高考生物复习生物技术实践第3讲酶的研究与应用全国公开课一等奖百校联赛示范课赛课特等奖课件

走向高考·生物路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·高考总复习第1页生物技术实践选修一第2页第三讲酶研究与应用选修一第3页基础回顾2考点突破3课时作业4考纲要求1第4页考纲要求第5页1．酶存在与简单制作方法(Ⅰ)。2．酶活力测定普通原理和方法(Ⅰ)。3．酶在食品制造和洗涤等方面作用(Ⅱ)。4．制备和应用固定化酶(Ⅰ)。第6页基础回顾第7页果胶酯酶一类酶半乳糖醛酸

植物细胞壁和胞间层澄清

第8页2．酶活性与影响酶活性原因(1)酶活性：指酶催化一定化学反应能力，可用__________来表示。(2)影响酶活性原因：温度、pH和____________等。反应速度酶抑制剂第9页3．探究温度和pH对酶活性影响(1)试验原理①果胶酶活性受温度和pH影响，处于最适温度和最适pH时，活性__________。②果肉出汁率、果汁澄清度与果胶酶活性大小呈_______________。(2)试验结果：温度和pH在很大程度上对酶__________会产生影响，过高或过低都会影响酶活性。最高正相关空间结构第10页增加不变酶用量出汁率果汁澄清度

第11页(3)试验结果榨出果汁量与果胶酶用量关系(或反应速率与酶用量关系)画出坐标曲线。答案：第12页酶制剂表面活性剂第13页蛋白质多肽甘油脂肪酸淀粉纤维第14页2．探究不一样加酶洗衣粉对衣物污渍洗涤效果(1)试验原理：酶催化作用含有__________，复合酶洗衣粉加入酶制剂种类__________，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有很好洗涤效果。(2)试验变量①自变量：____________种类。②无关变量：其它条件相同且适宜(如温度、pH等)。专一性较多加酶洗衣粉第15页(3)试验步骤(4)试验结论：复合酶洗衣粉洗涤效果比单一加酶洗衣粉洗涤效果好。步骤烧杯编号ⅠⅡⅢ注入自来水500mL500mL500mL加入物质(等量)__________奶渍布奶渍布控制水温37℃

37℃__________加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒搅拌5min5min5min观察试验现象颜色浅__________颜色浅奶渍布37℃已消失

第16页载体回收

葡萄糖异构酶果糖酶颗粒酶颗粒反应溶液第17页2．固定化细胞技术(1)概念：是利用__________或__________方法将酶或细胞固定在一定空间内技术。(2)惯用方法(连线)物理化学第18页蒸馏水活化冷却

第19页CaCl2溶液30minCaCl2溶液10%葡萄糖气泡酒

第20页人体为何不能从食物纤维中取得能量？[提醒]人体内缺乏消化纤维素纤维素酶和果胶酶，所以人体不能从食物纤维中取得能量。第21页答案A第22页解析了解试验过程中对照性标准是解题关键。比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果，设计对照试验时，应该用蛋白酶洗衣粉和普通洗衣粉进行对照。第23页答案B第24页解析了解试验过程中控制无关变量应该适宜并相同是解题关键。依据试验设计对照标准和单因子变量标准，水温是本研究自变量，要有温度梯度，各组试验温度不能相同，其它无关变量要保持适宜且相同。该试验用布料大小、水量要适中，不是布料越大、水量越多试验效果越好。第25页答案B第26页解析因为温度会影响酶活性，所以不能先用热水溶解洗衣粉，A项错误；该试验目标是探究两种洗衣粉洗涤效果，所以观察指标是相同洗涤时间内污渍残留程度，B项正确；酶含有适宜pH值，在适宜pH下，加酶洗衣粉洗涤效果高于普通洗衣粉，但高于或低于适宜pH时结果相反，C项错误；酶含有专一性，所以衣物质地和洗衣粉用量都会影响试验结果，D项错误。第27页考点突破第28页1．果胶酶与纤维素酶比较酶在果汁生产和洗涤方面应用种类组成作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶分解果胶为可溶性半乳糖醛酸纤维素酶C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶纤维素

