高考生物复习夺标学案：专题16 酶的应用

这是一份高考生物复习夺标学案：专题16 酶的应用，共9页。学案主要包含了考纲解读，热点题型分析等内容，欢迎下载使用。
二、热点题型分析
题型1 明确酶的作用条件及特点，解答与影响酶促反应因素相关的试题
【例1】嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是 ( )
A.炒肉的过程中加入 B.肉炒熟后起锅前加入
C.先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟 D.室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟
【例2】下图表示某研究小组在探究果胶酶的用量的实验结果。有关说法不正确的是
A 在ab段限制反应速率的主要因素是酶的用量
B 在bc段限制反应速率的因素是温度、pH、反应物浓度等
C在ac段增加反应物浓度，可以明显加快反应速率
D 在该实验给定条件下，果胶酶的最佳用量是b点对应的值
【例3】我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：
（1）实验方法：请将图中所示的操作进行排序 。
（2）实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图所示：
①图中自变量是温度，除此之外还可用 表示。
A.酶的浓度 B.苹果泥的量 C.水的加入量 D.pH
②图中的纵坐标还可用 来表示。
③步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是
。
④实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是 。引起曲线乙下移的原因是 （至少答出两条）。
⑶下表是某实验小组的详细实验结果：
根据上述结果实验结果表明，当温度为 时果汁量最多，能不能确定该温度就是果汁酶的最适温度，如果不能，请设计出进一步探究果汁酶的最适温度的实验方案。
。
【解析】：本题以探究果胶酶的某些特性的实验为载体，综合考查了影响酶活性的因素、探讨温度对酶活性的影响的实验。在解答本题过程中，注意运用影响酶活性的各种因素对实验结果进行综合分析；注意实验自变量的设置、因变量的检测、无关变量的控制及实验的操作步骤；注意运用影响酶活性的因素的相关知识对图形曲线、图表数据进行分析。⑴实验顺序是：准备水果泥和配置果胶酶、水果泥和果胶酶分别水浴保温、水果泥和果胶酶混合保温、过滤果汁后用量桶计量。⑵果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系；且每一种酶都有一个最适温度和最适pH值且该值恒定。衡量实验结果的指标有两种：一是果汁的量，另一个是果汁的澄清度。为了保证实验在相应温度下进行，必须使酶和底物分别保温达到要求后再混合。在相同温度条件下，pH、酶的浓度和底物浓度也会改变反应速率。⑶根据表格中数据可看出，在40℃时产生果汁量最多，C装置的温度比较接近酶的最适温度。要将温度确定得更加精确，以40℃为中心，以更小的温差（如0.5℃）设置自变量。
题型攻略
【知识储备】（1）影响酶促反应的因素包括酶的浓度、酶的活性和底物浓度三大方面；其中影响酶活性的因素有温度、pH值、酶的激活剂和抑制剂等。
【方法技巧】探究影响酶促反应的环境条件时需要注意下列事项：
①探究温度对酶活性的影响时，可以选用10 ℃作为温度梯度，设置的具体温度为10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等，也可以根据酶的特点，尝试以5 ℃作为温度梯度。
②探究pH对酶活性的影响时，只须将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。
③探究酶的用量是建立在探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是酶的用量，其他因素都应保持不变。实验时可以配制不同浓度的酶溶液，也可以只配制一种浓度的酶溶液，然后使用不同的体积即可。需要注意的是，反应液的pH必须相同，否则将影响实验结果的准确性。
④在混合反应物和酶之前，一定要让两者分别达到相应的条件。这样可以避免底物和酶在混合时条件变化，从而影响实验结果。
⑤将酶加入反应物后，应不时地用玻璃棒搅拌，使酶能更充分地催化反应。
热点题型2 联系影响酶促反应的因素，解答探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验题
【例1】下列探究某种加酶洗衣粉需要的最适温度的实验正确的是
A．取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度中酶的效果最好
B．在不同温度的水中，加入不等量洗衣粉，看哪种效果好
C．将加酶洗衣粉加入30℃水中发现不如加到45℃水中洗涤效果好，说明45℃为最适温度
D．将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37℃的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃
【例2】某同学进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较”课题研究。下列叙述错误的是( )
A．设计对照实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉
B．洗衣粉用量、污渍种类和冼涤温度等无关变量全部相同且适宜
C．可根据污渍完全洗净所需时间的差异得出实验结论
D．应设计一个既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照
【例3】洗衣粉是人们日常生活所必需的，有同学对加酶洗衣粉的作用很感兴趣，为此做了以下实验探究。
实验过程：
①用天平称取加酶洗衣粉若干份，每份5克。
②制作被牛奶(主要含蛋白质和脂肪)和蓝墨水[主要成分：阿拉伯树胶(植物纤维)、鞣酸与硫酸亚铁]处理过的同一布料若干份(污渍大小以滴管滴数为准)。
③取2只500毫升烧杯，依次编号为A、B，分别加入200毫升水和一份已称好的洗衣粉，放人10℃水浴锅中并搅拌。
④取2块被牛奶和蓝墨水处理过的布料各一份，分别同时放人烧杯中，用玻璃棒搅拌，并用秒表记录除去污渍所需时间。
然后，分别以水浴锅温度依次为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，重复步骤③④实验，记录除去污渍所需时间，结果如下表。
