選修一專題4酶的研究與應(yīng)用

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1、選修一專題4酶的研究與應(yīng)用選修一專題4酶的研究與應(yīng)用選修一專題4酶的研究與應(yīng)用一、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用一、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用1果膠酶的組成及作用：果膠酶的組成及作用：果膠酶包括果膠酶包括 、 和果膠酯酶，能使果膠分解成可溶性的半乳糖和果膠酯酶，能使果膠分解成可溶性的半乳糖 醛、酸，瓦解醛、酸，瓦解 和胞間層。和胞間層。2酶的活性及影響酶活性的因素酶的活性及影響酶活性的因素(1)酶的活性：指酶催化一定化學反應(yīng)的能力，可用酶的活性：指酶催化一定化學反應(yīng)的能力，可用 來表示。來表示。(2)影響酶活性的因素：溫度、影響酶活性的因素：溫度、pH和和 等條件都會等條件都會影影 響酶的活性。響酶的

2、活性。多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶果膠分解酶果膠分解酶植物細胞壁植物細胞壁反應(yīng)速度反應(yīng)速度酶的抑制劑酶的抑制劑選修一專題4酶的研究與應(yīng)用3研究溫度對果膠酶活性影響的實驗研究溫度對果膠酶活性影響的實驗(1)實驗方案：確定實驗方案：確定 探討控制溫度的方法和措施。探討控制溫度的方法和措施。(2)實驗程序：制備水果泥實驗程序：制備水果泥制備果膠酶制備果膠酶水果泥與果膠酶分水果泥與果膠酶分 別別 將水果泥和果膠酶將水果泥和果膠酶 過濾出果汁過濾出果汁 記錄果汁量記錄果汁量改變不同改變不同 后，重復上面實驗。后，重復上面實驗。(3)記錄實驗數(shù)據(jù)，并填入表格。記錄實驗數(shù)據(jù)，并填入表格。(4)得出結(jié)論：

3、獲得的果汁越多，或果汁越澄清，表明果膠酶得出結(jié)論：獲得的果汁越多，或果汁越澄清，表明果膠酶 的的 越高。越高。溫度梯度溫度梯度水浴保溫水浴保溫混合保溫混合保溫溫度溫度活性活性選修一專題4酶的研究與應(yīng)用二、探討加酶洗衣粉的洗劑效果二、探討加酶洗衣粉的洗劑效果1加酶洗衣粉和酶制劑加酶洗衣粉和酶制劑 加酶洗衣粉是指含有加酶洗衣粉是指含有 的洗衣粉，常用酶制劑有四類：的洗衣粉，常用酶制劑有四類： 、脂肪酶、脂肪酶、 和纖維素酶。和纖維素酶。2加酶洗衣粉去污機理加酶洗衣粉去污機理 堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子 水解成水解成 可溶性的氨基酸或小分子肽。脂肪酶

4、、淀粉酶和纖維素酶可溶性的氨基酸或小分子肽。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶 分別把大分子脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質(zhì)。分別把大分子脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質(zhì)。酶制劑酶制劑蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)選修一專題4酶的研究與應(yīng)用3不同種類的洗衣粉的洗滌效果不同種類的洗衣粉的洗滌效果 酶具有酶具有 ，復合酶洗衣粉中加入的，復合酶洗衣粉中加入的 種類較多，種類較多， 與單一加酶洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效與單一加酶洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效 果。果。三、酵母細胞的固定化三、酵母細胞的固定化1固定化酶的應(yīng)用實例固定化酶的應(yīng)用實例 固定化酶技術(shù)使用的反應(yīng)柱上的孔應(yīng)該滿

5、足酶顆粒無法固定化酶技術(shù)使用的反應(yīng)柱上的孔應(yīng)該滿足酶顆粒無法 通過，反應(yīng)溶液自由出入的條件。通過，反應(yīng)溶液自由出入的條件。專一性專一性酶制劑酶制劑選修一專題4酶的研究與應(yīng)用2固定化細胞技術(shù)固定化細胞技術(shù)(1)概念：固定化酶和固定化細胞是利用物理或化學方法將酶或概念：固定化酶和固定化細胞是利用物理或化學方法將酶或 細胞固定在細胞固定在 的技術(shù)。的技術(shù)。(2)方法：包括包埋法、化學結(jié)合法和方法：包括包埋法、化學結(jié)合法和 。(3)酶更適合采用酶更適合采用 和物理吸附法固定，細胞多采用和物理吸附法固定，細胞多采用 固定。固定。(4)固定化細胞優(yōu)點：與固定化酶相比，制備成本低，操作容易。固定化細胞優(yōu)點：

