1、精诚凝聚 =_= 成就梦想 专题4 酶的研究与应用【高考新动向】1、酶的存在与简单制作方法2、酶活力测定的一般原理和方法3、酶在食品制作和洗涤等方面的应用4、制备和应用固定化酶【考纲全景透析】一、酶的存在、制作及活力测定的原理1、果胶酶的组成与作用（1）种类：多聚半乳糖醛酸酶，果胶分解酶，果胶酯酶（2）作用：瓦解植物细胞壁和胞间层。2、酶的活性及其影响因素（1）酶的活性是指酶催化 一定化学反应的能力。酶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表示。（2）影响酶活性的因素常提的是温度、pH值和酶的抑制剂等。3、研究温度对果胶酶活性影响的实验（1）实验方案：确定温度梯度，探讨控
2、制温度的方法和措施（2）实验程序：制备水果泥水果泥与果胶酶分别水浴保温将水果泥和果胶酶混合保温过滤出果汁记录果汁量改变不同温度后，重复上面的实验。（3）记录实验数据，并填入表格（4）得出结论：获得的果汁越多，或果汁越澄清，表明果胶酶的活性越高。二、加酶洗衣粉的去污机理种类洗涤原理洗涤实例蛋白酶血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢脂肪酶油渍、人体皮脂、口红淀粉酶来自面条、巧克力等的污垢纤维素酶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3、探究不同种类的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
3、单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。（2）实验变量：自变量：不同种类的加酶洗衣粉无关变量：其他条件相同且适宜（如温度、PH等）实验步骤：在2个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。 取2块大小相等的白棉布，用滴管在每块白布上分别滴上等量的墨水，分别放入烧杯里，用玻璃棒搅拌。 将2个烧杯分别放入同等温度的温水中，保温5分钟。 称取5克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉2份，分别放入2个烧杯中，用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。 观察并记录2个烧杯中的洗涤效果三、制备和应用固定化酶1、固定化酶的应用实例：如果葡萄糖异构酶，将葡萄糖转化为果糖。固定化酶技术在反应柱上的孔应该满足酶颗粒无法通过，反
4、应溶液可以自由出入。2、固定化细胞技术（1）概念：固定化酶和固定化细胞技术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）方法：包埋法、化学结合法和物理吸附法。（3）实验操作：【热点难点全析】一、探究影响果胶酶活性因素实验的分析1.实验原则：遵循单一变量原则、对照性原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。2.实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。3.设计实验(1)探究最适温度时，pH为不变量，最好是最适pH；探究最适pH时，温度为不变量，最好是最适温度。(2)探究果胶酶的最适用量时，
5、最适用量是在温度、pH等适宜条件下测出来的，如果无关变量改变，最适用量也会发生变化。二、直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种数一种或几种一种一系列酶制作方法化学结合固定化，物理吸附固定化包埋法固定化是否需要营养物质否否是催化反应单一或多种单一一系列反应底物各种物质（大分子、小分子）各种物质（大分子、小分子）小分子物质缺点对环境条件非常敏感，容易失活；难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列的酶促反应反应物不易与酶接触，尤其是大分子物质，反应效率下降优点催化效率高、耗能低、低污染既能与反应物接触，又能与产物分离；可以反复利用成本低、操作容易【高考零距离】1
6、、（2011江苏高考）下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是()A.酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶B.透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化C.棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤D.多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层【解析】酶解法和吸水涨破法可使微生物细胞破裂，释放出胞内酶；常用透析法、离心沉降法和电泳法进行酶的分离和纯化；棉织物经添加纤维素酶的洗衣粉洗涤后更为蓬松，更为鲜亮；多酶片中的胃蛋白酶位于糖衣之内，肠溶衣之外。【答案】A2、（2010江苏高考）右图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图下列叙述正确的是A剐溶化的海藻酸钠
