【导学教程】高考生物第一轮复习 选修1 第4讲 酶的研究与应用及植物有效成分的提取教学课件.ppt

第4讲 酶的研究与应用及植物有效成分的提取 1 实验探究果胶酶活性影响因素及其用量 1 实验原则 遵循单一变量原则 对照性原则 严格控制变量 尽量减少无关变量的影响 2 实验原理 果胶酶受温度或ph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 考点一 关于酶的探究实验 高频考点突破 3 设计实验 探究最适温度时 ph为不变量 最好是最适ph 探究最适ph时 温度为不变量 最好是最适温度 探究果胶酶的最适用量时 最适用量是在温度 ph等适宜条件下测出来的 如果无关变量改变 最适用量也会发生变化 特别提醒 果胶酶尽量使用纯酶制剂 或不含抑制物的粗酶制剂 如果随着酶用量增加 过滤到的果汁体积也增加 这说明酶用量不足 当酶用量增加到某个值后 增加酶用量 果汁体积不再变化 说明酶用量已经足够 这个数值就是酶的最适用量 2 探究加酶洗衣粉的洗涤效果实验中的变量分析 1 分析不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响实验 实验变量 水温 必须设置温度梯度 无关变量 水量与水质 洗衣粉用量 衣物质料与大小 浸泡与洗涤时间等 应该保持不变 2 分析不同种类洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的实验 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 实验变量a 自变量 不同种类的加酶洗衣粉 b 无关变量 其他条件相同且适宜 如温度 ph等 特别提醒 一般设置温度梯度差为5 较为适宜 洗涤效果最好的温度不一定是该酶催化的最适温度 若要测出最适温度 则应将温度梯度差缩小到更小 1 对位训练 1 探究温度对果胶酶活性的影响 ph对酶活性的影响 果胶酶的用量三个实验中 实验变量依次为a 温度 酶活性 酶用量b 苹果泥用量 ph 果汁量c 反应时间 酶活性 酶用量d 温度 ph 果胶酶用量 解析首先要明确实验变量 反应变量等基本概念 在此基础上 针对三个探究实验进行分析 实验一为探究果胶酶的最适温度 实验二为探究果胶酶的最适ph 实验三为探究果胶酶的最适用量 从而选出正确答案d 答案d 2 2012 温州五校联考 在 探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果 的实验中 变量控制方法正确的是a 实验材料的污染程度属于本研究的无关变量 实验过程中不必考虑b 若采用手洗法进行去污操作 需尽可能保证各组洗涤用力程度 时间等基本相同c 水温属于本研究的变量 实验过程中必须保证各组实验温度相同且恒定d 水的用量和布料的大小是成正比的 实验用的布料越大 水量越多实验效果越好 解析根据实验的对照原则和单因子变量原则 水温是本研究的变量 要有温度梯度 各组实验温度不能相同 其他的无关变量要保持适宜且相同 该实验用的布料 水量要适中 不是布料越大 水量越多实验效果越好 答案b 1 水蒸气蒸馏法 1 原理 利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来 形成混合物 冷却后 混合物又重新分出油层和水层 2 实验 玫瑰精油的提取 考点二 植物芳香油的提取 2 萃取法植物芳香油易溶于有机溶剂 可采取萃取法提取 将粉碎 干燥的植物原料浸泡于有机溶剂中 使芳香油溶解在有机溶剂中 再蒸发掉有机溶剂 这种方法必须事先除去有机溶液中的杂质 否则会影响芳香油的质量3 压榨法 1 原理 利用压榨法榨出芳香油等 2 实验 橘皮精油的提取 3 实验流程 石灰水浸泡 漂洗 压榨 过滤 静置 再次过滤 橘皮油 对位训练 3 2012 吉林模拟 近几年我国柑橘大丰收 提取橘皮精油是提高其经济价值的重要途径 请分析回答提取过程的有关问题 1 提取橘皮精油 常采用 法而不用蒸馏法 原因是 2 提取橘皮精油时 为了提高出油率 首先将橘皮 并用石灰水浸泡 石灰水的作用是 3 压榨过程 为了使橘皮油易与水分离 常加入 4 得到压榨液后 过滤除去固体物和残渣 然后 进一步除去质量较小的残留固体物 