【生物】2019届一轮复习苏教版酶的制备和应用教案

【生物】2019届一轮复习苏教版酶的制备和应用教案

第7课时　酶的制备和应用 ‎[学习导航]　1.理解酶及酶活力的概念，简述酶活力测定的一般原理和方法。2.尝试利用苹果匀浆，探究制作果汁的最佳条件的实验，测定果胶酶的活性并观察果胶酶对果汁形成的作用。3.了解洗涤剂中的酶制剂，探讨洗衣粉中的酶制剂在洗涤中的作用。4.学习对照性实验及探究实验的设计思想。‎ ‎[重难点击]　1.探究制作果汁的最佳条件的实验，测定果胶酶的活性，观察果胶酶对果汁形成的作用。2.探究洗衣粉中酶制剂在洗涤中的作用。‎ 一、酶的性质、酶活力以及果胶、果胶酶 ‎1.酶的性质和酶活力 ‎(1)酶的性质 ‎①酶是两性电解质，能在电场中移动。‎ ‎②酶的水溶液具有亲水胶体的性质，不能通过半透膜。‎ ‎③酶分子易受一些物理因素和化学因素的作用而变性，从而丧失活力。‎ ‎(2)酶活力 ‎①概念：也称酶活性，是指酶在催化一定的化学反应时表现出来的能力。‎ ‎②表示方法：通常用酶促反应的速率，即酶促反应过程中单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示。‎ ‎③单位 a.用“IU”表示，1 IU为在实验规定的条件下(如温度为25 ℃、最适pH、最适底物浓度时)，每分钟能将1 μmol底物转化为产物的酶量或每生成1_μmol产物所需的酶量。‎ b.用kat表示，1 kat为在最适反应条件下，每秒钟催化1_mol底物转化为产物所需要的酶量。‎ ‎④影响因素：温度、pH、激活剂等多种因素。‎ a.温度：在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐提高，达到最适温度时，酶的催 化能力最高，高于最适温度后，随着温度的升高，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。‎ b.pH：酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降，pH过高或过低会使蛋白质变性，酶也就完全丧失了活性。‎ ‎2.果胶与果胶酶 ‎(1)果胶 ‎①分布：存在于所有高等植物细胞壁和细胞间隙中的一种结构多糖。‎ ‎②作用：在植物的细胞或组织间起黏合作用，是植物细胞间质和细胞壁的重要成分。‎ ‎③性质：溶于水形成黏稠状液体。‎ ‎(2)果胶酶的组成：包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等，因而果胶酶并不特指某一种酶，而是一个多酶复合体系，是所有能够分解果胶的酶的总称。‎ ‎(3)果胶酶的作用 ‎①果胶酶能够分解果胶，促进植物组织的分解，降低细胞内容物的黏度。‎ ‎②果胶酶广泛应用于饲料、食品、纺织、造纸等行业中。a.在饲料中添加果胶酶，可改善饲料品质，提高可利用的能源物质含量，同时促进动物体内各种酶的分泌。‎ b.在果蔬汁加工中，果胶酶能提高果蔬汁的出汁率，增加饮料产量。果胶酶作用于果蔬汁时，除降低黏度外，还可使果蔬汁澄清，保留果蔬汁中的营养成分。‎ ‎1.果胶和果胶酶 ‎(1)从果胶是植物细胞壁以及胞间层的成分方面思考，果胶对果汁生产有哪些不利影响？‎ 答案　①果胶会影响出汁率；②果胶还会使果汁浑浊。‎ ‎(2)果胶酶是否特指分解果胶的一种酶？该酶的化学本质是什么？‎ 答案　①否，果胶酶是分解果胶的一类酶的总称；②果胶酶的化学本质是蛋白质。‎ ‎(3)分析下图，回答果胶酶的作用原理。‎ 答案　果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使得浑浊的果汁变得澄清，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。‎ ‎2.影响酶活性的因素 ‎(1)影响酶促反应速率的外界因素有哪些？它们是否都影响酶的活性？请举例说明。‎ 答案　①影响酶促反应速率的外界因素有温度、pH、酶抑制剂、酶的用量、底物浓度等。②不一定。例如，温度、pH和酶抑制剂能通过改变酶的结构而影响酶的活性，但酶的用量和底物浓度只影响反应速度，并不影响酶的活性。‎ ‎(2)甲、乙两图是温度、pH对酶活性的影响的数学模型。‎ ‎①甲、乙两图中B代表的含义分别是什么？‎ 答案　甲、乙两图中B点所对应的温度和pH分别是酶的最适温度和最适pH。‎ ‎②甲、乙两图中A点对应的值对酶活性的影响相同吗？‎ 答案　不相同。甲图A点对应的酶活性较低，乙图A点对应的酶已失活。‎ ‎③甲、乙两图中C点对应的值对酶活性的影响相同吗？答案　相同。两图C点所对应酶均已失活。‎ 归纳总结　(1)果胶与果胶酶的比较 项目 基本单位 组成 果胶 半乳糖醛酸 半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物 果胶酶 氨基酸 多聚半乳糖醛酸酶、果胶酯酶、果胶分解酶等 ‎(2)影响酶促反应速率的因素及其作用实质 酶促反应速率 ‎1.下列关于果胶酶的说法，正确的是(　　)‎ A.果胶酶可以分解细胞壁的主要成分——纤维素 B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物 C.