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文档简介

1、专题专题4 酶的研究与应用酶的研究与应用1 1、酶的概念、酶的概念基础知识基础知识 酶是酶是活细胞活细胞所产生的具有所产生的具有生物催化生物催化作用作用的一类特殊的的一类特殊的有机物有机物;蛋白质(蛋白质(大大多数)或多数)或RNARNA;基本组成单位:氨基酸或核糖核苷酸基本组成单位:氨基酸或核糖核苷酸酶能酶能降低降低化学反应的活化能,从而化学反应的活化能,从而使反应能够迅速的进行。在各种化使反应能够迅速的进行。在各种化学反应中起学反应中起催化催化作用作用2 2、酶的本质、酶的本质3 3、酶的功能、酶的功能4 4、酶的特性、酶的特性(1 1)高效性)高效性(2 2)专一性)专一性(3 3)需要

2、适宜的条件)需要适宜的条件课题课题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 植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一,它是由一,它是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一种聚合而成的一种高分高分子化合物子化合物,不溶于水。,不溶于水。1 1、果胶果胶思考:思考: 要破坏植物的细胞壁,你有什么方法?要破坏植物的细胞壁,你有什么方法?果胶酶能够分解果胶酶能够分解果胶果胶,瓦解植物细胞的,瓦解植物细胞的细胞壁细胞壁及及胞间胞间层层,使榨取果汁更容易,而果胶分解成可溶性的,使榨取果汁更容易,而果胶分解成可溶性的半乳半乳糖醛酸糖醛酸,也使得浑浊的果汁变得澄清。,

3、也使得浑浊的果汁变得澄清。果胶酶果胶酶 果胶酶并不特指某一种酶,而是分解果胶的一类果胶酶并不特指某一种酶,而是分解果胶的一类酶的总称,包括酶的总称,包括多聚多聚半乳糖醛酸酶半乳糖醛酸酶、果胶分解酶果胶分解酶和和果胶酯酶果胶酯酶等。等。1.1.果胶是植物组织的组成成分之一果胶是植物组织的组成成分之一, ,它主要存它主要存在于植物组织的哪一部分在于植物组织的哪一部分? ?()() 细胞核细胞核 细胞质细胞质 细胞间隙细胞间隙 细胞壁及胞间层细胞壁及胞间层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()透明果汁半乳糖醛酸透明果汁半乳糖醛酸丙酮酸酶制剂丙酮酸酶制剂果胶酶是分解果

4、胶的一类酶的总称,它不包括果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,它不包括A.A.多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 B.B.果胶分解酶果胶分解酶C.C.乳糖分解酶乳糖分解酶 D.D.果胶酯酶果胶酯酶DBC 指酶催化一定化学反应的能力。酶活性的高低指酶催化一定化学反应的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下,酶所催化的某一化学反应的可以用在一定条件下,酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。酶反应速度用反应速度来表示。酶反应速度用单位时间单位时间内内单位体单位体积积中中反应物的减少量反应物的减少量或或生成物的增加量生成物的增加量来表示。来表示。(1)(1)酶的活性酶的活性2 2、酶的活性与影响酶活性的因素

5、酶的活性与影响酶活性的因素(2)(2)影响酶活性的因素影响酶活性的因素 a.a.温度温度b.pHb.pHc.c.酶的抑制剂酶的抑制剂A A、温度对酶的影响、温度对酶的影响在较低温度时,随着温度的升高,酶的活性也逐渐提在较低温度时,随着温度的升高,酶的活性也逐渐提高,达到最适温度时,酶的催化能力最高,但高于最适温高,达到最适温度时,酶的催化能力最高,但高于最适温度后,酶的催化能力迅速下降,最后完全失去催化能力。度后,酶的催化能力迅速下降,最后完全失去催化能力。3 3、影响酶活性的因素:、影响酶活性的因素:温度温度 pH pH 酶的抑制剂酶的抑制剂讨论:讨论:高温使酶的活性丧失后,酶的活性可否恢复

6、?为什高温使酶的活性丧失后,酶的活性可否恢复?为什么?么?不能恢复,因高温破坏了酶的分子结构,高温对酶造不能恢复,因高温破坏了酶的分子结构,高温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶的活性丧失后,缓慢恢复其成不可逆的破坏。但低温使酶的活性丧失后,缓慢恢复其温度活性仍可恢复。温度活性仍可恢复。影响酶活性的因素影响酶活性的因素1 1、分别用、分别用0 00 0C C和和1001000 0C C的温度处理某种酶后,酶都的温度处理某种酶后,酶都没有活性,但(没有活性,但( ) A A、经过、经过0 00 0C C处理的酶活性能够恢复处理的酶活性能够恢复 B B、经过、经过1001000 0C C处理的酶活性

