人教版高中生物选修一专题4《酶的研究与应用》word导学案

高中生物人教版酶的研究与现代生物技术应用教案一、引言酶是生物体内一种特殊的蛋白质，它具有催化生物化学反应的作用。

酶在生物体内起着至关重要的作用，不仅参与营养物质的消化与吸收，还调控各种代谢过程。

随着现代科学技术的发展，酶的研究也得到了更深入的挖掘，并在生物技术领域得到广泛应用。

本教案旨在介绍高中生物人教版中关于酶的研究以及现代生物技术应用的内容。

二、酶的结构与功能1. 酶的结构酶是由氨基酸组成的蛋白质，其特殊结构使其能够催化生物化学反应。

酶分为两部分：底物结合部位与催化部位。

底物结合部位与底物结合形成酶底物复合物，催化部位则促使底物发生化学反应。

2. 酶的功能酶具有高效、特异性和调控性的特点。

通过催化生物化学反应，酶能够提高反应速率，降低能量活化值，实现生物体内各种代谢过程的顺利进行。

酶还能够通过与底物的可逆结合来调节反应过程，使代谢能够适应不同的环境条件。

三、酶的研究方法1. 酶的提取与纯化酶的提取与纯化是研究酶的重要步骤。

常用的方法包括离心、沉淀、层析和电泳等。

离心通过离心力使悬浮液中的酶沉淀，从而得到较纯的酶。

沉淀则是通过加入沉淀剂使酶蛋白沉淀得到。

层析是利用化学性质不同的物质在固相和液相间的分配差异，对酶进行分离纯化。

电泳是利用酶在电场中的电荷性质进行分离。

2. 酶的测定方法可以利用酶的底物转化率、产物生成率和酶活力等指标对酶进行测定。

常用的方法包括光度法、电位差法和电化学法等。

光度法通过检测酶产物或底物的光吸收变化来测定酶活力。

电位差法通过检测酶催化反应所引起的电位变化来测定酶活力。

电化学法则是利用酶在电极表面催化反应所产生的电流来测定酶活力。

四、酶在现代生物技术中的应用1. 酶在食品加工中的应用酶可以用于面包、奶酪等食品的发酵过程，提高产品的品质。

比如利用酵母中的酶来转化面团中的淀粉为糖分，增加面包的香甜味。

2. 酶在医学诊断中的应用许多酶在人体中的活性与某些疾病的发生有关，通过检测酶的活性可以辅助临床诊断。

《酶的应用》导学案一、学习目标1、了解酶的定义、特性以及分类。

2、掌握酶在工业生产、医疗卫生、环境保护等领域的应用。

3、分析酶在实际应用中的优点和局限性。

4、培养运用酶学知识解决实际问题的能力。

二、学习重点1、酶在不同领域的具体应用实例。

2、酶应用中的关键技术和影响因素。

三、学习难点1、理解酶的作用机制与应用之间的关系。

2、探讨如何优化酶在实际应用中的效果。

四、知识回顾1、酶的定义酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA。

2、酶的特性（1）高效性：酶的催化效率比无机催化剂高得多。

（2）专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。

（3）作用条件温和：酶在温和的条件下发挥作用，如适宜的温度、pH 等。

3、酶的分类根据酶所催化的反应类型，可将酶分为氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶和合成酶等六大类。

