优化探究（新课标）高考生物一轮复习 专题3 酶的研究与应用课件 新人教版选修1.ppt

观考情考纲考频 1 酶的存在与简单制作方法 3年1考 2 酶活力测定的一般原理和方法 3年1考 3 酶在食品制造和洗涤等方面的应用 3年4考 4 制备和应用固相化酶 3年5考 专题3酶的研究与应用 一 果胶酶在果汁生产中的作用1 果胶 1 果胶的成分与存在 果胶是的主要组成成分之一 它是由 不溶于水 2 果胶与果汁加工 果胶影响 使果汁浑浊 植物细胞壁以及胞间层 半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物 出汁率 2 果胶酶 1 成分 果胶酶并不是特指某一种酶 而是分解果胶的一类酶的总称 2 作用 将果胶分解成可溶性的 使出汁率提高 也使浑浊的果汁变得澄清 半乳糖醛酸 3 果胶酶的应用 1 水果加工业 水果中的果胶经果胶酶水解后 可降低果汁的黏度 有助于压榨 在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到作用 还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀 还可用于橘子脱囊衣 制造果粉和低糖果冻 2 饲料工业 果胶酶与酶 半纤维素酶等配合使用可 植物细胞壁中的果胶和纤维素 促使淀粉 脂质 维生素和蛋白质等释放出来 提高饲料的 还可降低饲料的黏度 促进饲料在动物消化道内的 澄清 纤维素 降解 营养价值 消化吸收 二 加酶洗衣粉在洗涤中的作用1 加酶洗衣粉 指含的洗衣粉 2 酶制剂的种类与洗涤原理 酶制剂 三 固定化酶和固定化细胞技术1 固定化酶 1 形成 将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种 上 使之成为的制剂 2 特性 与游离酶相比较 好 与底物和产物容易分离 易于控制 能反复多次使用 便于 有利于自动化生产 3 固定化酶的制作方法 由酶的性质和载体特性所决定 主要包括法 共价偶联法 交联法和包埋法等 4 淀粉酶水解作用的检测 介质 不溶于水而又有酶的特性 稳定 运输和贮存 吸附 麦芽糖 2 固定化细胞 1 概念 利用物理或化学方法 将细胞固定在的技术 2 优点 制备容易 酶的活性 3 固定化技术 物理和 4 应用 固定化酵母细胞发酵 3 固定化酶和固定化细胞常用的材料 固定化酶常用纤维素 琼脂糖 多孔玻璃和离子交换树脂等载体 而固定化细胞常用琼脂 海藻酸钠 钙 角叉菜聚糖 明胶和聚丙烯酰胺凝胶等 一定空间内 高且稳定 吸附法 包埋法 1 判断关于酶的应用及活力测定说法的正误 1 洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶解在水里的污渍发挥作用 2014年高考江苏卷 2 探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果 可先用热水溶解洗衣粉 再将水温调节到最适温度 2012年高考江苏卷 3 相同ph时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉 2012年高考江苏卷 4 在探究果胶酶用量实验中 虽然实验的变量发生了变化 但通过设置梯度来确定最适值的思路方法是不变的 5 果胶酶常用于果汁生产中 可提高出汁率和澄清度 6 用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍 效果比其他类型加酶洗衣粉好 2 判断关于固定化酶和固定化细胞说法的正误 1 固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应 2013年高考江苏卷 2 从酶的固定方式看 吸附法比化学结合法对酶活性影响小 2012年高考江苏卷 3 将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗 目的是洗去cacl2和杂菌 2012年高考江苏卷 4 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 5 固定化酶常采用化学结合法和包埋法 6 刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液 1 果胶酶与纤维素酶的比较 果胶酶的作用及酶特性的探究 2 探究影响果胶酶活性的因素 温度或ph 的实验 1 实验原则 遵循单一变量原则 对照原则 严格控制变量 尽量减少无关变量的影响 2 实验原理 果胶酶的活性受温度 ph和酶抑制剂的影响 在最适温度或ph时 活性最高 果肉的出汁率 果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比 3 实验流程 各取一支 分9组分别放入30 35 40 45 50 55 60 65 70 的恒温水浴中加热 或各取一支 分5组调节苹果泥和果胶酶的ph为5 6 7 8 9置于同一恒温水浴中 将果胶酶加入相同温度 或ph 的苹果泥内 恒温保持10min 过滤果汁 用量筒测量果汁的量 并记录 3 对加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法 1 判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法 可在洗涤后比较污物的残留状况 如已消失 颜色变浅 面积缩小等 2 加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法 实验设计遵循的原则是对照原则和单一变量原则 如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时 