生物：專題4《酶的研究與應(yīng)用》學(xué)案（1）（新人教版選修1）

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1、 專題4 酶的研究和應(yīng)用 （一）基礎(chǔ)知識(shí)回顧 1、探究加酶洗衣粉的洗滌效果 （1）加酶洗衣粉是指含有_______________的洗衣粉，目前常用的酶制劑有四類：___________________________________。其中應(yīng)用最廣泛，效果最明顯的是______________和________________。 （2）_______________能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的__________或_________________。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶分別能將大分子的_____________、________和____________

2、_水解成小分子物質(zhì)，這樣洗衣粉就具有更好的去污能力。 （3）在本課題中，我們主要探究有關(guān)加酶洗衣粉的三個(gè)問題： 一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉對(duì)衣物污漬的________效果有什么不同；在探究此問題時(shí)，要控制_____________為變量，其它條件一致，同時(shí)普通洗衣粉處理污漬物與加酶洗衣粉處理污漬物形成_________實(shí)驗(yàn)。 二是探究在什么溫度下使用加酶洗衣粉效果最好；在探究此問題時(shí)，_________是變量，不同實(shí)驗(yàn)組之間形成______________。 三是探究不同種類的加酶洗衣粉，其洗劑效果的區(qū)別。在探究此問題時(shí)，變量是_________，污漬應(yīng)是完全相同的。 （4）.實(shí)驗(yàn)設(shè)

3、計(jì)遵循_______________和________________原則 （5）.普通洗衣粉中含有_______。含磷污水的排放可能導(dǎo)致______________________________，造成水體的污染。加酶洗衣粉可以降低____________________的用量，使洗滌劑朝______________方向發(fā)展，減少__________________。 2、酵母細(xì)胞的固定化 （1）.固定化酶和固定化細(xì)胞是指利用________________將___________________固定在_________________內(nèi)的技術(shù)，包括哪三種方法？____________

4、_______________________。 一般來說，酶更適合采用___________________，而細(xì)胞多采用________________方法。原因在于________________________________________________________________________。 其中包埋法固定化細(xì)胞是指將____________均勻地包擺在不溶于水的________________中，常用的載體有__________________________________________________________________。 （2）.固定化酶的應(yīng)

5、用實(shí)例——高果糖漿的生產(chǎn)：生產(chǎn)高果糖漿所需要的酶是_____________，所使用的反應(yīng)柱上的孔應(yīng)滿足酶顆粒__________通過篩板上的小孔，而反應(yīng)液卻可以_______出入。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的________注入，使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與________________接觸，轉(zhuǎn)化成___________，從反應(yīng)柱_________流出。 （3）.固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是_____________________________________________________________ 固定化酶存在的實(shí)際問題是__________________________

6、____________________________ （4）.固定化細(xì)胞的應(yīng)用實(shí)例 制備固定化酵母細(xì)胞的操作步驟： ①_________________________________②________________________________________ ③_________________________________④___________________________ ____________ ⑤_________________________________________________________________________ 用固定化酵母細(xì)

7、胞發(fā)酵 ①_________________________________________________________________________ ②_________________________________________________________________________ （5）.固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)：___________________________________________________________ （二）典型例題 1．下列不屬于酶制劑的是 A．蛋白酶 B．脂肪酶 C．淀粉酶

8、 D．麥芽糖酶 2．酶制劑中的酶化學(xué)本質(zhì)是 A．蛋白質(zhì) B．有機(jī)物 C．RNA D．核酸 3．當(dāng)前生產(chǎn)酶制劑所需要的酶主要來自 A．動(dòng)物的組織和器官 B．植物組織和器官 C．微生物 D．基因工程 4．關(guān)于使用加酶洗衣粉的好處，不正確的是 A.可有效去除衣服上的油漬、汗?jié)n、血漬 B.使用加酶洗衣粉可減少對(duì)環(huán)境的污染 C.各種加酶洗衣粉的酶制劑對(duì)人體皮膚都沒有傷害作用 D.水溫過低時(shí)不宜使用加酶洗衣粉 5．下列關(guān)于影響酶反應(yīng)

