酶的應(yīng)用

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1、酶的應(yīng)用 專 題 3 廣 東 最 新 考 綱 廣 東 考 綱 解 讀 近 3年 廣 東 高考 考 情1.酶活性測(cè)定的一般原理和方法2酶在食品制作和洗滌等方面的應(yīng)用與酶的特性、種類、功能、酶的探究實(shí)驗(yàn)等知識(shí)相結(jié)合，綜合命題2012年：非選T29 一 、 果 膠 酶 在 果 汁 生 產(chǎn) 中 的 作 用1果膠酶的組成及作用原理(1)組成：果膠酶是分解果膠的_的總稱，包括_、果膠分解酶和_等。(2)作用原理：果膠酶能夠分解_，瓦解植物細(xì)胞的_和胞間層。一類酶多聚半乳糖醛酸酶 果膠酯酶 果膠細(xì)胞壁 2酶活性及其影響因素(1)酶活性：是指酶_的能力。酶活性的高低可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的

2、_來表示。(2)影響因素：_、_、pH等條件。催化一定化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)速度溫度酶的抑制劑 3探究溫度和pH對(duì)果膠酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶的活性隨著溫度和pH的變化而變化。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：制備蘋果泥制備果膠酶蘋果泥與果膠酶分別_將蘋果泥和果膠酶混合保溫一段時(shí)間，過濾出 _，記錄數(shù)據(jù)改變不同 _后，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)論：獲得的果汁越多或者果汁越 _ ，表明果膠酶活性 _。水浴加熱果汁溫度 澄清越高 酶制劑蛋白酶纖維素酶堿性蛋白酶 堿性脂肪酶 堿性蛋白酶氨基酸脂肪纖維素 酶制劑污漬污染布不同洗衣粉記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果較短污漬顏色較淺加酶洗衣粉 所加的酶專一性是否消失顏色變淺 物理或化學(xué)一

3、定空間內(nèi)包埋法物理吸附法 活化CaCl2溶液海藻酸鈉溶液酵母細(xì)胞 1.影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)及處理方法(1)影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)纖維素和果膠是組成水果的重要物質(zhì)，這兩種物質(zhì)的存在使制作果汁時(shí)存在兩個(gè)問題：第一是果肉的出汁率低，耗時(shí)長；第二是榨取的果汁渾濁、黏度高、容易發(fā)生沉淀。果 膠 酶 在 果 汁 生 產(chǎn) 中 的 應(yīng) 用 (2)處理方法：酶解法。常用的酶及其作用特點(diǎn)如下： 2實(shí)驗(yàn)探究影響果膠酶活性的因素及其用量(1)溫度對(duì)酶活性的影響原理：酶活性受溫度的影響，酶促反應(yīng)都有一個(gè)最適溫度。在低于最適溫度時(shí)，隨溫度升高，酶活性增強(qiáng)；當(dāng)高于最適溫度時(shí)，隨溫度的升高，酶活性減弱以至消失。操作步驟制作蘋果泥分

4、類蘋果泥及果膠酶在不同溫度水浴恒溫將果膠酶加入對(duì)應(yīng)的試管中保溫一段時(shí)間過濾觀察比較。 注意事項(xiàng)a本實(shí)驗(yàn)為對(duì)照實(shí)驗(yàn)，因此每個(gè)試管中蘋果泥的量及果膠酶的量都要相等。b由于溫度影響酶活性，因此，蘋果泥和果膠酶都應(yīng)先放到對(duì)應(yīng)溫度的水中恒溫處理，使它們的溫度都達(dá)到實(shí)驗(yàn)設(shè)定的溫度，然后再混合進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。c溫度梯度越小，實(shí)驗(yàn)結(jié)論越精確。 (2)pH對(duì)酶活性的影響原理：酶分子上有許多酸性、堿性氨基酸的側(cè)鏈基團(tuán)，這些基團(tuán)隨著pH的變化可處于不同的解離狀態(tài)，進(jìn)而影響酶活性。操作步驟制備蘋果泥分裝調(diào)pH 反應(yīng)一段時(shí)間過濾觀察比較。 注意事項(xiàng)a本實(shí)驗(yàn)是對(duì)照實(shí)驗(yàn)，其變量是pH。因此，每個(gè)試管內(nèi)加入的蘋果泥的量及果膠酶