果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称 D.果胶酶的化学本质是RNA 答案　C 解析　植物细胞壁的主要成分有纤维素和果胶，它们分别被纤维素酶和果胶酶水解，A错误；半乳糖醛酸是构成果胶的基本单位，B错误；果胶酶是一类酶的总称，其化学本质是蛋白质，‎ C正确、D错误。‎ 一题多变 ‎(1)两位同学用足量的果肉制作果汁，甲同学使用了果胶酶而乙同学没有使用，过了相同的时间后，二位同学制作的果汁有何区别？‎ 答案　在果汁量和果汁澄清度两个方面均有区别，甲同学由于使用了果胶酶，所以果汁量较多且澄清度也较高。‎ ‎(2)果胶酶可以催化果胶的水解，而纤维素酶不能催化果胶的水解，这体现了酶的何种特性？‎ 答案　体现了酶具有专一性。‎ ‎2.下列关于酶活性的说法中，错误的是(　　)‎ A.酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力 B.酶促反应速率越大，说明酶的活性越大 C.酶的活性受温度、pH等因素影响 D.酶活性的高低与反应物的浓度无关 答案　B 解析　酶的活性是由酶的结构决定的，温度和pH都能影响酶的结构，因此酶的活性受温度和pH的影响。在一定条件下，反应物浓度(或酶的用量)越大，酶促反应速率越大，但并不能说明酶的活性越大，因为反应物浓度(或酶的用量)并不影响酶的活性。‎ 二、果胶酶的制备和作用 ‎1.果胶酶的制备 ‎(1)将50 g新鲜的水果或蔬菜洗净，在预冷的研钵内用剪刀迅速剪碎后研磨，同时加入质量分数为10%的NaCl溶液50 mL，制成匀浆液。‎ ‎(2)漏斗中放置滤纸或5层纱布过滤匀浆液，收集滤液。‎ ‎(3)以4 000 r/min的离心速率离心滤液15 min。‎ ‎(4)将上清液倒入洁净的小烧杯内，用0.1 mol/L的冰醋酸调pH至3～4，在0～4 ℃下保存备用(果胶酶样品A)。‎ ‎2.观察果胶酶对苹果匀浆液的作用 ‎(1)用研钵或榨汁机制作苹果匀浆液备用。将上述部分匀浆液置于90_℃的恒温水浴锅中保温4 min。冷却后再经过过滤、离心等步骤，收集上清液(果胶酶样品B)。‎ ‎(2)取两支试管，编号为甲和乙，分别加入30 mL苹果匀浆液，再向试管甲中加入30 mL果胶酶样品A，向试管乙中加入30 mL果胶酶样品B，振荡摇匀两支试管，置于室温下。‎ ‎(3)观察两支试管中苹果匀浆液的澄清程度变化，并记录结果。‎ ‎1.实验方案 ‎(1)当探究温度(或pH)对果胶酶活性的影响时，自变量是什么？无关变量有哪些？‎ 答案　温度(或pH)是自变量。果泥量、果胶酶的用量、水浴时间和pH(或温度)等属于无关变量。‎ ‎(2)在探究温度或pH对酶活性的影响时，如何设置对照实验？‎ 答案　不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间可以作为对照，这种对照称为相互对照。‎ ‎2.实验操作 在苹果泥和果胶酶混合之前，为什么要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中用同一恒温处理？‎ 答案　使酶与反应物混合前就分别达到预设的温度，避免混合时改变温度进而导致实验误差。‎ ‎3.结果分析 ‎(1)根据哪个因变量能判断果胶酶活性的高低？该因变量与果胶酶活性有何对应关系？‎ 答案　果汁的澄清度。果汁越澄清，表明果胶酶的活性越高。‎ ‎(2)为什么可以根据滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？‎ 答案　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，因此可以根据滤出的苹果汁的体积判断果胶酶的活性。‎ 归纳总结　酶相关实验的变量控制 (1)探究温度对酶活性的影响：可以选用10 ℃作为梯度差，设置的具体温度为10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等，也可以尝试以5 ℃作为梯度差。‎ (2)探究pH对酶活性的影响：只需将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液的pH可以用体积分数为0.1%的氢氧化钠溶液或盐酸溶液进行调节。‎ (3)探究酶的用量：该实验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。‎ ‎3.下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明(　　)‎ 温度/ ℃‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ 果汁量/mL ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎5‎ A.温度影响果胶酶的活性 B.40 ℃与60 ℃时酶的活性相等 C.50 ℃是该酶的最适温度 D.若温度从10 ℃升高到40 ℃，酶的活性将逐渐增强 答案　C 解析　温度影响酶的活性，上表不能说明50 ℃就是最适温度，只能说明果胶酶的最适温度在40～60 ℃之间。