2013屆高考生物復(fù)習(xí)奪標(biāo)學(xué)案：專題16 酶的應(yīng)用

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1、 2013高考生物奪標(biāo)系列 專題16 酶的應(yīng)用 一、考綱解讀 考綱下載 考綱解讀 命題規(guī)律 命題趨勢(shì) 1.酶活力測(cè)定的一般原理和方法 1.了解酶活力測(cè)定的一般原理和方法。2.了解果膠的適宜條件，會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究外界因素(如溫度、pH等)對(duì)果膠酶的影響及探究果膠酶的用量。 3.知道加酶洗衣粉常用的酶制劑種類;會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究加酶洗衣粉的洗滌效果；了解固定化酶的優(yōu)缺點(diǎn)。 本專題內(nèi)容主要有三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：果膠酶在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用；加酶洗衣粉的洗滌效果探究；制備和應(yīng)用固定化酶。在高考命題中，與必修1內(nèi)容聯(lián)系緊密。從近幾年命題中看出，聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際的考題較多。命題角度側(cè)重從生產(chǎn)生活實(shí)際出發(fā)，

2、側(cè)重從社會(huì)現(xiàn)象，新的科學(xué)研究入手，利用酶的有關(guān)知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題。 考查形式以簡(jiǎn)答題為主。近幾年各省市命題比重較小，選擇題很少見。 聯(lián)系果汁飲料生產(chǎn)、新型洗滌產(chǎn)品等生活實(shí)際，考查酶的特性及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用，很可能以探究實(shí)踐類型的題目出現(xiàn)，預(yù)計(jì)2013年各地命題可能性較大，難度適中，系數(shù)在0.65左右。 2.酶在食品制造中的應(yīng)用 3.酶在洗滌等方面的應(yīng)用 二、熱點(diǎn)題型分析 題型1 明確酶的作用條件及特點(diǎn)，解答與影響酶促反應(yīng)因素相關(guān)的試題 【例1】嫩肉粉是以蛋白酶為主要成分的食品添加劑，就酶的作用特點(diǎn)而言，下列使用方法中最佳的是 ( ) A.炒肉的過(guò)

3、程中加入 B.肉炒熟后起鍋前加入 C.先用沸水溶解后與肉片混勻，炒熟 D.室溫下與肉片混勻，放置一段時(shí)間，炒熟 1 / 14 【例2】下圖表示某研究小組在探究果膠酶的用量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。有關(guān)說(shuō)法不正確的是 A 在ab段限制反應(yīng)速率的主要因素是酶的用量 B 在bc段限制反應(yīng)速率的因素是溫度、pH、反應(yīng)物濃度等 C在ac段增加反應(yīng)物濃度，可以明顯加快反應(yīng)速率 D 在該實(shí)驗(yàn)給定條件下，果膠酶的最佳用量是b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值 【例3】我國(guó)水果生產(chǎn)發(fā)展迅速，由于收獲的季節(jié)性強(qiáng)，易造成積壓，腐爛變質(zhì)，為了解決上述問(wèn)題且滿足不同人群的需求，可以加工制作

4、果汁、果酒、果醋等。在果汁生產(chǎn)中用到果膠酶，某課題研究小組為了探究果膠酶的某些特性，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)： （1）實(shí)驗(yàn)方法：請(qǐng)將圖中所示的操作進(jìn)行排序 。 （2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行了相同時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示： ①圖中自變量是溫度，除此之外還可用 表示。 A.酶的濃度 B.蘋果泥的量 C.水的加入量 D.pH ②圖中的縱坐標(biāo)還可用 來(lái)表示。 ③步驟b中在果膠酶和蘋果泥混

5、合前，將兩者分裝在不同試管中，恒溫的目的是 。 ④實(shí)驗(yàn)小組改變了實(shí)驗(yàn)條件后重復(fù)做實(shí)驗(yàn)，得到曲線乙，蘋果汁的澄清度最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)是同一位置的原因是 。引起曲線乙下移的原因是 （至少答出兩條）。 ⑶下表是某實(shí)驗(yàn)小組的詳細(xì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 溫度/℃ 1

