2021版高考生物一轮复习 选修1 第3讲 生物技术在其他方面的应用学案 苏教版

第3讲 生物技术在其他方面的应用

1.酶活力测定的一般原理和方法 2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用 3.制备和应用固相化酶

4.从生物材料中提取某些特定的成分

1.酶的活力与其空间结构的关系。（生命观念）

2.分析玫瑰精油、橘皮精油和胡萝卜素的提取原理及过程，分析DNA的物理和化学性质、提取与鉴定的方法。（科学思维）

3.设计实验探究影响酶活力的因素；设计实验探究植物有效成分提取的条件等。（科学探究）

4.关注酶在食品安全及洗涤方面的应用，倡导健康的生活方式；关注由胡萝卜素缺乏引起的疾病等。（社会责任）

酶的应用

1．酶活力与影响酶活力的因素

(1)酶活力：也称为酶活性，是指酶催化一定化学反应的能力。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。

(2)酶的反应速度：用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。 (3)影响酶活力的因素：主要有温度、pH和酶的抑制剂等。 2．探究温度和pH对果胶酶活性的影响 (1)实验原理

①果胶酶的活性受温度(或pH)影响，处于最适温度(或pH)时，酶的活性最高。 ②果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。 (2)实验流程

①处理原料：搅拌器搅拌制成苹果泥 ↓

②分组处理：将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在不同 温度的恒温水浴中保温(或调节至不同的pH)

↓

③反应阶段：加入果胶酶反应一段时间 ↓

④测量记录：过滤果汁，用量筒测量果汁体积并记录 3．加酶洗衣粉在洗涤中的作用 (1)加酶洗衣粉：含酶制剂的洗衣粉。 (2)酶制剂的种类与洗涤原理： 种类 蛋白酶 脂肪酶 淀粉酶 纤维素酶 洗涤原理 蛋白质→小分子的肽或氨基酸 脂肪→甘油和脂肪酸 淀粉→麦芽糖、葡萄糖 使纤维的结构变得蓬松 洗涤的物质种类 血渍、奶渍等 食品的油渍、人体皮脂、口红等 来自面条等的污垢 棉纺品的表面浮毛 4.固定化酶和固定化细胞 (1)固定化酶

①应用原理：将酶固定在颗粒状的载体上，使酶既易催化，又易于回收，可以重复使用。 ②应用实例：

葡萄糖异构酶a．反应机理：葡萄糖――→果糖。

b．固定化酶反应柱：将酶固定在一种颗粒状载体上，再将这些酶颗粒装到反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板，酶颗粒无法通过小孔，而反应溶液却能自由出入。

(2)固定化细胞技术

①概念：是利用物理或化学的方法将细胞固定在一定空间内的技术。 ②常用方法(如图) 填充以下三种方法的名称： a.b.

：物理吸附法。 ：化学结合法。

c.：包埋法。

③固定化酵母细胞的制备流程及发酵

酵母细胞的活化→配制物质的量浓度为0.05 mol/L的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→冲洗→发酵。

加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法

(1)判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法：可在洗涤后比较污物的残留状况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。

(2)加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法：实验设计遵循的原则是对照原则和单一变量原则，如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，以洗衣粉的种类为自变量，其他条件完全一致；同时，普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照。

(3)变量分析

实验 探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果 探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果 探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响 自变量 洗衣粉种类(普通和加酶) 加酶洗衣粉中酶的种类 温度 洗涤效果 水的用量，污物的量，实验用布的质地与大小，不同洗衣粉的用量，搅拌、洗涤时间等 因变量 无关变量

1．固定化酶与固定化细胞的比较

项目 固定酶的种类 适用方法 固定化酶 一种 化学结合法、物理吸附法 酶既可与反应物结合，又可与产物特点 缺点 实例 优点 分离，固定在载体上的酶可反复利用 一种酶只能催化一种或一类化学反应 固定化葡萄糖异构酶

2．请你补充“探究普通洗衣粉与加酶洗衣粉的洗涤效果”的实验步骤。 (1)取大烧杯两只，用量筒量取等量水放入其中。

(2)将制好的污染布块和洗衣粉(一组为污染布块与普通洗衣粉，一组为污染布块与加酶

可能导致反应效率下降 固定化酵母细胞 成本低，操作容易 固定化细胞 一系列 包埋法

洗衣粉)分别放入两只烧杯中。

(3)_________________________________________________； (4)_______________________________________________。

[提示] (3)用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。一段时间后，搅拌可重复进行 (4)洗涤相同的时间后，观察洗涤效果

考查酶活性及其在食品制造方面的应用

1．生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题： (1)某同学用3种不同的果胶酶进行3组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是___________________。

(2)现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0 ℃、5 ℃、10 ℃、40 ℃下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量的平均值。该实验温度设置的不足之处有______________________和__________________________。

(3)某同学取5组试管(A～E)分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D 4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计________(填“能”或“不能”)达到目的，其原因是_________________。

[解析] (1)据题意可知，实验的自变量是果胶酶的来源，因变量是果胶酶的活性，因此该实验的目的是探究不同来源果胶酶的活性。

(2)据实验设计可知，该实验是探究果胶酶的最适温度，所以自变量是温度，因此该实验方案中，温度应该在常温范围内设置系列温度梯度且梯度差值相等。另外探究温度对酶活性的影响时，应保证酶促反应只能在设定的温度下进行，同一实验组的反应温度只能是一个，所以实验操作应该是将各组盛有果胶酶的试管与盛有果泥的试管分别在设定温度下处理一定时间后再混合，才能保证实验在设定的温度下进行。

(3)本实验的自变量是果胶酶的量，因变量是出汁量，对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则，根据实验设置，通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。若要检测加入酶的量等于0，而其他条件均与实验组相同时的出汁量，则E组应加入的是缓冲液而不是蒸馏水，使试管中液体体积与实验组相同，才符合实验设计应遵循的单一变量原则。