在低于最适温度时，随温度的升高，酶的活性增强；高于最适温度时，随温度的升高，酶的活性降低。温度对酶活性的影响曲线图是钟罩形的，故40 ℃与60 ℃时酶的催化效率相同。‎ 一题多变 ‎(1)请根据本题中表格的实验结果及必修1中的相关知识，描述温度对酶活性的影响。‎ 答案　在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐升高；当达到最适温度时，酶的活性最高；超过最适温度后，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低。‎ ‎(2)本题中的实验及其结果无法确定果胶酶的最适温度，如何通过实验进一步探究？‎ 答案　可以在40～60 ℃再设置多组实验，将相邻两组的温差缩小，然后通过比较果汁量确定比较适合的温度，再以同样的思路进一步探究，可以探究出酶的最适温度。‎ ‎4.下列操作错误的是(　　)‎ A.用橙子做果胶酶作用的实验，应去掉橙皮 B.用体积分数为0.1%的NaOH溶液或盐酸调节pH C.为了使果胶酶能够充分地进行催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物 D.制作苹果泥时，可先将苹果切成小块放入榨汁机中 答案　A 解析　在用橙子制作果汁时，不必去除橙皮，因为橙皮可以增加果汁的口味和颜色；调节pH用体积分数为0.1%的NaOH或HCl溶液；玻璃棒搅拌可使混合物均匀；制作苹果泥时，为方便榨汁，可先将苹果切成小块，再放入榨汁机中。‎ 三、酶制剂及洗涤原理和实例 ‎1.酶制剂 ‎(1)类型：固定化酶、人工酶、化学修饰酶和杂合酶等。‎ ‎(2)酶制剂的应用(举例)‎ ‎①α－淀粉酶可以迅速水解淀粉分子链中的α－1,4－葡萄糖苷键，可用于面包、馒头等食品加工。‎ ‎②蛋白酶能把蛋白质水解成蛋白胨、多肽和氨基酸等，降低蛋白质的分子量，从而提高其溶解性、乳化性和起泡性，以改善食品的营养价值。‎ ‎③纤维素酶适用于水果和蔬菜的果浆或果渣的处理，与果胶酶和半纤维素酶具有协同作用，能够破坏植物细胞壁，促进细胞内有效物质的释放，适用于植物提取物的生产。‎ ‎④脂肪酶是能将脂肪水解为脂肪酸、甘油二酯、甘油单酯和甘油的水解酶类，脂肪酶可应用于面粉加工、酒类酿造、食品增香、饲料添加剂以及洗涤剂等领域。‎ ‎2.洗涤剂中常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例 ‎(1)碱性蛋白酶：能把蛋白质分解成可溶性的多肽，对血渍、奶渍等蛋白质类污垢的去除特别有效。‎ ‎(2)脂肪酶：去除脂肪类污垢。‎ ‎(3)淀粉酶：可将淀粉水解成糊精、麦芽糖等，能去除淀粉类污垢，如土豆泥、粥等。‎ ‎(4)纤维素酶：能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涤剂充分接触，使洗涤剂的去污效果更好。‎ ‎1.洗衣粉的去污原理 人们饮食中的蛋白质等大分子物质需要经消化酶消化为小分子物质才能被吸收。衣物的奶渍、油渍等是如何被加酶洗衣粉去除的？‎ 答案　添加的酶制剂可以将难以清洗的大分子物质水解成小分子物质，小分子物质易溶于水，通过水洗较易去除。‎ ‎2.加酶洗衣粉的使用 判断下列污渍适宜用含哪种酶制剂的加酶洗衣粉洗涤，并说明原因。‎ ‎(1)血渍 ‎(2)油渍 ‎(3)粥渍 ‎3.加酶洗衣粉的优缺点 ‎(1)从酶的特性角度分析含蛋白酶的洗衣粉能否洗涤羊毛、蚕丝类衣物。‎ 答案　不能。因为羊毛、蚕丝类衣物的主要成分是蛋白质，蛋白酶能分解蛋白质而损坏衣物。‎ ‎(2)从影响酶活性因素的角度，分析不同条件下的加酶洗衣粉的洗涤效果是否一定大于普通洗衣粉。‎ 答案　不一定。酶活性受温度、pH等影响，在低温等不利于酶活性发挥的条件下，加酶洗衣粉的洗涤效果不一定好于普通洗衣粉。‎ ‎4.关于“探究加酶洗衣粉的相关实验”的思考 ‎(1)实验变量控制 ‎①探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉洗涤效果的不同时，如何控制变量？‎ 答案　实验设计必须以洗衣粉种类为唯一自变量，其余无关变量相同且适宜。‎ ‎②探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响的实验中应如何设置温度梯度？‎ 答案　a.设置温度要围绕常温进行；b.根据当地一年中的实际气温变化来确定常温，如冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水温，不同季节对应不同水温设置梯度。‎ ‎③若测出在40 ℃时洗涤效果比其他条件下好，应如何设置温度梯度探究最适温度？‎ 答案　可设置温度梯度差更小的实验变量，如35 ℃、36 ℃、37 ℃、38 ℃、39 ℃、40 ℃、41 ℃、42 ℃、43 ℃、44 ℃、45 ℃，进行重复实验，直至测出具体的最适温度。‎ ‎(2)实验过程分析 ‎①布料和衣物哪个更适合作为洗涤材料？为什么？‎ 答案　布料更好。因为布料容易控制其大小、颜色以及污渍的量，使其相同。‎ ‎②水的用量和洗衣粉用量与布料的大小有什么关系？‎ 答案　水的用量和洗衣粉用量与布料的大小成正比。