高中生物 专题4 酶的研究与应用专题整合课件 新人教版选修1.ppt

专题整合 1 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果时 要有效地控制变量 如下表 有关酶的实验设计 探讨加酶洗衣粉最适温度的实验中 根据实际生活中的情况 温度梯度可进一步设置为20 25 30 35 40 45 50 55 若测出40 时洗涤效果较好 应设置更细的实验组 如35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 直至测出具体的最适温度 2 有关酶的探究实验设计思路在保证无关变量相同的前提下 在一恒定温度下设置ph梯度 可确定酶催化作用的最适ph 在一恒定ph条件下 通过设置温度梯度 可确定酶催化作用的最适温度 在温度和ph都相同的条件下 通过设置酶的用量梯度可以确定酶的最适用量 设计遵循单一变量原则 有效地控制其他变量 如水质 水温等 具体实验程序分析 如下表 探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验设计 典例1 有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普通洗衣粉 实验分为两组 一组衣物用加酶洗衣粉洗涤 一组衣物用普通洗衣粉洗涤 该实验设计缺少 a 用加酶洗衣粉洗涤和适量普通洗衣粉洗涤的对照b 既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照c 用普通洗衣粉洗涤和少量加酶洗衣粉洗涤的对照d 用少量普通洗衣粉洗涤和大量加酶洗衣粉洗涤的对照解析本探究实验为定性探究实验 不涉及量的变化 缺乏空白对照 补充空白对照实验后 实验结果更具说明力 答案b 酶的固定化技术 典例2 在上个世纪50年代 酶已经大规模地应用于各个生产领域 到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术 大大降低了生产成本 请回答有关问题 1 在实际生产中 固定化酶技术的优点是 与固定化酶技术相比 固定化细胞固定的是 2 制备固定化酵母细胞 常用的包埋材料是 使用了下图中方法 填出号码及名称 3 制作固定化酵母菌细胞时 充分混合均匀的酵母细胞胶液可在饱和 溶液中形成凝胶珠 部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形 其主要原因是 解析 1 固定化酶使酶与反应物易接触 与产物易分离 并且能反复利用 降低了生产成本 固定化酶固定的是纯净的酶 酶会失活 固定化细胞能固定一系列酶 2 制备固定化酵母细胞 由于细胞比酶分子体积大 难以被吸附或结合 多采用包埋法 常用的载体是海藻酸钠 3 酵母细胞胶液能在饱和的cacl2溶液中形成凝胶珠 若海藻酸钠浓度过高或针筒距离液面过近 得到的凝胶珠可能不是圆形 答案 1 酶既能与反应物接触 又容易与产物分离 固定在载体上的酶能反复利用多酶系统 一系列酶 多种酶 2 海藻酸钠 包埋法 3 cacl2海藻酸钠浓度过高 或针筒口离液面距离过近 高度不够 例1 2012 广东理综 29 食品种类多 酸碱度范围广 生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶 查阅相关文献 得知 1 ph对不同蛋白酶的活力影响有差异 据图可知 更适宜作为食品添加剂 理由是 蛋白酶的活力可用 的量来表示 2 该蛋白酶的提取工艺流程如下 兴趣小组分别对酶保护剂浓度 提取液ph进行了探究实验 结果显示 酶保护剂浓度在0 02 0 06mol l范围内 酶活力较高 提取液ph在6 0 8 0范围内 酶活力较高 他们认为 要进一步提高粗酶制剂的酶活力 以达到最佳提取效果 还需对酶保护剂浓度和提取液ph进行优化 并确定以此为探究课题 请拟定该课题名称 设计实验结果记录表 解析本题主要考查ph等外因对酶活力的影响以及酶活力的实验探究方法 1 通过分析ph对三种蛋白酶的影响可知 在ph为4 9范围内木瓜蛋白酶的活力较高且维持稳定 所以木瓜蛋白酶更适宜作为食品添加剂 酶的活力常用反应物的消耗量或生成物的产生量来表示 2 根据题意知 由于酶保护剂浓度和提取液ph都会影响酶的活力 所以为进一步提高粗酶制剂的酶活力 应该通过实验探究酶活力最高时酶保护剂浓度及提取液ph的大小 该实验的自变量是酶保护剂浓度及提取液ph的大小 因变量是酶活力 据此绘制出相关表格即可 答案 1 木瓜蛋白酶在ph4 9范围内 木瓜蛋白酶的活力高 稳定单位时间内产物增加 单位时间内反应底物减少 2 课题名称 探究酶保护剂浓度和提取液ph对木瓜蛋白酶提取效果的影响实验结果记录表酶活力 单位 u 例2 2011 上海单科 五 回答下列关于微生物和酶的问题 环境污染物多聚联苯难以降解 研究发现联苯降解菌内的联苯水解酶是催化多聚联苯降解的关键酶 1 下列培养基中能有效分离联苯降解菌的是 原因是 a培养基 g l 某生长因子2 0 nh4 2so42 0 k2hpo43 0 mgso41 0 ph7 4 多聚联苯50mlb培养基 g l 牛肉膏10 0 蛋白胨20 0 葡萄糖20 0 nacl5 0 ph7 4c培养基 g l 某生长因子2 0 淀粉20 0 nh4no32 5 mgcl20 5 k2hpo43 0 多聚联苯50ml ph7 4 进一步研究发现 不同的金属离子对联苯水解酶的活性有一定影响 结果见下表 2 依据表中结果 金属离子 对该酶的活性有一定的促进作用 金属离子对酶的活性有促进或抑制作用 可能的原因是 3 通过酶工程可将联苯水解酶用于生产实践 酶工程通常包括酶的生产 酶的固定化和酶的应用等方面 酶固定化的好处是 4 下图实线表示联苯水解酶催化的反应速度与酶浓度的关系 虚线表示在其他条件不变的情况下 底物浓度增加一倍 反应速度与酶浓度的关系 能正确表示两者关系的是 5 红球菌和假单孢菌都能降解多聚联苯 但研究发现以每克菌体计算 两种菌降解多聚联苯的能力有所不同 对此现象合理的假设是 或 解析 1 a培养基中只有多聚联苯一种碳源 只有联苯降解菌可以利用这一种碳源而生存 因此 a培养基可以作为分离联苯降解菌的选择培养基 2 根据表格数据 当培养基中添加mn2 时 能使联苯水解酶的活性升高 金属离子是通过与酶结合后 改变酶的空间结构来影响酶活性的 3 酶具有专一性 高效性 酶催化后 酶分子结构不改变 如果能利用酶工程将酶固定下来 便可以重复利用 使酶的催化反应连续进行 酶工程的操作包括酶的生产 酶的分离纯化 酶的固定化和酶的应用等几个方面 4 影响酶促反应速度的因素有酶浓度 底物浓度和温度 ph等反应条件 在反应条件适宜 酶量不足的情况下 增加底物量 酶促反应速度不增加 此时酶促反应速度的限制因子是酶浓度 随着酶浓度的增加 当酶浓度不是酶促反应速度的限制因子时 底物量增加 酶促反应速度增加 5 红球菌和假单孢菌降解多聚联苯的能力不同的原因可能是两种菌内酶量不同 或者是两种菌内酶结构的不同致使酶活性不同 答案 1 a该培养基中多聚联苯为唯一碳源 2 mn2 金属离子与酶结合可以改变酶的空间结构 尤其是活性部位的结构 3 酶的分离纯化便于重复利用 能连续进行反应 4 b 5 两种菌内酶量不同两种菌内酶基