专题4酶的研究与应用-课件ppt课件

1、专题专题4 酶的研究与应用酶的研究与应用课题课题1 果胶酶在果汁生产中的作用果胶酶在果汁生产中的作用一一. .果肉的出汁率低果肉的出汁率低, ,耗时长耗时长二二. .榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀结构组成？结构组成？作用是什么？作用是什么？纤维素、果胶纤维素、果胶保护植物细胞；支撑植物细胞保护植物细胞；支撑植物细胞果胶：果胶： 由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。溶于水。果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。3 3、你知道为什么榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀？

2、、你知道为什么榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀？果胶酶可水解果胶，瓦解植物的细胞壁和胞间层。在果胶酶可水解果胶，瓦解植物的细胞壁和胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率( (果汁量和果汁量和澄清度。常由霉菌发酵产生果胶酶。澄清度。常由霉菌发酵产生果胶酶。( (不溶于水）不溶于水）( (溶于水）溶于水）( (复合酶）复合酶）3 3、影响酶活性的因素、影响酶活性的因素有温度、有温度、pH、酶的抑制剂、酶的激活剂等。、酶的抑制剂、酶的激活剂等。三、果胶酶的用量三、果胶酶的用量生产果汁时生产果汁时,为了使果胶酶得到充分的利用为了使果胶酶得到充分的利用,节节约成

3、本约成本,需要控制好酶的用量。需要控制好酶的用量。实验设计的实验设计的2 2个基本原则：个基本原则：1 1、对照原则、对照原则2 2、单一变量原则、单一变量原则四、探究温度和四、探究温度和pHpH对酶活性的影响对酶活性的影响试管编号试管编号 1 1号号2 2号号3 3号号4 4号号自变量自变量 无关变量无关变量因变量因变量检测检测3030恒恒温水浴温水浴3535恒恒温水浴温水浴4040恒恒温水浴温水浴4545恒恒温水浴温水浴苹果泥的用量、苹果泥的用量、 果胶酶的用量及浓度、果胶酶的用量及浓度、PHPH、保温、保温时间等时间等苹果汁产量果胶酶活性检测）、苹果汁的澄清度苹果汁产量果胶酶活性检测）、

4、苹果汁的澄清度探究课题：探究温度对果胶酶活性的影响探究课题：探究温度对果胶酶活性的影响思索：思索：1 1、自变量？因变量？、自变量？因变量？2 2、你打算设置多少个温度值？、你打算设置多少个温度值？3 3、你依据什么来判定果胶酶的活性的大小？、你依据什么来判定果胶酶的活性的大小？ 设计记录数据的表格设计记录数据的表格温度温度oC303540455055606570果汁量果汁量/ml/ml根据实验数据绘制出的温度对果胶酶活性影响的曲线图；根据实验数据绘制出的温度对果胶酶活性影响的曲线图；选修一：选修一：P45P45将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒

5、温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了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。问题。为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？装在不同的试管中恒温处理？ 探究探究pHpH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成度改成pHpH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。加热。 自变量？自变量？因变量？因变量？pH根据实验数

6、据绘制出根据实验数据绘制出pHpH对果胶酶活性影响的曲线图；对果胶酶活性影响的曲线图；选修一：选修一：P45P45 探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pHpH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究的自对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究的自变量是变量是 ，其他因素无关变量都，其他因素无关变量都应应 。果胶酶的用量果胶酶的用量保持不变保持不变不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图在浓度和体不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图在浓度和体积相同的条件下）；积相同的条件下）；练习巩固练习巩固1、果胶酶能将植物组织内的果胶分解成、果胶酶能将植物组织内的果胶分解成

7、A 透明果汁透明果汁 B 半乳糖醛酸半乳糖醛酸C 丙酮酸丙酮酸 D 酶制剂酶制剂2、下列哪一项不是影响果胶酶活性的条件、下列哪一项不是影响果胶酶活性的条件A 温度温度 B pH C 酶的抑制剂酶的抑制剂 D 底物的浓度过高底物的浓度过高3、酶反应速度可用哪一项来表示、酶反应速度可用哪一项来表示A 单位时间内反应物的减少量单位时间内反应物的减少量B 单位时间内产物的增加量单位时间内产物的增加量C 单位体积内产物的增加量单位体积内产物的增加量D 单位时间内、单位体积内反应物的减少单位时间内、单位体积内反应物的减少量或生成物的增加量量或生成物的增加量4、果胶酶是是分解果胶的一类酶的总称，、果胶酶是是