C1酶CX酶纤维二糖

葡萄糖苷酶葡萄糖第29页2．探究影响果胶酶活性原因(1)试验标准：对照标准、单一变量标准，严格控制变量，尽可能降低无关变量影响。(2)试验原理：果胶酶活性受温度、pH和酶活性抑制剂影响。在最适温度和最适pH时，酶活性最高，果肉出汁率、果汁澄清度都与果胶酶活性大小成正比。(3)设计试验：探究最适温度时，pH为无关变量，最好是最适pH；探究最适pH时，温度为无关变量，最好是最适温度。第30页3．探究果胶酶用量(1)本试验中要严格控制温度、pH、反应时间和底物用量等无关变量对试验影响。(2)试验设计：探究果胶酶最适用量时，最适用量是在温度、pH等最适宜条件下测出来。(3)试验分析①假如伴随酶浓度增加，过滤得到果汁体积也增加，说明酶量不足。②当酶浓度增加到某个值后，再增加酶用量，过滤得到果汁体积不再改变，说明酶用量已经足够，这个值即为酶最适用量。第31页4．探究不一样种类加酶洗衣粉洗涤效果(1)试验原理：酶催化作用含有专一性，复合酶洗衣粉加入酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有很好洗涤效果。(2)试验变量控制①自变量：加酶洗衣粉(酶种类)。②无关变量：其它条件(如温度、pH等)相同且适宜。第32页(3)试验步骤(4)试验结论复合酶洗衣粉洗涤效果比单一加酶洗衣粉洗涤效果好。步骤烧杯编号ⅠⅡⅢ注入自来水500mL500mL500mL加入物质(等量)奶渍布奶渍布奶渍布控制水温37℃37℃37℃加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒搅拌5min5min5min观察试验现象颜色浅已消失颜色浅第33页[高考警示](1)在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要确保底物和酶到达所要求温度或pH条件，以防止混合后条件改变，确保试验结果可靠性。(2)同等条件下酶促反应速率快慢能够表示酶活性高低，但酶活性与酶促反应速率依然是两个完全不一样概念，其影响原因也不完全相同，如酶浓度、反应物浓度能够影响酶促反应速率，但不能影响酶活性。第34页解析果胶酶是一个复合酶。答案C第35页第36页⑥实际生活中，用加酶洗衣粉水温在25℃～35℃之间较适宜⑦温度过高或过低均不宜用加酶洗衣粉⑧使用加酶洗衣粉时应注意衣服承受能力A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①②④⑤⑥⑦⑧C．①②③④⑤⑥⑦ D．①②③④⑤⑦⑧解析依据加酶洗衣粉特点分析回答。答案B第37页[技巧点拨]相关加酶洗衣粉三点提醒(1)比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉洗涤效果试验中，试验变量为洗涤剂，设计时应遵照单一变量标准、对照性标准，有效地控制其它变量，如水用量、污物量、试验用布质地大小、两种洗衣粉用量、搅拌及洗涤时间等。第38页(2)探究加酶洗衣粉最适温度试验中，依据实际生活中情况，温度梯度可深入设置为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃，若测出40℃时洗涤效果很好，应设置更细试验组，如35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃，直至测出详细最适温度。(3)在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最正确洗涤效果条件，如最适温度、pH，还要考虑衣物承受能力，如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题；因为污渍成份比较复杂，普通选择复合加酶洗衣粉，以降低用量。第39页1．固定化酶和固定化细胞技术(1)将酶或细胞固定化方法①包埋法：将酶或细胞包埋在不溶于水多孔性载体中。②化学结正当：将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上。固定化酶与固定化细胞技术第40页③物理吸附法：将酶分子吸附在载体表面上。普通来说，酶更适合采取化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采取包埋法固定化，这是因为个大细胞难以被吸附或结合，而个小酶轻易从包埋材料中漏出。(2)固定化细胞惯用载体材料惯用载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。第41页2．直接使用酶、固定化酶、固定化细胞比较直接使用酶固定化酶固定化细胞酶种数一个或几个一个一系列酶制作方法化学结合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化是否需要营养物质否否是反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)小分子物质第42页直接使用酶固定化酶固定化细胞缺点①对环境条件非常敏感，易失活②难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列酶促反应反应物不易与酶接触，尤其是大分子物质，反应效率下降优点催化效率高、耗能低、低污染①既能与反应物接触，又能与产物分离②能够重复利用成本低、操作轻易实例果胶酶固定化葡萄糖异构酶固定化酵母细胞第43页[高考警示]固定化试验中易错点总结(1)海藻酸钠溶液浓度对包埋酵母细胞数量影响①海藻酸钠溶液浓度过高，将极难形成凝胶珠。②浓度过低，形成凝胶珠所包埋酵母细胞数量少。