高考生物总复习课件人教版高中生物选修一《酶的研究与应用》专题讲解ppt课件

小比较：果胶酶能催化果胶成为可溶性半乳糖醛酸。 纤维素酶能催化纤维素为纤维二糖，进一步水解为葡萄糖。 小常识：食物纤维的主要成分是纤维素和果胶，它们不能被人体直接吸收利用，由于人体内缺乏消化它们的纤维素酶和果胶酶，所以人体不能从食物纤维中获得能量。,小讨论：容易失活，通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂非常敏感。 很难回收，不能被再次利用，提高生产成本。 会影响产物的纯度，降低产品质量。,1影响果汁产量的物质 纤维素和果胶是组成水果的重要物质，这两种物质的存在使制作果汁时存在两个问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。,2处理方法酶解法 常用的酶及其作用特点如下：,1果胶酶和纤维素酶都是复合酶，并不特指某一种酶，而是一类酶的总称。 2如果随着酶用量的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足；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不再改变，说明酶的用量已经足够，那么这个值就是酶的最适用量。,【例1】 关于果胶酶的叙述中错误的是( ) A组成植物细胞壁的主要成分是果胶和纤维素，果胶主要分布在细胞的初生壁和胞间层 B果胶有多种，果胶酶也有多种，如半乳糖醛酸酶、果胶分解酶等 C果胶酶在食品工业中有广泛的用途，在其他方面则无用处，体现了酶的专一性 D果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶配合使用，可分解植物细胞壁中的果胶和纤维素，促使淀粉、脂质、维生素和蛋白质的释放，以提高饲料的营养价值,解析：果胶酶的作用是分解细胞壁中的果胶，可以使果汁产量增加，提高透明度，有半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等，在食品工业如制作果汁、提高葡萄酒质量等方面作用很大，也常与纤维素酶等共同使用，提高饲料营养和降低饲料黏度，促进饲料在动物消化道内的消化等作用。因此C错误。 答案：C,变式1：(2009年江苏)加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮(橘络)，会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物，可以大量产生所用酶的有 ( ) A生长在麦麸上的黑曲霉 B生长在酸奶中的乳酸菌 C生长在棉籽壳上的平菇 D生长在木屑上的木霉,解析：由题干信息知：所用的酶为纤维素酶。黑曲霉、平菇、木霉，可以产生纤维素酶，来分解麦麸、棉籽壳中的纤维素。而生长在酸奶中的乳酸菌不产生纤维素酶。 答案：ACD,1基础知识 加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，其他酶同样可以将大分子的物质水解成小分子的物质，使污渍容易从衣物上脱落。,提醒：对于丝绸等主要成分为蛋白质的面料，在加入碱性蛋白酶的洗衣粉作用下，衣物同样会受到损伤，因此蛋白质类丝织物不能用蛋白酶洗衣粉。,2探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。 (2)实验变量 自变量：加酶洗衣粉。 无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。,(3)实验步骤,1在比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中，实验中自变量为洗衣粉的种类，设计时应遵循单一变量原则、对照原则，有效控制其他变量，如水的用量、污染物的量、所用实验的布的质地、大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。,2在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件，如最适温度、pH，还要考虑衣物的承受力，如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题，因污渍的成分比较复杂，一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。 3该实验探究多种加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果，也可以探究同一种加酶洗衣粉对于不同污渍的洗涤效果。,【例2】 加酶洗衣粉中的“酶”有多种，对各种污渍要考虑其不同情况选用不同的加酶洗衣粉，主要原因是 ( ) A酶具有多样性 B酶具有高效性 C酶具有专一性 D酶易受环境影响 解析：生活中各种污渍其成分有很大差别，如油渍主要是脂质，血渍主要为蛋白质，从酶的专一性出发，购买时应有所区别。 答案：C,变式2：下列关于加酶洗衣粉的叙述正确的是( ) 加酶洗衣粉能将衣服上的蛋白质、脂肪等水解成溶于水的小分子物质 加酶洗衣粉最常用的酶制剂是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶 使用加酶洗衣粉时一般先用开水浸开，然后调至适宜温度 使用加酶洗衣粉可减少对环境的污染 加酶洗衣粉中的酶被特殊的化学物质层层包裹，遇水后溶解 实际生活中，用加酶洗衣粉的水温在2535之间较适宜 温度过高或过低均不宜用加酶洗衣粉 使用加酶洗衣粉时应注意衣服的承受能力,A B C D 解析：依据加酶洗衣粉特点分析回答。