五、新课导入酶作为一种生物催化剂，在我们的生活和生产中发挥着重要的作用。

从食品加工到医疗诊断，从环境保护到工业制造，酶的应用无处不在。

那么，酶究竟是如何在这些领域中发挥作用的呢？让我们一起来探索酶的应用。

六、酶在工业生产中的应用1、食品工业（1）蛋白酶在肉类嫩化中的应用蛋白酶可以分解肉类中的胶原蛋白和弹性蛋白，使肉质变得鲜嫩多汁。

例如，在牛肉的加工过程中，使用木瓜蛋白酶可以有效地嫩化牛肉，提高口感。

（2）淀粉酶在淀粉糖化中的应用淀粉酶能够将淀粉分解为葡萄糖、麦芽糖等小分子糖，为食品生产提供甜味剂和发酵原料。

在啤酒酿造中，淀粉酶将大麦中的淀粉转化为可发酵性糖，为酵母发酵提供物质基础。

2、纺织工业（1）纤维素酶在牛仔布水洗中的应用纤维素酶可以去除牛仔布表面的纤维绒毛，使牛仔布呈现出自然的磨损效果，同时减少化学试剂的使用，降低环境污染。

（2）果胶酶在麻纤维脱胶中的应用果胶酶能够分解麻纤维中的果胶物质，使麻纤维易于分离和加工，提高纺织品质。

3、洗涤剂工业加酶洗衣粉中的蛋白酶、脂肪酶等能够分解衣物上的污渍，提高洗涤效果。

专题4 酶的研究与应用“酶的应用”包括“研究酶的存在和简单制作方法”、“尝试利用酶活力测定的一般原理和方法”、“探讨酶在食品制造中的应用”、“探讨酶在洗涤等方面的应用”、“尝试制备和应用固相化酶”等五项具体内容标准。

在人教版高中生物教科书中，这些具体内容标准体现在“果胶酶在果汁生产中的作用”、“探讨加酶洗衣粉的洗涤效果”和“ 酵母细胞的固定化”三个课题内容及具体要求方面。

下面谈谈对“酶的应用”专题的教学组织。

1. 探讨果胶酶在果汁生产中的作用1.1 探究课题的确定果胶酶是多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等一系列酶的总称，其作用是分解细胞壁及胞间层的半糖醛酸高分子聚合物，将果胶等物质分解成可溶性的半乳糖醛酸等物质，使浑浊的果汁变得澄清，增加果汁的稳定性，提高果汁的品质。

影响果胶酶活性的常见因素是温度和pH，因此，实验程序应起始于引导学生提出一个适于他们探究的问题。

一般情况下，可将学生分成两大组，一组学生探究温度对果胶酶活性的影响，别一组探究pH对果胶酶活性的影响。

在此基础上，可继续探究在适宜的温度和pH条件下，果胶酶的适宜用量，最后计算将水果通过果胶酶的作用形成果汁饮料的价值。

wAWgLqfheR1.2 学生分组设计实验方案在必修模块的学习过程中，学生曾参与“影响酶活性的条件”一组探究实验。

本实验的原理和操作基本步骤相对容易些，可让学生在阅读教材的基础上，确定下列实验流程及操作：wAWgLqfheR在此基础上，要求学生根据具体课题讨论实验设计中的变量，并提出相应问题供学生思考和讨论：<1）本实验的自变量是什么？因变量是什么？有哪些无关变量？<2）自变量如何进行定量控制？<3）因变量如何进行有效的检测？<4）怎样严格控制无关变量？wAWgLqfheR下表是以不同温度对果胶酶活性探讨的分析，可通过表中的部分内容引导学生讨论。

1.3 操作注意事项果胶酶的催化效果远不如过氧化氢酶明显，教师最好提前配制果胶酶溶液，适当增加果胶酶浓度，以缩短实验时间。

人教版高中生物选修一专题4《酶的研究与应用》word导学案-生物知识点总结专题4酶的研究与应用第12课时果胶酶在果汁生产中的作用目标导航 1.简述果胶酶的作用。

2.检测果胶酶的活性。

3.探究温度、pH和酶的抑制剂对果胶酶活性的影响及果胶酶的最适用量。

一、基础知识1．果胶酶的作用1)果胶的成分及作用：果胶是植物________以及________的主要组成成分之一，它是由________________聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。

2)果胶酶的作用：果胶酶能够把果胶分解成可溶性的________________。

3)果胶酶的组成：果胶酶并不特指某一种酶，而是____________的一类酶的总称，包括________________、________________和____________等。

提醒由于原核生物的细胞壁的主要成分是肽聚糖，真菌细胞壁的主要成分是几丁质，因此这两类生物的细胞壁均不能用纤维素酶和果胶酶除去。

2．酶的活性与影响酶活性的因素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________或产品的________来表示。

影响酶活性的因素首要有________、________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．探讨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________________大小来判别果胶酶的活性的原理是：果胶酶将果胶分化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。

人教版高中生物选修一专题4《酶的研究与应用》导学案第12课时果胶酶在果汁生产中的作用目标导航 1.简述果胶酶的作用。

2.检测果胶酶的活性。

3.探究温度、pH和酶的抑制剂对果胶酶活性的影响及果胶酶的最适用量。

一、基础知识1．果胶酶的作用(1)果胶的成分及作用：果胶是植物________以及________的主要组成成分之一，它是由________________聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。