6、與固定化酶相比，制備成本低，操作容易。3制備固定化酵母細胞的實驗操作步驟制備固定化酵母細胞的實驗操作步驟 酵母細胞的活化酵母細胞的活化配制配制0.05molL1的的CaCl2溶液溶液配制海藻酸配制海藻酸 鈉溶液鈉溶液海藻酸鈉溶液與海藻酸鈉溶液與 混合混合固定化酵母細胞。固定化酵母細胞。一定空間內(nèi)一定空間內(nèi)物理吸附法物理吸附法化學結(jié)合法化學結(jié)合法包埋法包埋法酵母細胞酵母細胞選修一專題4酶的研究與應(yīng)用選修一專題4酶的研究與應(yīng)用考點一考點一探究果膠酶活性的影響因素及其用量探究果膠酶活性的影響因素及其用量命命題題解解讀讀 近幾年高考題中雖然本部分所占分值不大，近幾年高考題中雖然本部分所占分值不大，但是

7、每年都有所考查，形式上以簡答題為主，難但是每年都有所考查，形式上以簡答題為主，難度較易，命題常聯(lián)系果汁加工生產(chǎn)、加酶洗衣粉度較易，命題常聯(lián)系果汁加工生產(chǎn)、加酶洗衣粉等生產(chǎn)生活實際，考查酶特性的探究的實驗分析等生產(chǎn)生活實際，考查酶特性的探究的實驗分析與設(shè)計。預計與設(shè)計。預計2012年高考仍將延續(xù)這種考查的角年高考仍將延續(xù)這種考查的角度和難度。度和難度。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用示例示例1工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細胞壁工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細胞壁以提高水果的出汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響，某以提高水果的出汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響，某同學設(shè)計了如下實驗：

8、同學設(shè)計了如下實驗：將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在：將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10 水浴中恒水浴中恒 溫處理溫處理10分鐘分鐘(如圖甲所示如圖甲所示)。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用：將步驟：將步驟處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10 水水 浴中恒溫處理浴中恒溫處理10分鐘分鐘(如圖乙所示如圖乙所示)。：將步驟：將步驟處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量( 如圖中丙所示如圖中丙所示)。：在不同溫度條件下重復以上實驗步驟，并記錄果汁量，：在不同溫度條件下重復以上實驗步驟，并記錄果汁量， 結(jié)果如下表：結(jié)果如下表

9、：果汁量果汁量/mL813152515121110溫度溫度/1020304050607080選修一專題4酶的研究與應(yīng)用根據(jù)上述實驗，請分析回答下列問題：根據(jù)上述實驗，請分析回答下列問題：(1)果膠酶能破除細胞壁，是因為果膠酶可以分解細胞壁中的果膠酶能破除細胞壁，是因為果膠酶可以分解細胞壁中的 果膠，產(chǎn)物是果膠，產(chǎn)物是_。(2)為什么該實驗?zāi)軌蛲ㄟ^測定濾出的蘋果汁量的大小來判斷為什么該實驗?zāi)軌蛲ㄟ^測定濾出的蘋果汁量的大小來判斷 果膠酶活性的高低？果膠酶活性的高低？_。(3)下圖中下圖中A、B、C圖依次表示果膠酶濃度一定時，果膠酶的反圖依次表示果膠酶濃度一定時，果膠酶的反 應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度、溫度

10、、應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度、溫度、pH之間的關(guān)系，據(jù)圖完成下之間的關(guān)系，據(jù)圖完成下 列問題：列問題：選修一專題4酶的研究與應(yīng)用圖圖A中，反應(yīng)物達到某一濃度時反應(yīng)速度不再上升的原因中，反應(yīng)物達到某一濃度時反應(yīng)速度不再上升的原因是是_。圖圖B中，曲線中，曲線ab段表明段表明_， 曲線曲線bc段表段表明明_。將裝有果膠酶與反應(yīng)物的甲、乙兩支試管分別放入將裝有果膠酶與反應(yīng)物的甲、乙兩支試管分別放入12 和和90 水浴鍋中，水浴鍋中，20分鐘后取出轉(zhuǎn)入分鐘后取出轉(zhuǎn)入40 的水浴鍋中保溫，的水浴鍋中保溫，兩支試管內(nèi)的反應(yīng)是：甲兩支試管內(nèi)的反應(yīng)是：甲_，乙，乙_。圖圖C表示果膠酶濃度、反應(yīng)物濃度、溫度等一定時，果

