人教版高中生物选修一专题4《酶的研究与应用》word导学案Word文档格式.docx
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(1)酶的活性:
是指酶________________的能力。
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____________来表示。
(2)酶的反应速度:
用____________内、____________中反应物的________或产物的________来表示。
影响酶活性的因素主要有________、________和____________等。
3.酶的用量
酶用量过多,会导致酶的________;
酶用量过少,会________酶促反应的速度。
因此要得到适宜的酶用量,需通过设计实验进行探究。
二、实验设计
1.探究温度对酶活性的影响
(1)实验原理
①果胶酶活性受温度影响。
在一定范围内,随着温度的升高,酶的活性逐渐________;
超过一定温度之后,随着温度的升高,酶的活性逐渐降低;
当达到一定温度后,酶的活性____________。
酶的活性随温度的升高而变化的趋势可用下图表示:
②通过测定____________内滤出的________________大小来判断果胶酶的活性的原理是:
果胶酶将果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸,半乳糖醛酸可通过滤纸,因此________________和________________反映了果胶酶催化分解果胶的能力。
在不同的温度和pH条件下,果胶酶的活性越高,苹果汁的体积就________,同时果汁也越________。
(2)实验操作流程
各取一支分9组,分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、
50℃、55℃、60℃、65℃和70℃的恒温水箱中恒温加热
↓
恒温保持10min
比较果汁的澄清度,或过滤果汁,用量筒测量果汁的
量,并记录结果
(3)记录结果
实验温度
30℃
35℃
40℃
45℃
50℃
55℃
60℃
65℃
70℃
果汁量
(mL)
(4)实验分析
①本实验的实验对象是____________,温度为________,属于探究性的定量实验。
这类实验的自变量通常是通过设置梯度来确定最适值。
第一轮实验设置的梯度差通常较大,缩小范围后,在第二轮实验中可设置较小的梯度差。
酶遇高温变性后,很难再恢复活性,不宜再回收利用。
②在混合苹果泥和果胶酶之前,要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理,其目的是____________________________相同,避免苹果泥与果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶的活性。
提醒
(1)探究不同温度(或pH)对果胶酶活性的影响,温度(或pH)为自变量,且应严格控制其他无关变量均相同,通过设置合理的温度(或pH)梯度来确定最适值。
(2)在苹果泥和果胶酶混合之前,一定要保证底物和酶先达到相同的条件(温度或pH),避免混合后条件发生变化,以确保实验结果的准确性。
2.探究pH对酶活性的影响
大部分酶的活性受pH的影响,在一定pH下,酶促反应具有最大速度,高于或低于此pH,反应速度都下降,通常称此pH为酶反应的________。
pH对酶活性的影响可用下图表示:
(2)实验流程及注意问题
①用搅拌器搅拌制取苹果泥,苹果泥来源要________(最好是同一个苹果)。
注意 制取苹果泥时,可先将苹果切成小块放入搅拌器中,加入适量的水后再进行搅拌;
如果用橙子做实验,不必去皮。
②将分别装有________和________的试管在恒温水浴中保温。
注意 a.苹果泥的用量和果胶酶的用量比例要适当。
b.恒温水浴的温度可用上一实验测出的最适温度。
③将苹果泥和果胶酶分别加入9组实验用的试管中(pH梯度可设置为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0),并快速混合调节pH。
注意 a.在探究不同pH对果胶酶活性的影响时,可以用体积分数为0.1%的NaOH溶液或盐酸调节pH。
b.在用果胶酶处理苹果泥时,为了使果胶酶能够充分地催化反应,应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物。
④放进恒温水浴中反应一段时间。
⑤将试管中混合物过滤,并用量筒量取果汁体积,比较果汁多少。
⑥记录实验结果,确定最适pH。
pH
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
果汁量(mL)
3.探究果胶酶的用量
实验中如果随着酶的用量增加,过滤到的果汁的体积也增加,说明酶的____________;
当酶的用量增加到某个值后,再增加酶的用量,过滤到的果汁的体积____________,说明酶的用量已经足够,那么,这个值就是酶的____________。
(2)实验流程
①准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg,配制成________体积的酶的水溶液,取等量放入9支试管中,依次编号为1~9号。
制取苹果泥并称45g苹果泥,分装入9支试管中,每支试管中分装5g,依次编号为1~9号。
②将上述分别装有果胶酶和苹果泥的试管放入37℃的恒温水浴中平衡内外温度。
③一段时间后将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合,然后再放入恒温水浴中。
④记录反应时间,约20min。
⑤过滤后测量果汁体积。
试管
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(3)结果分析及评价
①温度和pH在很大程度上对酶的空间结构会产生巨大的影响。
②因有其他无关变量影响,实际用量比理论值稍多。
一般为50mg/L左右,因为用此浓度处理果汁2~4h后出汁率增加10%后不再增加。
当然,不同果汁的使用量有较大差别。
③实验中所用的果胶酶尽量使用其纯酶制剂或不含抑制物的粗酶制剂,以免影响对酶用量的估算。
知识点一 果胶酶在果汁生产中的作用[来源:
]
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
2.果胶酶的作用底物是果胶,下列有关叙述正确的是( )
A.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一
B.果胶酶可催化果胶分解成可溶性的半乳糖,使得浑浊的果汁变澄清
C.果胶是由半乳糖聚合而成的一种高分子化合物
D.果胶酶就是果胶分解酶的简称
知识点二 实验设计
3.探究温度对果胶酶活性的影响、pH对酶活性的影响、果胶酶的用量三个实验中,实验变量依次为( )
A.温度、酶活性、酶用量
B.苹果泥用量、pH、果汁量
C.反应时间、酶活性、酶用量
D.温度、pH、果胶酶用量
4.下列操作错误的是( )
A.用橙子做本课题的实验,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
一、选择题
1.在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下,下列哪种物质适于除去细胞壁( )
A.蛋白酶B.盐酸
C.果胶酶D.淀粉酶
2.下图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系,下列叙述错误的是( )
A.在B点之前,果胶酶的活性和温度成正比,之后,成反比
B.当温度到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,酶的活性也可以上升
3.下列关于果胶酶作用的叙述,错误的是( )
A.果胶酶是一种催化剂,可以改变反应速度
B.果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层
C.在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清
D.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸
4.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
5.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
6.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.控制不变的量有温度、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
7.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增多
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
8.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.①②⑦B.②③⑥
C.③④⑥D.③④⑤
二、简答题
9.某同学用实验来探究pH对果胶酶活性的影响。
他准备了5份含有等量果胶酶溶液的试管,用0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液调节至不同的pH,每支试管加五块0.1cm3的正方体苹果块,试管均置于25℃室温条件下。
(1)请你帮助选取pH梯度:
__________________________________________________。
(2)请设计两种方法改进实验,使实验在更短时间内完成。
________________________________________________________________________。
(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是:
__________________
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