2013年苏教版生物选修1全册精品课件 第三章第一节

第三章酶的应用技术实践 第三章酶的应用技术实践 第一节酶的制备和应用 学习导航1 理解酶及酶活力的概念 简述酶活力测定的一般原理和方法 2 尝试利用苹果匀浆制成果汁的最佳条件的实验 测定果胶酶的活性并观察果胶酶对果汁形成的作用 重点 3 了解洗涤剂中的酶制剂 探讨洗衣粉中的酶制剂在洗涤中的作用 重点 4 学习对照性实验及探究实验的设计思想 难点 酶活性 酶促反应的速率 减少量 生成量 2 影响酶活力的因素生物体内具有 功能的蛋白质称为酶 酶分子易受一些物理因素 如热 紫外线等 和化学因素 如酸 碱 有机溶剂等 的作用而变性 从而丧失活力 因此 酶活力的高低会受 激活剂等多种因素的影响 催化 温度 pH 1 1 生物体内的蛋白质均具有催化功能 2 在适宜的条件下 酶的活性最高 3 低温和高温均会破坏酶的结构 使酶丧失活性 判一判 二 果胶及果胶酶的制备1 果胶 1 分布广泛存在于 特别是水果和蔬菜的组织中 2 作用在植物细胞或组织间起黏合作用 是植物 和 的重要成分 高等植物 细胞间质 细胞壁 3 性质溶于水形成 液体 2 果胶酶制备50g新鲜水果或蔬菜 在 的研钵内迅速剪碎后研磨 同时加入 溶液50mL制成匀浆液 漏斗中放置滤纸或 过滤收集滤液 以4000r min的离心速率离心滤液15min收集上清液 用0 1mol L冰醋酸调pH至3 4 在0 4 下保存备用 黏稠状 预冷 质量分数为10 的NaCl 5层纱布 2 1 植物细胞壁主要是由纤维素和果胶构成的 2 果胶酶主要存在于离心管的下层沉淀中 3 提取果胶酶一般是在低温 偏碱性的提取液中进行 判一判 三 洗涤剂中常见的酶制剂1 化学洗涤剂 1 分类 按产品的外观形态可分为肥皂 合成洗衣粉和液体洗涤剂等多种类型 2 去污原理 去污能力主要来自 因为表面活性剂有降低表面张力的作用 可以渗入到 中把污垢挤出来 表面活性剂 纤维空隙 2 洗涤剂中常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例 多肽 蛋白质 甘油 脂肪酸 麦芽糖 蓬松 一般加酶洗衣粉外包装上印有以下说明 注意切勿用于丝质及羊毛衣料 用后须彻底清洗双手 为什么外包装上要注明这些问题 提示 通常加酶洗衣粉中含有蛋白酶 脂肪酶 淀粉酶和纤维素酶等制剂 可分解蛋白质类 脂肪类 淀粉类等污垢 丝质 羊毛衣料及人的双手皮肤的成分主要是蛋白质 如果用加酶洗衣粉 其中的蛋白酶可将蛋白质分解成多肽 这样对衣料和人的双手有损坏作用 想一想 1 温度酶活力随温度的变化而变化的趋势可用图示表示 1 温度从t1到t时 随着温度的升高 酶活力逐渐增强 2 温度从t到t2时 随着温度的升高 酶活力逐渐降低 3 温度高于t2时 酶活力全部丧失 4 t3 t4条件下 酶活力相同 5 t为最适温度 即在该温度时 酶的活力最强 2 pH每种酶都有一定的最适pH范围 例如 果胶酶最适pH范围为3 4 过酸 过碱都会使酶发生不可逆失活 3 酶的激活剂有时加入酶的激活剂可以提高酶活力 例如 NaCl可以提高果胶酶的活力 4 酶的抑制剂加入酶的抑制剂后可以降低酶活力 甚至使酶失去活力 例如 Fe3 Ca2 Zn2 等重金属离子对果胶酶有抑制作用 特别提醒酶活力的高低受温度 pH 激活剂等多种因素的影响 所以酶的提取一般选择在低温和适合的pH下进行 有时还要加入酶的激活剂以提高酶活力 2012 南京高二质检 有些酶必需在有激活剂的条件下才具有活性 下列是有关某种酶的实验 处理方式及结果如下表及下图所示 根据结果判断 叙述不正确的是 A 甲物质是该酶的激活剂B 该酶在80 的环境条件下没有活性C 试管 中酶的活性比试管 中的高D 35min后试管 中产物的量不再增加 思路点拨 本题主要考查影响酶活性的因素及对实验结果的分析处理 解题的关键是 分析各试管的条件 曲线图表示的实验结果的含义 底物的减少意味着反应的进行 解析 加入物质甲后 试管 反应明显加快 说明甲物质是该酶的激活剂 试管 与试管 温度不同 其他条件相同 实验结果试管 底物无反应 说明该酶在80 的环境条件下没有活性 曲线图中35min后试管 中底物含量为0 完全反应了 则产物的量不再增加 A B D正确 试管 比试管 底物减少得慢 说明试管 中酶的活性比试管 中的低 答案 C 1 酶制剂已经广泛地应用于工业 医药等方面 在生产中使用酶制剂时 需要进行酶活性的测定 而适宜的温度是酶活性的保证 如图四条曲线分别表示在四种不同温度下反应物消耗量随时间的变化 则该酶作用的适宜温度应处于哪一种温度附近 变式训练 A T1B T2C T3D T4解析 选A 本题考查酶活性曲线分析 酶在适宜的温度时化学反应能较快地进行 反应物消耗速率快 果胶酶是指分解果胶质的多种酶的总称 广泛存在于高等植物和微生物中 