高中生物 第三章第一节 酶的制备和应用学案 苏教版选修1Word文件下载.docx

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使果蔬汁澄清，保留果蔬汁中的营养成分。

三、阅读教材P57第一段完成酶制剂相关内容

种类

作用原理

用途

蛋白酶

可将蛋白质水解成蛋白胨、多肽、氨基酸等

改善食品的营养价值

脂肪酶

把脂肪水解为脂肪酸、甘油二酯、甘油单酯和甘油

面粉加工、酒类酿造、食品增香、饲料添加剂、洗涤剂等

淀粉酶

α淀粉酶可以迅速水解淀粉分子链中的α1，4葡萄糖苷键

面包、馒头等食品加工

纤维

素酶

与果胶酶和半纤维素酶具有协同作用，能够破坏植物细胞壁，促进细胞内有效物质的释放

水果和蔬菜的果浆或果渣的处理、植物提取物的生产

四、阅读教材P57第二段～P59完成果胶酶的制备和观察其作用

1．果胶酶的制备

（1）将50g新鲜水果或蔬菜洗净，在预冷的研钵内用剪刀迅速剪碎后研磨，边研磨边加入质量分数为10%的NaCl溶液50mL，制成匀浆液。

（2）漏斗中放置滤纸或5层纱布过滤匀浆液，收集滤液。

（3）以4000r/min的离心速率离心滤液15min。

（4）取上清液于洁净的小烧杯内，用0.1mol/L的冰醋酸将pH调至3～4，在0～4℃下保存备用（果胶酶样品A）。

2．观察果胶酶对苹果匀浆液的作用

（1）用研钵或榨汁机制作苹果匀浆液备用。

将上述部分匀浆液置于90_℃的恒温水浴锅中保温4min。

冷却后再经过过滤、离心等步骤，收集上清液（果胶酶样品B）。

（2）取两支试管，编号为1和2，分别加入30mL苹果匀浆液，再向试管1中加入30mL果胶酶样品A，向试管2中加入30mL果胶酶样品B，振荡摇匀两支试管，置于室温下。

（3）观察两支试管中苹果匀浆液的澄清程度变化，并记录结果。

五、阅读教材P59～60分析洗涤剂中常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例

洗涤原理

洗涤实例

可将蛋白质水解为可溶性的多肽

可除去血渍、奶渍等蛋白质类污垢

把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸

可除去食品的油渍、人体皮脂、口红等脂肪类污垢

能使淀粉迅速水解为麦芽糖、糊精等

可除去土豆泥、粥等淀粉类污垢

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涤剂充分接触，达到更好的去污效果

可除去棉纺织品表面的浮毛

判一判

（1）生物体内的蛋白质均具有催化功能。

（×

）

（2）在适宜的条件下，酶的活性最高。

（√）

（3）低温和高温均会破坏酶的结构，使酶丧失活性。

（4）用新鲜水果制备果胶酶时，离心后果胶酶主要存在于离心管的下层沉淀中。

（5）提取果胶酶一般是在低温、偏碱性的提取液中进行。

（6）蛋白酶是洗衣粉中最常用的一类酶制剂。

连一连

　影响果胶酶活力的因素及实验探究[学生用书P39]