第44页(2)海藻酸钠溶液配制注意事项①海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热，防止海藻酸钠发生焦糊。②将溶化后海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，防止高温杀死酵母细胞。③固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠酵母细胞混合液用注射器迟缓滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠形成。第45页第46页A．刚溶化海藻酸钠应快速与活化酵母菌混合制备混合液B．图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠C．图2发酵过程中搅拌目标是为了使培养液与酵母菌充分接触D．图1中制备凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中第47页解析溶化海藻酸钠应冷却至室温后与活化酵母菌混合，A项错误。海藻酸钠与酵母菌混合液应滴入CaCl2溶液中，以制备凝胶珠；凝胶珠用蒸馏水冲洗2～3次后，可转移到发酵装置中；搅拌可使酵母菌与培养液充分接触，有利于发酵顺利进行，故B、C、D三个选项正确。答案A第48页第49页第50页解析将酶固定化后，可使酶在催化反应之后不随产物流走，能够重复利用；将细胞固定化后，能够将一个细胞内各种酶同时进行固定。海藻酸钠普通不能参加化学反应，同时，在高温下轻易溶化，温度降低时又形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌好材料。图①为化学结正当，图②为吸附法，图③为包埋法。凝胶珠是高温下溶化海藻酸钠与酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成，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，而不是圆形凝胶珠。第51页答案(1)酶既能与反应物接触，又轻易与产物分离，固定在载体上酶能重复利用多酶系统(或一系列酶、各种酶)(2)海藻酸钠③包埋法(3)CaCl2海藻酸钠溶液浓度过高(或针筒口离液面过近，高度不够)第52页思维导图第53页关键点强记1．果胶酶在果汁生产中作用：(1)果胶酶组分：果胶酶是催化果胶分解一类酶总称，包含多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。(2)酶活性影响原因：①影响酶活性原因：温度、pH和酶抑制剂等。②影响酶促反应速度原因：酶活性、底物浓度和酶用量等。第54页2．影响加酶洗衣粉洗涤效果原因：温度、酸碱度和表面活性剂等。3．酶固定化：(1)酶固定化技术优点：主要处理了酶回收利用问题。(2)惯用方法：物理吸附法、化学结正当和包埋法等。第55页第56页答案C解析用玻璃棒搅拌加酶果泥时间属于无关变量，各组必须保持相同。第57页答案A第58页解析加酶洗衣粉中酶是完全游离状态，不是固定化酶，A错误；温度影响酶活性，不一样温度必将影响加酶洗衣粉洗涤效果，B正确；普通洗衣粉中含磷相对较多，含磷污水排放到水体中，可造成水体富营养化而污染水体，而加酶洗衣粉能够降低表面活性剂和三聚磷酸钠用量，使洗涤剂朝低磷无磷方向发展，降低对环境污染，C正确；加酶洗衣粉中纤维素酶作用主要是使纤维素结构变得蓬松，从而使得渗透纤维深处尘土和污垢能够与洗衣粉接触，最终到达更加好去污效果，D正确。第59页答案B解析制作固定化酶目标：一是能够顺利从发酵产物中把酶分离出来；二是使酶重复利用。从题目中看出，选项B是正确。第60页第61页水温/℃1020304050组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙去除血渍时间/min67668852518336347711126891167去除油渍时间/min93789587639182468575277769868第62页(1)提升洗衣粉去污能力方法有________________________________________，甲组在洗衣粉中加入了__________，乙组在洗衣粉中加入了__________________________。(2)甲、乙组洗涤效果差异，说明酶作用含有__________。(3)假如甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一个污渍，请比较这3组洗涤效果之间差异并说明理由。_______________________________________。第63页(4)加酶洗衣粉中酶是用特殊化学物质包裹，遇水后包裹层很快溶解，释放出来酶快速发挥催化作用。请说明这是否利用了酶固定化技术及其理由。_______________________________________________。答案(1)加酶和适当提升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)未利用酶固定化技术，因为酶未固定在不溶于水载体上，也不能重复利用第64页解析加酶洗衣粉中添加了各种酶制剂，如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等。这些酶制剂不但能够有效地去除衣物上污渍，而且对人们没有毒害作用，而且这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解，不会污染环境。既然是酶制剂，就具备酶特征，需要适宜温度和pH，含有专一性；温度过高时，酶变性失活，三者几乎没有差异；固定化后酶在保持原有催化活性同时，又能够同普通