2017_2018年高中生物第2部分酶的應(yīng)用階段整合提升浙科版選修.doc

階段整合提升網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建一、探究酶的實驗設(shè)計1思路在保證無關(guān)變量相同的前提下，在一恒定溫度下設(shè)置pH梯度，可確定酶催化作用的最適pH；在一恒定pH條件下，通過設(shè)置溫度梯度，可確定酶催化作用的最適溫度；在溫度和pH都相同的條件下，通過設(shè)置酶的用量梯度可以確定酶的最適用量。2原則對照原則、單一變量原則、平行重復(fù)原則。其中的變量就是所研究的對象。在分析實驗問題時，要緊緊抓住研究變量，把其他可能影響實驗結(jié)果的變量變?yōu)槌Ａ?，才能保證對照實驗結(jié)果的嚴(yán)密性和準(zhǔn)確性。3生物探究實驗中的各種變量及控制(1)變量：在實驗中，變量是指可被操縱的特定因素或條件。據(jù)其在實驗中的作用，可分為兩組：實驗變量與反應(yīng)變量：實驗變量，也稱為自變量，指實驗中實驗者所操縱的因素或條件。反應(yīng)變量，亦稱因變量，指實驗中由于實驗變量而引起的變化和結(jié)果。通常，實驗變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者具有因果關(guān)系。實驗的目的在于獲得和解釋這種前因后果。在本實驗中，溫度為實驗變量，果汁的量為反應(yīng)變量。無關(guān)變量與額外變量：無關(guān)變量，也稱控制變量，指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現(xiàn)象或?qū)嶒灲Y(jié)果的因素或條件。額外變量，也稱干擾變量，指實驗中由于無關(guān)變量所引起的變化或結(jié)果。顯然，額外變量會對反應(yīng)變量起干擾作用。例如，上述實驗中除實驗變量溫度以外，試管潔凈程度、酶的新鮮程度、試劑溶液的劑量、實驗操作程序、溫度處理的時間長短等，都屬于無關(guān)變量。如果無關(guān)變量中的任何一個或幾個因素或條件，對實驗組的給定不等同、不均衡、不穩(wěn)定，則會對實驗結(jié)果造成干擾，產(chǎn)生誤差。在實驗設(shè)計和操作中，要盡量減少無關(guān)變量，而且不同的實驗組中的無關(guān)變量應(yīng)完全相同，這樣就會避免實驗結(jié)果的差異是由無關(guān)變量引起的可能性，便于清晰地研究實驗變量與反應(yīng)變量的關(guān)系。(2)嚴(yán)格控制無關(guān)變量(以上述實驗為例)各實驗組中蘋果泥的用量和果膠酶的用量要嚴(yán)格控制相等。蘋果泥和果膠酶混合之前，要進(jìn)行恒溫處理，并且處理時間不能太短。嚴(yán)格控制各實驗組的pH、操作的程序等。二、酶的應(yīng)用及相關(guān)實驗中實驗注意事項1在“果汁中的果膠和果膠酶”實驗中，教材所用的是蘋果或山楂，也可根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r及時令選擇適宜的水果，如葡萄、楊梅或櫻桃等，最好能與當(dāng)時、當(dāng)?shù)氐呢S產(chǎn)水果吻合。2在“加酶洗衣粉的使用條件和效果”實驗中，由于市售的加酶洗衣粉品牌不同，廠家不同，所含酶的種類與含量也不同，教師選購時，可選多種品牌，讓學(xué)生在實驗前先分析洗衣粉袋上的說明再決定使用的類型。也可結(jié)合一些洗衣粉的電視廣告，通過實驗驗證，培養(yǎng)學(xué)生的鑒別能力。棉布上的污漬必須要放置1天以上。污漬的類型如果由學(xué)生自己制作與確定，更好。3在“-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測”實驗中，“酶的固定化”最好不要由教師代做，應(yīng)讓學(xué)生自己制作，讓學(xué)生直接觀察與感受固定前后石英砂的變化。形成固定化酶柱后，要求學(xué)生除去未吸附的游離-淀粉酶，并檢測固定化酶柱中流出液中是否還有-淀粉酶存在，通過這個過程，可使學(xué)生更好地理解酶的固定化。當(dāng)實驗結(jié)束后，對固定化酶柱要進(jìn)行洗滌并冷藏，過一段時間，應(yīng)該讓學(xué)生重做實驗，以測定固定化酶的有效性。1某工廠為了生產(chǎn)耐高溫植酸酶飼料添加劑，開展了產(chǎn)該酶菌株的篩選、酶的固定化及其特性分析研究，其流程如下圖所示。請回答：(1)在合適條件下，將提純的植酸酶與海藻酸鈉混合后，滴加到一定濃度的鈣離子溶液中，使液滴形成凝膠固體小球。該過程是對酶進(jìn)行_。A吸附B包埋C裝柱D洗滌(2)溫度與植酸酶相對酶活性的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯誤的是_。A測試溫度中，固定化與非固定化植酸酶的最適溫度分別為60 和45 B測試溫度范圍內(nèi)，固定化植酸酶的相對酶活性波動低于非固定化植酸酶C固定化與非固定化植酸酶相比，相對酶活性在80%以上時的溫度范圍較寬D65 時固定化與非固定化植酸酶的相對酶活性因蛋白質(zhì)變性而位于最低點【解析】(1)海藻酸鈉微溶于水，易形成凝膠，提純的植酸酶被海藻酸鈉固定化后可反復(fù)使用，這種固定化酶的方法屬于包埋法。