　酶的活力受温度、酸碱度等影响，同理温度影响果胶酶的活性。

结合教材P57～59内容完成以下探究。

探究1　观察下图并回答下列问题，理解酶

活力受温度、pH、激活剂等因素的影响

（1）图1温度从t1到t时，随着温度的升高，酶活力逐渐增强；

温度从t到t2时，随着温度的升高，酶活力逐渐降低；

温度高于t2时，酶活力全部丧失；

t为最适温度，即在该温度时，酶的活力最高。

（2）由图2可知每种酶都有一定的最适pH范围，过酸、过碱都会使酶发生不可逆失活。

探究2　果胶酶对苹果匀浆液的作用

设置对照实验

取两个试管，编号为甲、乙

试管甲（样品管）

试管乙（对照管）

各加入30mL苹果匀浆

设置变量

加入30mL果胶

酶样品A

酶样品B

振荡摇匀，置于室温下

实验现象

澄清度高

澄清度低

实验结论

果胶酶能水解果胶，提高果汁的澄清度

探究3　探究果胶酶的用量

（1）实验原理

酶活力的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。

酶反应速度可用单位时间内、单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。

（2）实验思路

在温度、pH、反应时间、底物用量等条件相同的前提下，设置梯度酶用量，观察实验结果，选出最适酶用量。

（3）实验操作流程

（4）实验结果记录

试管编号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

澄清时间

（5）

若根据实验数据绘制出不同果胶酶用量对出汁率影响的曲线图（如图），图中a点为果胶酶的最适用量。

（1）酶的数量会因参与化学反应而变化吗？

提示：

不会。

酶作为催化剂，其数量和性质在化学反应前后不变。

（2）某果汁公司生产的一种蜜枣汁鲜甜爽口、营养丰富，但是在试生产时，由于果汁中有一种果胶，造成果汁产量低且有沉淀，请设法解决这一问题。

在果汁生产中加入果胶酶把果胶分解。

1．酶活性的测定及影响酶活性的因素

（1）测定酶的活性，必须全面了解影响酶活性的因素，以便确定合适的条件，来测定其最高活性。

（2）一般情况下，高温、强酸、强碱可以使酶的空间结构改变，从而使酶失活，而氨基酸的种类、数量、排列顺序都不发生改变。

（3）虽然底物浓度及用量、酶的浓度及用量会影响酶促反应速率，但不会影响酶的活性。

2．果胶酶的用量实验

（1）“探究果胶酶的用量”实验中，不同的果胶酶用量之间形成相互对照，可确认果胶酶的最适用量。

（2）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和pH条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和pH。

突破1　影响酶活力的因素

1．下图表示酶活力与温度的关系。

下列叙述正确的是（　　）

A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活力下降

B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活力上升

C．酶活力在t2时比t1时高，故t2时更适合酶的保存

D．酶活力在t1时比t2时低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重

解析：

选B。

在最适温度时，酶的活力最高。

温度偏高或偏低，酶活力都会明显降低，而高温破坏了酶的空间结构，即使恢复到最适温度时，其活力也不能恢复。

当反应温度由t2调到最适温度时，酶活力不变，故A错误；

当反应温度由t1调到最适温度时，酶活力上升，故B正确；

温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，0℃左右的低温虽然使酶的活力明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在最适温度下酶的活力还可以恢复，故酶适于在低温下保存，故C、D错误。

辨明低温和高温对酶活力造成不同影响的原理

低温与高温对酶活力都有影响，低温导致酶活力降低，但酶分子结构不发生改变，随温度升高酶可以恢复活力；

而高温导致酶分子结构发生改变，酶活力永久丧失。

突破2　影响果胶酶活力的因素及实验探究

2．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，可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。

在果汁生产中要用到果胶酶，某生物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：

按如图1所示的顺序进行操作。

图1

（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2所示：

图2

据图回答下列问题：

①图2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图1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________________________________________________________________________。

①设计实验时，如果只改变温度，其他条件不变，则温度为自变量，同理pH亦可作为自变量。

②衡量实验结果的指标有两种，一是果汁的量，二是果汁的澄清度。

③酶的活性受温度、pH等条件影响，却与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所以每一种酶的最适温度和最适酸碱度是一定的。

④为了保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免苹果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，必须使酶与底物分别保温，待达到要求后再混合。

答案：

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、底物的量不同而改变　④保证底物和酶在混合时的温度是相同的

果胶酶在果汁生产上的主要应用

（1）水果中的果胶经果胶酶水解后，可降低果汁的黏度，有助于压榨并提高出汁率。

（2）在进行果汁沉降和离心时，能破坏果汁中悬浮物的稳定性，使其凝聚沉淀，得到澄清果汁。

（3）经果胶酶处理的果汁比较稳定，不易发生浑浊，在制备浓缩果汁时，果胶酶的作用显得尤为重要。

（4）在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到澄清作用，还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀。

　探究酶制剂在洗涤中的作用[学生用书P41]

日用化学洗涤剂是当今社会人们离不开的生活必需品。

不管是豪华饭店，还是大众小吃摊，乃至每个家庭，处处都有加酶洗涤剂的踪迹。

结合教材P59第三段～P60内容完成以下探究。

探究1　完善加酶洗涤剂中各种酶的作用，

理解各种酶的作用原理

（1）蛋白质污垢

小分子肽。

（2）油渍（脂肪）

甘油和脂肪酸。

（3）淀粉

麦芽糖和糊精。

（4）纤维素在纤维素酶的作用下，使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入纤维深处的尘土和污垢能与洗涤剂充分接触。