9、速率（V）因素的研究中，條件控制和預(yù)期結(jié)果的關(guān)系合理的是 A．有足夠的底物，溫度、pH等條件適宜且恒定——V與酶濃度成正比 B．酶濃度恒定，溫度、pH等條件適宜且恒定——V與底物濃度成反比 C．酶濃度和底物一定，在pH適宜的條件下——V與溫度成反比 D．酶濃度和底物一定，在溫度適宜的條件下——V與pH成正比 6．某興趣小組準(zhǔn)備開展“不同種類的加酶洗衣粉對(duì)同一污物的洗滌效果”的探究活動(dòng)。對(duì)下列說法，你認(rèn)為不正確的是 A．該實(shí)驗(yàn)的原理是酶的高效性 B．自變量是不同種類的加酶洗衣粉 C．水質(zhì)、水量、適宜pH等屬于無關(guān)變量 D．因變量是加酶洗衣粉的洗滌效果

10、7．探究溫度和pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，下列說法錯(cuò)誤的是 A需要一系列的溫度梯度和一系列的pH梯度 B要注意應(yīng)用對(duì)照原則 C要注意應(yīng)用單一變量原則 D在研究溫度或pH時(shí)，都是溫度和pH為變量，其他為常量 8．酵母細(xì)胞的活化是指 A.讓酵母細(xì)胞恢復(fù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài) B.讓酵母細(xì)胞在缺水狀態(tài)下更容易休眠 C.讓酵母細(xì)胞內(nèi)酶活性增強(qiáng) D.讓處于休眠狀態(tài)的酵母細(xì)胞重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài) 9．右圖是應(yīng)用固定化酵母進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵的裝置，下列說法中不正確的是 A．為使固定化酵母可以反復(fù)使用，實(shí)驗(yàn)過程一定要在

11、無菌條件下進(jìn)行 B．加入反應(yīng)液后應(yīng)保持活塞1始終打開，活塞2則必須關(guān)閉 C．裝置的長導(dǎo)管主要是為了釋放CO2并防止雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱 D．加入反應(yīng)液的濃度不能過高以免酵母細(xì)胞因失水過多而死亡 10．（多選題）下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的說法，錯(cuò)誤的是 A.某種固定化酶的優(yōu)勢在于能催化系列生化反應(yīng) B.固定化細(xì)胞技術(shù)一次只能固定一種酶 C. 固定化酶和固定化細(xì)胞都能反復(fù)使用但酶的活性迅速下降 D. 固定化技術(shù)常用的方法有包埋法、交聯(lián)法、吸附法 11．（多選題）下列有關(guān)生物技術(shù)的敘述正確的是 A．制作果醋時(shí)，必需向發(fā)酵裝置不斷地補(bǔ)充氧氣，以保證醋酸菌的生長

12、 B．制作腐乳時(shí)，加鹽腌制可使豆腐塊變硬且能抑制雜菌生長 C．固定化酵母細(xì)胞分解葡萄糖速度要比酵母細(xì)胞快 D．凝膠色譜法是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的方法 12．(6分)人類利用微生物發(fā)酵制作果酒、果醋的歷史源遠(yuǎn)流長。請回答以下有關(guān)發(fā)酵的問題： (1)喝剩的葡萄酒放置時(shí)間過長后，酒味變酸的原因是___________________________。 (2)工業(yè)生產(chǎn)果酒時(shí)，為了使果酒清澈透明無沉淀，可加入___________酶。 (3)某研究學(xué)習(xí)小組同學(xué)用固定化的酵母細(xì)胞發(fā)酵無菌麥芽汁制作酒，發(fā)酵條件符合操作要求，10天后檢查發(fā)酵瓶發(fā)現(xiàn)麥芽汁幾乎無酒味

