届 一轮复习 人教版酶的研究和应用学案doc.docx
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届一轮复习人教版酶的研究和应用学案doc
2020届一轮复习人教版酶的研究和应用学案
1．果胶酶在果汁生产中的应用
2．探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
3．酵母细胞的固定化
[基础微点全练]
1．判断正误
（1）“探讨加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”可先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度（×）
（2）相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉（×）
（3）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路方法是不变的（√）
（4）用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好（×）
（5）果胶酶常用于果汁生产中，可提高出汁率和澄清度（√）
（6）固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应（×）
（7）从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小（√）
（8）将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌（√）
（9）刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液（×）
（10）利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物（×）
2．下列有关酶的叙述，错误的是（ ）
A．果胶酶是一类酶的总称，探究果胶酶的最适温度时，需将底物和酶分别在同等温度下处理后再混合
B．低温和高温对酶活性的影响是相同的，而过酸、过碱对酶活性的影响是不同的
C．探究果胶酶的最适温度和最适pH实验中应严格控制酶作用时间
D．解旋酶作用于碱基对间的氢键
解析：
选B 低温使酶的活性降低，但不会破坏酶分子的空间结构，高温会破坏酶分子的空间结构，使酶失去活性；过酸、过碱都会破坏酶分子的空间结构而使酶失去活性。
3．关于探讨不同种类洗衣粉的洗涤效果的实验，下列说法错误的是（ ）
A．水温应保持不变
B．除冬季外，通常采用当地的常温
C．应选择不同种类的加酶洗衣粉和普通洗衣粉
D．只能针对一种污渍进行实验
解析：
选D 探讨不同种类洗衣粉的洗涤效果时，可以选择不同种类的加酶洗衣粉和普通洗衣粉；污渍的选择应该多样化；可以针对污渍相同，布料不同的情况进行实验；实验过程中温度应保持不变，一般采用当地的常温，冬天温度太低，应用水浴的方法使温度达到25～35℃。
4．在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞的技术。
（1）在实际生产中，固定化酶技术的优点是________________________________
________________________________________________________________________。
与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是____________。
（2）制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是________，使用了下图中方法[ ]________（填出号码与名称）。
（3）制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和________溶液中形成凝胶珠。
部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是____________。
解析：
将酶固定化后，可使酶在催化反应之后不随产物流走，可以反复利用；将细胞固定化后，可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定。
海藻酸钠一般不能参与化学反应，同时，在高温下容易溶化，温度降低时又形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌的好材料。
图①为化学结合法，图②为物理吸附法，图③为包埋法。
凝胶珠是高温下溶化的海藻酸钠与酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸钠浓度过高或制凝胶珠时离液面太近，可能形成片状或长条形，而不是圆形或椭圆形的凝胶珠。
答案：
（1）酶既容易与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复利用 多酶系统（或一系列酶、多种酶）
（2）海藻酸钠 ③包埋法 （3）CaCl2 海藻酸钠溶液浓度过高（或针筒口离液面过近，高度不够）
一、酶的活性测定及酶在食品加工方面的应用
[试考题·查欠缺]
1．（2019·泰安月考）果胶酶的作用底物是果胶，纤维素酶能够分解纤维素，下列有关叙述正确的是（ ）
A．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一
B．果胶酶可催化果胶分解成可溶性的半乳糖，使得浑浊的果汁变澄清
C．果胶是由半乳糖聚合而成的一种高分子化合物
D．纤维素酶能够分解纤维素，直接形成葡萄糖
解析：
选A 果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，是由半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物；在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊，果胶酶能够将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物的细胞壁及胞间层，提高出汁率，并且使果汁变得澄清；纤维素
纤维二糖葡萄糖苷酶,葡萄糖。
2．（2019·郑州调研）我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以加工制作果汁、果酒、果醋等。
在果汁生产中用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：
