高考生物一轮复习 专题4酶的研究与应用精品课件 新人教版选修1.ppt

一 果胶酶在果汁生产中的作用1 果胶酶的组成及作用 果胶酶包括 和果胶酯酶 能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛 酸 瓦解和胞间层 2 酶的活性及影响酶活性的因素 1 酶的活性 指酶催化一定化学反应的能力 可用来表示 2 影响酶活性的因素 温度 ph和等条件都会影响酶的活性 多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶 植物细胞壁 反应速度 酶的抑制剂 3 研究温度对果胶酶活性影响的实验 1 实验方案 确定 探讨控制温度的方法和措施 2 实验程序 制备水果泥 制备果胶酶 水果泥与果胶酶分别 将水果泥和果胶酶 过滤出果汁 记录果汁量 改变不同后 重复上面实验 3 记录实验数据 并填入表格 4 得出结论 获得的果汁越多 或果汁越澄清 表明果胶酶的越高 温度梯度 水浴保温 混合保温 温度 活性 二 探讨加酶洗衣粉的洗剂效果1 加酶洗衣粉和酶制剂加酶洗衣粉是指含有的洗衣粉 常用酶制剂有四类 脂肪酶 和纤维素酶 2 加酶洗衣粉去污机理碱性蛋白酶能将血渍 奶渍等含有的大分子水解成可溶性的氨基酸或小分子肽 脂肪酶 淀粉酶和纤维素酶分别把大分子脂肪 淀粉和纤维素水解为小分子物质 酶制剂 蛋白酶 淀粉酶 蛋白质 3 不同种类的洗衣粉的洗涤效果酶具有 复合酶洗衣粉中加入的种类较多 与单一加酶洗衣粉相比 对各种污渍都有较好的洗涤效果 三 酵母细胞的固定化1 固定化酶的应用实例固定化酶技术使用的反应柱上的孔应该满足酶颗粒无法通过 反应溶液自由出入的条件 专一性 酶制剂 2 固定化细胞技术 1 概念 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的技术 2 方法 包括包埋法 化学结合法和 3 酶更适合采用和物理吸附法固定 细胞多采用固定 4 固定化细胞优点 与固定化酶相比 制备成本低 操作容易 3 制备固定化酵母细胞的实验操作步骤酵母细胞的活化 配制0 05mol l 1的cacl2溶液 配制海藻酸钠溶液 海藻酸钠溶液与混合 固定化酵母细胞 一定空间内 物理吸附法 化学结合法 包埋法 酵母细胞 示例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 将果胶酶与苹果泥分装于不同试管 在10 水浴中恒温处理10分钟 如图甲所示 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10分钟 如图乙所示 将步骤 处理后的混合物过滤 收集滤液 测量果汁量 如图中丙所示 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 是因为果胶酶可以分解细胞壁中的果胶 产物是 2 为什么该实验能够通过测定滤出的苹果汁量的大小来判断果胶酶活性的高低 3 下图中a b c图依次表示果胶酶浓度一定时 果胶酶的反应速度与反应物浓度 温度 ph之间的关系 据图完成下列问题 图a中 反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是 图b中 曲线ab段表明 曲线bc段表明 将装有果胶酶与反应物的甲 乙两支试管分别放入12 和90 水浴锅中 20分钟后取出转入40 的水浴锅中保温 两支试管内的反应是 甲 乙 图c表示果胶酶浓度 反应物浓度 温度等一定时 果胶酶催化反应的速率随ph变化的曲线 实验时可根据 来判定果胶酶的最适ph 解析 1 果胶酶催化植物细胞壁中的果胶分解成为半乳糖醛酸 2 该实验中衡量结果的指标有两项 一是观察在相同的时间内 滤出苹果汁的量的多少 量多说明果胶酶活性高 将果胶分解得多 使果汁更好地流出 二是观察果汁的澄清度 3 酶是生物体内具有催化能力的有机物 绝大多数是蛋白质 其催化效率受反应物浓度 温度 ph的影响 图a中 当反应物在低浓度范围内增加时 反应速度迅速上升 当反应物达到一定浓度时 随反应物浓度增加 反应速度不再增加 这是因为酶虽然有高效性 但催化能力也有一定限度 当所有酶都发挥了最高效能后 反应物浓度再增加 反 应速度也不增加 这时受酶浓度影响 从a点到b点曲线上升 这是因为温度升高 酶活性升高 曲线bc下降 因为温度超过最适温度 酶活性降低 由于甲试管温度较低 所以酶活性较低 反应速度很慢 当转入40 酶反应的适宜温度 的水浴锅中加热时 其反应速度迅速增加 乙试管在90 高温下 酶结构被破坏 酶变性失活 当转入40 的水浴锅中保温时 酶活性也不再恢复 故无催化反应 图c表示果胶酶浓度 反应物浓度 温度等一定时 果胶酶催化反应的速率随ph变化的曲线 实验时可根据果汁的量来判定果胶酶的最适ph 答案 1 半乳糖醛酸 2 果胶酶将果胶分解为小分子物质 小分子物质可以通过滤纸 因此苹果汁量的大小反映了果胶酶催化果胶分解的能力 3 受反应物中酶浓度的限制 果胶酶的活性随温度升高而升高果胶酶的活性随温度的继续升高而下降 反应速度加快无催化反应 果汁的量 探究温度 ph对酶活性的影响及果胶酶的用量 1 下列有关果胶酶及与果胶酶实验探究的有关叙述正确的是 a 探究果胶酶的用量时 ph 温度不影响实验结果b 果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶和葡萄糖异构酶等c 探究温度对果胶酶活性影响时 温度 苹果泥 果胶酶用量及反应时间等都是变量d 可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量 解析 探究果胶酶用量时 ph 温度会影响实验结果 葡萄糖异构酶不属于果胶酶 探究温度对果胶酶活性影响的实验中 温度为单一变量 其他因素保持不变 答案 d 2 关于探究果胶酶最适用量的实验 叙述错误的是 a 配制不同浓度的果胶酶溶液 并在各组中加入等量的该溶液b 调节ph 使各组中的ph相同而且处于适宜状态c 用玻璃棒搅拌加酶的果泥 搅拌时间可以不同d 在相同且适宜的温度条件下进行实验 解析 探究果胶酶最适用量的实验是一个对照实验 