生物学案：第三章第一节酶的制备和应用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第一节酶的制备和应用学习目标重点难点1.能记住酶活力的概念，并能够写出其表示方法。2．能说出洗涤剂中常用的酶制剂。3．能说出果胶酶的制备流程。重点：能分析不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物的洗涤效果。难点：能分析相关酶的实验设计。一、酶活力的测定1．酶活力酶活力也称为________,是指酶在催化一定的化学反应时表现出来的能力，通常用________________即酶促反应过程中单位时间内______________或______________来表示，其单位为“______”.2．影响酶活力的因素生物体内具有______功能的有机物称为酶，酶分子易受一些物理因素（如____、________）和化学因素（如____、____、__________等）的作用而变性，从而丧失活力;因此，酶活力的高低会受______、____、________等多种因素的影响。3．果胶果胶是植物__________和________的重要成分，在植物的细胞或组织间起______作用，它的分解将会引起细胞之间的离散。预习交流在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，利用哪种物质可以除去细胞壁？能否利用盐酸除去细胞壁？二、洗涤剂中常用的酶制剂1．各种洗涤产品各种洗涤产品按产品的外观形态可分为______、____________和____________等多种类型，化学洗涤剂的去污能力主要来自____________。2．洗涤剂中添加的酶________能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的______,使污迹容易从衣物上脱落；脂肪酶可将______最终分解为______和________；淀粉酶可将______水解成______、________等；纤维素酶可将________最终分解为________，以达到去污的目的.因此，蛋白类纤维（如羊毛、蚕丝等）织物等就不能用________来洗涤.预习交流1．普通洗衣粉的超量使用，很容易造成水体的污染，为什么？2．加酶洗衣粉与普通洗衣粉的成分有何异同?3．洗涤剂中不能直接去除污垢，但能增强洗涤效果的成分是什么？答案：一、1。酶活性酶促反应的速率底物的减少量产物的生成量IU2．催化热紫外线酸碱有机溶剂温度pH激活剂3．细胞间质细胞壁黏合预习交流：提示：细胞壁的主要成分是果胶和纤维素，用果胶酶和纤维素酶能除去细胞壁且不损伤细胞内部结构;不能，虽然用盐酸也能破坏细胞壁，但同时也杀死了细胞,破坏了细胞内部结构。二、1。肥皂合成洗衣粉液体洗涤剂表面活性剂2．蛋白酶多肽脂肪甘油脂肪酸淀粉糊精麦芽糖纤维素葡萄糖蛋白酶预习交流：1．提示：普通洗衣粉含有较多的助洗剂磷酸盐，含磷污水的排放可导致微生物和藻类的大量繁殖，导致水体缺O2进而导致鱼虾的大量死亡（水体富营养化）。2．提示：加酶洗衣粉不是简单地在普通洗衣粉中加入一定量的酶制剂,与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉还减少了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量,使洗涤剂朝着低磷或无磷的方向发展，有利于减少污染.3．提示：纤维素酶虽不能直接去除衣物上的污垢，但能使纤维的结构变得蓬松,从而使渗入纤维深处的尘土和污垢能够与洗涤剂充分接触,使洗涤剂的去污效果更好.在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点一、酶活力的测定1．酶催化能力高低的衡量标准是什么？2．高温或低温对酶的影响是否相同？酶经高温或低温处理后,再恢复最适温度，酶的活性能否恢复？3．pH对酶的影响有什么特点？下列能表示酶活性高低的是（）。A．单位时间、单位体积内反应物的总量B．一段时间后生成物的总量C．一段时间后，一定体积中消耗的反应物的量D．单位时间、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量影响酶活性的因素有温度、pH、酶的抑制剂等，影响酶促反应的因素有酶量、酶活性以及影响酶活性的一切因素、底物浓度等。二、果胶酶的制备1．制作果汁时怎样才能使出汁率高、用时短、果汁沉淀少？2．果胶酶是一种酶吗？如果不是,含有哪几种酶？3．写出果胶酶的制备流程(学生阅读教材P47)（1）将50g新鲜水果或蔬菜洗净，在预冷的______内用剪刀迅速剪碎后______，边研磨边加入质量分数为10%的______溶液50mL，制成________。(2）漏斗中放置________或5层纱布过滤匀浆液，收集______。