寿县安丰中学届高三生物一轮复习 第十一单元 酶的研究和应用教案

酶的研究和应用

考点140 生物技术实践应用——影响果汁产量的物质及处理方法 1．影响果汁产量的物质

纤维素和果胶是组成水果的重要物质，这两种物质的存在使制作果汁时存在两个问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。 2．处理方法——酶解法 常用的酶及其作用特点如下： 果胶酶 纤维素酶 组成 多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶 C1酶CX酶葡萄糖苷酶 本质 蛋白质 醛酸 C1酶葡萄糖苷酶纤维素――→纤维二糖――→CX酶葡萄糖 作用 催化果胶分解成为可溶性半乳糖蛋白质 提醒 果胶酶和纤维素酶都是复合酶，并不特指某一种酶，而是一类酶的总称。 3．探究酶活性最适条件和用量的实验设计 (1)原理

①果胶酶的活性受温度(或pH)的影响，处于最适温度(或pH)时活性最高。 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)流程

各取一支，分9组分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃的恒温水浴中加热(或各取一支，分5组分别调节苹果泥和果胶酶的pH为5、6、7、8、9，置于同一恒温水浴中)

过滤果汁，用量筒测量果汁的量，并记录于设计好的表格 (3)注意事项：

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，确保实验结果的可信度和可靠性。

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(4)衡量实验结果的指标：

以果汁澄清度与果汁产量的多少确认果胶酶活性的高低。 4．探究果胶酶的最适用量 (1)原理提示

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、pH条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和pH。 (2)确定最适用量的方法

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，那么，这个值就是酶的最适用量。 (3)结果分析

计算澄清苹果汁得率(R)。R＝V1/V2×100%式中：V1为澄清苹果汁体积，V2为处理前苹果汁体积。

1．用果胶酶处理苹果泥是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．大幅度提高反应温度 C．换成大型号容器 D．用玻璃棒进行搅拌

考点141 生物技术实践应用——探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果 1．实验原理

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。 拓展延伸 常用酶制剂的种类及洗涤原理 种类 蛋白酶 脂肪酶 淀粉酶 纤维素酶 洗涤原理 可将蛋白质分解为易溶解或分散于洗涤液中的小分子的肽或氨基酸 把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸 能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等 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，达到更好的去污效果 洗涤实例 血渍、奶渍及各种食品中的蛋白质污垢 食品的油渍、人体皮脂、口红 来自面条、巧克力等的污垢 2.实验变量

(1)自变量：加酶洗衣粉。

(2)无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。 3．实验步骤

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步骤 注入自来水 加入物质(等量) 控制水温 加入洗衣粉(等量) 用玻璃棒搅拌 观察实验现象 烧杯编号 Ⅰ 500 mL 奶渍布 37℃ 蛋白酶洗衣粉 5 min Ⅱ 500 mL 奶渍布 37℃ 复合酶洗衣粉 5 min Ⅲ 500 mL 奶渍布 37℃ 脂肪酶洗衣粉 5 min 提醒 洗衣时，水温控制过高或过低都会影响酶活性，进而影响洗涤效果。 4．实验时注意事项

(1)在比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中，自变量为洗衣粉的种类，设计时应遵循单一变量原则、对照原则，有效控制其他变量，如水的用量、污染物的量、所用实验的布的质地和大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。

(2)在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件，如最适温度、pH，还要考虑衣物的承受力，如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题，因污渍的成分比较复杂，一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。

(3)该实验探究多种加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果，也可以探究同一种加酶洗衣粉对于不同污渍的洗涤效果。

2．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，下表为实验记录。请回答下列问题。 水温/℃ 10 20 30 40 50 组别 清除血渍时间/min 清除油渍时间/min 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 (1)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、乙和丙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。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。_____________。

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考点142 生物科学新技术——固定化酶和固定化细胞 1．固定化酶技术及应用实例

(1)固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。 (2)将酶或细胞固定化的方法

①包埋法：将酶或细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。 ②化学结合法：将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上。 ③物理吸附法：将酶分子吸附在载体的表面上。

提醒 酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。

(3)固定化细胞常用的载体材料

常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。 (4)固定化酶的优点：①易接触；②易分离；③可反复利用。 (5)固定化酶的应用实例

①固定化酶的反应柱示意图：将酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。

②利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例(如右图)：

高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。 2．固定化酵母细胞的制备和应用 (1)操作流程

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→冲洗→发酵。 (2)实验结果

①观察凝胶珠的颜色和形状：如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再做尝试。

②观察发酵的葡萄糖溶液：利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味。 (3)注意事项

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