之间还可能相互影响图甲、乙、丙是相关试验的结果，结合所学学问推断以下说法错误的选项是A．科研人员在争论碳源浓度对酶产量的影响时，应设定的培育温度是30℃B．假设温度掌握在5℃，则不行能看到图乙图像，缘由是温度太低导致酶活性太低C．据图分析可知，影响果胶酶活性的因素有温度、碳源浓度以及氮源浓度D．假设各个变量都设定为最适，却觉察酶产量不是最高的，则可以将各种因素的不同水平逐一组合，依次试验【答案】C【解析】依据图甲可以看出酶的最适温度是30℃，所以科研人员在争论碳源浓度对酶产量的影响时，应设定的培育温度是30℃。依据图甲可以看出，酶的最适温度是30℃，假设将温度设定在5℃，由于酶的活性很低，对反响的催化作用就弱，无法得到正确结论。据图分析可知，曲线中影响的是酶的产量的因素有温度、碳源浓度以及氮源浓度，而不是影响酶的活性。在生产中他们依据上述争论结果，将各个变量都设定为最适条件，却觉察组合，依次试验。【点评】此题考察果胶酶的测定试验，意在考察考生的识记力量和理解所学学问要点。【举一反三】：【变式】关于果胶酶的说法正确的选项是〔 〕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．果胶酶不特指某一种酶，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【答案】C【解析】果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。果胶酶的化学本质是蛋白质，其根本单位是氨基酸。果胶酶作为酶的一种，具有一般酶的特性，即专一性、高效性、受温度与酸碱度的影响。因此它只能将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，而不能将纤维素分解为葡萄糖。例2、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汁率。为争论温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了以下图所示的试验：①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在1℃水浴中恒温处理10mi〔如图。②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在1℃水浴中恒温处理10mi〔如图。③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量〔如图。④在不同温度条件下重复以上试验步骤，并记录果汁量如下：温度／℃1020304050607080果汁量／mL813152515121110依据上述试验，请分析答复以下问题：果胶酶能破除细胞壁，是由于果胶酶可以促进细胞壁中 的水解。试验结果说明，当温度为 时果汁量最多，此时果胶酶的活性 。当温度再上升时，果汁量降低，说明 。试验步骤①的目的是 。【答案】〔1〕果胶〔2〕40℃最高酶活性降低〔3〕避开果汁和果胶酶混合时影响混合物温度，从而影响果胶酶的活性【解析】此题是探究温度对酶活性的影响。细胞壁和胞间层的主要组成成分之一是果胶，而果胶酶则是水解果胶的一类酶的总称。通过表中数据可知：在40℃时，产生的果汁量最多，在题中所给的温度范围内，40℃时酶活性最高。当温度连续上升时，果汁量降低，酶的活性降低。由于酶具有高效性，当底物与酶的温度都到达预定值后再混合，避开其事先发生反响，而引起结果的不准确。类型二：探讨加酶洗衣粉的洗涤效果例3、使用加酶洗衣粉的好处，不正确的选项是〔 〕A．有效去除衣服上的油渍、汗渍或血渍B．使用加酶洗衣粉可削减对环境的污染C．各种加酶洗衣粉的酶制剂对人体皮肤都没有损害作用D．水温过低时不宜使用加酶洗衣粉【答案】C【解析】常见的加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶和碱性脂肪酶，可以有效去除衣服上的油渍、汗渍或血渍，温度、pH、激活剂都会影响加酶洗衣粉的洗涤效果。【举一反三】：【变式】用加酶洗衣粉洗涤衣物时，以下说法正确的选项是〔 〕A．用加酶洗衣粉可洗涤毛料衣服B．一般先用热水浸开，然后调至适宜温度C．水温太低会使洗衣粉中的酶丧失活性D．使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉应马上冲洗双手【答案】D例4、加酶洗衣粉是人们生活中所必需的，但如何使用加酶洗衣粉，尤其是水温多少才算适宜，却不为人们所熟知。多数人认为用得越多，衣服洗得越干净越快，有人看到洗衣袋上标有“冷水洗衣粉”的字样，便用冷水洗衣服，却洗不干净，还有人无论什么污渍都用一种加酶洗衣粉，结果无法除去污渍。下面我们就对加酶洗衣粉的最适温度进展探究。试验原理：略。试验器材：烧杯500m水浴锅等。试验过程：用天平各称取加酶洗衣粉假设干份，每份5g；制作分别被植物油、蓝墨水、牛奶处理过的同一种布料各假设干份〔污渍大小以滴管滴数为准；〔3〕 ；〔4〕 ；〔5〕水浴锅中的水温依次为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃。在不同水温下再重复步骤〔3〕七次，分别记录除去污渍所需要的时间。结果如下表：不同温度除去不同污渍所需要的时间〔秒〕水温／℃冷水20304050607080植物油4839302011131720蓝墨水93868072676881105奶渍48432812471217请分析试验结果并得出结论： 。缘由： 。从以上试验可得出酶具有

和 。【答案】在三个编号甲、乙、丙的烧杯中分别注入200mL水和一份称量好的加酶洗衣粉，放入水浴锅中并搅拌将三块分别被植物油、蓝墨水、牛奶处理过的同一布料各一份分别同时放人烧杯中，用玻璃棒搅拌，并用秒表记录除去污渍的时间结论：加酶洗衣粉必需在适宜温度下，即50℃时才会到达最正确洗涤效果，在此温度下，对奶渍的洗涤效果最好，然后是油渍，对蓝墨水的洗涤效果最差缘由奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪蓝墨水的主要成分是胶体而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶 高效性专一性【解析】此题考察如何设计试验，并对试验结果进展推测与分析，从而得出结论。设计试验时，留意遵循等量原则、比照原则等，并留意变量的掌握。【点评】比照试验的设计应遵循的原则〔〕，不能在试验过程中随便变动，即试验组和比照组相比只有一个变量〔2〕等量原则。可以排解试验结果是由同与试验结果之间的因果规律关系。类型三：酵母细胞的固定化2例5.〔2015 石家庄期中〕以下关于酶和固定化酵母细胞的争论与应用的表达，错误的选项是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．细胞固定化技术可以将微生物的发酵过程变成连续的酶反响C．固定化酶生物活性强，可长期使用D．将海藻酸