高中生物總復(fù)習(xí) 專題三酶的應(yīng)用課件 新人教版選修1

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1、專題三酶的應(yīng)用考綱點(diǎn)擊考綱點(diǎn)擊熱點(diǎn)提示熱點(diǎn)提示1.酶的存在與簡(jiǎn)單制作方法酶的存在與簡(jiǎn)單制作方法2.酶活性測(cè)定的一般原理和酶活性測(cè)定的一般原理和方法方法3.酶在食品制作和洗滌等方酶在食品制作和洗滌等方面的應(yīng)用面的應(yīng)用4.制備和應(yīng)用固定化酶制備和應(yīng)用固定化酶1.酶在食品制造和洗滌劑生酶在食品制造和洗滌劑生產(chǎn)等方面的應(yīng)用產(chǎn)等方面的應(yīng)用2.固定化酶、固定化細(xì)胞制固定化酶、固定化細(xì)胞制備的優(yōu)缺點(diǎn)和在生產(chǎn)中的應(yīng)備的優(yōu)缺點(diǎn)和在生產(chǎn)中的應(yīng)用用一、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用(一)酶的制備1對(duì)于細(xì)胞內(nèi)酶：用搗碎機(jī)、研磨器等機(jī)械將生物組織細(xì)胞破碎，使酶從活細(xì)胞中釋放出來(lái)，進(jìn)入細(xì)胞外的溶液中，經(jīng) 、離心制備成。過(guò)濾過(guò)濾

2、粗酶液粗酶液2對(duì)于分泌到細(xì)胞外的酶：直接從分泌物或細(xì)胞外的組織間隙中提取，提取過(guò)程中注意溫度、 等多種環(huán)境因素對(duì)酶活性的影響。3酶活力測(cè)定的原理：通常以單位時(shí)間內(nèi)，單位體積中反應(yīng)物的或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。pH減少量減少量(二)果膠酶1作用：能夠分解果膠為可溶性的半乳糖醛酸，使渾濁的果汁變得澄清。2組成：并不特指某一種酶，而是分解 的一類(lèi)酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶。3來(lái)源：植物、 、酵母菌和細(xì)菌均能產(chǎn)生果膠酶。4應(yīng)用：果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的 及胞間層，使榨取的果汁變得更容易 和過(guò)濾。果膠果膠霉菌霉菌細(xì)胞壁細(xì)胞壁澄清澄清二、加酶洗衣粉(一)常用種類(lèi)蛋白酶、脂肪酶、

3、淀粉酶和纖維素酶，其中應(yīng)用最廣泛，效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性 。脂肪酶脂肪酶(二)去污機(jī)制1 堿 性 蛋 白 酶 能 將 血 漬 、 奶 漬 等 含 有 的 大 分 子 水解成可溶性的 或小分子肽，使污物從衣物上脫落。2脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能將大分子 、淀粉和水解為小分子物質(zhì)。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸脂肪脂肪纖維素纖維素(三)酶制劑特點(diǎn)能夠耐酸、耐堿、忍受和較高溫度，并且通過(guò)特殊的化學(xué)物質(zhì)將酶層層包裹，與洗衣粉其他成分隔離。表面活性劑表面活性劑三、酵母細(xì)胞固定化(一)固定化酶1應(yīng)用原理：將酶固定在不溶于水的載體上，使酶既易催化反應(yīng)，又易于回收，可以重復(fù)使用。顆粒狀顆粒狀 篩板篩板 (

4、3)生產(chǎn)過(guò)程：將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的 注入，使葡萄糖溶液流過(guò)反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱 流出。( 4 ) 反 應(yīng) 柱 優(yōu) 點(diǎn) ： 能 連 續(xù) 使 用 半 年 ， 大 大 降 低 了，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。上端上端下端下端生產(chǎn)成本生產(chǎn)成本(二)固定化細(xì)胞技術(shù)1概念：固定化酶和固定化細(xì)胞是利用物理或化學(xué)的方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。2方法(1)包埋法：將酶或細(xì)胞包埋在的細(xì)微網(wǎng)格里。(2)化學(xué)結(jié)合法：將酶分子或細(xì)胞相互結(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到 上。(3)物理吸附法：將酶吸附到載體表面。 多孔載體多孔載體載體載體3固定化細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)：與固定化酶相比，制備成本更低，操作更容

5、易，酶的活性高且穩(wěn)定。4應(yīng)用：固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵、固定化乳糖酶制備乳糖等。一、探究果膠酶的作用及其影響條件1實(shí)驗(yàn)原理(1)果膠酶活性受溫度(或pH)影響，處于最適溫度(或pH)時(shí)活性最高。(2)果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。(3)如果隨酶濃度的增加，過(guò)濾到的果汁的體積也增加，說(shuō)明酶的用量不足；當(dāng)酶的用量增加到某個(gè)值后，再增加酶的用量，過(guò)濾到的果汁的體積不再改變，說(shuō)明酶的用量已經(jīng)足夠，那么這個(gè)值就是酶的最適用量，如圖?！咎貏e提醒】1.果膠與果膠酶(1)果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。(2)果膠酶是指分解果膠的