‎ ‎(3)实验结果的分析 评判实验结果必须有一个客观标准，使用什么方法和标准判断洗涤效果？‎ 答案　相同时间内比较污渍的洗涤状况，如污渍颜色变浅的程度、面积缩小的范围等；相同污渍时也可比较彻底清除所需要的时间的长短。‎ 归纳总结　使用加酶洗衣粉时的注意事项 (1)碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维(羊毛、蚕丝等)织物就不能用加蛋白酶的洗衣粉来洗涤，以免纤维受到破坏。‎ (2)使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在35～50 ℃时活性最强，在低温下或70 ℃以上就会失效。‎ (3)加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活性损失。‎ (4)加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失。‎ (5)添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间接触。‎ ‎5.下列关于加酶洗衣粉的说法，不正确的是(　　)‎ A.加酶洗衣粉的洗涤效果总比普通洗衣粉的洗涤效果好 B.加酶洗衣粉洗涤效果的好坏受很多因素的影响 C.加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶 D.加酶洗衣粉相比普通洗衣粉更有利于环保 答案　A 解析　加酶洗衣粉中含有的酶制剂，可以将污物中的大分子、不易溶于水的物质(如蛋白质、脂肪、淀粉和纤维素等)‎ 水解成小分子的易溶于水的物质，所以加酶洗衣粉的洗涤效果一般要优于普通洗衣粉。但是，由于酶具有专一性，只有洗衣粉中的酶与污渍相对应时，其优势才能发挥出来；如果不对应，加酶洗衣粉的洗涤效果可能不如普通洗衣粉。‎ 一题多变 ‎(1)如果用加酶洗衣粉和普通洗衣粉分别洗涤被污染的布料，水温都过高，则加酶洗衣粉的洗涤效果会不会好于普通洗衣粉？‎ 答案　不会，因为水温过高会使加酶洗衣粉中的酶制剂失活。‎ ‎(2)被血渍或花生油污染的衣服，最好选择复合型加酶洗衣粉进行洗涤还是单一型加酶洗衣粉进行洗涤？‎ 答案　因为血渍中主要是蛋白质，花生油中主要是脂肪，所以最好选择单一型加酶洗衣粉进行洗涤。若选择复合型加酶洗衣粉进行洗涤，其中的一些酶制剂不发挥作用，会引起浪费。‎ 方法链接　根据洗衣粉的成分判断洗涤效果 ‎(1)普通洗衣粉的洗涤效果：取决于表面活性剂和水软化剂。‎ ‎(2)加酶洗衣粉的洗涤效果：取决于酶、表面活性剂和水软化剂等。‎ ‎(3)加酶洗衣粉中的酶失活后洗涤效果不如普通洗衣粉，因为加酶洗衣粉中的表面活性剂和水软化剂比普通洗衣粉少。‎ ‎6.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，实验设计如下：‎ ‎①设置2组实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉 ‎②2组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部相同，洗涤温度都为35 ℃　‎ ‎③根据污渍去除程度得出结论 这个实验设计中，错误的是(　　)‎ A.① B.①② C.② D.②③‎ 答案　A 解析　步骤①的目的主要是分组和操纵自变量，步骤②的目的主要是为了控制无关变量，步骤③是观察实验的结果。由于本实验的目的是研究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果，所以操纵自变量时要一组加入加酶洗衣粉，另一组加入普通洗衣粉。‎ 一题多变 ‎(1)如果将本题的实验目的改为“探究水质对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”，则实验的自变量和因变量又分别是什么？步骤①要做怎样的调整？‎ 答案　修改后的实验自变量是洗涤所用的水质，因变量是污渍的去除程度。步骤①调整成“准备等量的两种不同水质的水”。‎ ‎(2)将本题中的洗涤温度改为90 ℃，则对实验结果会产生怎样的影响？本实验中的实验结果可以用哪两种描述方法？‎ 答案　90 ℃下酶会失活，使得加酶洗衣粉中的酶制剂失去作用，则达不到实验目的。‎ 本实验的结果可以用“相同时间内达到的清洁程度”或“达到相同清洁程度所用的时间”来进行描述。‎ ‎1.下列说法中正确的是(　　)‎ A.果胶酶只存在于植物果实中 B.果胶溶于水，也溶于乙醇 C.果胶广泛存在于所有高等植物细胞壁和细胞间隙中 D.果胶酶能分解果胶和纤维素 答案　C 解析　果胶广泛存在于所有高等植物细胞壁和细胞间隙中，果胶不溶于水和乙醇；酶具有专一性，果胶酶能分解果胶，但不能分解纤维素。‎ ‎2.如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成正相关；之后，成负相关 B.