6、0 20 30 40 50 60 70 80 果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10 根據(jù)上述結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溫度為 時(shí)果汁量最多，能不能確定該溫度就是果汁酶的最適溫度，如果不能，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出進(jìn)一步探究果汁酶的最適溫度的實(shí)驗(yàn)方案。 。 【解析】：本題以探究果膠酶的某些特性的實(shí)驗(yàn)為載體，綜合考查了影響酶活性的因素、探討溫度對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)。在解答本題過(guò)程中，注意

7、運(yùn)用影響酶活性的各種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析；注意實(shí)驗(yàn)自變量的設(shè)置、因變量的檢測(cè)、無(wú)關(guān)變量的控制及實(shí)驗(yàn)的操作步驟；注意運(yùn)用影響酶活性的因素的相關(guān)知識(shí)對(duì)圖形曲線、圖表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。⑴實(shí)驗(yàn)順序是：準(zhǔn)備水果泥和配置果膠酶、水果泥和果膠酶分別水浴保溫、水果泥和果膠酶混合保溫、過(guò)濾果汁后用量桶計(jì)量。⑵果膠酶的活性受溫度、pH等條件的影響，而與底物的量、酶的濃度和水的加入量沒有關(guān)系；且每一種酶都有一個(gè)最適溫度和最適pH值且該值恒定。衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)有兩種：一是果汁的量，另一個(gè)是果汁的澄清度。為了保證實(shí)驗(yàn)在相應(yīng)溫度下進(jìn)行，必須使酶和底物分別保溫達(dá)到要求后再混合。在相同溫度條件下，pH、酶的濃度和底物濃度

8、也會(huì)改變反應(yīng)速率。 ⑶根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可看出，在40℃時(shí)產(chǎn)生果汁量最多，C裝置的溫度比較接近酶的最適溫度。要將溫度確定得更加精確，以40℃為中心，以更小的溫差（如0.5℃）設(shè)置自變量。 題型攻略 【知識(shí)儲(chǔ)備】（1）影響酶促反應(yīng)的因素包括酶的濃度、酶的活性和底物濃度三大方面；其中影響酶活性的因素有溫度、pH值、酶的激活劑和抑制劑等。 【方法技巧】探究影響酶促反應(yīng)的環(huán)境條件時(shí)需要注意下列事項(xiàng)： ①探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，可以選用10 ℃作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等，也可以根據(jù)酶的特點(diǎn)，嘗試以5 ℃作為溫度梯度。

9、 ②探究pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，只須將溫度梯度改成pH梯度，并選定一個(gè)適宜的溫度進(jìn)行水浴加熱。反應(yīng)液中的pH可以通過(guò)體積分?jǐn)?shù)為0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。 ③探究酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對(duì)酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時(shí)，研究的變量是酶的用量，其他因素都應(yīng)保持不變。實(shí)驗(yàn)時(shí)可以配制不同濃度的酶溶液，也可以只配制一種濃度的酶溶液，然后使用不同的體積即可。需要注意的是，反應(yīng)液的pH必須相同，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。 ④在混合反應(yīng)物和酶之前，一定要讓兩者分別達(dá)到相應(yīng)的條件。這樣可以避免底物和酶在混合時(shí)條件變化，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 ⑤將酶加入反應(yīng)物后，應(yīng)不時(shí)地用玻璃棒攪拌，使酶能

10、更充分地催化反應(yīng)。 熱點(diǎn)題型2 聯(lián)系影響酶促反應(yīng)的因素，解答探究加酶洗衣粉洗滌效果的實(shí)驗(yàn)題 【例1】下列探究某種加酶洗衣粉需要的最適溫度的實(shí)驗(yàn)正確的是 A．取一系列不同溫度、其他條件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一個(gè)溫度中酶的效果最好 B．在不同溫度的水中，加入不等量洗衣粉，看哪種效果好 C．將加酶洗衣粉加入30℃水中發(fā)現(xiàn)不如加到45℃水中洗滌效果好，說(shuō)明45℃為最適溫度 D．將加酶洗衣粉與普通洗衣粉分別加入37℃的水中洗滌同樣的污物，發(fā)現(xiàn)加酶洗衣粉效果好，說(shuō)明加酶洗衣粉的最適溫度為 37℃ 【例2】某同學(xué)進(jìn)行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌

11、效果比較”課題研究。下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A．設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，分別使用蛋白酶洗衣粉和復(fù)合酶洗衣粉 B．洗衣粉用量、污漬種類和冼滌溫度等無(wú)關(guān)變量全部相同且適宜 C．可根據(jù)污漬完全洗凈所需時(shí)間的差異得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 D．應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)既不用加酶洗衣粉洗滌也不用普通洗衣粉洗滌的對(duì)照 【例3】洗衣粉是人們?nèi)粘Ｉ钏匦璧?，有同學(xué)對(duì)加酶洗衣粉的作用很感興趣，為此做了以下實(shí)驗(yàn)探究。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程： ①用天平稱取加酶洗衣粉若干份，每份5克。 ②制作被牛奶(主要含蛋白質(zhì)和脂肪)和藍(lán)墨水[主要成分：阿拉伯樹膠(植物纖維)、鞣酸與硫酸亞鐵]處理過(guò)的同一布料若干份(污漬大小以滴管滴數(shù)為準(zhǔn))。 ③取2只500毫

12、升燒杯，依次編號(hào)為A、B，分別加入200毫升水和一份已稱好的洗衣粉，放人10℃水浴鍋中并攪拌。 ④取2塊被牛奶和藍(lán)墨水處理過(guò)的布料各一份，分別同時(shí)放人燒杯中，用玻璃棒攪拌，并用秒表記錄除去污漬所需時(shí)間。 然后，分別以水浴鍋溫度依次為20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，重復(fù)步驟③④實(shí)驗(yàn)，記錄除去污 漬所需時(shí)間，結(jié)果如下表。 不同溫度除去不同污漬所需時(shí)間(分鐘) 水溫(℃) 10 20 30 40 50 60 70 80 奶漬 48 43 28 12 6 4 12 17 藍(lán)墨水 93 86 80 72 68 67

13、 81 105 (1)請(qǐng)以溫度為橫坐標(biāo)，酶促反應(yīng)速度為縱坐標(biāo)畫出除去奶漬實(shí)驗(yàn)的大致情況圖。 (2)解釋在同一水溫下除去兩種污潰時(shí)間不同的可能原因是: (3)請(qǐng)你為上述探究實(shí)驗(yàn)命題 。 (4)上述探究過(guò)程(①至④)隱含 和 兩個(gè)步驟。 (5)上述實(shí)驗(yàn)牽涉兩項(xiàng)對(duì)照關(guān)系，一項(xiàng)是針對(duì) 的成分對(duì)照，另一項(xiàng)是針對(duì) 的條件對(duì)照。這里的條件

14、對(duì)照與一般實(shí)驗(yàn)空白對(duì)照的區(qū)別 是： 。 題型攻略 【知識(shí)儲(chǔ)備】探究加酶洗衣粉洗滌效果的實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題： ⑴變量的分析和控制 影響加洗衣粉洗滌效果的因素有水溫、水量、水質(zhì)、洗衣粉的用量和種類，衣物的質(zhì)料、大小及浸泡時(shí)間和洗滌的時(shí)間等。 在探究用加酶洗衣粉洗滌的最佳溫度條件實(shí)驗(yàn)中，水溫是我們要研究的對(duì)象，實(shí)驗(yàn)自變量是水溫；在探究用加酶洗衣粉與普通洗衣粉洗滌的效果的不同實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)自變量為洗衣粉的種類；在探究不同種類的加酶洗衣粉洗滌的效果的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)

15、自變量為加酶洗衣粉的種類。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，除實(shí)驗(yàn)自變量可改變外，其他變量應(yīng)在實(shí)驗(yàn)中保持不變。 ⑵洗滌方式和材料的選擇。 采用全自動(dòng)洗衣機(jī)比較好，并且應(yīng)該盡量使用同一型號(hào)小容量的洗衣機(jī)，其機(jī)械攪拌作用相同。 洗滌材料的選擇也有一些講究。選用布料作為實(shí)驗(yàn)材料比較可行。在作對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以控制布料的大小、顏色以及污物的量，使其相同；同時(shí)，也便于洗滌效果的比較。 ⑶水量、水質(zhì)和洗衣粉用量的問(wèn)題。 水的用量和布料的大小是成正比的。做實(shí)驗(yàn)用的布料不易過(guò)大，水量不易過(guò)多，但應(yīng)該讓布料充分浸泡在水中。水量和洗衣粉的用量可以參考下表。實(shí)驗(yàn)時(shí)可根據(jù)表中的數(shù)據(jù)換算出實(shí)際用量。如果在實(shí)驗(yàn)中使用手洗的方法，如使