6、一類(lèi)酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等，不是一種酶。(3)果膠酶的作用是能把果膠分解成半乳糖醛酸，從而使果汁變得澄清，并提高水果的出汁率。2酶的活性和酶促反應(yīng)速度(1)酶的活性：是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶活性的高低可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來(lái)表示。(2)酶促反應(yīng)速度：用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。(3)酶促反應(yīng)影響因素：溫度、pH、酶濃度、底物濃度和酶的抑制劑等。2實(shí)驗(yàn)流程(1)探究溫度(或pH)對(duì)果膠酶活性的影響記錄結(jié)果：或?qū)嶒?yàn)實(shí)驗(yàn)溫度溫度30354045 50 55 60 65 70果汁果汁量量(mL)pH5

7、6789果汁量果汁量(mL)(2)探究果膠酶的最適用量準(zhǔn)確稱取純的果膠酶1 mg、2 mg、3 mg、4 mg、5 mg、6 mg、7 mg、8 mg、9 mg配制成相等體積的酶的水溶液，取等量放入9支試管中依次編號(hào)為19號(hào)，制取蘋(píng)果泥并稱取45 g，分別裝入9支試管中，每支試管中分裝5 g，依次編號(hào)為19號(hào)。將上述試管放入37恒溫水浴中平衡內(nèi)外溫度。一段時(shí)間后將不同濃度的果膠酶分別迅速與各試管的蘋(píng)果泥混合，然后再放入恒溫水浴中。記錄反應(yīng)時(shí)間，約20分鐘。過(guò)濾后測(cè)量果汁體積，并記錄：盛有蘋(píng)果泥的試管盛有蘋(píng)果泥的試管123456789盛有果膠酶的試管盛有果膠酶的試管123456789果汁量果汁量

8、(mL)【特別提醒】(1)在混合蘋(píng)果泥和果膠酶之前，要將蘋(píng)果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫(或同pH)處理，其目的是保證底物和酶在混合時(shí)的溫度(或pH)相同，避免蘋(píng)果泥與果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度(或pH)，從而影響果膠酶的活性。(2)在探究溫度或pH的影響時(shí)，需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間可以作為對(duì)照，這種對(duì)照稱為相互對(duì)照。除自變量(溫度或pH)以外，各無(wú)關(guān)變量(如底物總量、酶量、反應(yīng)時(shí)間等)必須一致。(3)在探究果膠酶的最適用量時(shí)(這里所說(shuō)的最適用量是指在本實(shí)驗(yàn)的溫度、pH條件下所測(cè)出的)，需要標(biāo)明溫度、pH。若無(wú)關(guān)變量改變，酶的最適用量也隨之改變。1下圖中橫

9、軸均表示酶的反應(yīng)條件，縱軸為酶的反應(yīng)速度，能正確反映溫度和pH與酶反應(yīng)速度關(guān)系的是()A甲和乙B乙和丙C甲和丙D都是甲解析：酶活性受溫度和pH的影響，在一定溫度或pH內(nèi)，隨溫度或pH升高而升高；當(dāng)超過(guò)某一溫度或pH后，隨溫度或pH升高而降低，即酶活性隨溫度或pH的變化為倒鐘型。答案：D解析：在探究果膠酶的用量實(shí)驗(yàn)中，參照研究溫度和pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)，采用梯度測(cè)定法，只是將原實(shí)驗(yàn)中的pH梯度和溫度梯度改成酶的用量梯度而已，基本實(shí)驗(yàn)思路不變，即A正確；植物、霉菌、酵母菌和細(xì)菌在其生活過(guò)程中，都會(huì)發(fā)生分解果膠的過(guò)程，因此，它們都可產(chǎn)生果膠酶，故B正確；在制作果汁過(guò)程中，由于果膠、纖維素的存在，影

10、響榨出的果汁量及果汁的透明度，加入纖維素酶和果膠酶后，果汁榨出量及透明度均有提高，即D正確；在使用梯度測(cè)定酶的用量及活性時(shí)，可以通過(guò)榨出的蘋(píng)果汁的體積大小來(lái)判斷，因此C錯(cuò)誤。答案：C二、探究不同種類(lèi)的加酶洗衣粉的洗滌效果1實(shí)驗(yàn)原理酶的催化作用具有專一性，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑種類(lèi)較多，與單一加酶洗衣粉相比，對(duì)各種污漬都有較好的洗滌效果。2實(shí)驗(yàn)變量(1)自變量：不同種類(lèi)的加酶洗衣粉(2)無(wú)關(guān)變量：其他條件相同且適宜(如溫度、pH等)(3)實(shí)驗(yàn)步驟步驟步驟燒杯編號(hào)燒杯編號(hào)注入自來(lái)水注入自來(lái)水500 mL500 mL500 mL加入物質(zhì)加入物質(zhì)(相同、等量相同、等量)奶漬布奶漬布奶漬布奶漬布奶漬布