当温度到达B点时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用最高 C.A点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以上升 D.C点时，果胶酶的活性也很低，当温度降低时，酶的活性可以恢复上升 答案　D 解析　从图中可以看出，随着温度的不断升高，果胶酶的活性在上升，等达到B点时，酶的活性达到最高；随后随着温度的继续上升，酶的活性迅速下降。但是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，随着温度的上升，其活性也会不断上升，而C点是高温条件，会破坏酶的分子结构，使酶的活性发生不可逆的变化。‎ ‎3.在“探究温度对酶活性的影响”实验中，下列说法不正确的是(　　)‎ A.可准备一组烧杯，分别盛有不同温度的水 B.将苹果泥和果胶酶直接混合后放在不同温度的烧杯中恒温水浴处理 C.不同温度梯度之间可相互对照 D.温度过高时，果胶酶会变性失活 答案　B 解析　探究温度对果胶酶活性影响的实验中，应先将装有苹果泥和果胶酶的试管在不同梯度的恒温水浴中分别保温，达到恒温后再混合。‎ ‎4.在“探究pH对酶活性的影响”实验中，不正确的是(　　)‎ A.自变量是不同的pH梯度 B.无关变量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等 C.可通过测定滤出的果汁体积判断果胶酶的最适pH D.pH过低时，果胶酶活性变小，但不失活 答案　D 解析　过酸、过碱或温度过高，都会使酶变性，并可造成永久性失活。‎ ‎5.某同学用不同种类的洗衣粉进行了如下实验。请分析回答相关问题：‎ Ⅰ.实验一：‎ 温度(℃)‎ ‎30‎ ‎35‎ ‎40‎ ‎45‎ ‎50‎ ‎55‎ 普通洗衣粉去污力(%)‎ ‎15‎ ‎18‎ ‎20‎ ‎21‎ ‎21.5‎ ‎22‎ 加酶洗衣粉去污力(%)‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎48‎ ‎50‎ ‎48‎ ‎37‎ ‎(1)该实验的目的是探究_______________________________________________。‎ ‎(2)上述实验结果可以得出的结论是________________________________________________、________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.实验二：探究复合酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果是否存在差异。实验设计如下：‎ 项目 设计内容 对照 设置两组实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉 变量控制 两组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部相同 结果观察 根据污渍去除程度得出结论 ‎(3)该实验设计中有一处明显的错误，请指出：_____________________________________。‎ ‎(4)修改后的实验最可能的实验结果是____________________________________________。‎ ‎(5)“实验一”中探究不同温度下加酶洗衣粉去污力时，可否先加酶后调整温度？并说明理由。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)“实验二”中控制“洗衣粉用量、洗涤时间、洗涤方式”等相同，为什么这样做？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)不同种类的洗衣粉在不同温度下的去污力的变化　(2)相同温度下加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高　使用加酶洗衣粉的适宜温度为45 ℃左右(合理即可)　(3)对照组设计错误，应设计复合酶洗衣粉和普通洗衣粉作为对照　(4)使用复合酶洗衣粉的去污程度大于普通洗衣粉的去污程度　(5)不能，因为加酶洗衣粉中的酶在不同温度时会分解部分污渍　(6)避免因水量、水质、洗衣粉的量、衣物的质料、大小、污渍量及浸泡时间和洗涤时间不同给实验结果带来误差 解析　(1)实验一中有两个变量：温度和洗衣粉的种类。可以探究同一温度下不同种类洗衣粉的洗涤效果，也可探究不同温度对同一种洗衣粉洗涤效果的影响。(2)根据单一变量原则，可以得出结论：相同温度下加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高；使用加酶洗衣粉的适宜温度为45 ℃左右。(3)探究复合酶洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果，实验变量应为复合酶洗衣粉和普通洗衣粉。(4)复合酶洗衣粉中的酶具有高效性，洗涤效果好于普通洗衣粉。(5)根据实验可知，加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉，但其活性的发挥需要适宜的温度。(6)酶具有高效性且易分解，避免水体富营养化。‎ 课时作业 ‎[学考达标]‎ ‎1.