7、能够恢复处理的酶活性能够恢复 C C、经过、经过0 00 0C C处理的酶的空间结构遭破坏处理的酶的空间结构遭破坏 D D、经过、经过1001000 0C C处理的酶被水解成了氨基酸处理的酶被水解成了氨基酸A A、 pHpH对酶的影响对酶的影响 酶的催化能力的发挥有一个最适酶的催化能力的发挥有一个最适pH pH ,在,在低于最适低于最适pHpH时,随着时,随着pHpH的升高,酶的催化能力也的升高,酶的催化能力也相应升高,高于最适相应升高,高于最适pHpH时,随着时,随着pHpH的升高,酶的的升高,酶的活性逐渐下降,活性逐渐下降,pHpH过高或过低会使蛋白质变性,过高或过低会使蛋白质变性,当蛋白

8、质变性后,酶也就完全丧失了活性。当蛋白质变性后,酶也就完全丧失了活性。3 3、影响酶活性的因素:、影响酶活性的因素:温度温度 pH pH 酶的抑制剂酶的抑制剂影响酶活性的因素影响酶活性的因素2 2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一个容器内,调整适量的水混合装入一个容器内,调整pHpH至至2.02.0,保,保存于存于37370 0C C的水浴锅内。过一段时间后,容器内剩余的水浴锅内。过一段时间后,容器内剩余的物质是(的物质是( )酶的抑制剂:酶的抑制剂: FeFe3 3、CaCa2 2、ZnZn2 2等金属离子对果胶酶有等金属离

9、子对果胶酶有抑制作用。抑制作用。3 3、影响酶活性的因素:、影响酶活性的因素:温度温度 pH pH 酶的抑制剂酶的抑制剂影响酶活性的因素影响酶活性的因素酶的活性受温度酶的活性受温度pH值等外界因素的影值等外界因素的影响,本节课我们首先探究一下温度对酶响,本节课我们首先探究一下温度对酶活性的影响活性的影响提出问题:探究温度对酶活性的影响提出问题:探究温度对酶活性的影响预期假设:在最适温度(约预期假设:在最适温度(约 40 )酶的活)酶的活 性最大,低于或高于最性最大,低于或高于最 适温度适温度时酶活性递减时酶活性递减搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥9支试管支试管果胶酶水溶液果胶酶水溶液9

10、支试管支试管分别放入分别放入30 、 35 、40、45 、50 、55、 60、 65、70、的恒温箱中恒温加热、的恒温箱中恒温加热待试管内温度稳定后,将果胶酶待试管内温度稳定后,将果胶酶加入相同温度的苹果泥内加入相同温度的苹果泥内恒温保持恒温保持10分钟分钟过滤果汁,用量筒测量果汁的量,填入表格过滤果汁,用量筒测量果汁的量,填入表格实验温度3035404550 55 60 65 70 果汁量1 1为什么在混合苹果泥和果胶酶之前,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要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理?温处理?将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒将果泥和果

11、胶酶分装在不同的试管中恒温处理,可以保证温处理,可以保证底物和酶在混合时的温底物和酶在混合时的温度是相同的度是相同的,避免了果泥和果胶酶混合时,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影响混合物的温度,从而影响果胶酶活性的问题。的问题。说明说明: :等量的控制(果泥、果胶酶的量)等量的控制(果泥、果胶酶的量)等时间的控制(反应时间、过滤时间)等时间的控制(反应时间、过滤时间)恒温的控制(不同反应物的预热恒温的控制(不同反应物的预热 水浴、反应物水浴、反应物的混合搅拌等)的混合搅拌等)其他处理(加水、滤纸等)其他处理(加水、滤纸等)探究探究pH对果胶酶活性的影响,只须将温度对

12、果胶酶活性的影响,只须将温度梯改成梯改成pH梯度,并选定一个梯度,并选定一个适宜的温度适宜的温度进进行水浴加热。行水浴加热。反应液中的反应液中的pH可以通过体积分数为可以通过体积分数为0.1%的的氢氧化钠氢氧化钠或或盐酸盐酸溶液进行调节。溶液进行调节。搅拌器拌制成苹果搅拌器拌制成苹果泥均分装入泥均分装入果胶酶水果胶酶水溶液等量溶液等量支试管支试管支试管支试管各取一支分组分别放入各取一支分组分别放入37度的恒温水箱中恒度的恒温水箱中恒温加热温加热待试管内温度稳定后,将果胶待试管内温度稳定后,将果胶酶加入相同温度的苹果泥中调节为酶加入相同温度的苹果泥中调节为恒温保持恒温保持过滤果汁,用量筒测量果汁

13、的量,填入表格过滤果汁,用量筒测量果汁的量,填入表格2 2在探究温度或在探究温度或pHpH的影响时,是否需的影响时,是否需要设置对照?如果需要,又应该如何设置?要设置对照?如果需要,又应该如何设置?为什么?为什么?需要设置对照实验,不同的温度梯度之需要设置对照实验,不同的温度梯度之间或不同的间或不同的pHpH梯度之间就可以作为对照,梯度之间就可以作为对照,这种对照称为相互对照。这种对照称为相互对照。探究果胶酶的最适用量是建立在探究探究果胶酶的最适用量是建立在探究最适温最适温度和度和pHpH对果胶酶活性影响的基础之上的。实对果胶酶活性影响的基础之上的。实验时可以配制验时可以配制不同浓度的果胶酶溶