(3)以4000r/min的离心速率离心滤液________。（4）离心完毕后，果胶酶主要存在于离心管的________中,迅速将其倒入小烧杯中，用物质的量浓度为0.1mol/L的冰醋酸将pH调至______，在__________下保存备用。4．观察果胶酶对苹果匀浆液的作用阅读教材P47内容填写下列表格。项目试管1（实验管)试管2(对照管）苹果匀浆/mL30____上清液/mL________90℃________澄清度________1．下列有关果胶酶的说法不正确的是（）。A．果胶酶是多种酶的总称B．果胶酶的化学本质是蛋白质C．果胶酶是有机物，易溶于有机溶剂乙醇D．果胶酶可把果胶质分解成半乳糖醛酸2．下列是有关酶的应用以及微生物的培养与应用等问题，请分析回答下列问题。工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率,为研究温度对果胶酶活性的影响，某学生设计了如下实验：①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10℃③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液,测量果汁量(如图C）.④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:温度/℃1020304050607080果汁量/mL813152515121110根据上述实验，请分析回答下列问题。（1）实验结果表明，当温度为__________附近时，果汁量最多，此时果胶酶的活性__________.（2）果胶酶作用于一定量的某种物质(底物），保持温度、pH在最适值，生成物量与反应时间的关系如下图：在35分钟后曲线变成水平是因为____________.若增加果胶酶浓度，其他条件不变，请在下图中画出生成物量变化的示意曲线.1．果胶酶的来源及应用植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一,被广泛地应用于果汁加工业。水果汁液中含有果胶，用含有果胶的果汁制备的浓缩果汁黏稠，而且稳定性较差。果汁经果胶酶处理后，黏度迅速下降，过滤速度可提高10～20倍，澄清度达93％～98%，澄清倍数在4～21之间,经果胶酶澄清处理后的果汁,无论是直接还是浓缩后用来制成的成品果汁，均具有较好的稳定性。果胶能引起果酒失光、浑浊和出现沉淀,在果酒制备过程中使用果胶酶，不仅使酒易于澄清和过滤，而且使酒的收集率和成品酒的稳定性均提高。2．果胶酶的活性受pH、温度等很多因素的影响，因此探究某种因素对果胶酶活性的影响时，要保证单一变量原则及对照性原则。三、加酶洗衣粉的洗涤原理及影响因素1．阅读教材P49内容填写下列空白。（1）加酶洗衣粉是指含有________的洗衣粉.(2）目前常用的四类酶制剂：________、________、淀粉酶和__________。（3）作用原理：①蛋白酶可将________水解为______________。②脂肪酶可将______水解为______和________。③淀粉酶可将______水解为________.④纤维素酶使纤维素结构变得蓬松，使渗入到纤维深处的尘土和污垢与洗衣粉充分接触。2．探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果.(1)实验遵循的原则：实验变量为洗涤剂，设计时应遵循单一变量原则、对照性原则,有效地控制其他变量，如水的用量、污染物的量、所用实验用布的质地大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间。（2）实验过程(阅读教材P50，填写表格内容）项目烧杯1烧杯2蒸馏水500mL______水温______30～50污染布____________普通洗衣粉______—加酶洗衣粉—______洗涤效果________（3）上述实验的自变量是什么？因变量是什么？(4)为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量加酶洗衣粉的水内数小时?如何缩短衣物的浸泡时间?（5)为什么水温以30～50℃(6）洗涤衣物时，除了考虑洗涤的效果外，还要考虑哪些因素？（7）为什么使用加酶洗衣粉洗衣后，须彻底清洗双手？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。水温/℃1020304050组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍时间/min67668852518336347711126891167清除油渍时间/min93789587639182468575277769868（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℃________________________________________________________________________。