1、选修1人教 版 生物选修1人教 版 生物考纲要求权威解读1.酶的存在与简单制作方法2酶活性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1.掌握酶在食品制作和洗涤剂生产等方面的应用。2掌握固定化酶、固定化细胞制备的优缺点和在生产上的应用。选修1人教 版 生物选修1人教 版 生物2.酶的活性及其影响因素(1)酶的活性：酶催化一定_的能力，可以用催化某一化学反应的_来表示。(2)影 响 酶 活 性 的 因 素：_、pH、_等条件。3.研究温度对果胶酶活性影响的实验(1)实验方案：确定_探讨控制温度的方法和措施。选修1人教 版 生物(2)实验程序：制备水果泥制备_酶水果泥与
2、果胶酶分别_将水果泥和果胶酶_过滤出果汁记录果汁量改变不同_后，重复上面实验。(3)记录实验数据：并填入表格。(4)得 出 结 论：获 得 的 果 汁 _，或 果 汁_，表明果胶酶的活性越高。选修1人教 版 生物二、探讨加酶洗衣粉的洗剂效果1加酶洗衣粉和酶制剂加酶洗衣粉是指含有_的洗衣粉，常用酶制剂有四类：蛋白酶、_、淀粉酶和_。2.加酶洗衣粉去污机理碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子_水 解 成 可 溶 性 的 _或 小 分 子 肽。脂 肪 酶、_和纤维素酶分别把大分子_、淀粉和_水解为小分子物质。选修1人教 版 生物3.探究不同种类的洗衣粉的洗涤效果(1)实验原理：酶具有_，复合酶洗衣
3、粉中加入的_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。(2)实验设计步骤烧杯编号注入自来水_500mL500mL加入物质(等量)奶渍布奶渍布_控制水温37_37加入洗衣粉(等量)_洗衣粉复合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻棒搅拌5min5min_实验现象(奶渍)颜色浅_颜色_实验结论_洗衣粉的洗涤效果最好选修1人教 版 生物三、酵母细胞的固定化1.固定化酶的应用实例：如用葡萄糖异构酶，将_转化为果糖。固定化酶技术在反应柱上的孔应该满足_无法通过，_自由出入。2.固定化细胞技术(1)概念：利用_方法将酶或细胞固定在_的技术。(2)方法：包埋法、_法和物理吸附法。选修1人教 版 生物(
4、3)实验操作：酵母细胞的_配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 配制_溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合_酵母细胞选修1人教 版 生物自我校对：一、多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶 细胞壁 化学反应 反应速度 温度 酶的抑制剂 温度梯度 果胶 水浴保温 混合保温 温度 越多 越澄清二、酶制剂 脂肪酶 纤维素酶 蛋白质 氨基酸淀粉酶脂肪纤维素专一性 酶制剂500mL 奶渍布 37 蛋白酶 5 min 已消失浅 复合酶三、葡萄糖 酶颗粒 反应溶液 物理或化学 一定空间内 化学结合 活化 海藻酸钠 固定化选修1人教 版 生物一、酶活力测定的一般原理与方法1酶活力：也叫酶活性，是指酶催化一定化
5、学反应的能力。2.酶活力测定的原理和方法：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速率来表示。通常酶反应速率以单位时间内底物的消耗量或单位时间内产物的生成量来表示。选修1人教 版 生物3.实验探究酶活性的影响因素(1)实验设计时要遵循单一变量原则和对照原则，严格控制无关变量。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，以控制洗衣粉的种类为变量，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实验。影响加酶洗衣粉酶活性(洗涤效果)的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质地、衣物大小、浸泡时间、洗涤方式等，在设计实验时，要控制无关变量，只
6、有在单一变量时，实验才有说服力。选修1人教 版 生物(2)探究不同温度(或pH)对酶活性的影响时，温度(或pH)作为自变量，通常通过设置合理的梯度来确定最适值。最适值是通过比较相同时间内获得的产量或效果来确定的。探究最适温度时，pH为不变量，而且最好为最适pH条件下；探究最适pH时，温度为不变量，而且最好为最适温度条件下。无论是探究温度还是探究pH对酶活性的影响，要设置合适的梯度。但梯度实验是无法得到最适温度和最适pH的，只能得到一个大致的适宜范围。选修1人教 版 生物设置浓度梯度要根据生活中的实际情况合理设置。如选择水温可以选择一年四季中的温度或5、15、25和35，要符合实际。(3)探究酶
7、的最适用量时，所测出的最适用量是在本实验的温度、pH等条件下测出的，因而酶的最适用量应该标明温度和pH。选修1人教 版 生物例1(2011北京崇文模拟)工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高水果的出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了如下实验：选修1人教 版 生物：将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10水浴中恒温处理10分钟(如图甲)。：将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10 水浴中恒温处理10分钟(如图乙)。：将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图丙)。：在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：选修1人教 版 生物根据上述实验，