7、应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液-B图1中X溶液为溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠C图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触D图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中【解析】本题考查了固定化细胞技术的操作过程。熔化的海藻酸钠应冷却后与活化的酵母细胞混合，A项错误；图1中氯化钙溶液可使海藻酸钠形成凝胶珠，B项正确；图2中要进行搅拌以使培养液与细胞充分接触，C项正确；图1中制备的凝胶珠要以过洗涤再移到图2装置中，D项正确。【答案】BCD【考点提升训练】一、选择题1、(2012南京模拟)酶制剂、固定化酶、固定化细胞已经广泛地应用于各个领域，下列有关叙述错误的是 ()A90
8、高温会使Taq DNA聚合酶失去催化活性B制备固定化酶的方法主要有包埋法、交联法和吸附法等C固定化酶在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D固定化细胞可以催化一系列酶促反应【解析】Taq DNA聚合酶是从一种水生栖热菌株中分离提取的，具有耐高温的特性，在95仍具有酶活性【答案】A2、下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件D利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物【解析】酶的催化不需氧气和营养，固定化酶的应用中，要控制好pH、温
9、度，不需提供适宜的营养条件和溶解氧。固定化酵母细胞进行发酵，糖类不仅是反应底物，也是酵母菌的能源物质。【答案】A3、(2012淄博模拟)右图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果进行的研究结果，下列有关叙述不正确的是 ()A本实验的自变量有温度和洗衣粉是否加酶B本实验的因变量可能是污渍残留量C两类洗衣粉的最佳使用温度都为t1D温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活【解析】该图示为多因子变量曲线，从图示可以看出本实验的自变量有温度和洗衣粉是否加酶，因变量可能是污渍残留量，温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活。从图示可以看出普通洗衣粉的最佳使用温度为t2，而加酶洗衣粉的最佳使用温度为t1。【答案】C4、下列关
10、于果胶酶的叙述正确的是()具有分泌功能的细胞产生的凡是活细胞都能产生果胶酶果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸植物、霉菌、酵母菌和细菌均可能产生果胶酶果胶酶特指分解果胶的一种酶纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸A BC D【解析】果胶酶并非分泌到细胞外的酶，并非所有的细胞均可产生果胶酶；果胶酶是一种复合酶，它包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶及果胶酯酶。【答案】C5、(2012江苏高三调研)酵母细胞固定化的实验中，下列实验操作与目的不相符的是()A干酵母加入蒸馏水搅拌均匀后，放置一段时间，使酵母细胞活化B采用小火间断加热的方法，防止海藻酸钠发生焦糊C将活化的酵母细
11、胞加入海藻酸钠溶液，轻轻搅拌，以免产生气泡D用注射器滴加溶液时要接近CaCl2溶液的液面，防止凝胶珠出现“尾巴”【解析】实验中，为了防止凝胶珠出现“尾巴”，注射器应离CaCl2溶液的液面远一些。【答案】D6、纤维素酶能催化纤维素的水解，在植物细胞工程方面有着广泛的应用，你认为从下列哪种生物提取纤维素酶比较合理()A酿酒酵母 B在腐木上生长的霉菌C高等植物细胞 D人体内的大肠杆菌【解析】在腐木上生长的霉菌能分解腐木中的纤维素，细胞中含有纤维素酶。【答案】B7、如右图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，此曲线不能说明的是()A在B点之前，果胶酶的活性和温度呈正相关；之后，呈负相关B当温度到达B
12、点时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用最大CA点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以升高DC点时，果胶酶的活性也很低，当温度降低时，果胶酶的活性也可以升高【解析】本题考查温度对酶活性的影响。从图中可以看出，随着温度的上升，果胶酶的活性逐渐升高，达到B点时，果胶酶的活性最高，随后，随着温度的继续上升，酶的活性逐渐降低。A点和C点相比，虽然酶的活性都很低，但是A点是低温条件，对酶的分子结构无影响，所以，随着温度的升高，果胶酶活性会升高，而C点是高温条件，当温度过高时，会破坏酶的分子结构，使酶变性失活。【答案】D8、(2012温州五校联考)在“探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果”