以洗衣粉的种类为自变量 其他条件完全一致 同时 普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照 3 变量分析 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d ph 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b中在果胶酶和苹果泥混合前 将两者分装在不同试管中 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 1 固定化酶和固定化细胞技术 1 概念 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 方法 固定化酶和固定化细胞 3 适用对象一般来讲 酶更适合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 这是因为个大的细胞难以被吸附或结合 而个小的酶则易从包埋材料中漏出 2 固定化酶与固定化细胞的比较 3 制备固定化酵母细胞及用固定化酵母细胞发酵 2 下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤 请回答 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 1 在 状态下 微生物处于休眠状态 活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复 状态 活化前应选择足够大的容器 因为酵母细胞活化时 2 固定化细胞技术一般采用包埋法 而固定化酶常用 和 3 影响实验成败的关键步骤是 4 海藻酸钠溶化过程的注意事项是 5 如果海藻酸钠浓度过低 形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目 如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形 说明 解析 1 在缺水状态下 微生物处于休眠状态 活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态 由于酵母菌活化时体积会变大 所以活化前应选择足够大的容器 2 固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间的技术 其中固定化细胞常采用包埋法 而固定化酶常用化学结合法和物理吸附法 原因是细胞个大 而酶分子小 个体大的细胞难以被吸附或结合 而个体小的酶容易从包埋材料中漏出 4 海藻酸钠溶化时应用小火加热或小火间断加热 期间还要不断搅拌 防止焦糊 答案 1 缺水正常 生活 体积会增大 增多 2 化学结合法物理吸附法 3 配制海藻酸钠溶液 4 小火加热 小火间断加热 不断搅拌 5 较少 海藻酸钠浓度偏高 制作失败 例1 工业生产果汁时 常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高水果的出汁率 为研究温度对果胶酶活性的影响 某同学设计了如下实验 果胶酶的应用 将果胶酶与苹果泥分装于不同试管 在10 水浴中恒温处理10min 如图甲 将步骤 处理后的果胶酶和苹果泥混合 再次在10 水浴中恒温处理10min 如图乙 将步骤 处理后的混合物过滤 收集滤液 测量果汁量 如图丙 在不同温度条件下重复以上实验步骤 并记录果汁量 结果如下表 根据上述实验 请分析回答下列问题 1 果胶酶能破除细胞壁 是因为果胶酶可以促进细胞壁中 的水解 2 实验结果表明 当温度为 左右时 果汁量最多 此时果胶酶的活性 当温度再升高时 果汁量降低 说明 3 实验步骤 的目的是 解析 1 植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一是果胶 而果胶酶则是水解果胶的一类酶的总称 2 通过表中数据可知 在40 时 产生的果汁量最多 在题中所给的温度范围内 40 时酶活性最高 当温度再升高时 出汁量降低 酶的催化活性降低 3 因为酶具有高效性 使底物与酶的温度都达到预定值后再混合 避免它们事先发生反应 而引起结果的不准确 答案 1 果胶 2 40 最高酶活性降低 3 避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度 从而影响果胶酶活性 例2 图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作和利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图 图2是 dna粗提取与鉴定 相关实验步骤 请回答下列问题 固定化酶技术 1 图1中 x溶液为 其作用是使 发酵过程中用搅拌器搅拌的目的是使 2 在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中 加热溶解海藻酸钠时需注意用 加热 然后将溶化好的海藻酸钠溶液 后 再加入酵母菌充分搅拌混合均匀 3 图2中 a表示释放核物质后进行过滤的过程 过滤后取 填 滤液 或 析出物 进行下一步实验 b表示的相关操作过程中 加入2mol lnacl溶液的作用是 c表示在滤液中加入冷却的95 的酒精 其目的是 解析 1 在制备凝胶珠时需要用cacl2溶液 海藻酸钠遇到钙离子可迅速发生离子交换 生成凝胶珠 利用这种性质 将海藻酸钠溶液滴入含有钙离子的水溶液中可产生海藻酸钙胶球 2 为了防止海藻酸钠焦糊 加热溶解海藻酸钠时需注意用小火 或间断 加热 然后将溶化好的海藻酸钠溶