再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离出来 此时 橘皮油中含有少量的水和果醋 需在5 10 下 使杂质沉淀 用吸管吸出上层澄清橘皮油 其余部分过滤 合并 成为最终的橘皮精油 解析 1 提取橘皮精油 常采用压榨法 水蒸气蒸馏会使部分有效成分水解 水中蒸馏会导致原料焦糊 2 新鲜的柑橘皮中含有大量的果蜡 果胶和水分 直接压榨出油率低 3 为了使橘皮油易与水分离 常加入相当于橘皮质量0 25 的nahco3和5 的na2so4 4 过滤掉固体物和残渣后 再离心除去质量较小的残留固体物 橘皮精油分离出来含有少量的水和果醋 需在5 10 下静置5 7天 使杂质沉淀 用吸管吸出上层澄清橘皮油 其余部分过滤 滤液与吸出的上层橘油混合合并后成为最终的橘皮精油 答案 1 压榨水中蒸馏会导致原料焦糊 水蒸气蒸馏会使有效成分部分水解等 2 干燥去水破坏细胞结构 分解果胶 防止橘皮压榨时滑脱 提高出油率 3 相当于橘皮质量0 25 的nahco3和5 的na2so4 4 离心静置5 7天滤液与吸出的上层橘油 1 萃取剂的选择与影响萃取的因素 1 萃取剂的选择有机溶剂分为水溶性和水不溶性两种 乙醇和丙酮能够与水混溶 是水溶性有机溶剂 石油醚 乙酸乙酯 乙醚 苯 四氯化碳等不能与水混溶 是水不溶性有机溶剂 考点三 胡萝卜素的提取 萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点 能够充分溶解胡萝卜素 且不与水混溶 另外还要考虑对人体是否有毒 是否易燃等安全问题 因乙醚沸点较低 苯和四氯化碳对人体有毒 所以本实验选用石油醚或乙酸乙酯作为萃取剂 2 影响萃取的因素主要因素 萃取剂的性质和使用量 次要因素 原料颗粒的大小 紧密程度 含水量 萃取的温度 萃取的时间等 总之 溶解越充分 效果越好 2 胡萝卜素的萃取方法 1 胡萝卜素提取装置的设计 提取装置 由铁架台 酒精灯 水浴锅 烧瓶 冷凝管等构成 安装顺序 从左到右 由下而上 拆除时相反 装置如图所示 由于有机溶剂易燃 直接使用明火加热易引起燃烧 爆炸 故采用水浴加热法 为防止加热时有机溶剂的挥发 在加热瓶口安装冷凝回流装置 2 纸层析鉴定步骤 制作层析滤纸 在18cm 30cm滤纸下端距底边2cm处做一条基线 在基线上取a b c d四点 点样 用最细的注射器针头分别吸取0 1 o 4ml溶解在石油醚中的标准样品和提取样品 分别在a d和b c点上点样 点样应该快速细致 在基线上形成直径为2mm左右的圆点 层析 等滤纸上的点样液自然挥发干后 将滤纸卷成圆筒状 置于装有1cm深的石油醚的密封玻璃瓶中 等各种色素完全分开后 取出滤纸 让石油醚自然挥发 观察 与标准样品的胡萝卜素层析带相比较 观察提取效果 特别提醒 此实验的目的是探究是否提取到了胡萝卜素 而必修教材中色素的提取与分离实验则是提取并分离四种色素 探究色素的种类和颜色 对位训练 4 根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质 回答下列问题 1 胡萝卜素是 色的结晶 从胡萝卜中提取胡萝卜素 常用 作为溶剂 原因是 2 从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是 法 用这种方法提取胡萝卜素的主要步骤是 粉碎 干燥 3 在胡萝卜颗粒的加热过程中 应严格将 和 控制在一定范围内 原因是 4 提取胡萝卜素可通过 法进行鉴定 在鉴定过程中需要用 进行对照 5 一般情况下 提取胡萝卜素时 提取效率与原料颗粒的含水量成 比 解析 1 胡萝卜素为橘 橙 黄色结晶 是一种脂溶性物质 可用有机溶剂进行提取 2 提取胡萝卜素常用的方法为萃取法 即使胡萝卜素溶解在有机溶剂中 蒸发溶剂后就可获得胡萝卜素 其操作的一般流程是 胡萝卜 粉碎 干燥 萃取 过滤 浓缩 胡萝卜素 3 在干燥时要控制好温度和时间 因为温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解 4 鉴定胡萝卜素可用纸层析法 在鉴定过程中需要用标准样品进行对照 5 萃取胡萝卜素的有机溶剂具有很高的溶点 能够充分溶解胡萝卜素 并且不与水混溶 