探究2　探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污

渍的洗涤效果

（1）实验准备

①带有污染物的实验用布的制取：

称取一定量的污染物制成溶液，取等量污染物滴加在相同大小、质地的新布上。

②称取等量的洗衣粉：

用天平准确称取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉。

（2）实验步骤

①取大烧杯两个，用量筒量取等量水放入其中。

②分别向两烧杯中加入称量好的两种洗衣粉，然后同时放入制好的污染布块。

③用玻璃棒同时充分搅拌，一段时间后可重复进行。

④相同时间后观察洗涤效果。

（3）实验结论：

加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好。

探究3　探究使用加酶洗衣粉的最适温度

（1）实验原理：

温度可以影响酶的活性，进而影响加酶洗衣粉的洗涤效果。

①同上一实验，不同的是，需设置温度梯度，如10℃、15℃……55℃。

②若测出在40℃时洗涤效果较好，则设置更细的实验组，如35℃、36℃……45℃，直至测出具体的最适温度。

探究4　探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果

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。

①制备各种污渍物，分成多份，取1000mL烧杯多个，各加入500mL水和1g不同类型的洗衣粉，作好记录。

②将污物分别放入不同烧杯中，用玻璃棒搅拌，洗涤相同时间。

③观察比较洗涤效果，得出结论。

某加酶洗衣粉外包装上印有以下说明：

讨论外包装上注明的理论依据有哪些？

（1）温度影响酶的活性，水温过高使酶变性而失活，失去加酶的效果，30～35℃是该酶的最适温度范围。

（2）通常加酶洗衣粉中含有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶等酶制剂，可分解蛋白质类、脂肪类、淀粉类等污垢。

丝质、羊毛衣料及人的双手皮肤的成分主要是蛋白质，如果用加酶洗衣粉，其中的蛋白酶可将蛋白质分解成多肽，这样对衣料和人的双手有损坏作用。

1．在“探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果”的实验中，注意以下几点：

（1）加酶洗衣粉中酶的催化作用受到温度、pH和某些化合物等因素的影响。

所以需要适宜温度、中性的温水，并且不能含有酶的抑制剂。

（2）搅拌的力度要尽可能保持一致，搅拌时间相等。

2．在“探究使用加酶洗衣粉的最适温度”的实验中，注意以下几点：

（1）若在各梯度温度中测出效果最好的温度为40℃，但40℃并不能就确定为最适温度，需缩小梯度差进一步探究。

（2）不同种类的加酶洗衣粉最适温度不同。

突破1　加酶洗衣粉洗涤效果

1．为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如图。

由图中实验结果能直接得出的结论是（　　）

A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强

B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力

C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同

D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力

选C。

对污布类型2、3处理，洗衣粉类型、酶用量均相同，二者比较可以直接说明碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同，C项正确。

由图中实验结果不能直接得出A、B、D三项所述的结论，原因是它们都没有单一变量的对照实验来支持。

突破2　加酶洗衣粉的探究实验

2．某同学用含不同种类酶的洗衣粉进行了如下实验：

组别

布料面积

污渍

水温

A（蛋白酶洗衣粉）

6×

6cm2

蛋白膜

40℃

B（脂肪酶洗衣粉）

C（蛋白酶洗衣粉）

淀粉膜

请回答以下问题：

（1）该实验的目的是探究______________________。

该实验还应控制的无关变量为________________。

该实验中________________分别构成两组对照实验。

（2）该同学在实验过程中可通过观察________________来判断酶的催化效率。

（3）蛋白酶洗衣粉的去污原理是________________________________________________________________________

__________________。

（4）大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境的保护，这是因为

________________________________________________________________________。

解答本题的关键在于对探究实验过程的理解和把握。

从表中信息可知，自变量有酶种类的不同和污渍的不同，根据单一变量原则，A和B相互对照，是探究不同酶对同一底物的催化作用；

A和C相互对照，则是探究同一种酶对不同底物的催化作用。

两种情况其实都是探究酶催化作用专一性的。

除了表中的布料大小、水温等无关变量，其他还应控制的无关变量有水的pH、洗衣粉的用量等。

酶催化的效率可用污渍消失时间的长短来判断。

（1）酶的催化作用具有专一性　洗衣粉的用量、水的pH等　A与B、A与C

（2）污渍消失时间的长短

（3）在蛋白酶的催化作用下，蛋白质分子水解为小分子多肽溶解到水中

（4）蛋白酶进入环境后易被微生物分解，且可避免过多的磷进入水体造成水体富营养化

洗涤剂中常用的酶制剂及其洗涤原理归纳

碱性蛋

白酶

血渍，奶渍及各种食品类的蛋白质类污垢

脂肪类污垢约占总污垢量的3/4，如食品的油渍、人体皮脂、口红等

能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖、糊精等

面条、巧克力、土豆泥、粥等

去除棉纺织品表面的浮毛，平整织物表面

核心知识小结

[网络构建]