(2)果胶酶的作用：果胶酶能够把果胶分解成可溶性的________________。

(3)果胶酶的组成：果胶酶并不特指某一种酶，而是____________的一类酶的总称，包括________________、________________和____________等。

提醒由于原核生物的细胞壁的主要成分是肽聚糖，真菌细胞壁的主要成分是几丁质，因此这两类生物的细胞壁均不能用纤维素酶和果胶酶除去。

(4)果胶酶的来源：______、________、________和________均能产生果胶酶。

由________发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一，被广泛地应用于果汁加工业。

2．酶的活性与影响酶活性的因素(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____________。

【高考新动向】1、酶的存在与简单制作方法2、酶活力测定的一般原理和方法3、酶在食品制作和清洗等方面的应用4、制备和应用固定化酶【考纲全景透析】一、酶的存在、制作及活力测定的原理1、果胶酶的构成与作用（1）种类：多聚半乳糖醛酸酶，果胶分解酶，果胶酯酶（2）作用：崩溃植物细胞壁和胞间层。

2、酶的活性及其影响要素（ 1）酶的活性是指酶催化必定化学反响的能力。

酶反响速度用单位时间内，单位体积中反响物的减少量或产物的增添量表示。

（ 2）影响酶活性的因平素提的是温度、pH 值和酶的克制剂等。

3、研究温度对果胶酶活性影响的实验（1）实验方案：确立温度梯度，商讨控制温度的方法和举措（2）实验程序：制备水果泥→水果泥与果胶酶分别水浴保温→将水果泥和果胶酶混淆保温→过滤出果汁→记录果汁量→改变不一样温度后，重复上边的实验。

（3）记录实验数据，并填入表格（4）得出结论：获取的果汁越多，或果汁越澄清，表示果胶酶的活性越高。

二、加酶洗衣粉的去污机理种类清洗原理清洗实例蛋白酶血渍、奶渍及各样食品类的蛋白质污垢脂肪酶油渍、人体皮脂、口红淀粉酶来自面条、巧克力等的污垢纤维素酶使纤维的构造变得蓬松，进而使渗透到纤维深处的灰尘和污垢能够与洗衣粉充足接触，达到更好的去污成效3、研究不一样种类的加酶洗衣粉的清洗成效（1）实验原理：酶的催化作用拥有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类许多，与单调加酶洗衣粉对比，对各样污渍都有较好的清洗成效。

自变量：不一样种类的加酶洗衣粉没关变量：其余条件相同且适合（如温度、PH等）实验步骤：①在 2 个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。

②取 2 块大小相等的白棉布，用滴管在每块白布上分别滴上等量的墨水，分别放入烧杯里，用玻璃棒搅拌。

③将 2 个烧杯分别放入相同温度的温水中，保温 5 分钟。

④称取 5 克加酶洗衣粉和 5 克一般洗衣粉 2 份，分别放入 2 个烧杯中，用玻璃棒平均搅拌。

保温10 分钟。

《酶的应用》导学案一、学习目标1、了解酶的定义、特性和分类。

2、掌握酶在工业生产、医疗卫生、农业等领域的应用实例。

3、理解酶的作用机制以及影响酶活性的因素。

4、培养运用酶的知识解决实际问题的能力。

二、知识回顾1、酶的定义酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA。

2、酶的特性（1）高效性：酶的催化效率比无机催化剂高许多倍。

（2）专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。

（3）作用条件温和：酶在温和的条件下发挥作用，如适宜的温度、pH 等。

3、影响酶活性的因素（1）温度：在一定温度范围内，酶的活性随温度升高而增强；超过最适温度，酶的活性随温度升高而降低。

（2）pH：不同的酶有不同的最适 pH，在最适 pH 条件下，酶的活性最高；偏离最适 pH，酶的活性降低。

三、酶的应用领域1、工业生产（1）食品工业果胶酶在果汁生产中的应用：果胶酶能够分解果胶，使果汁变得澄清。

淀粉酶在淀粉加工中的应用：将淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等，用于生产糖浆、葡萄糖等产品。