通常动物细胞不能合成这类酶 1 果胶酶在食品工业中的主要应用 1 水果中的果胶经果胶酶水解后 可降低果汁的黏度 有助于压榨并提高出汁率 2 在进行果汁沉降和离心时 能破坏果汁中悬浮物的稳定性 使其凝聚沉淀 得到澄清果汁 3 经果胶酶处理的果汁比较稳定 不易发生混浊 在制备浓缩果汁时 果胶酶的作用显得尤为重要 4 在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到澄清作用 还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀 5 果胶酶可用于橘子脱囊衣 制造果粉和低糖果冻 2 果胶酶在饲料工业中的主要应用 1 果胶酶与纤维素酶 半纤维素酶等配合 可降解植物细胞壁中的果胶和纤维素 促使淀粉 脂质 维生素和蛋白质等释放出来 从而提高饲料的营养价值 2 果胶酶可降低饲料的黏度 促进饲料在动物消化道内的消化吸收 在饲料实验中 采用肉鸡配合饲料 对二周龄至七周龄的肉鸡进行饲料实验 添加果胶酶 100IU kg 和纤 维素酶的实验组与对照组增重相同 但进食量大大减少 表明具有较好的经济效益 3 果胶酶的特点酶活性高 产品可直接使用 不需提取 成本低 投资少 上市快 酶系全 应用效果好 2012 周口高二检测 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 实验方法 按如图所示的顺序进行操作 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 1 图中自变量是温度 除此之外还可以为 A 酶的浓度B 苹果泥的量C 水的加入量D pH 2 图中的纵坐标还可以用 来表示 3 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在同一位置的原因是 思路点拨 解答此题的关键有两点 充分利用条件 确定实验变量 温度或pH 分析坐标曲线图 理解最适温度的含义 解析 本题主要考查了果胶酶活性的影响条件及实验分析能力 1 设计实验时 如果只改变温度 其他条件不变 则温度为自变量 同理pH亦可作为自变量 2 衡量实验结果的指标有两种 一是果汁的量 二是果汁的澄清度 3 酶的活性受温度 pH等条件影响 却与底物的量 酶的浓度和水的加入量没有关系 所以每一种酶的最适温度和最适酸碱度是一定的 答案 1 D 2 苹果汁的体积 3 同一种酶的最适温度是一定的 不会因酶的浓度 底物的量不同而改变 互动探究假设坐标图中自变量为果胶酶用量 请画出苹果汁澄清度与果胶酶用量的变化曲线 并且用a点标出果胶酶的最适用量 提示 变式训练2 在果汁生产中加入果胶酶的目的是 A 分解纤维素B 增加果汁的黏稠度C 增加果汁的营养成分D 使榨取果汁变得更容易并使果汁澄清 解析 选D 果胶酶能够分解细胞壁中的果胶 使果汁的榨取更容易 同时还将多聚半乳糖醛酸水解 使果汁变得澄清 1 加酶洗衣粉和普通洗衣粉的比较 2 影响洗涤效果的因素酶制剂的种类 污物的类型 水温 水量 水质 衣物的质地 大小 洗衣粉的用量 浸泡和洗涤时间等 1 在探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件实验中 水温是我们要研究的对象 实验自变量是水温 2 在探究用加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的不同实验中 实验自变量为洗衣粉的种类 3 在探究不同种类加酶洗衣粉洗涤效果的实验中 实验自变量为加酶洗衣粉的种类 4 在设计实验时 除实验自变量可改变外 其他变量应在实验中保持不变 5 实验自变量的设置应根据实际情况来确定 如 选择什么样的水温进行实验 需要实验者根据当地一年中的实际气温变化来确定水温 通常情况下 冬季 春季 秋季和夏季可分别选取5 15 25 和35 的水温 因为这4个水温是比较符合实际情况的 对现实也有指导意义 6 洗涤方式和材料的选择 洗涤方式采用全自动洗衣机比较好 并且应尽量使用同一型号小容量的洗衣机 其机械搅拌作用相同 关于洗涤材料的选择也有一些讲究 选用布料作为实验材料比较可行 在作对照实验时 可以控制布料的大小 颜色以及污物的量 使其相同 同时 也便于洗涤效果的比较 7 水量 水质和洗衣粉用量的问题 水的用量和布料的大小是成正比的 做实验用的布料不宜过大 水量不宜过多 但应该让布料充分浸泡在水中 特别提醒 加酶洗衣粉需要水温在30 50 为宜 切忌用70 以上的热水 以防酶变性失活 加酶洗衣粉不宜长期存放 一般存储期为半年 若超过一年 酶的活力显著下降 加酶洗衣粉不能与强酸或强碱混合使用 避免酶的活性降低或失活 