[关键语句]

酶活力的高低受温度、pH、激活剂等多种因素的影响。

酶的提取一般选择在低温和适合的pH下进行，有时还要加入酶的激活剂以提高酶活力。

从植物材料中提取或保存果胶酶就是在低温、偏酸性的提取液中用NaCl·

作激活剂的条件下进行的。

果胶酶将果汁中的果胶分解，果汁就会变得澄清。

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。

[随堂检测][学生用书P43]

知识点一　酶的活力测定

1．实验规定的条件下，现有一定量的植物淀粉酶在20min内催化淀粉生成了1μmol麦芽糖，则该淀粉酶的酶活力是（　　）

A．1IU　　　　　　　B．0.5IU

C．0.05IUD．0.005IU

酶活力也称酶的活性，是指酶催化一定化学反应的能力。

通常用酶促反应的速率即酶促反应过程中单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示。

国际上统一用单位“IU”来度量酶活力，定义1IU为实验规定的条件下（如温度为25℃、最适pH、最适底物浓度时），每分钟能将1μmol底物转化为产物的酶量或每分钟生成1μmol产物所需的酶量。

2．下列对酶的活性有关的说法，不准确的是（　　）

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

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，酶所催化的某一化学反应的反应速率来表示。

酶的催化作用受外界条件影响，温度、pH等对酶的催化能力都有较大影响，反应物浓度与酶的活性高低无关。

知识点二　果胶和果胶酶

3．下列说法中正确的是（　　）

A．果胶酶只存在于植物果实中

B．果胶溶于水，也溶于乙醇

C．果胶广泛存在于所有高等植物细胞壁和细胞间隙中

D．果胶酶能分解果胶和纤维素

果胶广泛存在于所有高等植物细胞壁和细胞间隙中；

果胶不溶于水和乙醇；

酶具有专一性，果胶酶能分解果胶，但不能分解纤维素。

4．在用果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是（　　）

A．加大苹果泥用量

B．加大果胶酶用量

C．进一步提高温度

D．用玻璃棒不断地搅拌反应混合物

选D。

搅拌可以使酶与底物充分接触而提高反应速率，使反应进行得更充分。

知识点三　酶制剂的应用

5．煮练酶是一种生物复合酶，它由淀粉酶、果胶酶、脂肪酶和木质素酶等多种蛋白酶组成，能高效、彻底地分解存在于纤维中的共生物和其他杂质，常用来处理织物，而且处理后织物手感光滑柔软。

A．低温下煮练酶的活性降低是因为酶的空间结构遭到了破坏

B．向煮练酶中加入双缩脲试剂水浴加热后会产生砖红色沉淀

C．煮练酶中的淀粉酶会将纤维共生物中的淀粉分解成葡萄糖

D．煮练酶在织物处理上的应用利用了生物酶的专一性和高效性

低温条件下酶的活性降低，但是空间结构不变，故A错误；

双缩脲试剂能与蛋白质发生紫色反应，反应条件为常温，故B错误；

淀粉酶能将淀粉分解成麦芽糖，而不能分解成葡萄糖，故C错误；

煮练酶中的各种酶催化分解的底物不同，具有专一性和高效性，故D正确。

6．现有磨浆机、烧杯、滴管、量筒、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、试管、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液，下表是某小组利用上述材料进行的有关实验：

（“/”表示不加）

操作

顺序

项目

烧杯

甲

乙

丙

丁

在烧杯中加

入苹果泥

20mL

续　表

①

2mL

/

加入不同

的液体

蒸馏水

4mL

盐酸

氢氧化钠

水浴恒温，

玻璃棒搅拌

15分钟

请回答下列问题：

（1）磨浆机的作用是_________________________________________。

（2）若要验证果胶酶的作用，应把________两个烧杯同时取出并________________________________________________________________________，

观察并比较__________________。

预期的实验现象与结果是：

________________________________________________________________________

（3）比较烧杯甲、丙、丁可知：

__________________能影响酶的活性。

（4）表中①处的内容是________________________________________________________________________。

（5）请你设计一张表格，用来记录利用上述材料“探究果胶酶最适用量”的实验结果。

（1）实验中磨浆机的作用是制取苹果泥。

（2）若要验证果胶酶的作用，应把甲（实验组）与乙（对照组）两个烧杯同时取出并过滤相同时间后，可通过观察并比较果汁的体积与澄清度来判断果胶酶的作用。

其实验结果是：

加入果胶酶的烧杯甲的果汁的体积多于乙，且比乙澄清。

（3）甲、丙、丁的条件差异为pH值不同，因此比较