中开水会使酶失活。 答案：B,1固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。,2将酶或细胞固定化的方法,提醒：酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。,3固定化细胞常用的载体材料 常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。 4固定化酶的优点：易接触；易分离；反复利用。,5固定化酶的应用实例 (1)固定化酶的反应柱示意图：将酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。,(2)利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例 高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。,6制备固定化酵母细胞 (1)操作流程 酵母细胞的活化配制CaCl2溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞冲洗发酵。,(2)实验结果 观察凝胶珠的颜色和形状：如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。 观察发酵的葡萄糖溶液：利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味。,7直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较,【例3】 (2009年江苏高考)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是 ( ) A固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显 B固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧 C利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件 D利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物,解析：固定化酶的使用要控制好pH、温度，但与氧气无关。固定化酶的使用不需要适宜的营养条件。葡萄糖在固定化酵母细胞发酵中不仅作为底物，还可以为酵母细胞提供营养和能量。 答案：A 评析：本题考查固定化酶技术的具体应用。,变式3：固定化酶的优点是( ) A有利于提高酶活性 B有利于产物的纯化 C有利于提高反应速度 D有利于对酶发挥作用 解析：制作固定化酶的目的一是能够顺利从发酵产物中把酶分离出来，二是使酶反复利用。从题目中看出，选项B是正确的。 答案：B,1我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：,(1)实验方法：如图中所示的顺序进行操作。 (2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图所示：,图中自变量是温度，除此之外还可用_表示。 A酶的浓度 B苹果泥的量 C水的加入量 DpH 图中的纵坐标还可用_来表示。 实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是_。,步骤a中果胶酶和苹果泥分别装在不同试管中，恒温的目的是_。 解析：果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所以每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。在衡量实验结果的指标中有两种，一是果汁的量，另一个是果汁的澄清度。为使实验中达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温达到要求后才能混合。,答案：(2)D 苹果汁的体积 同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物量不同而改变 保证底物和酶在混合时的温度是相同的,误区警示：上题中(2)中的第题易误认为酶与底物混合后再保温，在探究pH对酶活性影响时也应注意在混合前酶与底物的pH应先达到实验要求的pH。,2(2009年广东高考)(1)商品化植酸酶主要来自微生物。在产酶菌株筛选过程中，常在基本培养基中添加不溶于水的植酸钙制成固体平板，植酸钙被植酸酶分解后可在平板上产生_，可根据其大小选择目的菌株，所得菌株需要进一步测定植酸酶活性。活性测定可以植酸钠作为底物，活性可用一定条件下单位时间的_表示。,(2)利用上述所得菌株制备植酸酶的流程如下图：,中的主要成分为_；中包含植酸酶等多种蛋白质。请写出一种纯化得到植酸酶的方法及其依据。 (3)为构建基因工程菌，可用PCR等技术从上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反应包括多次循环，每次循环包括三步：_。反应过程中打开模板DNA双链的方法是_。 (4)除植酸酶外，微生物还能应用在哪些酶的生产中？(至少写两种),解析：当植酸钙被植酸酶分解以后，会在平板上出现透明圈。植酸酶活性高低可以用单位时间内底物减少量来表示。(2)透析的目的是将酶与发酵液分开。分离不同种类的蛋白质可以用凝胶色谱法，原理是根据相对分子质量