8、分解果胶的一类酶的总称，它不包括它不包括A 多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 B 果胶分解酶果胶分解酶C 乳糖分解酶乳糖分解酶 D 果胶脂酶果胶脂酶5、在用果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶、在用果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能充分地催化反应，应采取的措施是能充分地催化反应，应采取的措施是A 加大苹果泥用量加大苹果泥用量 B 加大果胶酶用量加大果胶酶用量C 进一步提高温度进一步提高温度D 用玻棒不时地搅拌反应混合物用玻棒不时地搅拌反应混合物4.（2019上海高考题如图，纵轴为酶反应速度，横轴上海高考题如图，纵轴为酶反应速度，横轴底物浓度，其中正确表示酶量增加一倍时，底物浓度底物浓度，其中正确表示酶

9、量增加一倍时，底物浓度和反应速度的是（和反应速度的是（ ） A B C DB5.下图是小麦淀粉酶在不同温度条件下的催化效率变化下图是小麦淀粉酶在不同温度条件下的催化效率变化曲线，请回答下列问题：曲线，请回答下列问题：催化效率催化效率35 0 35 35 100 35 甲乙（1在35时，小麦淀粉酶的催化效率-。（2在在- 和和-时，催化效率都降为时，催化效率都降为0，但在恢复，但在恢复35 -图不能恢复。图不能恢复。最高最高0 100 乙乙1 1、定义：、定义：2 2、成分：、成分：3 3、作用机理：、作用机理：4 4、影响酶活性的因素、影响酶活性的因素 ：一、加酶洗衣粉一、加酶洗衣粉含有酶制剂

10、的洗衣粉。含有酶制剂的洗衣粉。 除含有普通洗衣粉的成分外，还含有多种酶制剂：除含有普通洗衣粉的成分外，还含有多种酶制剂：蛋白酶，脂肪酶，淀粉酶蛋白酶，脂肪酶，淀粉酶, ,纤维素酶。可以有效地清除纤维素酶。可以有效地清除奶渍、油渍、血渍和果汁渍等不易清洗的污渍。奶渍、油渍、血渍和果汁渍等不易清洗的污渍。 课题课题2 2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果探讨加酶洗衣粉的洗涤效果选修一：选修一：P 46P 46温度、温度、pHpH、表面活性剂等。、表面活性剂等。例例1下列不能影响加酶洗衣粉活性的是下列不能影响加酶洗衣粉活性的是 A温度温度 B酸碱度酸碱度 C表面活性剂表面活性剂 D水的数量水的数量 D例下列

11、不属于酶制剂的是例下列不属于酶制剂的是A A蛋白酶蛋白酶 B B麦芽糖酶麦芽糖酶C C淀粉酶淀粉酶 D D脂肪酶脂肪酶B思索酶能直接添加到洗衣粉中吗？为什么？如何思索酶能直接添加到洗衣粉中吗？为什么？如何解决这一难题的？解决这一难题的？ 不能，因为洗衣粉中的表面活性物质会降不能，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性。将基因工程生产出的酶用特殊的低酶的活性。将基因工程生产出的酶用特殊的化学物质包裹起来，与洗衣粉的其它成分隔离化学物质包裹起来，与洗衣粉的其它成分隔离开来。开来。思索为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？思索为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？ 加酶洗衣粉可以降低磷的用量，使洗