14、液不同浓度的果胶酶溶液,此时,此时,研究的变量是研究的变量是果胶酶的用量果胶酶的用量,其他因素都应,其他因素都应保持不变保持不变,否则将影响实验结果的准确性。,否则将影响实验结果的准确性。探究果胶酶的最适用量探究果胶酶的最适用量实验原理实验原理 在一定的条件下,随着酶浓度的增加,果汁的在一定的条件下,随着酶浓度的增加,果汁的体积增加;当酶浓度达到某一数值后,在增加酶体积增加;当酶浓度达到某一数值后,在增加酶的用量,果汁的体积不再改变,此值即是酶的最的用量,果汁的体积不再改变,此值即是酶的最适用量。适用量。探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量2 2、实验操作、实验操作 请你设计。请你设计。探究果胶酶

15、的用量探究果胶酶的用量 根据实验数据绘制出的温度和根据实验数据绘制出的温度和pHpH对果对果胶酶活性影响的曲线图;胶酶活性影响的曲线图; 5、结果分析与评价、结果分析与评价 酶的活性受温度影响示意图酶的活性受pH影响示意图不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图(在浓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);度和体积相同的条件下); 酶的用量酶的用量0体积体积(mL)1下列可表示酶反应速度的是下列可表示酶反应速度的是: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单位体积内产物的增加量单位体积内产物的增加量C单位时间内产物的增加量单位时间内产物的增加量D单位时间、单位体

16、积内反应物的减少量单位时间、单位体积内反应物的减少量2果子酒放久了易产生沉淀,只要加入少量蛋白酶就可使沉果子酒放久了易产生沉淀,只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失,而加入其他酶则无济于事,这说明淀消失,而加入其他酶则无济于事,这说明 A酶具有专一性酶具有专一性 B酶的成分是蛋白质酶的成分是蛋白质 C酶的活性受环境影响酶的活性受环境影响 D该沉淀的是氨基酸该沉淀的是氨基酸3 3下列不能影响酶活性的是下列不能影响酶活性的是 A A温度温度 B BpH CpH C酶的抑制剂酶的抑制剂 D D酶的数量酶的数量DAD4同一个体内的各类活细胞所含的酶同一个体内的各类活细胞所含的酶 A种类有差异,数量相同种类

17、有差异,数量相同 B种类有差异,数量不同种类有差异,数量不同 C种类无差异,数量相同种类无差异,数量相同 D种类无差异,数量不同种类无差异,数量不同5.下图纵轴为酶反应速度,横轴为底物浓度,其中能正确表下图纵轴为酶反应速度,横轴为底物浓度,其中能正确表示酶量增加示酶量增加1倍时,底物浓度和反应速度关系的是倍时,底物浓度和反应速度关系的是BB6下列关于酶的活性叙述不正确的是下列关于酶的活性叙述不正确的是:A酶的数量越多,酶的活性越高酶的数量越多,酶的活性越高B酶的活性可以用在一定条件霞,酶所催化的某一化酶的活性可以用在一定条件霞,酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示学反应的反应速度来表示C是指

18、酶催化一定化学反应的能力是指酶催化一定化学反应的能力D在适宜的条件下,酶的活性最高在适宜的条件下,酶的活性最高A在实际的操作过程中,还需要注意下列事项:在实际的操作过程中,还需要注意下列事项:1 1与其他工业用酶基本相同,果胶酶的与其他工业用酶基本相同,果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛,因此,可以选用适宜温度范围也比较宽泛,因此,可以选用10 10 作为温度梯度,设置的具体温度为作为温度梯度,设置的具体温度为10 10 、20 20 、30 30 、40 40 、50 50 和和60 60 等,等,也可以尝试以也可以尝试以5 5 作为温度梯度。作为温度梯度。2 2苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为

19、苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物,水果不用去皮。如用苹果为原材料,反应物,水果不用去皮。如用苹果为原材料,一般可按每个中等大小的苹果加水一般可按每个中等大小的苹果加水100100200 200 mLmL的比例进行搅拌,获得稀的苹果泥。的比例进行搅拌,获得稀的苹果泥。3 3果泥的用量可以采用果泥的用量可以采用5 mL5 mL左右,果左右,果胶酶的用量可采用质量浓度为胶酶的用量可采用质量浓度为2%2%的果胶酶的果胶酶溶液溶液2 mL2 mL。4 4水浴时间可以为水浴时间可以为202030 min30 min。5 5过滤果汁时,漏斗中应放置滤纸。过滤果汁时,漏斗中应放置滤纸。6 6探究探究pHpH对果胶酶活性的影响,只须对果胶酶活性的影响,只须将温度梯度改成将温度梯度改成pHpH梯度,并选定一个适宜梯度,并选定

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