5、的量應(yīng)相等，溫度也應(yīng)相同且適宜，反應(yīng)時(shí)間相同。b本實(shí)驗(yàn)可以通過觀察果汁的體積大小來判斷酶活性的高低，也可以通過觀察果汁的澄清度來判斷果膠酶活性的強(qiáng)弱。 (3)探究果膠酶的用量原理在底物足夠，其他條件不變的條件下，反應(yīng)系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質(zhì)及其他不利酶發(fā)揮作用的因素時(shí)，酶促反應(yīng)的速度與酶濃度成正比。操作過程制備果汁配制不同濃度的果膠酶溶液取16號(hào)燒杯，向1號(hào)燒杯加蒸餾水1 mL，向26號(hào)燒杯分別加入1 mL質(zhì)量為2 g/L、4 g/L、6 g/L、8 g/L、10 g/L的果膠酶溶液向6只燒杯中加入等量的蘋果泥45 水浴恒溫5 min沉淀過濾測(cè)量澄清濾液體積計(jì)算澄清蘋果汁出汁率結(jié)論。 注意

6、事項(xiàng)a制備蘋果勻漿后，迅速加熱，使蘋果勻漿中酶變性失活。b由于Fe3、Ca2、Zn2等金屬離子對(duì)果膠酶有抑制作用，所以在實(shí)驗(yàn)過程中不用金屬容器。c如果隨著酶濃度或酶量的增加，過濾得到的果汁的體積也增加，說明酶用量不足；當(dāng)酶的濃度增加到一定程度時(shí)，過濾得到的果汁體積不再增加，說明酶的用量已經(jīng)足夠，那么使果汁的量不再增加的最低酶的用量就是酶的最適用量。 (2013成都摸底考試)下列關(guān)于利用果膠酶生產(chǎn)果汁的說法中不正確的是()A果膠可被果膠酶分解，而纖維素不能被果膠酶分解B果膠的存在會(huì)影響出汁率，還會(huì)使果汁渾濁、黏度高C果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱D果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一

7、種高分子化合物解 析 酶具有專一性，果膠酶能分解果膠，不能分解纖維素；果膠的存在會(huì)降低出汁率，使果汁含雜質(zhì)多；果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等；果膠酶是蛋白質(zhì)，果膠才是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物。答 案 D 下列說法不正確的是()A在探究果膠酶用量的實(shí)驗(yàn)中，雖然實(shí)驗(yàn)的變量發(fā)生了變化，但通過設(shè)置梯度來確定最適值的思想方法是不變的B植物、霉菌、酵母菌和細(xì)菌均能產(chǎn)生果膠酶C通過測(cè)定濾出的蘋果汁的體積大小無法來判斷果膠酶活性的高低D人們使用果膠酶、纖維素酶等來解決制作果汁面臨的問題【 答 案 】 C【 解 析 】在使用梯度測(cè)定酶的用量及活性時(shí)，可以通過測(cè)定濾出的蘋果汁的體

8、積大小來判斷，因此C錯(cuò)誤。 1加酶洗衣粉的原理加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶。其中應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性氨基酸或小分子肽，其他酶同樣可以將大分子的物質(zhì)水解成小分子的物質(zhì)，使污跡容易從衣物上脫落。探 討 加 酶 洗 衣 粉 的 洗 滌 效 果 2使用加酶洗衣粉的注意事項(xiàng)(1)堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解，因此，蛋白類纖維(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(shí)，必須注意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在35 50 時(shí)