（1）实验方法：
如图中所示的顺序进行操作。
（2）实验结果：
对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图所示：
①图中自变量是温度，除此之外还可用________表示。
A．酶的浓度 B．苹果泥的量
C．水的加入量D．pH
②图中的纵坐标还可用________来表示。
③实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是_____________________________________。
④步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是____________________________________________________________。
解析：
果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所以每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。
在衡量实验结果的指标中有两种，一是果汁的量，另一个是果汁的澄清度。
为使实验中达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温达到要求后才能混合。
答案：
（2）①D ②苹果汁的体积 ③同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物量不同而改变 ④保证底物和酶在混合时的温度是相同的
[强知能·补欠缺]
1．果胶酶与纤维素酶的比较
种类
组成
作用
果胶酶
多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等
催化水解果胶成为可溶性半乳糖醛酸
纤维素酶
C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶
纤维素
纤维二糖
葡萄糖
2．探究影响果汁产量的因素
（1）探究温度对酶活性的影响时，可以选用10℃作为温度梯度，设置的具体温度为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，也可以根据酶的特点，尝试以5℃作为温度梯度。
（2）探究pH对酶活性的影响时，只需将温度梯度改成pH梯度，并在该酶的最适温度下进行。
反应液中的pH可以用质量分数为0.1%的氢氧化钠溶液或盐酸进行调节。
（3）探究酶的用量是建立在探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的。
此时，研究的变量是酶的用量，其他因素都应保持相同。
实验时可以配制不同浓度的酶溶液，也可以只配制一种浓度的酶溶液，然后使用不同的体积。
需要注意的是，反应液的pH和温度必须相同，否则将影响实验结果的准确性。
3．确定果胶酶最适用量的方法
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，这个值就是酶的最适用量。
4．有关酶活性实验中的几个注意点
（1）酶活性不等同于酶促反应速度
同等条件下的酶促反应速度的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活性与酶促反应速度仍然是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相同，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响反应速度，但不能影响酶的活性。
（2）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，确保实验结果的可靠性。
（3）探究×××酶的最适条件（温度、pH）及最适用量时都需设置一系列梯度，且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，通过相互对照可确定果胶酶的最适温度或最适pH。
[练题点·全过关]
1．下列与酶的活性有关的说法中，错误的是（ ）
A．酶的活性是由蛋白质结构决定的，不受外界条件的影响
B．酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力
C．酶的活性受温度、pH等因素的影响
D．酶活性高低与反应物浓度无关
解析：
选A 酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，其高低可以用在一定条件下所催化的某一化学反应的反应速度来表示。
酶的催化作用受外界条件影响，温度、pH等对酶的催化作用都有较大影响，反应物浓度与酶的活性高低无关。
2．探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及探究果胶酶的用量三个实验中，实验变量依次为（ ）
A．温度、酶活性、酶用量B．苹果泥用量、pH、果汁量
C．反应时间、酶活性、酶用量D．温度、pH、酶用量
解析：
选D 实验变量又称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素和条件，如探究温度对果胶酶活性的影响时，需要设置不同的温度作为对照，所以温度就是实验变量；同理，研究pH对果胶酶活性影响的自变量为pH；研究果胶酶的用量的实验中，实验变量为酶用量。
3．果粒生产在中国尚属起步阶段。
果粒除了可直接食用外还可作为配料加入到酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。
果粒的硬度和形状直接影响着最终产品的质量。
如酸奶用果粒必须符合以下质量标准：
a果粒含量高；b相同的果粒分布和正确的黏稠度。
但大部分果粒经高温处理或机械泵出后成型果粒量少，且果粒硬度不够，这势必会影响下一步的生产。
果胶酶作为一种新型加工助剂，可将果粒的组织结构损坏程度减到最小，最大限度地提高成型果粒的含量。
根据以上内容回答下列问题：
（1）果胶酶是指________________，包括________________________________________等。
（2）果胶酶作为一种果粒加工助剂，它能将果胶分解成可溶性的________________，由酶的________________性可知，组成果粒的另一成分________________不会被分解。
（3）在果粒制作时按“2mL酶/kg水果”的量加入酶制剂，加热至40～45℃，缓慢搅拌处理10～15min。
最后加热到90～92℃，再冷却罐装。