11、奶漬布控制水溫控制水溫373737加入洗衣粉加入洗衣粉(等量等量)蛋白酶蛋白酶洗衣粉洗衣粉復(fù)合酶復(fù)合酶洗衣粉洗衣粉脂肪酶脂肪酶洗衣粉洗衣粉用玻璃棒攪拌用玻璃棒攪拌5 min5 min5 min觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象3普通洗衣粉已逐漸被加酶洗衣粉所代替，且洗衣粉中所加酶的種類(lèi)越來(lái)越多，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)根據(jù)衣物上常見(jiàn)的污垢，加酶洗衣粉中添加的酶類(lèi)有堿性蛋白酶、_。(2)堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的_。(3)下列方框?yàn)榧用赶匆路鄣陌b袋上的產(chǎn)品說(shuō)明，根據(jù)你所學(xué)習(xí)的有關(guān)知識(shí)，解釋注意事項(xiàng)的原因：_。(4)下面是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗滌效果的有關(guān)探究實(shí)

12、驗(yàn)，請(qǐng)據(jù)表回答：編號(hào)編號(hào)洗滌物洗滌物(等量等量)洗滌溫度洗滌溫度洗衣粉洗衣粉(等量等量)水量水量洗滌所洗滌所需時(shí)間需時(shí)間1油污布油污布45加酶加酶2 L4 min2油污布油污布45普通普通2 L7 min3油污布油污布5加酶加酶2 L9 min4油污布油污布5普通普通2 L8 min該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了_原則。若1號(hào)實(shí)驗(yàn)組，洗凈所需時(shí)間接近7 min，請(qǐng)分析最可能的原因_。解析：(1)血漬和奶漬的主要成分是蛋白質(zhì)，而油污中的主要成分是脂肪，因此加酶洗衣粉中添加的酶類(lèi)有堿性蛋白酶、(堿性)脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶。(2)堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等污漬中含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的多肽(氨基酸)。

13、(4)1號(hào)實(shí)驗(yàn)組中加了含酶洗衣粉，但洗滌時(shí)間和普通洗衣粉洗滌的時(shí)間相同，說(shuō)明洗衣粉中酶變性。答案：(1)(堿性)脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶(2)多肽(氨基酸)(3)酶的催化作用受溫度影響，3035是洗衣粉中酶的適宜溫度范圍，過(guò)高溫度會(huì)使酶變性失活(4)單一變量(對(duì)照)洗衣粉中酶變性三、直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞三者的異同直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶固定化細(xì)胞固定化細(xì)胞酶的種類(lèi)酶的種類(lèi)一種或幾種一種或幾種一種一種一系列酶一系列酶常用載體常用載體無(wú)無(wú)高嶺土、皂土、高嶺土、皂土、硅膠、凝膠硅膠、凝膠明膠、瓊脂糖、明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯纖維素、聚丙烯酰胺酰

14、胺制作方法制作方法無(wú)無(wú)化學(xué)結(jié)合固定化學(xué)結(jié)合固定化、物理吸附化、物理吸附固定化固定化包埋法固定化包埋法固定化是否需要營(yíng)是否需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)養(yǎng)物質(zhì)否否否否是是直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶固定化細(xì)胞固定化細(xì)胞催化反應(yīng)催化反應(yīng)單一或多種單一或多種單一單一一系列一系列反應(yīng)底物反應(yīng)底物各種物質(zhì)各種物質(zhì)(大分子、大分子、小分子小分子)各種物質(zhì)各種物質(zhì)(大大分子、小分分子、小分子子)小分子物質(zhì)小分子物質(zhì)缺點(diǎn)缺點(diǎn)(1)對(duì)環(huán)境條件非對(duì)環(huán)境條件非常敏感，易失活常敏感，易失活(2)難回收，成本難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)高，影響產(chǎn)品質(zhì)量量不利于催化不利于催化一系列的酶一系列的酶促反應(yīng)促反應(yīng)反應(yīng)物不易反應(yīng)物不易與酶接

15、近，與酶接近，尤其是大分尤其是大分子物質(zhì)，反子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降應(yīng)效率下降【特別提醒】固定化細(xì)胞使用的都是活細(xì)胞，在反應(yīng)時(shí)需要適宜的生存條件；由于該細(xì)胞保證了完整性，酶的環(huán)境改變較小，則對(duì)酶活性影響不大。4下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述正確的是()A固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯B固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度和溶解氧C利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件D利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類(lèi)的作用只是作為反應(yīng)底物解析：本題考查固定化酶和固定化細(xì)胞的相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)。固定化酶的應(yīng)用，無(wú)需控制溶解氧；利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，不需要提供營(yíng)養(yǎng)條件，固定化細(xì)胞發(fā)揮作用才需要提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件；利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類(lèi)的作用是作為反應(yīng)底物和為酵母菌的生長(zhǎng)繁殖提供物質(zhì)和能量。答案：A