必须遵循单一变量原则和等量原则 惟一的变量是果胶酶的用量 其余无关变量如ph 温度 搅拌时间 反应时间都应相同 答案 c 示例2 某一实验小组的同学 欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验 实验材料及用具齐全 1 酵母细胞的固定化采用的方法是 2 请你说一说 该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞的过程中应注意的事项 至少写出3点 3 该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵 请指出标号为a b c的名称 a b c 从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是 为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用 实验过程中 一定要在 条件下进行 加入反应液后的操作是 装置的长导管起到什么作用 4 实验过程中 可能得到的现象 实验过程中 装置内可能会发生的反应式为 解析 酵母细胞属于较大的细胞 用包埋法包埋在多孔筛板里 回答 制备固定化酵母细胞的过程中应注意的事项 具有一定的开放性 按实验过程进行分析 合理即可 根据渗透作用的原理 若加入反应液的浓度过高 酵母细胞通过渗透作用失水过多 造成死亡 酵母细胞进行酒精发酵 会产生酒精和二氧化碳 答案 1 包埋法 2 配制氯化钙溶液时应用蒸馏水 海藻酸钠溶液应用小火或间断加热 海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞 3 固定化酵母反应柱多孔筛板 浓度过高酵母细胞因失水过多而死亡 无菌 关闭活塞1和活塞2 释放co2 防止空气进入反应柱 4 有气泡产生 有酒味散发c6h12o6 6o2 6h2o6co2 12h2o c6h12o62c2h5oh 2co2 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞的比较 固定化细胞使用的都是活细胞 在应用时要注意为其提供适宜的生存条件 固定化细胞由于保证了细胞的完整性 因而酶的环境改变小 所以对酶活性影响较小 3 在20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 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 固定化细胞技术固定的是 2 制备固定化酵母细胞 常用的包埋材料是 使用了如下图所示方法 填出号码及名称 3 制作固定化酵母细胞时 充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和 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 将酶固定化后 能使酶在催化反应之后并不进入产物溶液 可反复使用 将细胞固定化后 即可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定 海藻酸钠不能参与化学反应 在高温时容易熔化 温度降低时又可以形成多孔性固体颗粒 是包埋酵母菌的好材料 图示 为共价键 化学 结合法 为吸附法 为包埋法 凝胶珠是用高温下熔化的海藻酸钠与酵母菌混合后在cacl2溶液中形成的 若海藻酸钠浓度过高或制凝胶珠时离液面太近 可能形成片状或长条形而不是圆形的凝胶珠 答案 1 酶既能与反应物接触 又容易与反应物分离 固定在载体上的酶能反复使用多酶系统 一系列 多种酶 2 海藻酸钠 包埋法 3 cacl2海藻酸钠浓度过高 或针筒离液面过近 高度不够 示例 为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果 将一种无酶洗衣粉分成3等份 进行3组实验 甲 乙两组在洗衣粉中加入1种或2种酶 丙组不加酶 在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍 其他实验条件均相同 下表为实验记录 请回答下列问题 1 提高洗衣粉去污能力的方法有 甲组在洗衣粉中加入了 乙组在洗衣粉中加入了 2 甲 乙两组洗涤效果的差异 说明酶的作用具有 3 如果甲 乙和丙3组均在水温为80 时洗涤同一种污渍 请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由 4 加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的 遇水后包裹层很快溶解 释放出来的酶迅速发挥催化作用 请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由 5 加酶洗衣粉中的淀粉酶可以从霉菌中提取 用固体培养基分离 纯化霉菌的方法是 羊毛 蚕丝等织物 填 能 或 不能 用加酶洗衣粉洗涤 因为 解析 血渍和油渍中既含蛋白质也含脂肪 为加速血渍和油渍中蛋白质和脂肪的分解 需要加酶或适当提高温度 对比同一温度下的三组实验可知 甲加了一种酶 乙加了两种酶 甲 乙两组洗涤效果的差异 说明酶具有专一性 水温为80 时 酶失活 因而三组实验效果没有差别 固定化酶是利用物理或化学的方法将酶固定在某种介质上 可以重复使用 固体培养基分离 纯化霉菌的方法是划线分离法或涂布分离法 羊毛 蚕丝织物的主要成分是蛋白质 用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤会分解其中的蛋白质 损坏衣物 答案 1 加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶 2 专一性 3 没有差异 因为高温使酶失活 4 未运用酶的固定化技术 因为酶未固定在不溶于水的介质上 也不能重复使用 5 划线分离法或涂布分离法 选一种也可 不能含蛋白酶的洗衣粉会分解羊毛 蚕丝等织物中的蛋白质 损坏织物 1 实验变量的控制 2 影响洗涤效果的因素酶制剂的种类 污物的类型 水