高考生物一輪復(fù)習(xí)（基礎(chǔ)知識(shí)整理+重難點(diǎn)聚集）專題4 酶的研究與應(yīng)用課件 新人教版選修1

一、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用1.果膠酶的組成及作用原理果膠酶的組成及作用原理 （1）組成：果膠酶是分解果膠的 一類酶一類酶 的總稱，包括 多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 、果膠分解酶和 果膠酯酶果膠酯酶 等。（2）作用原理：果膠酶能夠分解 果膠果膠 ，瓦解植物的 細(xì)細(xì)胞壁胞壁 和胞間層。 2.酶活性及其影響因素 （1）酶活性：是指酶 催化一定化學(xué)反應(yīng)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)反應(yīng)速度速度來表示。（2）影響因素：溫度、酶抑制劑溫度、酶抑制劑、pH等條件。 3.探究溫度和pH對(duì)果膠酶活性的影響 （1）實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶活性隨著溫度和pH變化而變化。（2）實(shí)驗(yàn)步驟：制備蘋果泥制備果膠酶蘋果泥與果膠酶分別水浴保溫水浴保溫將蘋果泥和果膠酶混合保溫一段時(shí)間，過濾出果汁果汁，記錄數(shù)據(jù) 改變不同 溫度溫度 后，重復(fù)上面實(shí)驗(yàn)。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)論：獲得果汁越多或者果汁越澄清澄清，表明果膠酶活性越高越高。二、探究加酶洗衣粉的洗滌效果二、探究加酶洗衣粉的洗滌效果1.酶制劑與加酶洗衣粉加酶洗衣粉是指含有酶制劑酶制劑的洗衣粉，目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶纖維素酶和淀粉酶。其中，應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶堿性蛋白酶和堿性脂肪酶堿性脂肪酶。2.加酶洗衣粉的洗滌原理堿性蛋白酶堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸氨基酸或小分子的肽。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪脂肪、淀粉、纖維素纖維素水解為小分子物質(zhì)。3.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對(duì)衣物污漬的洗滌效果（1）實(shí)驗(yàn)原理：加酶洗衣粉具有酶制劑酶制劑，可以對(duì)多種污漬污漬具有較強(qiáng)的洗滌效果。（2）實(shí)驗(yàn)過程：注入自來水分別放入有相同污漬的有相同污漬的布布，37水浴 加入不同洗衣粉不同洗衣粉，同時(shí)用玻璃棒充分?jǐn)嚢瑁?7水浴保溫 觀察現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：加酶洗衣粉一組去污所需時(shí)間較短較短或者污漬顏色淺污漬顏色淺。（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：加酶洗衣粉加酶洗衣粉的洗滌效果較好。4.探究不同種類的加酶洗衣粉對(duì)同一污漬的洗滌效果（1）實(shí)驗(yàn)原理：不同種類的加酶洗衣粉所加的酶所加的酶不同，而酶具有專一性專一性，所以對(duì)不同污漬的洗滌效果不同。（2）判斷方法和標(biāo)準(zhǔn)：可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：污漬是否消失、顏色變淺是否消失、顏色變淺、面積縮小等。三、酵母細(xì)胞的固定化三、酵母細(xì)胞的固定化 1.固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)： 是利用物理或化學(xué)物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在 一定空間內(nèi)一定空間內(nèi) 的技術(shù)，包括包埋法包埋法、化學(xué)結(jié)合法和 物理吸附法物理吸附法 。2.固定化酶的應(yīng)用：生產(chǎn)高果糖漿。（1）原理：葡萄糖異構(gòu)酶能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖。（2）反應(yīng)柱應(yīng)該滿足：酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應(yīng)溶液卻可以自由出入。（3）優(yōu)點(diǎn)：大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。 3.制備固定化酵母細(xì)胞的操作步驟 酵母菌的 活化活化 配制0.05mol/L的 CaCl2溶液溶液 配制 海藻海藻酸鈉溶液酸鈉溶液 海藻酸鈉溶液與酵母菌細(xì)胞混合固定化 酵母細(xì)胞 沖洗發(fā)酵。果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用 1.影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì) （1）纖維素和果膠的存在影響果汁產(chǎn)量。 （2）結(jié)果：果肉的出汁率低，耗時(shí)長；榨取的果汁渾濁、黏度高、易沉淀。2.常用的酶及作用特點(diǎn)3.探究溫度和pH對(duì)果膠酶活性影響 （1）實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶受溫度和pH的影響，在最適溫度和pH時(shí)，活性最高，果肉的出汁率和澄清度都與果膠酶的活性大小成正比。（2）自變量和因變量自變量：不同梯度的溫度和不同的pH。因變量：果膠酶的活性。觀測(cè)指標(biāo)：獲得果汁的多少或者果汁的澄清度。果膠酶和纖維素酶都是復(fù)合酶，并不特指某一種酶，而是一類酶的總稱。（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 探究最適溫度時(shí)，pH保持不變，但最好是最適pH； 探究最適pH時(shí)，溫度保持不變，但最好是最適溫度； 探究果膠酶最適用量時(shí)，最好在最適pH和最適溫度下。 