11、膠表示果膠酶濃度、反應(yīng)物濃度、溫度等一定時，果膠酶催化反應(yīng)的速率隨酶催化反應(yīng)的速率隨pH變化的曲線，實驗時可根據(jù)變化的曲線，實驗時可根據(jù)_來判定果膠酶的最適來判定果膠酶的最適pH。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用解析解析(1)果膠酶催化植物細胞壁中的果膠分解成為半乳糖果膠酶催化植物細胞壁中的果膠分解成為半乳糖醛酸。醛酸。(2)該實驗中衡量結(jié)果的指標有兩項，一是觀察在相同該實驗中衡量結(jié)果的指標有兩項，一是觀察在相同的時間內(nèi)，濾出蘋果汁的量的多少，量多說明果膠酶活性高，的時間內(nèi)，濾出蘋果汁的量的多少，量多說明果膠酶活性高，將果膠分解得多，使果汁更好地流出；二是觀察果汁的澄清將果膠分解得多，使果汁更好地流

12、出；二是觀察果汁的澄清度。度。(3)酶是生物體內(nèi)具有催化能力的有機物，絕大多數(shù)是蛋酶是生物體內(nèi)具有催化能力的有機物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，其催化效率受反應(yīng)物濃度、溫度、白質(zhì)，其催化效率受反應(yīng)物濃度、溫度、pH的影響。的影響。圖圖A中，當反應(yīng)物在低濃度范圍內(nèi)增加時，反應(yīng)速度迅速上升；中，當反應(yīng)物在低濃度范圍內(nèi)增加時，反應(yīng)速度迅速上升；當反應(yīng)物達到一定濃度時，隨反應(yīng)物濃度增加，當反應(yīng)物達到一定濃度時，隨反應(yīng)物濃度增加， 反應(yīng)速度不反應(yīng)速度不再增加。這是因為酶雖然有高效性，但催化能力也有一定限再增加。這是因為酶雖然有高效性，但催化能力也有一定限度，當所有酶都發(fā)揮了最高效能后，反應(yīng)物濃度再增加，反度，當所

13、有酶都發(fā)揮了最高效能后，反應(yīng)物濃度再增加，反選修一專題4酶的研究與應(yīng)用應(yīng)速度也不增加，這時受酶濃度影響。應(yīng)速度也不增加，這時受酶濃度影響。從從a點到點到b點曲線點曲線上升，這是因為溫度升高，酶活性升高。曲線上升，這是因為溫度升高，酶活性升高。曲線bc下降，因為下降，因為溫度超過最適溫度，酶活性降低。溫度超過最適溫度，酶活性降低。由于甲試管溫度較低，由于甲試管溫度較低，所以酶活性較低，反應(yīng)速度很慢，當轉(zhuǎn)入所以酶活性較低，反應(yīng)速度很慢，當轉(zhuǎn)入40 (酶反應(yīng)的適酶反應(yīng)的適宜溫度宜溫度)的水浴鍋中加熱時，其反應(yīng)速度迅速增加。乙試管的水浴鍋中加熱時，其反應(yīng)速度迅速增加。乙試管在在90 高溫下，酶結(jié)構(gòu)被破

14、壞，酶變性失活，當轉(zhuǎn)入高溫下，酶結(jié)構(gòu)被破壞，酶變性失活，當轉(zhuǎn)入40 的水浴鍋中保溫時，酶活性也不再恢復，故無催化反應(yīng)。的水浴鍋中保溫時，酶活性也不再恢復，故無催化反應(yīng)。圖圖C表示果膠酶濃度、反應(yīng)物濃度、溫度等一定時，果膠酶表示果膠酶濃度、反應(yīng)物濃度、溫度等一定時，果膠酶催化反應(yīng)的速率隨催化反應(yīng)的速率隨pH變化的曲線，實驗時可根據(jù)果汁的量變化的曲線，實驗時可根據(jù)果汁的量來判定果膠酶的最適來判定果膠酶的最適pH。 選修一專題4酶的研究與應(yīng)用答案答案(1)半乳糖醛酸半乳糖醛酸(2)果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁量的大小