下列关于果胶酶的叙述，正确的是(　　)‎ ‎①具有分泌功能的细胞产生的　②凡是活细胞都能产生果胶酶　③果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸　④植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶　⑤果胶酶特指分解果胶的一种酶　⑥纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁　⑦组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸 A.①②⑦ B.②③⑥ C.③④⑥ D.③④⑤‎ 答案　C ‎2.下列有关果胶的叙述，不正确的是(　　)‎ A.果胶是植物细胞壁的主要成分之一 B.酵母菌可产生果胶酶，是因为酵母菌的细胞壁中也含有果胶 C.果胶酶能够分解果胶 D.果胶影响出汁率 答案　B 解析　果胶是植物细胞壁的组成成分。细菌、真菌等虽然有细胞壁，但其细胞壁中不含果胶成分。‎ ‎3.下列各项能表示酶活性高低的是(　　)‎ A.单位时间、单位体积内反应物的总量 B.一段时间后生成物的总量 C.一段时间后，一定体积中消耗的反应物的量 D.单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量 答案　D 解析　酶活性的高低可以用在一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速率来表示，而酶促反应速率是指单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量。‎ ‎4.在“探究果胶酶的用量”实验中，下列说法不正确的是(　　)‎ A.实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液 B.底物浓度一定时，随酶用量的增大滤出的果汁越多 C.本实验应控制在适宜温度和pH条件下 D.反应液的pH必须相同 答案　B 解析　本实验的自变量是酶用量，温度和pH属于无关变量，因此要控制好，即每个实验组实验前后都应控制相同且适宜的温度和pH。实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以配制一种浓度的果胶酶溶液，使用不同的体积即可。在其他条件不变的情况下，一定范围内随着酶用量的增多，酶促反应速率加快，滤出的果汁也增多，当酶用量达到一定量，底物成为限制因素时，再增加酶的用量，酶促反应速率不再增大，滤出的果汁也不再增多。此外，影响果汁产量的因素，除了酶用量、底物浓度外，还有温度、pH、酶促反应时间等。‎ ‎5.蛋白酶能分解其他蛋白质类的酶，但在洗衣粉中，蛋白酶并没有将其他几种酶分解掉，以下解释正确的是(　　)‎ A.蛋白酶处于抑制状态 B.其他几类酶不是蛋白质类 C.蛋白酶具有识别作用，不分解具有酶作用的蛋白质 D.缺少水环境并且各种酶在添加前已作了保护性修饰 答案　D 解析　加酶洗衣粉中的酶经过了特殊的化学物质的包裹，使之与其他成分隔离，这些酶在遇水后，包裹层分解，才能发挥作用。‎ ‎6.加酶洗衣粉中的“酶”有多种，对各种污渍要根据不同的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 答案　C ‎[高考提能]‎ ‎7.下列有关果胶酶及果胶酶实验探究的有关叙述，正确的是(　　)‎ A.探究果胶酶的用量时，pH、温度不影响实验结果 B.果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等 C.探究温度对果胶酶活性的影响时，温度、苹果泥、果胶酶用量及反应时间等都是自变量 D.可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量 答案　D 解析　探究果胶酶用量时，pH、温度会影响实验结果；葡萄糖异构酶不属于果胶酶；探究温度对果胶酶活性影响的实验中，温度为单一变量，其他因素保持不变。‎ ‎8.如图表示某研究小组探究果胶酶用量的实验结果。下列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 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 答案　C 解析　由曲线图可以看出，在AB段，随着酶的用量的增大，酶促反应速率加快，说明此阶段限制反应速率的主要因素是酶的用量；此时增加反应物浓度，反应速率不会明显加快。在BC段，随着酶的用量的增大，酶促反应速率不再加快，此时反应物浓度成为限制反应速率的因素之一，故增加反应物浓度，反应速率会加快。‎ ‎9.某种生物活性洗衣粉包装袋上印有以下资料，下列对资料表明的信息理解错误的是(　　)‎ 成分 ‎·蛋白酶　　0.2%‎ ‎·清洁剂　　15%‎ 用法 ‎·洗涤前先将衣服浸于溶有洗衣粉的水中数小时 ‎·使用温水效果最佳 ‎·切勿使用60 ℃以上的水 ‎①这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍　②在60 ℃以上的水中，蛋白酶会失去活性　③该洗衣粉可洗涤各种污渍的衣料　④该蛋白酶能够水解各种蛋白质 A.