12、涤剂朝低磷、加酶洗衣粉可以降低磷的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。无磷的方向发展。磷：一种营养元素，易造成水体富营养化，从而破坏磷：一种营养元素，易造成水体富营养化，从而破坏水质，污染环境水质，污染环境 进行实验设计时要解决好控制变量的问题，讨论、思考下列问题： 二、实验设计二、实验设计实验设计遵循的原则：实验设计遵循的原则：单一变量原则和对照性原则单一变量原则和对照性原则检验洗涤效果最好采用机洗、手洗，还是人工模拟检验洗涤效果最好采用机洗、手洗，还是人工模拟洗衣机洗？为什么？洗衣机洗？为什么？用人工模拟洗衣机洗时需要考虑哪些因素？用人工模拟洗衣机洗时需要考虑哪些因素？ 人工模拟洗衣机洗

13、。这是因为洗衣机太大，而污染人工模拟洗衣机洗。这是因为洗衣机太大，而污染太小，无法控制水量等无关变量；手洗时无法控制手太小，无法控制水量等无关变量；手洗时无法控制手的搓洗的力度和次数等。的搓洗的力度和次数等。 搅拌的方式、力度和时间需要保持一致等。搅拌的方式、力度和时间需要保持一致等。水温如何控制？水温如何控制？选择衣服还是布料为实验材料？对实验材料的质选择衣服还是布料为实验材料？对实验材料的质地有何要求？为什么？地有何要求？为什么？水的用量和洗衣粉的用量怎样确定？水的用量和洗衣粉的用量怎样确定？如何判断洗涤效果？如何判断洗涤效果？ 比较污渍的大小和深浅。比较污渍的大小和深浅。 布料；布料应大

14、小一致，相对较小，而且为白色布料；布料应大小一致，相对较小，而且为白色的棉布类；白色的棉布易吸附污渍，显色明显，洗后的棉布类；白色的棉布易吸附污渍，显色明显，洗后容易判断效果。容易判断效果。 相同且等量。相同且等量。水浴水浴 （一探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗（一探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果涤效果1 1、实验原理、实验原理 生活中的各种污渍主要是蛋白质、脂质、淀粉等多生活中的各种污渍主要是蛋白质、脂质、淀粉等多种不溶于水的有机物，这些有机物能在相应的蛋白酶、种不溶于水的有机物，这些有机物能在相应的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下水解成易溶于水的小分子有脂肪酶和淀粉酶的

15、作用下水解成易溶于水的小分子有机物。机物。2 2、遵循原则、遵循原则 实验自变量为洗涤剂普通洗衣粉和加酶洗衣粉实验自变量为洗涤剂普通洗衣粉和加酶洗衣粉 ），），其他条件如洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料的其他条件如洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料的大小和颜色、洗涤方式、洗涤时间等完全相同。大小和颜色、洗涤方式、洗涤时间等完全相同。3 3、实验操作流程、实验操作流程（1 1实验准备实验准备 带有污染物的实验用布的制取：取一定量的污染带有污染物的实验用布的制取：取一定量的污染物制成溶液，取等量的污染物滴加在相同大小、质地物制成溶液，取等量的污染物滴加在相同大小、质地的新布上。的新布上。 称取等

16、量的洗衣粉：用天平准确称取等量普通洗衣称取等量的洗衣粉：用天平准确称取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉。粉和加酶洗衣粉。（2 2实验过程实验过程取两只大烧杯并编号，用量筒分别量取两只大烧杯并编号，用量筒分别量500ml500ml蒸馏水蒸馏水放入其中。放入放入其中。放入400C400C的水浴锅保温。的水浴锅保温。将制好的污染布和洗衣粉一组为污染布和普通将制好的污染布和洗衣粉一组为污染布和普通洗衣粉，另一组为污染布和加酶洗衣粉分别放入洗衣粉，另一组为污染布和加酶洗衣粉分别放入两只烧杯中。两只烧杯中。用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。一段时间后搅用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。一段时间后搅拌可重复进行。拌可重复

17、进行。相同的时间后观察洗涤效果。相同的时间后观察洗涤效果。（3 3实验结论实验结论 加酶洗衣粉的效果好加酶洗衣粉的效果好阅读：阅读：“ 资料一资料一 有效地控制变量探究普通洗有效地控制变量探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的不同：衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的不同：小组讨论分析：小组讨论分析：A A同学的实验方案存在问题吗？若有问题，请说明存同学的实验方案存在问题吗？若有问题，请说明存在的问题。在的问题。你同意你同意B B同学观点吗？请说明理由同学观点吗？请说明理由影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？有问题。未说明控制相同的适宜温度；玻璃棒搅拌有问题。未说明