(2)觀察圖像可知，65 時固定化植酸酶的相對酶活性仍在80%以上，并沒有位于最低點，而蛋白質(zhì)變性會導(dǎo)致酶失活，即相對酶活性為0，D項錯誤；A、B、C三項敘述均與圖中信息相吻合。【答案】(1)B(2)D2下面是關(guān)于固定化酶和細(xì)菌培養(yǎng)實驗的問題。請回答：(1)某興趣小組欲利用固定化酶進(jìn)行酶解淀粉的實驗，分組見下表。組別 固定化酶柱長度(cm)淀粉溶液的流速(mLmin1)甲100.3乙100.5丙150.3丁150.5將吸附了淀粉酶的石英砂裝入柱中后，需用蒸餾水充分洗滌固定化酶柱，以除去_。按上表分組，將配制好的淀粉溶液加入到固定化酶柱中，然后取一定量的流出液進(jìn)行KII2檢測。若流出液呈紅色，表明有_生成；若各組呈現(xiàn)的顏色有顯著差異，則流出液中淀粉水解產(chǎn)物濃度最高的是_組。(2)下列關(guān)于上述固定化酶實驗的敘述，錯誤的是_A固定化酶柱長度和淀粉溶液流速決定了酶柱中酶的含量B淀粉溶液流速過快會導(dǎo)致流出液中含有淀粉C各組實驗所用的淀粉溶液濃度應(yīng)相同D淀粉溶液的pH對實驗結(jié)果有影響(3)現(xiàn)有一份污水樣品，某興趣小組欲檢測其中的細(xì)菌數(shù)，進(jìn)行以下實驗。將一定量的污水樣品進(jìn)行濃度梯度稀釋。取適量不同稀釋度的稀釋液，用_法分別接種于固體平面培養(yǎng)基上，經(jīng)培養(yǎng)后進(jìn)行計數(shù)。該實驗應(yīng)注意，接種前，從盛有_的容器中將玻璃刮刀取出，放在酒精燈火焰上灼燒，冷卻后待用；分組時，需用_作為對照。(4)在上述細(xì)菌培養(yǎng)實驗中進(jìn)行計數(shù)時，應(yīng)計數(shù)的是接種了_A各個稀釋度樣品的培養(yǎng)基上的細(xì)菌數(shù)B合理稀釋度樣品的培養(yǎng)基上的細(xì)菌數(shù)C各個稀釋度樣品的培養(yǎng)基上的菌落數(shù)D合理稀釋度樣品的培養(yǎng)基上的菌落數(shù)【解析】(1)利用固定化酶進(jìn)行酶解淀粉的實驗時，先要將酶固定化。此題中利用石英砂吸附淀粉酶，裝入固定化酶柱時有些酶沒有完全吸附在石英砂上，需用蒸餾水充分洗滌固定化酶柱，以除去未吸附的游離的淀粉酶。淀粉酶可使淀粉水解成糊精，如果用淀粉指示劑(KII2)檢測糊精，則呈現(xiàn)紅色。酶的量不同，水解的效果也不同，丙組固定化酶柱的長度較長，其固定化酶的總量較多，且柱中淀粉溶液的流速也較慢，反應(yīng)充分，故產(chǎn)物濃度高，顏色最深。(2)A項，固定化酶柱的長度決定了酶的含量，反應(yīng)是否充分與淀粉溶液的流速有關(guān)，從而決定了產(chǎn)物的濃度。B項，如果淀粉溶液的流速過快，則淀粉與酶接觸不充分，從而使淀粉不能被充分水解。C項，各組淀粉溶液的濃度是實驗的無關(guān)變量，故各組實驗所用的淀粉溶液濃度應(yīng)該相同。D項，溫度、pH會影響酶的活性，從而對實驗結(jié)果造成影響。(3)細(xì)菌的分離與計數(shù)常用涂布平板法，即用玻璃刮刀將一定體積的稀釋液涂布到固體平面培養(yǎng)基上。玻璃刮刀在使用前需進(jìn)行滅菌處理，即將其浸入體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精中，隨后取出放在酒精燈火焰上灼燒，冷卻后待用。為排除其他因素的影響，提高實驗的可信度，實驗中要設(shè)置空白對照。(4)將菌液涂布到固體平面培養(yǎng)基上后，倒置放在恒溫箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)一段時間后，統(tǒng)計菌落數(shù)。當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌，這樣通過統(tǒng)計菌落數(shù)就可估算出待測樣品的細(xì)菌數(shù)目，所以要選擇合理稀釋度的樣品?！敬鸢浮?1)未吸附的淀粉酶糊精丙(2)A(3)涂布分離70%酒精未接種的培養(yǎng)基(4)D3某同學(xué)進(jìn)行蘋果汁制作實驗，工藝如下圖所示。請回答：(1)圖中用KMnO4溶液浸泡蘋果的目的是_。黑曲霉提取液中含有的_可水解果膠，從而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通過_方式將酶固定化，酶被固定后用蒸餾水洗滌固定化柱是為了除去_。(2)實驗中，操作流程A和B的先后次序為_。在蘋果汁澄清過程中，應(yīng)關(guān)閉的流速調(diào)節(jié)閥是_。要測定從固定化柱流出的蘋果汁中是否還有果膠，可取一定量的果汁與等量的_混合，如果出現(xiàn)_現(xiàn)象，說明果膠還沒有被完全水解。為使果膠完全水解，應(yīng)將流速調(diào)_。(3)實驗后，將洗滌過的固定化柱在低溫環(huán)境中保存若干天，該固定化柱仍可用于蘋果汁制作實驗，說明固定化酶可被_使用?！窘馕觥?1)微生物黑曲霉能夠產(chǎn)生果膠酶，果膠酶能分解果膠使渾濁的蘋果汁澄清。石英砂能吸附果膠酶而將果膠酶固定化