9、活性最強(qiáng)，在低溫下酶活性降低，水溫在70 以上就會(huì)失活。 (3)加酶洗衣粉也不宜長期存放，存放時(shí)間過長會(huì)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(huì)喪失。(5)添加了堿性蛋白酶的洗衣粉可以分解人體皮膚表面蛋白質(zhì)，而使人患過敏性皮炎、濕疹等，應(yīng)避免與這類洗衣粉長時(shí)間接觸。 3探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對(duì)衣物上污漬的洗滌效果(1)實(shí)驗(yàn)過程取大燒杯兩只，用量筒量取等量的水放入其中。將制好的污染布?jí)K和洗衣粉(一組為污染布?jí)K與普通洗衣粉，一組為污染布?jí)K與加酶洗衣粉)分別放入兩只燒杯中。用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢?。一段時(shí)間后再攪拌，可重復(fù)進(jìn)行。相同的一段時(shí)間后觀察洗滌效果。 (2)結(jié)果

10、分析與注意事項(xiàng)加酶洗衣粉有很多種，注意實(shí)驗(yàn)用的加酶洗衣粉的說明，是單一加酶洗衣粉，還是復(fù)合加酶洗衣粉。所滴加的污染物種類與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有著密切的關(guān)系。洗滌材料可選用純棉制品。 4探究加酶洗衣粉的最適溫度(1)明確實(shí)驗(yàn)變量為溫度，即自變量為溫度變化，因變量為洗滌效果，研究對(duì)象為加酶洗衣粉。(2)注意其他無關(guān)變量要等量，如洗衣粉種類、用量、污物種類等，即要控制單一變量。(3)溫度梯度的設(shè)置要在允許范圍內(nèi)，盡可能小，否則偏差大，最好進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。 5探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果(1)實(shí)驗(yàn)原理：酶的催化作用具有專一性，復(fù)合加酶洗衣粉加入的酶制劑種類較多，較單一加酶洗衣粉來說，對(duì)各種污漬都有較好的洗滌效果

11、。(2)評(píng)判實(shí)驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)要客觀。對(duì)于不同的污漬，各種加酶洗衣粉的洗滌效果會(huì)不大一樣。蛋白酶洗衣粉有助于去除汗?jié)n、血漬；復(fù)合加酶洗衣粉對(duì)油漬、汗?jié)n、血漬都有效；而普通洗衣粉則只是對(duì)油漬等有一些效果。通過本實(shí)驗(yàn)只能探究哪種洗衣粉適合于清洗何種污漬，無法對(duì)比說明何種洗衣粉的洗滌效果好。 (3)實(shí)驗(yàn)要遵循單一變量原則。(4)該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路探究同一種加酶洗衣粉對(duì)于不同污漬的洗滌效果；探究多種加酶洗衣粉對(duì)同一污漬的洗滌效果。 隨著生物技術(shù)的發(fā)展，酶在社會(huì)生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用越來越廣泛，下列說法錯(cuò)誤的是()A利用酶生產(chǎn)某些化工產(chǎn)品，能顯著降低能耗、減少污染，節(jié)約成本B“加酶洗衣粉”的洗滌效果與水溫、pH有

12、關(guān)，與污物或衣物的性質(zhì)無關(guān)C用于治療消化不良癥的腸溶多酶片含有多種消化酶，但嚼服后會(huì)失去療效D要較長時(shí)間保持酶活性，各種酶制劑都應(yīng)保存在低溫的條件下 解 析 由于酶具有專一性，所以“加酶洗衣粉”的洗滌效果不僅與水溫、pH有關(guān)，還與污物或衣物的性質(zhì)有關(guān)。答 案 B 在“探究不同溫度條件下加酶洗衣粉的洗滌效果”的實(shí)驗(yàn)中，控制變量的方法正確的是()A實(shí)驗(yàn)材料的污染程度屬于本研究的無關(guān)變量，實(shí)驗(yàn)過程中不必考慮B若采用手洗法進(jìn)行去污操作，需盡可能保證各組的洗滌用力程度、時(shí)間等基本相同C水溫屬于本研究的變量，實(shí)驗(yàn)過程中必須保證各組實(shí)驗(yàn)溫度相同且恒定D水的用量和布料的大小是成正比的，實(shí)驗(yàn)用的布料越大、水量越