18、控制相同的适宜温度；玻璃棒搅拌的时间、次数和力量应基本相同。的时间、次数和力量应基本相同。不同意。不同意。B B同学忽略了实验中变量的控制问题。同学忽略了实验中变量的控制问题。水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质料、水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤时间等。大小及浸泡时间和洗涤时间等。实验目的：实验目的：实验原理：实验原理：（二温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响（二温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响比较不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果比较不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果酶的活性受温度的影响，最适温度时酶的酶的活性受温度的影响，最适温度时酶的活性最大，去污力最强，高于或低于

19、此温活性最大，去污力最强，高于或低于此温度酶的活性降低，去污力下降。度酶的活性降低，去污力下降。洗涤效果的判断洗涤效果的判断 可在洗涤后比较污物的残留状况，如：已消失、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。颜色变浅、面积缩小等。分析资料二分析资料二 温度梯度设置并不恰当和完善，主要是梯度差值偏温度梯度设置并不恰当和完善，主要是梯度差值偏大。假定用上述梯度测得大。假定用上述梯度测得4040度时洗涤效果最好，也并度时洗涤效果最好，也并不能说最适温度就是不能说最适温度就是4040度。度。请你分析这个方案是否完善、妥当，并提出改进建议。请你分析这个方案是否完善、妥当，并提出改

20、进建议。改良：改良： 制取同样的污染布，称取等量的同一种洗衣粉，分制取同样的污染布，称取等量的同一种洗衣粉，分几个温度不同的试验组，温度梯度可设为几个温度不同的试验组，温度梯度可设为2020、2525、3030、3535、4040、4545、5050、5555度，若测出在度，若测出在4040度时洗涤效果最度时洗涤效果最好，可设置更细的试验组如好，可设置更细的试验组如3535、3636、3737、3838、3939、4040、4141、4242、4343、4444、4545度，直至测出具体的最适温度。度，直至测出具体的最适温度。（三不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果（三不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果

21、实验原理：实验原理：不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有专一性具有专一性, ,所以对不同污渍洗涤效果不同。所以对不同污渍洗涤效果不同。在实验中，在实验中， 是变量，其他因素在实验中保是变量，其他因素在实验中保持不变；水温应保持不变。在实施活动时，通常应采持不变；水温应保持不变。在实施活动时，通常应采用当地的常温，如果是冬季水温过低，就应采用用当地的常温，如果是冬季水温过低，就应采用 的方法，使温度达到的方法，使温度达到25 25 35 35 。加酶洗衣粉的种类加酶洗衣粉的种类水浴加热水浴加热本实验判断洗涤效果的标准是什么？本实验判断洗涤效果的标准是什

22、么？比较相同洗涤时间后污染物残留状况。比较相同洗涤时间后污染物残留状况。解释实际生活中的一些现象解释实际生活中的一些现象1 1、若某洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，、若某洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，说明该洗衣粉中加入的是什么酶？为什么？说明该洗衣粉中加入的是什么酶？为什么？蛋白酶，因为血渍和奶渍的主要成分是蛋白蛋白酶，因为血渍和奶渍的主要成分是蛋白质，蛋白酶能分解血渍和奶渍中的蛋白质。质，蛋白酶能分解血渍和奶渍中的蛋白质。2 2、为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水、为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时？如何缩短衣物的浸泡时间？内数小时？如何缩短衣物的浸泡时间？3 3、

23、为什么不能在、为什么不能在6060以上的水中使用此洗衣粉？以上的水中使用此洗衣粉？ 使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度，温使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度，温度过高会使酶变性失活。在低温下酶的活性下降。度过高会使酶变性失活。在低温下酶的活性下降。4 4、试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料？、试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料？5.5.为什么使用加酶洗衣粉洗衣后，须彻底清洗双手？为什么使用加酶洗衣粉洗衣后，须彻底清洗双手？人体皮肤细胞有蛋白质，如不彻底清洗双手，就会使人体皮肤细胞有蛋白质，如不彻底清洗双手，就会使手的皮肤受到腐蚀。而使人患过敏性皮炎、湿疹等，手的皮肤