①② B.③④‎ C.①④ D.②③‎ 答案　B 解析　该洗衣粉包装袋上印有蛋白酶0.2%，说明这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍。但是蛋白酶的种类较多，每种蛋白酶都有作用的专一对象，因此，该蛋白酶不可能水解所有的蛋白质。该洗衣粉可洗涤含蛋白质污渍的衣料而不能处理各种污渍的衣料。洗衣粉用法中提示使用温水效果最佳，若使用60 ℃以上的热水，则会因温度过高而使蛋白酶活性降低或失去活性。‎ ‎10.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。下表为实验结果记录，据表分析，正确的一项是(　　)‎ 水温/℃‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ 组别 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 清除血清时间/min ‎67‎ ‎66‎ ‎88‎ ‎52‎ ‎51‎ ‎83‎ ‎36‎ ‎34‎ ‎77‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎68‎ ‎9‎ ‎11‎ ‎67‎ 清除油渍时间/min ‎93‎ ‎78‎ ‎95‎ ‎87‎ ‎63‎ ‎91‎ ‎82‎ ‎46‎ ‎85‎ ‎75‎ ‎27‎ ‎77‎ ‎69‎ ‎8‎ ‎68‎ A.提高无酶洗衣粉去污能力的方法有加酶和适当提高温度 B.甲组在无酶洗衣粉中加入了蛋白酶没加脂肪酶，乙组加入了脂肪酶没加蛋白酶 C.加酶洗衣粉中的酶是固定化酶，因为此酶固定在不溶于水的载体上且能被重复利用 D.如果甲、乙和丙3组均在水温为80 ℃时洗涤同一种污渍，其洗涤效果有较大的差异 答案　A 解析　表中加酶洗衣粉的洗涤效果比不加酶洗衣粉的洗涤效果好，50 ℃时比10～40 ℃时的效果好；乙组能有效分解蛋白质和脂肪，应该加入了蛋白酶和脂肪酶；加酶洗衣粉中的酶没有固定在不溶于水的载体上且不能重复利用；酶是蛋白质，在80 ℃时会变性失活，故此时3组洗衣粉洗涤效果相差不大。‎ ‎11.假设你已经探究出了果胶酶的最适温度(为45 ℃)和最适pH(为4.8)，若还想进一步探究果胶酶的最适用量，此时，实验的自变量是____________________。合理设置果胶酶用量的梯度后，可通过苹果泥出汁的多少来判断果胶酶的用量是否合适。请根据所给的材料和用具完成以下探究实验：‎ ‎(1)材料用具：制备好的苹果泥、恒温水浴装置、试管、漏斗、滤纸、量筒、试管夹、体积分数为2%的果胶酶溶液、体积分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸。‎ ‎(2)实验步骤：‎ ‎①取6支试管，编号1～6，分别加入__________________________，调节pH至4.8。‎ ‎②向1～6号试管中分别加入______________________________________________，然后放入45 ℃恒温水浴装置中______________________________________________。‎ ‎③______________________________________________________________________‎ ‎(3)以上实验步骤的设计是否有不妥之处？如果有试分析原因。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　果胶酶的用量　(2)①等量的苹果泥　②不同体积的pH为4.8的果胶酶溶液　保温相同时间　③过滤并记录果汁体积　(3)有。为了保证苹果泥与果胶酶混合前后的温度相同，应先将盛苹果泥和果胶酶的试管放在同一温度的水浴装置中恒温，再将两者混合 解析　在探究影响果汁产量的酶的用量时，除酶的用量是自变量外，其他条件都应相同且适宜。为了避免因混合导致温度变化而影响实验结果，应先将盛苹果泥的试管和盛不同量酶的试管放到相同温度下恒温，然后再将两者混合。‎ ‎12.下图是研究人员对黑曲霉A1果胶酶性质的研究结果，据图分析温度、pH和Ca2＋浓度等与酶活力的关系：‎ ‎(1)从上图可以看出，对酶活力影响最小的是________。‎ ‎(2)这三个图的共同点说明________________________________________________。‎ ‎(3)若探究温度对黑曲霉A1果胶酶活力的影响，则在该实验中，实验组和对照组的pH及Ca2＋浓度是否需要进行调节？________。若需要调节，则pH及Ca2＋浓度分别调节到________和________。其原因是_______________________________________________________。‎ 答案　(1)Ca2＋浓度　(2)在最适条件下，酶的活力最高(3)需要　4　1　遵循单一变量原则，无关变量相同且适宜 解析　(1)图中曲线变动趋势表明，Ca2＋浓度对酶活力影响最小。(2)三种曲线变动趋势均显示在最适条件下酶活力最高。