15、反映了果膠酶催化果膠分解的濾紙，因此蘋果汁量的大小反映了果膠酶催化果膠分解的能力能力(3)受反應(yīng)物中酶濃度的限制受反應(yīng)物中酶濃度的限制果膠酶的活性隨溫度升果膠酶的活性隨溫度升高而升高果膠酶的活性隨溫度的繼續(xù)升高而下降高而升高果膠酶的活性隨溫度的繼續(xù)升高而下降反反應(yīng)速度加快無催化反應(yīng)應(yīng)速度加快無催化反應(yīng)果汁的量果汁的量選修一專題4酶的研究與應(yīng)用探究溫度、探究溫度、pH對酶活性的影響及果膠酶的用量對酶活性的影響及果膠酶的用量實驗名稱實驗名稱(目的目的) 自變自變量量因變量因變量注意事項注意事項探究溫度探究溫度對果膠酶對果膠酶活性的影活性的影響響溫度溫度果汁量果汁量(澄清度澄清度)底物和酶在混合時的

16、溫度是相同底物和酶在混合時的溫度是相同溫度梯度越小，實驗結(jié)果越精確溫度梯度越小，實驗結(jié)果越精確蘋果泥和果膠酶用量在各個試管蘋果泥和果膠酶用量在各個試管應(yīng)相同應(yīng)相同pH應(yīng)為最適應(yīng)為最適pH選修一專題4酶的研究與應(yīng)用實驗名稱實驗名稱(目的目的)自變自變量量因變量因變量注意事項注意事項探究探究pH對對果膠酶活果膠酶活性的影響性的影響pH果汁量果汁量(澄清度澄清度)溫度應(yīng)為最適溫度溫度應(yīng)為最適溫度pH梯度可用梯度可用NaOH和和HCl調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)用玻璃棒攪拌使反應(yīng)充分進用玻璃棒攪拌使反應(yīng)充分進行行探究果膠探究果膠酶的用量酶的用量果膠果膠酶的酶的用量用量果汁量果汁量(澄清度澄清度)制備蘋果勻漿后迅速加熱，制

17、備蘋果勻漿后迅速加熱，使蘋果漿中果膠酶變性使蘋果漿中果膠酶變性溫度、溫度、pH應(yīng)為最適且保持不變應(yīng)為最適且保持不變選修一專題4酶的研究與應(yīng)用1下列有關(guān)果膠酶及與果膠酶實驗探究的有關(guān)敘述正確的下列有關(guān)果膠酶及與果膠酶實驗探究的有關(guān)敘述正確的 是是 () A探究果膠酶的用量時，探究果膠酶的用量時，pH、溫度不影響實驗結(jié)果、溫度不影響實驗結(jié)果 B果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和葡萄糖果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和葡萄糖 異構(gòu)酶等異構(gòu)酶等 C探究溫度對果膠酶活性影響時，溫度、蘋果泥、果膠探究溫度對果膠酶活性影響時，溫度、蘋果泥、果膠 酶用量及反應(yīng)時間等都是變量酶用量及反應(yīng)時間等都是變

18、量 D可以用相同時間內(nèi)過濾得到的果汁體積來確定果膠酶可以用相同時間內(nèi)過濾得到的果汁體積來確定果膠酶 的用量的用量選修一專題4酶的研究與應(yīng)用解析：解析：探究果膠酶用量時，探究果膠酶用量時，pH、溫度會影響實驗結(jié)果；、溫度會影響實驗結(jié)果；葡萄糖異構(gòu)酶不屬于果膠酶；探究溫度對果膠酶活性影葡萄糖異構(gòu)酶不屬于果膠酶；探究溫度對果膠酶活性影響的實驗中，溫度為單一變量，其他因素保持不變。響的實驗中，溫度為單一變量，其他因素保持不變。答案：答案：D選修一專題4酶的研究與應(yīng)用2關(guān)于探究果膠酶最適用量的實驗，敘述錯誤的是關(guān)于探究果膠酶最適用量的實驗，敘述錯誤的是 () A配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等