24、受到腐蚀。而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。此外：加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会此外：加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活力损失。导致酶活力损失。作用：碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的小分作用：碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的小分子肽和氨基酸子肽和氨基酸碱性蛋白酶是应用最广泛、效果最明显碱性蛋白酶是应用最广泛、效果最明显 蛋白质蛋白质 多肽多肽 氨基酸氨基酸蛋白酶蛋白酶肽酶肽酶作用：将大分子的脂肪水解为小分子的物质，甘油和作用：将大分子的脂肪水解为小分子的物质，甘油和 脂肪酸脂肪酸脂肪酶脂肪酶课

25、题课题3 3 酵母细胞的固定化酵母细胞的固定化课题背景课题背景在食品、化工、轻纺、医药等在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，说明领域大规模使用酶制剂，说明酶制剂使用有很多优点，你能酶制剂使用有很多优点，你能举出一些例子吗？举出一些例子吗？催化效率高、低能耗、低污染等。催化效率高、低能耗、低污染等。酶制剂的使用有缺点吗？酶制剂的使用有缺点吗？你能举出一些例子吗？你能举出一些例子吗？酶制剂存在的缺陷：酶制剂存在的缺陷： 1 1、通常对强酸、强碱、高温和有机、通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活；溶剂等条件非常敏感，容易失活； 2 2、溶液中的酶很难回收，不能被再、溶

26、液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；次利用，提高了生产成本； 3 3、反应后会混在产物中，可能影响、反应后会混在产物中，可能影响产品质量。产品质量。 如果你是工程如果你是工程技术人员，你如何技术人员，你如何解决这个问题？解决这个问题？一、固定化酶的应用实例一、固定化酶的应用实例1.1.利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例（1 1高果糖浆的生产需要高果糖浆的生产需要 酶。酶。葡萄糖异构葡萄糖异构（2 2葡萄糖异构酶的优点：葡萄糖异构酶的优点：稳定性好、可以持续发挥作用稳定性好、可以持续发挥作用（3 3在生产中直接使用酶有什么缺点？在生产中直接使用酶有

27、什么缺点？酶溶解于葡萄糖溶液后，无法回收，造成浪费。酶溶解于葡萄糖溶液后，无法回收，造成浪费。2.2.固定化酶的反应柱示意图固定化酶的反应柱示意图选修一：选修一：P 49P 493.3.固定化酶在生产实践中的优点固定化酶在生产实践中的优点反应柱能连续使用半年，大大反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。的产量和质量。葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶优点：优点：（1 1使酶既能与反应物接触，又使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；能与产物分离；（2 2固定在载体上的酶可以被反固定在载体上的酶可以被反复利用。复利用。 在生产实际中使用固定化酶在生产实际中

28、使用固定化酶技术有无不足技术有无不足?如有不足如有不足,怎么办怎么办?有。一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实际中很多产物有。一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实际中很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能进行。的形成都通过一系列的酶促反应才能进行。可采用固定化细胞技术。可采用固定化细胞技术。1 1、概念：、概念：利用物理或化学方法将细胞固定在一定空利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间的技术。间的技术。细胞中含有一系列酶，在细胞正常生命活动细胞中含有一系列酶，在细胞正常生命活动的过程中，通过代谢产生所需要的代谢产物。的过程中，通过代谢产生所需要的代谢产物。二、固定化细胞技术二、固定化细胞技术1.1.将酶或细胞固定化的方法将酶或细胞固定化的方法将酶或细胞包将酶或细胞包埋在细微网格里埋在细微网格里将酶或细胞将酶或细胞相互连接起来相互连接起来将酶或细胞吸将酶或细胞吸附在载体表面上附在载体表面上包埋法包埋法化学结合法化学结合法物