8、请分析回答下列问题：(1)果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以分解细胞壁中的果胶，产物是_。(2)实验结果表明，当温度为_左右时，果汁量最多，此时果胶酶的活性_。(3)为什么该实验能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？果汁量/mL813152515121110温度/1020304050607080选修1人教 版 生物(4)下列A、B、C图依次表示果胶酶浓度一定时，果胶酶的反应速率与反应物浓度、温度、pH之间的关系，据图完成下列问题：选修1人教 版 生物图A中，反应物达到某一浓度时反应速率不再上升的原因是_。图 B中，曲 线 ab段 表 明 _，曲 线 bc段 表 明_。将装
9、有果胶酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12 和90水浴锅中，20分钟后取出转入40的水浴锅中保温，两支试管内的反应是：甲_，乙_。图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速率随pH变化的曲线，实验时可根据_来判定果胶酶的最适pH。选修1人教 版 生物解析本题考查影响酶活性的有关因素及实验结果的分析方法。(1)果胶酶可以将细胞壁中的果胶分解成半乳糖醛酸。(2)分析表格可知，40果汁量最多，说明40是酶活性的最适温度，酶活性最强。(3)该实验中衡量结果的指标有两项，一是观察在相同的时间内，滤出的苹果汁体积的量的多少。体积多说明果胶酶活性高，果胶分解得多，使果汁更多的流出。二
10、是观察果汁的澄清度。选修1人教 版 生物答案(1)半乳糖醛酸(2)40 最大(3)果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化果胶分解的能力。(4)受反应物中酶浓度的限制 果胶酶的活性随温度的升高而升高果胶酶的活性随温度的继续升高而下降 反应速度加快 无催化反应 果汁的量选修1人教 版 生物二、制备和应用固定化酶1.酶和细胞的固定化方法(1)一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定。原因是细胞体积大，酶分子体积小；体积大的细胞难以被吸附或结合，体积小的酶容易从包埋材料中漏出。(2)固定化细胞使用的都是活细胞，在应用时
11、要注意为其提供适宜的生存条件。(3)固定化细胞由于保证了细胞的完整性，因而酶的环境改变小，所以对酶的活性影响较小。选修1人教 版 生物2.酵母细胞固定化实验步骤(1)酵母细胞的活化：1 g干酵母10 mL蒸馏水放入50 mL烧杯中搅拌均匀放置1 h，使之活化。(2)配制CaCl2溶液：0.83 g CaCl2150 mL蒸馏水放入200 mL烧杯中充分溶解备用。(3)配制海藻酸钠溶液：0.7 g海藻酸钠10 mL水放入50 mL烧杯中酒精灯小火(或间断)加热，并不断搅拌，使之溶化为止蒸馏水定容到10 mL。(4)海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化酵母细胞
12、液，搅拌均匀后转移到注射器中。选修1人教 版 生物(5)固定化酵母细胞：以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，形成凝胶珠状颗粒。3.酵母细胞固定实验技术问题分析(1)酵母细胞的活化。在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.51 h，酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。选修1人教 版 生物(2)加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，涉及实验的成败。如果海藻酸钠浓度过高，很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细
13、胞的数目少，影响实验效果。(3)刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法：一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠制作成功；二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。选修1人教 版 生物例2(2011南昌调研)下面的流程图是制备固定化酵母细胞的过程，请据图回答：酵母细胞活化配制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(1)图中酵母菌活化就是_状态。(2)影响此实验成败的关键步骤是_，此步的操作应采用_。
14、(3)观察形成的凝胶珠颜色和形状：如果颜色过浅，说明_。选修1人教 版 生物(4)本实验所用的固定化技术是_，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是_。解析本题考查制备固定化酵母过程。在缺水状态下，微生物会处于休眠状态。活化是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一步，影响到实验的成败。如果固定化酵母细胞数目较少，则凝胶颜色较浅。固定化技术的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法，由于细胞比酶体积大，因此常用的方法是包埋法，酶分子一般不适合用包埋法，因其分子很小，容易从包埋材料中漏出。选修1人教 版 生物答案(1)让酵母菌恢复正常生活(2)配制海藻酸钠溶
15、液 小火或间断加热(3)固定化酵母细胞较少(4)包埋法 酶分子很小，容易从包埋材料中漏出选修1人教 版 生物直接使用酶、固定化酶和固定化细胞直接使用酶固定化酶固定化细胞制作方法化学结合法固定化、物理吸附法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，易失活；难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列酶促反应反应物不易与酶接近，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；可以重复利用成本低、操作容易选修1人教 版 生物例3(201