我國水果生產(chǎn)發(fā)展迅速，由于收獲的季節(jié)性強(qiáng)，易造成積壓，腐爛變質(zhì)，為了解決上述問題且滿足不同人群的需求，可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生產(chǎn)中用到果膠酶，某課題研究小組為了探究果膠酶的某些特性，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)方法：如圖中所示的順序進(jìn)行操作。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行了相同時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖（曲線甲）所示：圖中自變量是溫度，除此之外還可用表示。A.酶的濃度B.蘋果泥的量C.水的加入量D.pH圖中的縱坐標(biāo)還可用來表示。實(shí)驗(yàn)小組改變了實(shí)驗(yàn)條件后重復(fù)做實(shí)驗(yàn)，得到曲線乙，蘋果汁的澄清度最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)與曲線甲的是同一位置的原因是。步驟a中在果膠酶和蘋果泥混合前，將兩者分裝在不同試管中恒溫的目的是。本題考查了果膠酶的特性。果膠酶的活性受溫度、pH等條件影響，而與底物的量、酶的濃度和水的加入量無關(guān)，所以每種酶的最適溫度和最適pH是一定的。在衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)中有兩種，一是果汁的量，二是果汁的澄清度。為了使實(shí)驗(yàn)中達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度，必須使酶和底物分別保溫，達(dá)到要求后才能混合。（2）D蘋果汁的體積同一種酶的最適溫度是一定的，不會(huì)因酶的濃度、底物量不同而改變保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的酶的應(yīng)用1.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對(duì)衣物污漬的洗滌效果 （1）分析不同溫度對(duì)加酶洗衣粉洗滌效果的影響實(shí)驗(yàn)自變量：水溫，必須設(shè)置溫度梯度。實(shí)驗(yàn)因變量：去污所需時(shí)間的長短或者相同時(shí)間污漬顏色的深淺。無關(guān)變量：水量和水質(zhì)、洗衣粉用量、衣物質(zhì)料等。 （2）分析不同種類洗衣粉對(duì)同一污漬或者不同污漬洗滌效果實(shí)驗(yàn)自變量：不同種類的洗衣粉。實(shí)驗(yàn)因變量：去污所需時(shí)間的長短或者相同時(shí)間污漬顏色的深淺。無關(guān)變量：其他條件相同且適宜。2.加酶洗衣粉在使用時(shí)的注意事項(xiàng)（1）使用加酶洗衣粉時(shí)必須注意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在3550時(shí)活性最強(qiáng)，在70以上就會(huì)失效。（2）加酶洗衣粉不宜長期存放，存放時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致酶活力損失。（3）添加了堿性蛋白酶的洗衣粉可以分解人體皮膚表面的蛋白質(zhì)，而使人患過敏性皮炎、濕疹等，因此應(yīng)避免與這類洗衣粉長時(shí)間接觸。堿性蛋白酶能夠使蛋白質(zhì)水解，因此，蛋白質(zhì)類纖維（羊毛、蠶絲等）織物就不能用加酶洗衣粉來洗滌，以免纖維受到破壞。3.固定化酶和固定化細(xì)胞（2）固定化酶和固定化細(xì)胞比較從土壤嗜堿性短小芽孢桿菌中分離選育到一株產(chǎn)生低溫型堿性蛋白酶的高產(chǎn)菌株。該菌產(chǎn)生堿性蛋白酶的能力強(qiáng)，該蛋白酶在28下所占有酶活力比例高于國內(nèi)同類產(chǎn)品，表明具有低溫型酶的特性。該產(chǎn)品用于加酶洗衣粉，可提高去污力12倍，特別在常溫下對(duì)血漬、奶漬等蛋白質(zhì)污垢有專一性的去污效果。根據(jù)以上材料回答下列問題：（1）為什么該菌株產(chǎn)生的堿性蛋白酶的活力在不同溫度下發(fā)酵活力不同？。（2）試分析該產(chǎn)品在常溫下對(duì)血漬、奶漬等蛋白質(zhì)污垢有專一性的去污效果的原因：。（3）若要比較添加該蛋白酶的洗衣粉與普通洗衣粉的洗滌效果，應(yīng)注意控制實(shí)驗(yàn)變量，請(qǐng)列舉均衡無關(guān)變量的措施（至少三條）：；。（4）在日常生活中使用洗衣粉時(shí)，有人先用沸水溶解洗衣粉再浸泡衣物，該種方法能否用于題目中所說的加酶洗衣粉？；為什么？。本題主要考查了酶的應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)。（1）酶的活性受溫度影響，較低溫度時(shí)，隨著溫度升高酶的活性逐漸增強(qiáng)，最適溫度下酶的活性最高。（2）酶具有專一性，血漬、奶漬的主要成分為蛋白質(zhì)，蛋白酶可分解蛋白質(zhì)，但不能分解其他成分。（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中要考慮控制變量，以減少實(shí)驗(yàn)誤差，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可信度，特別是從酶的作用底物、作用時(shí)間和作用條件等方面采取措施。（4）酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，如果用沸水溶解加酶洗衣粉，酶制劑就會(huì)失去作用，所以要用溫水溶解加酶洗衣粉。 （1）酶作為生物催化劑，其活力受溫度影響，在最適溫度下酶的活性最強(qiáng)（2）酶具有專一性的特點(diǎn)，即一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，所以蛋白酶只能將血漬、奶漬等蛋白質(zhì)污垢分解，對(duì)其他類型污垢不起作用（3）使用兩種洗衣粉的量相同被洗滌的布料及污漬狀態(tài)相同洗滌時(shí)所用水量及溫度（一般為常溫）相同浸泡和洗滌的時(shí)間相同（4）不能因?yàn)閴A性蛋白酶的成分為蛋白質(zhì)，遇高溫會(huì)變性失活而失去催化功能