16、用1 000 mL的燒杯作為容器，可以用500 mL的水，洗衣粉的用量可以用1 g或1.5 g。 洗滌方式 機(jī)洗 手洗 水量 0.5 L 0.5 L 洗衣粉量 0.5 g 1 g或1.5 g 其他相關(guān)問(wèn)題簡(jiǎn)述如下。實(shí)驗(yàn)中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；布料應(yīng)放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時(shí)間；采用玻璃棒或筷子攪拌的方式模擬洗衣過(guò)程；模擬攪拌的時(shí)間、次數(shù)和力量應(yīng)基本相同。 【方法技巧】探究加酶洗衣粉發(fā)揮作用的最適溫度、pH，實(shí)驗(yàn)的自變量為一系列溫度、pH，看哪個(gè)溫度、pH范圍內(nèi)加酶洗衣粉效果最明顯；設(shè)置1~2個(gè)實(shí)驗(yàn)組是不能探究出最適溫度、pH范圍的。

17、 熱點(diǎn)題型3 理清基本原理和基本方法，解答固定化酶和固定化細(xì)胞的制作與應(yīng)用題 【例1】關(guān)于固定化酶技術(shù)的說(shuō)法正確的是 A．固定化酶技術(shù)就是固定反應(yīng)物，將酶依附著載體圍繞反應(yīng)物旋轉(zhuǎn)的技術(shù) B．固定化酶的優(yōu)勢(shì)在于能催化一系列的酶促反應(yīng) C．固定化酶中的酶無(wú)法重復(fù)利用 D．固定化酶是將酶固定在一定空間的技術(shù) 【例2】下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，不正確的是 A．固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯 B．固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度和溶解氧 C．利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件 D．利用固

18、定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應(yīng)底物 【例3】下面是制備固定化酵母菌細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)回答： 活化酵母菌細(xì)胞→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母菌細(xì)胞混合→固定化酵母菌細(xì)胞 （1）在 狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù) 狀態(tài)?；罨皯?yīng)選擇足夠大的容器，因?yàn)榻湍妇?xì)胞活化時(shí) 。 （2）影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是 。 （3）如果海藻酸鈉濃度過(guò)低，形成的凝

19、膠珠所包埋的酵母菌細(xì)胞數(shù)目 。 （4）觀察形成凝膠珠的顏色和形狀，如果顏色過(guò)淺，說(shuō)明 ；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說(shuō)明 。 （5）固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法固定化，原因是 。 題型攻略 【知識(shí)儲(chǔ)備】酶和細(xì)胞的固定方法和特點(diǎn) 固定對(duì)象 酶 細(xì)胞 適宜固定法 化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法 包埋法 特點(diǎn) 體積小，固定一種酶 包埋法容易丟失 體積大，固定一系列酶 難以化學(xué)結(jié)合和吸附 發(fā)揮作用需要的條件 適宜的溫度、pH 適宜的溫度、pH 還需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣 【方法技巧】從固定化細(xì)胞的概念為切入點(diǎn)，多角度理解固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)。限制或定位于特定空間位置的細(xì)胞稱為固定化細(xì)胞，它與天然酶相比具有更多的優(yōu)點(diǎn)：（1）不需要進(jìn)行酶的分離純化，減少起始投資。（2）酶的回收率高，酶在原有的細(xì)胞環(huán)境下，穩(wěn)定性更高。（3）細(xì)胞保持生命活動(dòng)狀態(tài)，細(xì)胞中的輔助因子可自動(dòng)再生。（4）細(xì)胞含有多酶體系?？纱呋幌盗械姆磻?yīng)。（5）反應(yīng)中抗污染能力強(qiáng)。 希望對(duì)大家有所幫助，多謝您的瀏覽！