13、的实验中，变量控制方法正确的是()A实验材料的污染程度属于本研究的无关变量，实验过程中不必考虑B若采用手洗法进行去污操作，需尽可能保证各组洗涤用力程度、时间等基本相同C水温属于本研究的变量，实验过程中必须保证各组实验温度相同且恒定D水的用量和布料的大小是成正比的，实验用的布料越大、水量越多实验效果越好【解析】根据实验的对照原则和单因子变量原则，水温是本研究的变量，要有温度梯度，各组实验温度不能相同，其他的无关变量要保持适宜且相同。该实验用的布料、水量要适中，不是布料越大、水量越多实验效果越好。【答案】B9、研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将从大肠杆菌中得到的三酯磷酸酶固定到尼
14、龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，与微生物降解相比，其作用需要适宜的()温度酸碱度水分营养A BC D【解析】本题考查了固定化酶的条件。大肠杆菌中的三酯磷酸酶可以催化有机磷农药分解，需要适宜的温度和pH，同时反应离不开水，但是不需要提供营养。【答案】A10、加酶洗衣粉中的“酶”有多种，对各种污渍要考虑其不同情况选用不同的加酶洗衣粉，主要原因是 ()A酶具有多样性B酶具有高效性C酶具有专一性D酶易受环境影响【解析】生活中各种污渍其成分有很大差别，如油渍主要是脂质，血渍主要为蛋白质，从酶的专一性出发，购买时应有所区别。【答案】C11、用固定化酵母细胞进行葡萄糖的发酵，结果发现产生
15、的酒精很少，可能的原因是()干酵母未进行活化处理CaCl2溶液浓度过高加入酵母细胞前海藻酸钠溶液未冷却活化酵母菌用的是蒸馏水A B C D【解析】利用固定化酵母细胞进行葡萄糖的发酵产生的酒精很少的主要原因是参与发酵的酵母很少，题中的都会造成这一结果，而酵母菌活化时用的就是蒸馏水。【答案】A12、在“探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果”的实验中，变量控制方法正确的是()A实验材料的污染程度属于本研究的无关变量，实验过程中不必考虑B若采用手洗法进行去污操作，需尽可能保证各组洗涤用力程度、时间等基本相同C水温属于本研究的变量，实验过程中必须保证各组实验温度相同且恒定D水的用量和布料的大小是成正比
16、的，实验用的布料越大、水量越多实验效果越好【解析】根据实验的对照原则和单一变量原则，水温是本研究的变量，要有温度梯度，各组实验温度不能相同。其他的无关变量要保持适宜且相同。该实验用的布料、水量要适中，不是布料越大、水量越多实验效果越好。【答案】B13、关于固定化酶技术说法不正确的是( )A固定化酶技术就是固定反应物，将酶依附着载体围绕反应物旋转的技术B固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应C固定化酶中的酶无法重复利用D固定化酶是将酶固定在一定空间的技术【解析】固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内，将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以使酶能够反复
17、利用，这样既可以降低生产成本，提高产品的质量，还可以减少对环境的污染。由于固定化酶只能固定一种酶，不可能催化一系列的酶促反应。【答案】ABC14、某同学为探究温度对果胶酶活性的影响，在不同温度下，将等量的果胶酶加入到等量的苹果泥中，在反应同样时间后，再将反应液过滤同样时间，用量筒测定滤出苹果汁的体积。下列曲线图能正确反映实验结果的是 ()【解析】果胶酶在0时活性较低，但也能催化苹果泥形成果汁，果汁量不为0。随着温度升高果胶酶的活性升高，果汁量增加。当超过最适温度时，果胶酶活性降低，果汁量减少，正确的曲线应是B。 【答案】B15、有关普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别，叙述正确的是( )A.普通洗衣粉
18、中含磷，会污染环境B.表面活性剂只存在于普通洗衣粉中，会产生泡沫，可以将油脂分子分散开C.水软化剂只存在于普通洗衣粉中，可以分散污垢D.加酶洗衣粉是将酶直接添加到洗衣粉中【解析】普通洗衣粉含有磷，含磷污水的排放可能导致微生物和藻类的大量繁殖，造成环境污染；加酶洗衣粉并非直接添加酶，而是通过特殊化学物质将酶层层包裹，与洗衣粉的其他成分隔离；两者均含有表面活性剂和水软化剂，可以增强洗涤效果。【答案】A二、非选择题16、某化工厂生产的一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明。成分：含碱性蛋白酶。用法：洗涤前先将衣物浸于含洗衣粉的水中数小时。使用温水效果更佳。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双