19、量的配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等量的 該溶液該溶液 B調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH，使各組中的，使各組中的pH相同而且處于適宜狀態(tài)相同而且處于適宜狀態(tài) C用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時間可以不同用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時間可以不同 D在相同且適宜的溫度條件下進行實驗在相同且適宜的溫度條件下進行實驗解析：解析：探究果膠酶最適用量的實驗是一個對照實驗，必探究果膠酶最適用量的實驗是一個對照實驗，必須遵循單一變量原則和等量原則。惟一的變量是果膠酶須遵循單一變量原則和等量原則。惟一的變量是果膠酶的用量，其余無關(guān)變量如的用量，其余無關(guān)變量如pH、溫度、攪拌時間、反應(yīng)時、溫度、攪拌時間、反應(yīng)時間都應(yīng)相同。

20、間都應(yīng)相同。答案：答案：C選修一專題4酶的研究與應(yīng)用考點二考點二酵母細胞的固定化酵母細胞的固定化命命題題解解讀讀 固定化酶和固定化細胞在生產(chǎn)中可節(jié)約成固定化酶和固定化細胞在生產(chǎn)中可節(jié)約成本，具有重要的科研價值，成為近幾年高考考本，具有重要的科研價值，成為近幾年高考考查的熱點之一，形式上選擇題和簡答題都有出查的熱點之一，形式上選擇題和簡答題都有出現(xiàn)。預計在今后高考中以生產(chǎn)實例來考查固定現(xiàn)。預計在今后高考中以生產(chǎn)實例來考查固定化細胞和固定化酶這兩種技術(shù)的區(qū)別與聯(lián)系?；毎凸潭ɑ高@兩種技術(shù)的區(qū)別與聯(lián)系。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用示例示例2某一實驗小組的同學，欲通過制備固定化酵母細胞某一實驗小組的

21、同學，欲通過制備固定化酵母細胞進行葡萄糖溶液發(fā)酵實驗，實驗材料及用具齊全。進行葡萄糖溶液發(fā)酵實驗，實驗材料及用具齊全。(1)酵母細胞的固定化采用的方法是酵母細胞的固定化采用的方法是_。(2)請你說一說，該實驗小組的同學在制備固定化酵母細胞的請你說一說，該實驗小組的同學在制備固定化酵母細胞的過程中應(yīng)注意的事項：過程中應(yīng)注意的事項：(至少寫出至少寫出3點點) _； _； _。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用(3)該實驗小組用如圖所示的裝置來進行葡萄糖發(fā)酵：該實驗小組用如圖所示的裝置來進行葡萄糖發(fā)酵： 請指出標號為請指出標號為a、b、c的名稱：的名稱： a_、 b._ 、 c._。 從上端漏斗中加入反應(yīng)液

22、的濃度從上端漏斗中加入反應(yīng)液的濃度 不能過高的原因是不能過高的原因是_。 為使該實驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復運用，為使該實驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復運用， 實驗過程中，一定要在實驗過程中，一定要在 _ 條件下進行。條件下進行。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用 加入反應(yīng)液后的操作是加入反應(yīng)液后的操作是 _。 裝置的長導管起到什么作用？裝置的長導管起到什么作用？ _。(4)實驗過程中，可能得到的現(xiàn)象：實驗過程中，可能得到的現(xiàn)象： _， 實驗過程中，裝置內(nèi)可能會發(fā)生的反應(yīng)式為：實驗過程中，裝置內(nèi)可能會發(fā)生的反應(yīng)式為： _。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用 解析解析 酵母細胞屬于較大的細胞，用包埋

23、法包埋在多酵母細胞屬于較大的細胞，用包埋法包埋在多孔篩板里。回答孔篩板里。回答“制備固定化酵母細胞的過程中應(yīng)注意制備固定化酵母細胞的過程中應(yīng)注意的事項的事項”具有一定的開放性，按實驗過程進行分析，合具有一定的開放性，按實驗過程進行分析，合理即可。根據(jù)滲透作用的原理，若加入反應(yīng)液的濃度過理即可。根據(jù)滲透作用的原理，若加入反應(yīng)液的濃度過高，酵母細胞通過滲透作用失水過多，造成死亡。酵母高，酵母細胞通過滲透作用失水過多，造成死亡。酵母細胞進行酒精發(fā)酵，會產(chǎn)生酒精和二氧化碳。細胞進行酒精發(fā)酵，會產(chǎn)生酒精和二氧化碳。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用答案答案(1)包埋法包埋法(2)配制氯化鈣溶液時應(yīng)用蒸餾水配制氯