不同温度除去不同污渍所需时间(分钟)
(1)请以温度为横坐标，酶促反应速度为纵坐标画出除去奶渍实验的大致情况图。
(2)解释在同一水温下除去两种污溃时间不同的可能原因是:
(3)请你为上述探究实验命题 。
(4)上述探究过程(①至④)隐含 和 两个步骤。
(5)上述实验牵涉两项对照关系，一项是针对 的成分对照，另一项是针对 的条件对照。这里的条件对照与一般实验空白对照的区别
是： 。
题型攻略
【知识储备】探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验应注意的几个问题：
⑴变量的分析和控制
影响加洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量和种类，衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的时间等。
在探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件实验中，水温是我们要研究的对象，实验自变量是水温；在探究用加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤的效果的不同实验中，实验自变量为洗衣粉的种类；在探究不同种类的加酶洗衣粉洗涤的效果的实验中，实验自变量为加酶洗衣粉的种类。在设计实验时，除实验自变量可改变外，其他变量应在实验中保持不变。
⑵洗涤方式和材料的选择。
采用全自动洗衣机比较好，并且应该尽量使用同一型号小容量的洗衣机，其机械搅拌作用相同。
洗涤材料的选择也有一些讲究。选用布料作为实验材料比较可行。在作对照实验时，可以控制布料的大小、颜色以及污物的量，使其相同；同时，也便于洗涤效果的比较。
⑶水量、水质和洗衣粉用量的问题。
水的用量和布料的大小是成正比的。做实验用的布料不易过大，水量不易过多，但应该让布料充分浸泡在水中。水量和洗衣粉的用量可以参考下表。实验时可根据表中的数据换算出实际用量。如果在实验中使用手洗的方法，如使用1 000 mL的烧杯作为容器，可以用500 mL的水，洗衣粉的用量可以用1 g或1.5 g。
其他相关问题简述如下。实验中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再进行实验；布料应放在洗衣粉溶液中浸泡相同的时间；采用玻璃棒或筷子搅拌的方式模拟洗衣过程；模拟搅拌的时间、次数和力量应基本相同。
【方法技巧】探究加酶洗衣粉发挥作用的最适温度、pH，实验的自变量为一系列温度、pH，看哪个温度、pH范围内加酶洗衣粉效果最明显；设置1~2个实验组是不能探究出最适温度、pH范围的。
热点题型3 理清基本原理和基本方法，解答固定化酶和固定化细胞的制作与应用题
【例1】关于固定化酶技术的说法正确的是
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
【例2】下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，不正确的是
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
【例3】下面是制备固定化酵母菌细胞的实验步骤，请回答：
活化酵母菌细胞→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合→固定化酵母菌细胞
（1）在 状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复 状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母菌细胞活化时 。
（2）影响实验成败的关键步骤是 。
（3）如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞数目 。
（4）观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明 ；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明 。
（5）固定化细胞技术一般采用包埋法固定化，原因是 。
题型攻略
【知识储备】酶和细胞的固定方法和特点
【方法技巧】从固定化细胞的概念为切入点，多角度理解固定化细胞的优点。限制或定位于特定空间位置的细胞称为固定化细胞，它与天然酶相比具有更多的优点：（1）不需要进行酶的分离纯化，减少起始投资。（2）酶的回收率高，酶在原有的细胞环境下，稳定性更高。（3）细胞保持生命活动状态，细胞中的辅助因子可自动再生。（4）细胞含有多酶体系。可催化一系列的反应。（5）反应中抗污染能力强。
考纲下载
考纲解读
命题规律
命题趋势
1.酶活力测定的一般原理和方法
1.了解酶活力测定的一般原理和方法。2.了解果胶的适宜条件，会设计实验探究外界因素(如温度、pH等)对果胶酶的影响及探究果胶酶的用量。
3.知道加酶洗衣粉常用的酶制剂种类;会设计实验探究加酶洗衣粉的洗涤效果；了解固定化酶的优缺点。
本专题内容主要有三个知识点：果胶酶在果汁生产中应用；加酶洗衣粉的洗涤效果探究；制备和应用固定化酶。在高考命题中，与必修1内容联系紧密。从近几年命题中看出，联系生产生活实际的考题较多。命题角度侧重从生产生活实际出发，侧重从社会现象，新的科学研究入手，利用酶的有关知识分析解决实际问题。
考查形式以简答题为主。近几年各省市命题比重较小，选择题很少见。
联系果汁饮料生产、新型洗涤产品等生活实际，考查酶的特性及其在生产中的应用，很可能以探究实践类型的题目出现，预计2013年各地命题可能性较大，难度适中，系数在0.65左右。
2.酶在食品制造中的应用
3.酶在洗涤等方面的应用
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
80
果汁量/mL
8
13
15
25
15
12
11
10
水温(℃)
10
20
30
40
50
60
70
80
奶渍
48
43
28
12
6
4
12
17
蓝墨水
93
86
80
72
68
67
81
105
洗涤方式
机洗
手洗
水量
0.5 L
0.5 L
洗衣粉量
0.5 g
1 g或1.5 g
固定对象
酶
细胞
适宜固定法
化学结合法、物理吸附法
包埋法
特点
体积小，固定一种酶
包埋法容易丢失
体积大，固定一系列酶
难以化学结合和吸附
发挥作用需要的条件
适宜的温度、pH
适宜的温度、pH
还需要营养物质和氧气