19、手。某研究性学习小组为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，设计了如下装置进行实验，并将结果用下列曲线图A、B表示。请回答以下各题：(1)由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为_。(2)在0和75时，酶的催化效率基本都为零。但当温度再都回到45时，后者酶的催化能力已不能恢复，这是因为_。(3)在实验过程中可通过直接测定_(指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。(4)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的，某洗涤公司为降低生产成本研制了一种能多次重复使用加酶洗衣粉的设备，他们将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，经过简单处理，这些酶还可以多次重复利用，这种方法制成的酶叫_。(5)除加酶外，很多洗
20、衣粉中还加有香精，高档洗衣粉中的香精都是由植物芳香油制成的，目前从植物中提取芳香油的方法有_。(6)加酶洗衣粉中的淀粉酶可以从霉菌中提取。用固体培养基分离、纯化霉菌的方法有_、_。【解析】(1)由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为45。(2)当温度从75回到45时，酶的催化能力已不能恢复，这是因为高温条件下酶的结构已遭破坏(或酶的活性已丧失)。(3)在实验过程中可通过直接测定胶片上的蛋白膜存在时间的长短(指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。(4)将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，这些酶经过简单处理，还可以多次重复利用，则这种酶就是固定化酶。(5)目前从植物中提取芳香油的方法有萃
21、取法、蒸馏法、压榨法等。(6)用固体培养基分离、纯化霉菌的常用方法有平板划线法、稀释涂布平板法。【答案】(1)45(2)高温条件下酶的结构已遭破坏(或酶的活性已丧失)(3)胶片上的蛋白膜存在时间的长短(或其他合理答案)(4)固定化酶(5)萃取法、蒸馏法、压榨法(6)平板划线法稀释涂布平板法17、(2012潍坊模拟)某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下：活化酵母细胞：称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌，使酵母细胞活化；配制CaCl2溶液：将无水CaCl2溶解在定量蒸馏水中，配制成一定浓度的CaCl2溶液；配制海藻酸钠溶液：用定量的海藻酸钠直接溶解在定量的蒸馏水中，配制成溶液；海藻酸钠溶
22、液和酵母细胞混合：将活化的酵母细胞迅速加入刚配制成的海藻酸钠溶液中，充分搅拌混合均匀；固定化酵母细胞：用注射器以恒定的速度缓慢将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察凝胶珠的形成。(1)请你改正其中两处错误的操作：第一处：_第二处：_(2)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右，目的是_。(3)如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，则说明海藻酸钠浓度_(过低/过高)。(4)研究发现，固定化强度强的酵母颗粒发酵效果好，且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置，将2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别用2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理，所得到的固定化酵母颗粒的强
23、度及在28下发酵48 h后的酒精产量见表：海藻酸钠(%)22.5322.5322.53X溶液(%)222333444固定化强度(g/30个)9309509901 0301 1001 1401 1701 1701 160酒精量(%)6.76.56.56.76.46.26.76.46.3可以看出，随着X溶液浓度的增加，_增加；凝胶固定化效果较好的海藻酸钠与X溶液的浓度分别是_、_。【解析】(1)海藻酸钠的溶化应小火间断加热，至完全溶化。溶化后冷却至常温再加入酵母细胞，否则会杀死酵母细胞。(2)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是让凝胶珠形成稳定的结构。(3)凝胶珠颜色过浅，呈白色，说明海藻酸钠浓度过低。(4)从表中可以看出，随X溶液浓度的增加，酵母颗粒的固定化强度增加，且固定化效果较好的海藻酸钠的浓度是2%，X溶液的浓度是4%。【答案】(1)海藻酸钠溶解应小火间断加热至完全溶化海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞(2)让凝胶珠形成稳定的结构(3)过低(4)固定化强度2%4% 点亮心灯 /(v) 照亮人生