13、，請分析發(fā)酵失敗可能的原因： ①______________________________________________________________； ②_________________________________________________________________。 (4)某校學(xué)生用瓊脂作載體，用包埋法固定o-淀粉酶來探究固定化酶催化效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表(假設(shè)：加入試管中的固定化淀粉酶量與普通q-淀粉酶量相同)。 1號(hào)試管 2號(hào)試管 固定化淀粉酶 √ 普通o-淀粉酶 √ 淀粉溶液 √ √ 60℃保溫5分鐘，取出冷

14、卻至室沮，滴加碘液 現(xiàn)象 變藍(lán) 不變藍(lán) ①該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了_________________________原則。 ②分析1號(hào)試管變藍(lán)的原因___________________________。 26．(6分)(1)醋酸菌發(fā)酵產(chǎn)生醋酸 (2)果膠酶、蛋白酶 (3)①海藻酸鈉濃度太低，固定的酵母菌數(shù)量太少 ②將海藻酸鈉融化時(shí)未等冷卻就將活化的酵母菌液倒入。 (4)①對(duì)照原則、單一變量原則(缺一不得分) ②因?yàn)榈矸鄯肿犹箅y以通過瓊脂擴(kuò)散與淀粉酶接觸而導(dǎo)致反應(yīng)無法進(jìn)行 13．如下是制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟，請回答： 酵母細(xì)胞的

15、活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞 （1）在 狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù) 狀態(tài)?；罨皯?yīng)選擇足夠大的容器，因?yàn)榻湍讣?xì)胞活化時(shí) 。 （2）影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是 （3）如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目 （4）觀察形成凝膠珠的顏色和性狀，如果顏色過淺，說明

16、 ；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明 。 （5）固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法固定化，原因是 （6）該實(shí)驗(yàn)中CaCl2溶液的作用是 。 （1）缺水 正常的生活 體積會(huì)增大 （2）配制海藻酸鈉溶液 （3）少 （4）固定

17、化酵母細(xì)胞數(shù)目較少 海藻酸鈉濃度偏高，制作失敗 (5)細(xì)胞個(gè)體大，不易從包埋材料中漏出 （6）使膠體聚沉 （三）變式訓(xùn)練 1.下列有關(guān)生物技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用的敘述，正確的是 A．制葡萄醋的溫度要比制葡萄酒的溫度高些 B．使用加酶洗衣粉在任何條件下洗衣效果都比普通的洗衣粉好 C．凝膠色譜法是一種根據(jù)不同蛋白質(zhì)對(duì)光的吸收率不同而分離蛋白質(zhì)的有效方法 D．固定化細(xì)胞比固定化酶的催化效率高，適用于所有生產(chǎn)過程 2．下列有關(guān)酶的敘述正確的是 A．所有酶用雙縮脲試劑進(jìn)行檢驗(yàn)都可以呈現(xiàn)紫色反應(yīng) B．酶催化的專一性表現(xiàn)在它對(duì)底物的選擇

18、具有專一性 C．酶催化反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)酶的活性不具有調(diào)節(jié)作用 D．酶分子結(jié)構(gòu)在高溫、低溫、過酸、過堿條件下均會(huì)受到破壞而使酶失去活性 3．關(guān)于酵母菌的敘述，正確的是 A．酵母菌在營養(yǎng)物質(zhì)充足時(shí)、環(huán)境適宜時(shí)，依靠有性生殖進(jìn)行繁殖 B．酵母菌的代謝類型時(shí)異養(yǎng)厭氧型 C．酵母菌的生物膜系統(tǒng)包括細(xì)胞膜、核膜、各種的細(xì)胞器膜等膜 D．用酵母菌釀酒時(shí)，應(yīng)先密封后通氣 4．下列關(guān)于酶的活性敘述不正確的是 A．酶的數(shù)量越多，酶的活性越高 B．酶的活性可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示 C．是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力 D．在適宜的條件下，酶的活性最