（2）纺织工业纤维素酶在棉织品处理中的应用：去除棉纤维表面的绒毛，使棉织品更加柔软、光滑。

蛋白酶在羊毛处理中的应用：去除羊毛表面的鳞片，防止羊毛缩水。

2、医疗卫生（1）消化酶类药物胃蛋白酶、胰蛋白酶等用于治疗消化不良等疾病。

溶菌酶具有抗菌消炎的作用。

（2）诊断试剂利用酶的专一性，检测血液、尿液中的特定成分，如葡萄糖氧化酶用于检测血糖。

3、农业（1）生物农药利用某些昆虫体内的酶来合成具有杀虫作用的物质，减少化学农药的使用。

（2）饲料添加剂淀粉酶、蛋白酶等添加到饲料中，提高饲料的营养价值，促进动物生长。

4、环境保护（1）废水处理利用微生物产生的酶，分解废水中的有机物，降低污染。

（2）可降解材料利用酶催化合成可生物降解的塑料，减少白色污染。

四、酶的作用机制酶能够降低化学反应的活化能，使反应更容易进行。

酶通过与底物结合形成酶底物复合物，改变底物的分子结构，从而加速反应的进行。

《酶的应用》导学案一、学习目标1、了解酶在工业、农业、医疗、环保等领域的广泛应用。

2、理解酶在不同应用中的作用原理和优势。

3、掌握酶的应用实例，培养分析和解决实际问题的能力。

二、学习重点1、酶在工业生产中的应用，如食品加工、纺织业、造纸业等。

2、酶在医疗领域的应用，如疾病诊断、治疗等。

3、酶在环境保护中的应用，如废水处理、土壤修复等。

三、学习难点1、酶的固定化技术及其在工业生产中的应用。

2、酶在医疗领域应用的原理和局限性。

四、知识回顾1、酶的本质和特性酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA。

酶具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。

2、影响酶活性的因素温度、pH 值、底物浓度、酶浓度等都会影响酶的活性。

五、新课导入在日常生活中，我们经常会接触到各种各样的酶制品，比如加酶洗衣粉、助消化的酶制剂等。

酶作为一种生物催化剂，在许多领域都发挥着重要的作用。

那么，酶到底有哪些具体的应用呢？让我们一起来探究吧！六、酶在工业生产中的应用1、食品工业（1）淀粉酶在淀粉加工中的应用淀粉酶可以将淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等小分子物质。

在食品工业中，淀粉酶常用于生产葡萄糖浆、麦芽糖、果葡糖浆等。

例如，利用α淀粉酶将淀粉液化，再用糖化酶将液化后的淀粉水解为葡萄糖，然后通过发酵可以生产酒精、食醋等产品。

（2）蛋白酶在食品加工中的应用蛋白酶可以将蛋白质水解为多肽和氨基酸。

在肉类加工中，蛋白酶可以嫩化肉质，提高肉的口感和品质。

在乳制品生产中，蛋白酶可以用于奶酪的制作，促进蛋白质的凝固和成熟。

2、纺织工业（1）纤维素酶在纺织品处理中的应用纤维素酶可以去除纺织品表面的绒毛，使织物表面更加光洁，手感更加柔软。

同时，纤维素酶还可以改善织物的染色性能，提高染料的上染率。

（2）果胶酶在麻类脱胶中的应用果胶酶可以分解麻类纤维中的果胶物质，使麻纤维与胶质分离，从而实现脱胶的目的。

脱胶后的麻纤维更加柔软、光滑，易于纺织加工。

专题小结
酶、激素和维生素的比较
(1)从来源上看：酶是所有活细胞的蛋白质(极少数是 RNA)；激素是由专门的内分泌腺或具有某些内分泌功能的细胞分泌的活性物质；维生素在动物体内一般不能合成或合成很少，主要从食物中摄取。

β－胡萝卜素不是维生素，但一分子的β－胡萝卜素在人或动物的小肠、肝脏等器官被氧化成两分子的维生素 A 。

(2)从特性上看⎩⎨⎧
⎭⎬⎫ 酶的催化效率很高
激素、维生素含量少、作用大高效能物质 (3)从化学结构上看：酶主要是蛋白质类化合物。

激素种类很多，有的是固醇类，有的是多肽或蛋白质，有的是氨基酸或脂肪酸类的衍生物。

维生素种类也很多，有脂肪族、芳香族、脂环族、杂环化合物，是可溶于水或溶于脂质的小分子有机物。

(4)从生理功能上看：酶起催化化学反应的作用，大部分在细胞内，少数在细胞外起作用(如消化酶)，激素起调节作用，维生素多是酶的辅助因子的组成成分。