在此过程中按“2mL酶/kg水果”的量加入酶的意义在于________________________________________；在40～45℃温度下搅拌处理的原因是_____________________________________________________________；
最后升温到90～92℃再冷却罐装的目的是___________________________________。
（4）果粒产品与果汁产品在成分上的主要区别在于____________________。
（5）下面图1表示温度对果胶酶活性的影响，如果纵坐标表示果粒的生成速率，横坐标表示温度，请在下面图2中画出果粒生成速率的曲线图（所绘制的曲线大体符合事实即可）。
解析：
果粒由果肉加工而成，应含有果胶和纤维素。
在果胶酶参与加工果粒的过程中，果胶被分解为半乳糖醛酸，而纤维素不会被分解。
控制酶量的意义在于：
一方面使酶充分发挥作用，另一方面避免酶的浪费以节约生产成本。
答案：
（1）分解果胶的一类酶 多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶
（2）半乳糖醛酸 专一 纤维素 （3）控制好酶的用量，一方面使果胶酶充分发挥作用，另一方面节约成本，以免造成浪费 在40～45℃温度下果胶酶活性最高 灭菌 （4）果粒产品中有纤维素，果汁中不含纤维素 （5）如图
二、酶在洗涤方面的应用
[试考题·查欠缺]
1．下列关于探讨加酶洗衣粉的洗涤效果的说法错误的是（ ）
A．加酶洗衣粉中的酶能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度
B．加酶洗衣粉能够有效去除油渍、汗渍和血渍
C．衣服的洗涤只考虑洗涤效果就可以
D．科学研究中，研究变量的思路是一致的，只是在不同的问题情景下，具体做法不同
解析：
选C 在洗涤衣物时，不仅要考虑洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。
2．为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见污垢的去除能力，洗衣粉中常常会添加各种酶类。
请回答有关问题：
（1）根据衣物上常见的污垢，加酶洗衣粉中添加的酶类有碱性蛋白酶、________________________________________________________________________。
（2）碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的________。
（3）下表为加酶洗衣粉的包装袋上的产品说明，根据你所学习的有关知识，解释注意事项③的原因：
___________________________________________________________________。
注意事项
①请将本品置于阴凉、干燥处，避热、避湿、避光。
②不慎溅入眼中，立即用水冲洗。
③水温以30～50℃为宜，切忌用70℃以上的热水。
（4）下面是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的有关探究实验，请据表回答：
脸盆
编号
洗涤物
（等量）
洗涤
温度
洗衣粉
（等量）
水量
洗净所
需时间
1
油污布
45℃
加酶
2L
4min
2
油污布
45℃
普通
2L
7min
3
油污布
5℃
加酶
2L
9min
4
油污布
5℃
普通
2L
8min
①该实验设计体现了____________________原则。
②若1号实验组，洗净所需时间接近7min，请分析最可能的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
污垢中的血渍、奶渍、油污、土豆泥的主要成分分别是蛋白质、蛋白质、脂肪、淀粉和纤维素，因此要在洗衣粉中添加相应的水解酶。
蛋白酶能将蛋白质水解为易溶于水的多肽和氨基酸，使衣物清洁。
洗衣粉中添加的酶是蛋白质，在高温时会变性失活，而且酶的催化活性受温度影响，在30～50℃时具有较高的催化活性。
实验设计中的1、2两组和3、4两组只是在洗衣粉种类上不同，而1、3两组和2、4两组则只有温度不同，这体现了实验设计的对照原则和单一变量原则。
若1号实验组和2号实验组的洗净时间接近，说明1号中的酶没有起到预期的作用，可能是酶失活。
答案：
（1）（碱性）脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶
（2）多肽（氨基酸） （3）酶的催化受温度的影响，30～50℃是洗衣粉中的酶的适宜温度范围，温度过高会使酶变性失活 （4）①单一变量、对照 ②洗衣粉中的酶变性或失效（答案合理即可）
[强知能·补欠缺]
1．加酶洗衣粉的去污机理
种类
洗涤原理
洗涤的物质种类
蛋白酶
蛋白质
小分子的肽＋氨基酸
血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢
脂肪酶
脂肪
甘油＋脂肪酸
食品的油渍、人体皮脂、口红
淀粉酶
淀粉
麦芽糖＋葡萄糖
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
棉纺织品的表面浮毛
2．变量的分析和控制
影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量和种类，衣物的材料、大小及浸泡时间和洗涤时间等。
在探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件实验中，水温是要研究的对象，实验自变量是水温；在探究加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的实验中，实验自变量为洗衣粉的种类；在探究不同种类的加酶洗衣粉洗涤效果的实验中，实验自变量为加酶洗衣粉的种类。
在设计实验时，应遵循单一变量原则和对照原则等。
3．洗涤方式和材料的选择
（1）采用全自动洗衣机比较好，并且应该尽量使用同一型号小容量的洗衣机，使其机械搅拌作用相同。
（2）洗涤材料的选择也有一些讲究。
选用布料作为实验材料比较可行。
在设置对照实验时，可以控制布料的大小、颜色及污物的量，使其相同；同时，也便于洗涤效果的比较。
4．水量、水质和洗衣粉用量的问题
（1）水量和布料的大小是成正比的。
做实验用的布料不宜过大，水量不宜过多，但应该让布料充分浸泡在水中。
（2）其他相关问题简述如下：
实验中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再进行实验；布料应放在洗衣粉溶液中浸泡相同的时间；采用玻棒搅拌的方式模拟洗衣过程；模拟搅拌的时间、次数和力量应基本相同。
5．使用加酶洗衣粉时的注意事项