原料颗粒的含水量会影响提取效率 答案 1 橘 橙 黄亲脂性有机溶剂 或有机溶剂 胡萝卜素是脂质物质 2 萃取萃取过滤浓缩 3 温度时间温度过高和时间过长会导致胡萝卜素分解 4 纸层析标准样品 5 反 典例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 答题技能培养 方法体验 一 探究影响酶活性的因素 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 曲线甲 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与曲线甲的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 本题考查了果胶酶的特性 果胶酶的活性受温度 ph等条件影响 而与底物的量 酶的浓度和水的加入量无关 所以每种酶的最适温度和最适ph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 为了使实验中达到相应的设计温度 必须使酶和底物分别保温 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 2011 山东理综 研究发现柚皮精油和乳酸菌素 小分子蛋白质 均有抑菌作用 两者的提取及应用如图所示 二 植物芳香油的提取 1 柚皮易焦糊 宜采用 法提取柚皮精油 该过程得到的糊状液体可通过 除去其中的固体杂质 2 筛选乳酸菌a时可选用平板划线法或 接种 对新配制的培养基灭菌时所用的设备是 实验前需对超净工作台进行 处理 3 培养基中的尿素可为乳酸菌a生长提供 电泳法纯化乳酸菌素时 若分离带电荷相同的蛋白质 则其分子量越大 电泳速度 4 抑菌实验时 在长满致病菌的平板上 会出现以抑菌物质为中心的透明圈 可通过测定透明圈的 来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果 解析 1 植物芳香油的提取方法有蒸馏 压榨和萃取等 具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定 柚皮易焦糊 宜采用压榨法提取柚皮精油 压榨过程中得到的糊状液体需用过滤法除去其中固定杂质 2 筛选 纯化培养某一特定微生物时 常用平板划线法或稀释涂布平板法 为防止杂菌的污染 需对器具培养基等进行消毒灭菌处理 培养基宜采用高压蒸汽灭菌锅进行高温灭菌处理 而超净工作台常使用紫外线或化学药物进行消毒处理 3 微生物培养过程中为微生物的生长提供氮源的有尿素 蛋白胨等含氮丰富的 物质 电泳法纯化特定生物成分 是利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小 形状的不同 这些不同使带电分子产生不同的迁移速度 从而实现样品中不同分子的分离 当待分离分子所带电荷相同时 分子量越大 电泳速度越慢 4 抑菌实验时 在长满致病菌的平板上 会出现以抑菌物质为中心的透明圈 透明圈越大 抑菌效果越好 答案 1 压榨过滤 2 稀释涂布平板法 或 稀释混合平板法 高压蒸汽灭菌锅消毒 3 氮源越慢 4 直径 或大小 典例1 2012 南京模拟 酶制剂 固定化酶 固定化细胞已经广泛地应用于各个领域 下列有关叙述错误的是 易误警示 一 对直接使用酶 固定化酶 固定化细胞混淆不清 a 90 高温会使tapdna聚合酶失去催化活性b 制备固定化酶的方法主要有包埋法 交联法和吸附法等c 固定化酶在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性d 固定化细胞可以催化一系列酶促反应 尝试解答 解析 tapdna聚合酶是从一种水生栖热菌株中分离提取的 具有耐高温的特性 在95 仍具有酶活性 a 纠错笔记 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞的比较 典例2 提取胡萝卜素和玫瑰精油时都需要加热 但是用萃取法提取胡萝卜素时 采用水浴加热法 而用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油时 可以用直接