添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质 使人患过敏性皮炎 湿疹等 应避免与这类洗衣粉长时间接触 下列有关探究某种加酶洗衣粉的最适温度的实验叙述中 正确的是 A 取一系列不同温度 其他条件相同的水 加入相同的污物及等量加酶洗衣粉 看哪一温度中酶的洗涤效果最好B 在不同温度的水中 加入不等量洗衣粉 看哪种洗涤效果好C 将加酶洗衣粉加入30 水中 发现不如加到45 水中洗涤效果好 说明45 为最适温度 D 将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37 的水中洗涤同样的污物 发现加酶洗衣粉洗涤效果好 说明加酶洗衣粉的最适温度为37 思路点拨 探究加酶洗衣粉的最适温度的实验中温度是自变量 其他无关变量要相同且适宜 保证实验的单一变量原则 以及实验要遵循对照原则 解析 本实验的自变量为温度 在对照实验中 除了要观察的变量外 其他变量都应保持相同 B选项错误 C选项可以说明加酶洗衣粉在45 时比30 时洗涤效果好 但不能说明45 为最适温度 C选项错误 D选项只能比较加酶洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果 不能得出加酶洗衣粉的最适温度 D选项错误 答案 A 变式训练3 用加酶洗衣粉洗涤衣物时 下列说法正确的是 A 可用加酶洗衣粉洗涤毛料衣服B 一般先用热水泡开 然后调至适宜温度C 水温太低使洗衣粉中的酶丧失活性后不能再恢复D 使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后应立即冲洗双手 解析 选D 毛料衣服的主要成分为蛋白质 加酶洗衣粉中的蛋白酶会损伤衣服 高温会使酶失活 而低温抑制酶的活性 但不会使酶变性 手上皮肤中的蛋白质也会被加酶洗衣粉中的蛋白酶水解 损伤皮肤 操作与实践 探究温度对果胶酶活性的影响 问题与探究 1 为什么在混合苹果泥和果胶酶之前 要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理 提示 可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的 避免了苹果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度 从而影响果胶酶活性的问题 2 为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低 提示 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 因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶催化分解果胶的能力 在不同的温度和pH下 果胶酶的活性越大 苹果汁的体积就越大 探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果1 原理 酶的催化作用具有专一性 一种酶只能催化某一种或某一类化学反应 而复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多 所以相对单一加酶洗衣粉来说 复合酶洗衣粉对各种污渍都有较好的洗涤效果 2 实验变量 加酶洗衣粉的种类 3 方法步骤 1 将制备好的各种类型的污渍物等分成三份 2 取三个1000mL的烧杯 各加入500mL水和1g不同类型的洗衣粉 3 将污渍物分别放入三个烧杯中 用玻璃棒搅拌相同时间 4 观察比较实验结果 问题与探究 3 为什么不同洗衣粉的洗涤效果不同 提示 不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同 而酶具有专一性 所以对不同污渍洗涤效果不同 特别提醒 实验中可以用滴管控制污物的量 待污物干燥后可进行重复滴加 布料应放在洗衣粉溶液中浸泡相同的时间 采用玻璃棒或筷子搅拌的方式模拟洗衣过程 模拟搅拌的时间 次数和力量应基本相同 加酶洗衣粉的种类较多 要注意实验用的加酶洗衣粉的说明书 是单一加酶洗衣粉还是复合加酶洗衣粉 要用能有效分解污染物的加酶洗衣粉 例题 2012 扬州高二检测 某同学用含不同种类酶的洗衣粉进行了如下实验 请回答以下问题 1 该实验的目的是探究 该实验还应控制的无关变量为 该实验中 分别构成两组对照实验 2 该同学在实验过程中可通过观察 来判断酶的催化效率 3 蛋白酶洗衣粉的去污原理是 4 大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉 有利于生态环境的保护 这是因为 解析 解答本题的关键 在于对探究实验过程的理解和把握 从表中信息可知 自变量有