19、高 5．影響加酶洗衣粉的條件不包括 A．溫度 B．pH C．表面活性劑 D．水量 6．普通洗衣粉與加酶洗衣粉的區(qū)別正確的是 A．普通洗衣粉中含磷，會(huì)污染環(huán)境 B．表面活性劑只存在于普通洗衣粉中，會(huì)產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開 C．水軟化劑只存在于普通洗衣粉中，可以分散污垢， D．加酶洗衣粉是將酶直接添加到洗衣粉中 7．多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，具有輔助消化的作用。其片劑是糖衣片，這樣制作的目的是 A．補(bǔ)充體內(nèi)糖類物質(zhì)的供給 B．防止胃液的消化 C．經(jīng)唾液消化后即可迅速起作用

20、 D．使其中各種酶緩慢的起作用 8．下列有關(guān)固定化酶技術(shù)和固定化細(xì)胞技術(shù)的說法不正確的是　　　　　　 A．固定化酶和固定化細(xì)胞的技術(shù)方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法 B．因?yàn)槊阜肿颖容^大，所以固定化酶技術(shù)更適合采用包埋法 C．與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞制備的成本低，操作更容易 D．反應(yīng)物如果是大分子物質(zhì)應(yīng)采用固定化酶技術(shù) 9．在制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，CaCl2溶液的作用是 A．用于調(diào)節(jié)溶液的pH B．用于進(jìn)行離子交換 C．用于膠體聚沉,使凝膠珠形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu) D．用于

21、為酵母提供Ca2＋ 10．麥芽汁可以滲入到由海藻酸鈉和啤酒酵母制成的凝膠珠中，啤酒酵母可以利用自身細(xì)胞內(nèi)的一系列酶將可發(fā)酵性糖轉(zhuǎn)化成乙醇。 下面是利用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵生產(chǎn)啤酒的實(shí)驗(yàn)過程： 步驟1：酵母細(xì)胞的活化。稱取lg干酵母置于50mL燒杯中，加l0mL蒸餾水，攪拌，靜置1h。 步驟2：配制物質(zhì)的量濃度為0．05mol／L的氯化鈣(CaCl2)溶液。 步驟3：配制海藻酸鈉溶液。稱取0．7g海藻酸鈉置于50mI．燒杯中，加l0mL蒸餾水，由于海藻酸鈉在水中溶解速度很慢，所以50mL的燒杯要放在酒精燈上用旺火持續(xù)加熱，并用玻璃棒攪拌。 步驟4：? 步驟5：固定化酵母細(xì)胞。以恒定的

22、速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的氯化鈣(CaCl2)溶液中形成凝膠珠，讓凝膠珠在氯化鈣(CaCl2)溶液中浸泡30分鐘。 步驟6：固定化酵母細(xì)胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2～3次。 步驟7：將適量凝膠珠放人500mL錐形瓶中，加300mL已消毒的麥芽汁，封口于25℃下發(fā)酵。 仔細(xì)閱讀上述過程，回答下列問題： (1)步驟4的正確操作是： 。 (2)找出上述步驟中的一處錯(cuò)誤并改正 。 (3

23、)步驟6用蒸餾水沖洗2～3次的目的是 。 (4)發(fā)酵產(chǎn)物酒精可用重鉻酸鉀進(jìn)行檢驗(yàn)，但需在 性條件下才呈現(xiàn)灰綠色。 11．某一實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，欲通過制備固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖溶液發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料及用具齊全。 ( 1 ）制備固定化酵母細(xì)胞常用 法。 ( 2 ）制備固定化酵母細(xì)胞的過程為: ① 使干酵母與 混合并攪拌，使酵母菌活化； ② 將無水CaCl2溶解在蒸餾水中，配成 CaCl2溶液； ③ 用酒精燈加熱配制海藻酸鈉溶液； ④ 海

24、藻酸鈉溶液冷卻至常溫再加入已活化的酵母細(xì)胞，充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆颍?⑤ 用注射器將海藻酸鈉和酵母細(xì)胞的混合物緩慢滴入氯化鈣溶液中。 ( 3 ）該實(shí)驗(yàn)小組用下圖所示的裝置來進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵：（a 是固定化酵母， b 是反應(yīng)柱） ① 從上端漏斗中加入反應(yīng)液的濃度不能過高的原因是： ______________________________。 ② 要想得到較多的酒精，加入反應(yīng)液后的操作是 活塞 1 和 活塞 2。 ③ 為使該實(shí)驗(yàn)中所用到的固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)利用，實(shí)驗(yàn)過程一定要在 條件下進(jìn)