1．常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例种类洗涤原理洗涤实例蛋白酶可将蛋白质水解为易溶于水的小分子的肽或氨基酸血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢脂肪酶把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、口红淀粉酶能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖来自面条、粥等的污垢纤维素酶使纤维结构变得蓬松,使渗入到纤维深处的尘土和污垢与洗衣粉充分接触—2。实验设计中的变量控制和对照实验探究的问题变量对照组实验组普通、加酶洗衣粉洗涤效果的区别洗衣粉类型普通洗衣粉＋污物加酶洗衣粉＋污物加酶洗衣粉的最适温度温度温度梯度下的洗涤效果互为对照不同类型加酶洗衣粉的洗涤效果加酶洗衣粉种类不同加酶洗衣粉的洗涤效果互为对照答案：活动与探究一：1．提示:酶催化能力即酶的活性，可用催化的某一化学反应的反应速率衡量。2．提示：不同。高温使酶的分子结构发生改变（被破坏），活性丧失；低温下酶的分子结构不变,活性降低。酶经高、低温处理后，再恢复到最适温度，经高温处理后的酶活性不能恢复，但经低温处理后的酶活性可恢复。3．提示:酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升高；高于最适pH时,随着pH的升高，酶的活性逐渐下降。pH过高或过低会使蛋白质变性，当蛋白质变性后，酶也就完全丧失了活性。迁移与应用：D解析：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反应速率来表示。酶反应速率用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示.活动与探究二：1．提示：榨汁时加入果胶酶或纤维素酶。2．提示：果胶酶不是一种酶，而是一类酶,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶.3．(1)研钵研磨NaCl匀浆液（2）滤纸滤液（3）15min（4）上清液3～40～4℃4．3030无无30高低迁移与应用：1．C解析:果胶酶包含多种酶；果胶酶的化学本质是蛋白质；果胶酶不易溶于有机溶剂乙醇；果胶酶可把果胶质分解成半乳糖醛酸。2．解析：从实验数据分析:在40℃附近时，果汁量最多，这说明此时的果胶酶催化活性最大，因为底物的量是一定的，所以生成物的量达到最大值即不再发生变化；增加酶的浓度可以使反应更快地达到平衡点,即在更早些时候反应结束,但生成物的总量不会发生变化。答案:(1）40℃最大（2）底物消耗完毕如下图活动与探究三：1．（1)酶制剂（2）蛋白酶脂肪酶纤维素酶（3）①蛋白质可溶性的多肽②脂肪甘油脂肪酸③淀粉麦芽糖2．（2）500mL30~50℃加入加入加入加入差好（3）提示：普通洗衣粉和加酶洗衣粉是自变量；洗涤效果是因变量。（4)提示：是为了使洗衣粉中的蛋白酶等酶充分地分解衣物中的蛋白质等污渍；用温水浸泡衣物可以缩短衣物的浸泡时间，因为酶的催化作用需要适宜的温度。（5）提示：保证酶活性的最佳温度。（6）提示:还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。（7)提示：人体皮肤细胞中含蛋白质,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，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。迁移与应用：解析：酶的作用条件温和，需要适宜的温度才能发挥其作用，因此增强洗涤效果除了添加酶外还要控制好适宜的水温，水温达到80℃时酶会失活.酶具有专一性,血渍主要成分为蛋白质，洗涤时洗衣粉中需要添加蛋白酶；油渍主要成分为脂肪，洗涤时洗衣粉中需要添加脂肪酶。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1．果汁生产中主要应用的酶包括（）。A．淀粉酶、果胶酶B．脂肪酶、淀粉酶C．果胶酶、纤维素酶D．蛋白酶、纤维素酶2．在验证某种加酶洗衣粉需要的最适温度实验中，叙述正确的是（).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，看哪一个温度中洗涤效果最好B．在不同温度的水中，加入不等量洗衣粉,看哪种效果好C．将加酶洗衣粉加入30℃水中发现不如加到45℃的水中洗涤效果好，说明D．将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37℃