24、化鈣溶液時應(yīng)用蒸餾水海藻酸鈉溶液應(yīng)用小火或間斷加熱海藻酸鈉溶液應(yīng)用小火或間斷加熱海藻酸鈉溶液冷海藻酸鈉溶液冷卻至常溫再加入酵母細胞卻至常溫再加入酵母細胞 (3)固定化酵母反應(yīng)柱多固定化酵母反應(yīng)柱多孔篩板孔篩板濃度過高酵母細胞因失水過多而死亡濃度過高酵母細胞因失水過多而死亡無菌無菌關(guān)閉活塞關(guān)閉活塞1和活塞和活塞2釋放釋放CO2，防止空氣進入反應(yīng)柱，防止空氣進入反應(yīng)柱(4)有氣泡產(chǎn)生、有酒味散發(fā)有氣泡產(chǎn)生、有酒味散發(fā)C6H12O66O26H2O 6CO212H2O；C6H12O6 2C2H5OH2CO2 酶酶 酶酶選修一專題4酶的研究與應(yīng)用直接使用酶、固定化酶、固定化細胞的比較直接使用酶、固定化酶

25、、固定化細胞的比較 類型類型項目項目直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶固定化細胞固定化細胞酶的種數(shù)酶的種數(shù)一種或幾種一種或幾種一種一種一系列酶一系列酶常用載體常用載體高嶺土、皂土、硅高嶺土、皂土、硅膠、凝膠膠、凝膠明膠、瓊脂糖、海明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺素、聚丙烯酰胺制作方法制作方法化學結(jié)合固定化、化學結(jié)合固定化、物理吸附固定化物理吸附固定化包埋法固定化包埋法固定化選修一專題4酶的研究與應(yīng)用 類型類型項目項目直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶固定化細胞固定化細胞缺點缺點對環(huán)境條件非對環(huán)境條件非常敏感，易失活常敏感，易失活難回收，成本難回收，成本高，影響

26、產(chǎn)品質(zhì)高，影響產(chǎn)品質(zhì)量量不利于催化一系列不利于催化一系列的酶促反應(yīng)的酶促反應(yīng)反應(yīng)物不易反應(yīng)物不易與酶接近，與酶接近，尤其是大分尤其是大分子物質(zhì)，反子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降應(yīng)效率下降優(yōu)點優(yōu)點催化效率高、耗催化效率高、耗能低、低污染能低、低污染既能與反應(yīng)物接既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分觸，又能與產(chǎn)物分離離可以反復利用可以反復利用成本低、操成本低、操作容易作容易選修一專題4酶的研究與應(yīng)用固定化細胞使用的都是活細胞，在應(yīng)用時要注意為其提固定化細胞使用的都是活細胞，在應(yīng)用時要注意為其提供適宜的生存條件。固定化細胞由于保證了細胞的完整供適宜的生存條件。固定化細胞由于保證了細胞的完整性，因而酶的環(huán)境改變小，所

27、以對酶活性影響較小。性，因而酶的環(huán)境改變小，所以對酶活性影響較小。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用3在在20世紀世紀50年代，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個生產(chǎn)領(lǐng)域，年代，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個生產(chǎn)領(lǐng)域， 到了到了70年代又發(fā)明了固定化酶與固定化細胞技術(shù)。年代又發(fā)明了固定化酶與固定化細胞技術(shù)。 (1)在實際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點是在實際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點是 _。 與固定化酶技術(shù)相比，固定化細胞技術(shù)固定的是與固定化酶技術(shù)相比，固定化細胞技術(shù)固定的是 _。 (2)制備固定化酵母細胞，常用的包埋材料是制備固定化酵母細胞，常用的包埋材料是_， 使用了如下圖所示方法使用了如下圖所示方法_(填出號碼及名

28、稱填出號碼及名稱)。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用(3)制作固定化酵母細胞時，充分混合均勻的酵母細胞溶液可制作固定化酵母細胞時，充分混合均勻的酵母細胞溶液可在飽和在飽和_溶液中形成凝膠珠。部分同學實驗制得的凝溶液中形成凝膠珠。部分同學實驗制得的凝膠珠不是圓形或橢圓形，其主要原因是膠珠不是圓形或橢圓形，其主要原因是_。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用解析：解析：將酶固定化后，能使酶在催化反應(yīng)之后并不進入產(chǎn)物將酶固定化后，能使酶在催化反應(yīng)之后并不進入產(chǎn)物溶液，可反復使用；將細胞固定化后，即可以將一種細胞內(nèi)溶液，可反復使用；將細胞固定化后，即可以將一種細胞內(nèi)的多種酶同時進行固定；海藻酸鈉不能參與化學反應(yīng)，在高