25、行。 ④ 裝置中的長導(dǎo)管起的作用是 。 （1）包埋法 （2）蒸餾水 （3）① 葡萄糖溶液的濃度過高會(huì)使酵母細(xì)胞因失水過多而死亡 ② 關(guān)閉 關(guān)閉 ③ 無菌 ④ 釋放CO2；防止空氣中的雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱。 12(6分)果膠酶能夠催化果膠分解，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，使榨取果汁更容易，也使得渾濁的果汁變得澄清。請回答下列有關(guān)果膠酶的問題： （1）探究溫度對(duì)果膠酶活性影響的實(shí)驗(yàn)步驟： ①用攪拌器制蘋果泥； ②取6個(gè)燒杯編號(hào)1、2、3、4、5、6，依次注入適量的30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的水，恒溫水?。?/p>

26、 ③每一燒杯中放入兩支試管，分別裝有等量蘋果泥和果膠酶 ，保溫3min； ④向每組燒杯中的蘋果泥試管中加入相應(yīng)的等量的果膠酶，振蕩試管，反應(yīng)一段時(shí)間； ⑤過濾，比較獲得蘋果汁的體積。 a. ③過程中將蘋果泥和果膠酶分別裝在不同試管中，用相同溫度恒溫處理然后再混合，這樣處理的目的是 。 b.有人認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)缺乏對(duì)照，應(yīng)補(bǔ)充一組果汁和蒸餾水相混合的實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為有沒有必要？原因是 。 c.若繼續(xù)探究果膠酶的最適用量，則在實(shí)驗(yàn)過程中溫度、

27、 等因素應(yīng)保持不變。（列舉兩例） （2）有關(guān)果膠酶和纖維素酶的敘述，錯(cuò)誤的是（ ） A．二者都是蛋白酶 B．催化果膠酶水解的酶是淀粉酶 C．二者都是在核糖體上合成的 D．構(gòu)成纖維素酶的基本單位是葡萄糖 （3）由酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)果膠酶是食品加工業(yè)中使用量最大的酶制劑之一，若通過固定化酵母菌細(xì)胞生產(chǎn)果膠酶，在配置海藻酸鈉溶液時(shí)，要注意 ，否則可能出現(xiàn)焦糊。固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法固定化，原因是 。 （1）a.保證

28、底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的 b.沒有，實(shí)驗(yàn)的不同溫度梯度之間可形成相互對(duì)照 c.pH、果膠酶濃度、果泥量(至少答出兩點(diǎn)) （2）濃度適宜 加熱時(shí)用小火或間斷加熱 細(xì)胞個(gè)體大，不易從包埋材料中漏出 13.（08江蘇高考）為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份，進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn)。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，下表為實(shí)驗(yàn)記錄。請回答下列問題。 水溫/℃ 10 20 30 40 50 組別 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙

29、 丙 清除血漬時(shí)間/min 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 清除油漬時(shí)間/min 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________。甲組在洗衣粉中加入了________。乙組在洗衣粉中加入了_________。 （2）甲、乙組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有_________。 （3）如果甲、乙和丙3組均在水溫為80℃時(shí)洗滌同一種污漬，請比較這3組洗滌效果之間的差異并說明理由。

30、 。 （4）加酶洗衣粉中的酶是特殊的化學(xué)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。請說明這是否運(yùn)用了酶的固定化技術(shù)及其理由。 答案：（1）加酶和適當(dāng)提高溫度 蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶 （2）專一性 （3）沒有差異，因?yàn)楦邷厥姑甘Щ? （4）未運(yùn)用酶的固定化技術(shù)，因?yàn)槊肝垂潭ㄔ诓蝗苡谒妮d體上，也不能重復(fù)利用。 希望對(duì)大家有所幫助，多謝您的瀏覽！