16、1福建联考)在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术。(1)在 实 际 生 产 中，固 定 化 酶 技 术 的 优 点 是_。与固定化酶技术相比，固定化细胞技术固定的是_。(2)制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是_，使用了下图中方法_(填出号码及名称)。选修1人教 版 生物(3)制作固定化酵母菌细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和_溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是_。选修1人教 版 生物解析本题考查固定化酶与固定化细胞技术。将酶固定化后，可使酶在催化反应之后不随产物流走，可以反复利用；将细
17、胞固定化后，可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定。海藻酸钠一般不能参与化学反应，同时，在高温下容易溶化，温度降低时又形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌的好材料。图为共价键结合法，图为吸附法，图为包埋法。凝胶珠是高温下溶化的海藻酸钠与酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸钠浓度过高或制凝胶珠时离液面太近，可能形成片状或长条形，而不是圆形的凝胶珠。选修1人教 版 生物答案(1)酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复利用 多酶系统(或一系列酶、多种酶)(2)海藻酸钠 包埋法(3)CaCl2 海藻酸钠浓度过高(或针筒离液面过近，高度不够)选修1人教 版 生物1.(2009江
18、苏高考)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选修1人教 版 生物解析：本题考查固定化酶与固定化细胞的有关知识。固定化酶的使用要控制好pH、温度，但与氧气无关。固定化酶的使用不需要适宜的营养条件。葡萄糖在固定化酵母细胞发酵中不仅作为底物，还可以为酵母细胞提供营养和能量。答案：A选修1人教 版 生物2(2010海南高考)为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验
19、，实验步骤和结果见表。请回答：试管编号实验步骤12341%NaCl溶液(mL)11%CuSO4溶液(mL)11%Na2SO4溶液(mL)1蒸馏水(mL)1pH6.8缓冲液(mL)11111%淀粉溶液(mL)1111唾液淀粉酶溶液(mL)1111各试管放入37恒温水浴保温适宜时间取出试管，加入1%碘溶液0.1 mL观察结果无色深蓝色浅蓝色选修1人教 版 生物(1)实验中加入缓冲液的作用是_。(2)分 析 实 验 结 果 可 知：对 酶 活 性 有 影 响 的 离 子 是_，其中对酶活性有抑制作用的离子是_，对酶活性有促进作用的离子是_。(3)该实验中设置4号试管的目的是_；设置3号试管的目的是_
20、。(4)上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，14号试管中的颜色依次是_、_、_、_。根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是_。选修1人教 版 生物解析：本题考查影响酶活性的因素以及还原糖的鉴定。酶的催化作用需要一定的条件，加入缓冲液能够自始至终维持反应过程中pH的稳定。本实验中，加入蒸馏水的试管4是对照组，试管3和对照组有相同的实验结果，可知Na和SO42对酶活性没有影响，试管1和试管3对照可知，Cl对酶活性有促进作用，Cu2对酶活性有抑制作用。斐林试剂在水浴加热的条件下能够与还原糖反应形成砖红色沉淀，淀粉被淀粉酶水解形成的还原糖量的多少决定了砖红色沉淀颜色的
21、深浅。由于斐林试剂中含有Cu2，保温之前加入，会对酶活性产生影响。选修1人教 版 生物答案：(1)维持反应液中pH的稳定(2)Cl和Cu2 Cu2Cl(3)对照 确定Na和SO42对唾液淀粉酶催化活性是否有影响(4)深砖红色 无砖红色(或蓝色)浅砖红色 浅砖红色斐林试剂中有Cu2，其可抑制唾液淀粉酶的活性选修1人教 版 生物3(2008江苏高考)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/1020304050组别甲乙丙甲乙
22、丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙消除血渍时间/min67668852518336347711126891167消除油渍时间/min93789587639182468575277769868选修1人教 版 生物(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。选
23、修1人教 版 生物解析：本题用实验考查加酶洗衣粉的洗涤效果。(1)提高加酶洗衣粉的去污能力的方法可以增加酶的量或者适当提高水温以达到酶的最适温度。(2)酶具有专一性，加入不同的酶对不同的污渍洗涤效果不同，血渍中含有较多的蛋白质，油渍中含有较多的脂肪，加入蛋白酶对有血渍的衣物洗涤效果较好，加入脂肪酶对含有油渍的衣物洗涤效果好。(3)酶的作用条件比较温和，高温、过酸或过碱都会使酶失活。80水温下酶失活，因此三组实验洗涤效果相同。(4)酶的固定化技术是将酶固定于不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还能重复利用。而本题中酶不能重复利用，故没有运用固定化酶技术。选修1人教 版 生物答案：(1)加酶和适当提高温度 蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶(2)专一性(3)没有差异，因为高温使酶失活。(4)未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用。选修1人教 版 生物课 时 训 练