13、多實(shí)驗(yàn)效果越好【 答 案 】 B 【 解 析 】根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則和單因子變量原則，水溫是本研究的自變量，要有溫度梯度，各組實(shí)驗(yàn)溫度不能相同，其他的無關(guān)變量要保持適宜且相同。該實(shí)驗(yàn)用的布料大小、水量要適中，不是布料越大、水量越多實(shí)驗(yàn)效果越好。 1直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較固 定 化 酶 與 固 定 化 細(xì) 胞項(xiàng)目直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞酶的種數(shù)一種或幾種一種一系列酶常用載體高嶺土、皂土、硅膠、凝膠明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺制作方法化學(xué)結(jié)合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化是否需要營養(yǎng)物質(zhì)否否是 項(xiàng)目直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞催化反應(yīng)單一或多種單一一系列

14、反應(yīng)底物各種物質(zhì)(大分子、小分子)各種物質(zhì)(大分子、小分子)小分子物質(zhì)缺點(diǎn)對(duì)環(huán)境條件非常敏感，易失活；難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化一系列的酶促反應(yīng)反應(yīng)物不易與酶接觸，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降優(yōu)點(diǎn)催化效率高、耗能低、低污染既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；可以反復(fù)利用成本低、操作容易 2固定化酵母菌制備及應(yīng)用(1)實(shí)驗(yàn)流程 (2)注意事項(xiàng)酵母細(xì)胞的活化?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。酵母細(xì)胞活化時(shí)體積會(huì)變大，故活化前應(yīng)該選擇體積足夠大的容器，以避免酵母細(xì)胞的活化液溢出容器外。加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗。海藻酸鈉在水中溶解的速度

15、較慢，需通過加熱促進(jìn)其溶解。溶解海藻酸鈉，最好利用小火間斷加熱的方法。海藻酸鈉的濃度涉及固定化細(xì)胞的質(zhì)量。如果海藻酸鈉濃度過高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實(shí)驗(yàn)效果。 剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下列方法：一是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功；二是在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。 固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)?？蒲腥藛T用海藻酸鈉作為包埋劑來固

16、定小麥酯酶，以研究固定化酶的相關(guān)性質(zhì)和最佳固定條件。酶活力為固定化酶催化反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量。下圖甲、乙、丙為部分研究結(jié)果。下列有關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是() A由甲圖可知，固定化酯酶比游離酯酶對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)B由乙圖可知，濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好C由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復(fù)使用3次，之后若繼續(xù)使用則酶活力明顯下降D固定化酶的酶活力較高，主要原因是增加了酶與底物的接觸面積 解 析 由甲圖可知，固定化酯酶比游離酯酶對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)；由乙圖可知，濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好；由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復(fù)使用3次，之后若繼續(xù)使用則酶活力明顯下降；固定化酶的酶活力較高，主要原因是固定化酶的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。答 案 D 下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的說法，正確的是() A某種固定化酶的優(yōu)勢(shì)在于能催化一系列生化反應(yīng) B固定化細(xì)胞技術(shù)只能固定一種酶 C固定化酶和固定化細(xì)胞都能反復(fù)使用，但酶的活性迅速下降 D固定化細(xì)胞常用包埋法，固定化酶常用物理吸附法【 答 案 】 D【 解 析 】固定化酶的優(yōu)勢(shì)在于酶能夠多次利用。細(xì)胞內(nèi)有多種酶，固定化細(xì)胞技術(shù)不只固定一種酶。固定化酶和固定化細(xì)胞都能反復(fù)使用，且酶的活性不會(huì)迅速下降。