29、的多種酶同時進行固定；海藻酸鈉不能參與化學反應(yīng)，在高溫時容易熔化，溫度降低時又可以形成多孔性固體顆粒，是溫時容易熔化，溫度降低時又可以形成多孔性固體顆粒，是包埋酵母菌的好材料；圖示包埋酵母菌的好材料；圖示為共價鍵為共價鍵(化學化學)結(jié)合法、結(jié)合法、為為吸附法、吸附法、為包埋法；凝膠珠是用高溫下熔化的海藻酸鈉與為包埋法；凝膠珠是用高溫下熔化的海藻酸鈉與酵母菌混合后在酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸鈉濃度過高或溶液中形成的，若海藻酸鈉濃度過高或制凝膠珠時離液面太近，可能形成片狀或長條形而不是圓形制凝膠珠時離液面太近，可能形成片狀或長條形而不是圓形的凝膠珠。的凝膠珠。選修一專題4酶的研

30、究與應(yīng)用答案：答案：(1)酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易與反應(yīng)物分離，固酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易與反應(yīng)物分離，固定在載體上的酶能反復使用多酶系統(tǒng)定在載體上的酶能反復使用多酶系統(tǒng)(一系列、多種酶一系列、多種酶) (2)海藻酸鈉海藻酸鈉包埋法包埋法(3)CaCl2海藻酸鈉濃度過高海藻酸鈉濃度過高(或針筒離液面過近，高度不夠或針筒離液面過近，高度不夠) 選修一專題4酶的研究與應(yīng)用選修一專題4酶的研究與應(yīng)用示例示例為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成衣粉分成3等份，進行等份，進行3組實驗。甲、乙兩組在洗衣粉中加組實驗。甲、乙兩組在洗衣粉中加入入1種

31、或種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的布上的2種污漬，其他實驗條件均相同，下表為實驗記錄。種污漬，其他實驗條件均相同，下表為實驗記錄。請回答下列問題：請回答下列問題：選修一專題4酶的研究與應(yīng)用水溫水溫/1020304050組別組別甲甲 乙乙 丙丙 甲甲 乙乙 丙丙 甲甲 乙乙 丙丙 甲甲 乙乙 丙丙 甲甲 乙乙 丙丙清除血漬時間清除血漬時間/min67 66 8852518336347711126891167清除油漬時間清除油漬時間/min93 78 9587639182468575277769868(1)提高洗衣粉去污能力的方法有提

32、高洗衣粉去污能力的方法有_。 甲組在洗衣粉中加入了甲組在洗衣粉中加入了_，乙組在洗衣粉，乙組在洗衣粉 中加入了中加入了_。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用(2)甲、乙兩組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有甲、乙兩組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有 _。(3)如果甲、乙和丙如果甲、乙和丙3組均在水溫為組均在水溫為80 時洗滌同一種污漬，時洗滌同一種污漬， 請比較這請比較這3組洗滌效果之間的差異并說明理由：組洗滌效果之間的差異并說明理由： _。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學物質(zhì)包裹的，遇水后加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學物質(zhì)包裹的，遇水后 包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用。請說包裹層很快

33、溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用。請說 明這是否運用了酶的固定化技術(shù)及其理由：明這是否運用了酶的固定化技術(shù)及其理由： _。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用(5)加酶洗衣粉中的淀粉酶可以從霉菌中提取，用固體培養(yǎng)加酶洗衣粉中的淀粉酶可以從霉菌中提取，用固體培養(yǎng) 基分離、純化霉菌的方法是基分離、純化霉菌的方法是_。羊毛、蠶絲等。羊毛、蠶絲等 織物織物_ (填填“能能”或或“不能不能”)用加酶洗衣粉洗滌，用加酶洗衣粉洗滌， 因為因為_。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用解析解析血漬和油漬中既含蛋白質(zhì)也含脂肪。為加速血漬和血漬和油漬中既含蛋白質(zhì)也含脂肪。為加速血漬和油漬中蛋白質(zhì)和脂肪的分解，需要加酶或適當提高溫度。

