2023年高考生物一轮复习（人教版） 第11单元 第4课时　酶的研究与应用.docx

第4课时　酶的研究与应用
目标要求　1.理解酶活力测定的一般原理和方法。2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。3.制备和应用固相化酶。
考点一　果胶酶在果汁生产中的作用
1．果胶
2．果胶酶
3．酶的活性与影响酶活性的因素
(1)酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，其高低用一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。
(2)酶的反应速度是指单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量。
4．实验设计
(1)探究温度和pH对果胶酶活性的影响
①实验原则：单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。
②实验原理：果胶酶的活性受温度、pH或酶抑制剂和激活剂的影响，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实验流程
制备果泥
↓
设置一系列具有梯度的pH或温度
↓
加入果胶酶反应一段时间
↓
过滤果汁
④分析：该实验的自变量是温度或pH，因变量是酶的活性，检测因变量是通过测定果汁的体积或比较澄清度来实现的。
(2)探究果胶酶的最适用量
①实验思路：如果随着酶浓度的增加，过滤得到的果汁体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤得到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，这个值就是酶的最适用量。
②实验流程
(1)源于选修1 P44“旁栏思考”：在探究温度或pH对酶活性的影响时，需要(填“需要”或“不需要”)设置对照实验。如果需要，如何设置？不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间相互对照。
(2)源于选修1 P44“旁栏思考”：在混合苹果泥和果胶酶之前，将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理的目的是保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了苹果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶的活性问题。
归纳总结
1．果胶酶与纤维素酶的比较
名称
组成
作用
果胶酶
多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等
将不溶性的果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸
纤维素酶
C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶
纤维素纤维二糖葡萄糖
2．果胶酶在果汁生产中作用的相关实验分析
实验名称(目的)
探究温度对果胶酶活性的影响
探究pH对果胶酶活性的影响
探究果胶酶的最适用量
自变量
温度
pH
果胶酶的用量
因变量
果汁的体积(澄清度)
无关变量
pH、果泥的用量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和过滤时间等
温度、果泥的用量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和过滤时间等
温度、pH、果胶的浓度和用量、水浴时间和过滤时间等
注意事项
①底物和酶在混合时的温度是相同的；②苹果泥和果胶酶用量在各个试管中应相同；③pH应为最适pH
①温度应为最适温度；②pH梯度可用NaOH溶液和盐酸调节；③用玻璃棒搅拌使反应充分进行
①制备苹果泥后迅速加热，使苹果泥中的果胶酶变性；②温度、pH应为最适且保持不变
考向　果胶酶在果汁生产中的作用
1．某工厂新制了50 L苹果泥，准备生产果汁，但不知酶的最适用量。为了节约成本，进行了如下探究实验：取8只试管编号1～8，分别加入30 mL苹果泥，保温一段时间，然后向各试管加入不同体积的果胶酶溶液，反应一段时间后过滤并记录果汁体积，实验数据如下表所示。下列分析错误的是(　　)
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
果胶酶溶液体积(mL)
1
2
3
4
5
6
7
8
果汁体积(mL)
20.6
21.2
21.8
22.4
23
23.4
23.4
23.4
(注：果汁体积均不包含酶溶液体积。)
A．8只试管均需要调节至相同且适宜的温度、pH，且反应时间充足
B．本实验的测量指标还可以是苹果泥反应完全时所需要的时间
C．在果汁生产中一般还应加入纤维素酶来充分瓦解细胞壁
D．为得到更准确的最适用量，可以设置5～6 mL范围内不同果胶酶用量梯度实验来探究
答案　A
解析　8只试管如果反应时间充足，则各组过滤的果汁体积应相同，与表格中测定的结果不符合，
A错误。
2．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层。请完成以下有关果胶酶和果汁生产中的问题：
(1)在果汁生产中应用果胶酶可以提高______________和__________。
(2)某实验小组进行了“探究果胶酶催化果胶水解最适pH”的课题研究。本课题的实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥，试管中分别注入果胶酶溶液、编号、分组”之后，有下面两种操作：
第一种：将试管中果胶酶溶液和烧杯