(3)欲探究温度对酶活性的影响，应遵循单一变量原则，将pH、Ca2＋浓度等设为无关变量，且保持最适值。‎ ‎13.某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明。‎ 成分：含碱性蛋白酶等。‎ 用法：洗涤前先将衣服浸于洗衣粉水内数小时，使用温水效果最佳。‎ 注意：切勿用于丝质及羊毛衣料，用后彻底清洗双手。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验如图所示。‎ 该实验的目的是_________________________________________________________。‎ ‎(2)一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述(1)的实验材料及方法进行了如下实验，并把结果用曲线图A、B表示。‎ ‎①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为__________。‎ ‎②在0 ℃和75 ℃时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到45 ℃，后者的催化作用已不能恢复，这是因为____________________________________________________。‎ ‎③该学生在实验过程中可通过观察____________________________来判断酶的催化效率。‎ ‎(3)该加酶洗衣粉的去污原理是__________________________________________________。‎ ‎(4)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境保护，这是因为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)检查该洗衣粉是否含蛋白酶 ‎(2)①45 ℃　②在75 ℃时，酶的活性已丧失　③胶片上的蛋白膜消失所用时间的长短 ‎(3)蛋白酶能将污垢中的蛋白质分解为易溶于水的小分子 ‎(4)酶本身无毒，含量少，又能被微生物分解，不会引起富营养化，可减少对环境的污染 解析　实验的目的是检验洗衣粉中是否含有蛋白酶；由图中曲线可以得知，该加酶洗衣粉的最适温度约为45 ℃，酶在高温下其结构会被破坏，导致其活性丧失。‎ ‎[真题体验]‎ ‎14.(2016·海南，30)回答下列问题：‎ ‎(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是__________________________________________。‎ 若要去除衣服上的血渍，应选择含有________(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉，理由是________________________________________________。‎ ‎(2)某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的做法________(填“合理”或“不合理”)，理由是____________________________________。‎ ‎(3)已知溶液pH可以影响酶活性，请推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中________(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基团的解离状态。‎ 答案　(1)开水使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗　蛋白酶丙　碱性条件下只有蛋白酶丙有活性 ‎(2)不合理　蛋白酶会降解脂肪酶 ‎(3)羧基和氨基 ‎15.(2015·海南，30)生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题：‎ ‎(1)某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0 ℃、5 ℃、10 ‎ ‎℃、40 ℃下保温相同的时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有____________________________和________________________。‎ ‎(3)某同学取5组试管(A～E)分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D 4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计________(填“能”或“不能”)达到目的，其原因是_______________________________________。‎ 答案　(1)比较不同来源果胶酶的活性　(2)温度范围设置不合理　温度梯度设置不合理　‎ ‎(3)不能　未加入缓冲液