34、對油漬中蛋白質(zhì)和脂肪的分解，需要加酶或適當提高溫度。對比同一溫度下的三組實驗可知，甲加了一種酶，乙加了兩種比同一溫度下的三組實驗可知，甲加了一種酶，乙加了兩種酶。甲、乙兩組洗滌效果的差異，說明酶具有專一性。水溫酶。甲、乙兩組洗滌效果的差異，說明酶具有專一性。水溫為為80 時，酶失活，因而三組實驗效果沒有差別。固定化酶時，酶失活，因而三組實驗效果沒有差別。固定化酶是利用物理或化學的方法將酶固定在某種介質(zhì)上，可以重復是利用物理或化學的方法將酶固定在某種介質(zhì)上，可以重復使用。固體培養(yǎng)基分離、純化霉菌的方法是劃線分離法或涂使用。固體培養(yǎng)基分離、純化霉菌的方法是劃線分離法或涂布分離法。羊毛、蠶絲織物的主

35、要成分是蛋白質(zhì)，用含有蛋布分離法。羊毛、蠶絲織物的主要成分是蛋白質(zhì)，用含有蛋白酶的洗衣粉洗滌會分解其中的蛋白質(zhì)，損壞衣物。白酶的洗衣粉洗滌會分解其中的蛋白質(zhì)，損壞衣物。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用答案答案(1)加酶和適當提高溫度蛋白酶蛋白酶和脂加酶和適當提高溫度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶肪酶(2)專一性專一性(3)沒有差異，因為高溫使酶失活沒有差異，因為高溫使酶失活(4)未運用酶的固定化技術(shù)，因為酶未固定在不溶于水的介未運用酶的固定化技術(shù)，因為酶未固定在不溶于水的介質(zhì)上，也不能重復使用質(zhì)上，也不能重復使用(5)劃線分離法或涂布分離法劃線分離法或涂布分離法(選選一種也可一種也可) 不能含蛋白酶的洗衣粉會

36、分解羊毛、蠶絲不能含蛋白酶的洗衣粉會分解羊毛、蠶絲等織物中的蛋白質(zhì)，損壞織物等織物中的蛋白質(zhì)，損壞織物選修一專題4酶的研究與應(yīng)用1實驗變量的控制實驗變量的控制實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康淖宰兞康目刂谱宰兞康目刂票容^普通洗衣粉與加酶洗衣粉的比較普通洗衣粉與加酶洗衣粉的洗滌效果洗滌效果洗衣粉的種類洗衣粉的種類探究加酶洗衣粉的最適溫度探究加酶洗衣粉的最適溫度水溫水溫(水溫梯度比較小水溫梯度比較小)不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果加酶洗衣粉種類加酶洗衣粉種類選修一專題4酶的研究與應(yīng)用2影響洗滌效果的因素影響洗滌效果的因素 酶制劑的種類、污物的類型、水溫、水量、水質(zhì)、衣酶制劑的種類、污物的類

37、型、水溫、水量、水質(zhì)、衣 物的質(zhì)料、衣物的大小、洗衣粉的用量、浸泡時間、物的質(zhì)料、衣物的大小、洗衣粉的用量、浸泡時間、 洗滌時間等。洗滌時間等。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用3使用時的注意事項使用時的注意事項(1)溫度對酶制劑影響較大，溫度低，酶的活性受到抑制，不能溫度對酶制劑影響較大，溫度低，酶的活性受到抑制，不能 充分發(fā)揮作用；溫度高，酶變性失活，溫度以充分發(fā)揮作用；溫度高，酶變性失活，溫度以4060為宜。為宜。(2)酶制劑有極強的選擇性，應(yīng)根據(jù)不同的污垢選用不同的酶。酶制劑有極強的選擇性，應(yīng)根據(jù)不同的污垢選用不同的酶。(3)加酶洗衣粉不宜長期儲存，一般儲存期為半年，超過一年酶加酶洗衣粉不宜長期儲存，一般儲存期為半年，超過一年酶 的活性顯著下降。的活性顯著下降。(4)酶在強酸、強堿中活性降低以至失活，所以加酶洗衣粉不能酶在強酸、強堿中活性降低以至失活，所以加酶洗衣粉不能 與強酸、強堿同用。與強酸、強堿同用。(5)蛋白酶、淀粉酶的粉塵有害健康，應(yīng)將其溶解后使用。蛋白酶、淀粉酶的粉塵有害健康，應(yīng)將其溶解后使用。選修一專題4酶的研究與應(yīng)用點擊此圖片進入點擊此圖片進入“創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練大沖關(guān)大沖關(guān)”選修一專題4酶的研究與應(yīng)用