（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，必须注意洗涤用水的温度。
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）酶为生物催化剂，具有一定的寿命，时间长了，酶的活性就会降低或丧失，因此加酶洗衣粉也不宜长期存放。
（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表面蛋白质，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地接触。
（6）与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉洗涤效果更好，又由于不含磷元素，酶制剂进入无机环境中后可以被微生物分解，因此不会对环境造成污染。
[练题点·全过关]
1．下列关于加酶洗衣粉的叙述，错误的是（ ）
A．加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉
B．目前常用的酶制剂有四类：
蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶
C．酶是未经任何处理直接添加到洗衣粉中去的
D．碱性蛋白酶能将血渍、奶渍中含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽
解析：
选C 由于温度、pH、洗衣粉中的表面活性剂等都会影响酶的活性，因此加酶洗衣粉中的酶都经过了特殊处理，如用特殊的化学物质将酶层层包裹起来，与洗衣粉的其他成分隔离开来。
2．在验证某种加酶洗衣粉需要的最适温度的实验中，下列叙述正确的是（ ）
A．取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度加酶洗衣粉的效果最好
B．在不同温度的水中，加入不等量洗衣粉，看哪种效果好
C．将加酶洗衣粉加入30℃水中发现不如加入45℃的水中洗涤效果好，说明45℃为最适温度
D．将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37℃的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃
解析：
选A 本实验的实验变量是温度，其他条件应相同，酶的催化作用有一最适温度，但最适温度需经过精确的实验才能确定，如将加酶洗衣粉加入30℃水中的洗涤效果不如45℃水中的好，只能说明45℃时酶的活性比30℃时高，但不能肯定45℃就是最适温度，如要探究加酶洗衣粉的最适温度，应设置一系列不同温度，然后比较各组的洗涤效果，其中洗涤效果最好的为最适温度。
3．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，如表为记录的实验结果。
请回答下列问题：
水温（℃）
10
20
30
40
50
组别
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
清除血渍时间（min）
67
66
88
52
51
83
36
34
77
11
12
68
9
11
67
清除油渍时间（min）
93
78
95
87
63
91
82
46
85
75
27
77
69
8
68
（1）根据表中数据分析，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、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，这________（填“能”或“不能”）说明运用了酶的固定化技术，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）通过分析表格中的数据可以得出：
在10～50℃范围内，随着温度的升高，洗衣粉的去污能力增强；加入酶的甲、乙组的去污能力比未加酶的丙组的去污能力强。
血渍的主要成分是血红蛋白，油渍的主要成分是脂肪，通过比较甲、乙两组清除血渍和油渍的能力，可知甲组加入了蛋白酶，乙组加入了蛋白酶和脂肪酶。
（2）甲、乙两组去污能力的差异也正好说明酶具有专一性。
（3）酶在高温的情况下会变性失活，因此甲、乙、丙三组在水温为80℃时，去污效果相同。
（4）由“酶的固定化技术需要把酶固定在不溶于水的载体上，且固定化酶可重复利用”可知，加酶洗衣粉中的酶没有运用酶的固定化技术。
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，因为高温会使酶失活
（4）不能 酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用
三、酶的固定化
[试考题·查欠缺]
1．（2019·郑州调研）下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是（ ）
A．可用包埋法制备固定化酵母细胞
B．反应产物对固定化酶的活性没有影响
C．葡萄糖异构酶固定前后专一性不同
D．固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应
解析：
选A 可用包埋法制备固定化酵母细胞；有些反应产物可与相应酶结合，进而影响固定化酶的活性；葡萄糖异构酶固定前后专一性不变；固定化细胞固定的是一系列酶，催化一系列反应，但不能催化各种反应底物。
2．（2019·南昌联考）下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答：
酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
（1）在________状态下，微生物处于休眠状态。
活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复________状态。
活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时____________________。
（2）固定化细胞技术一般采用包埋法，而固定化酶常用________________和________________。
（3）影响实验成败的关键步骤是_______________________________________________。
（4）海藻酸钠溶化过程的注意事项是____________________________。
（5）如果海藻酸钠浓度过低，
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