选修一-专题4-酶的研究与应用市公开课一等奖省赛课微课金奖课件

1/452/45一、果胶酶在果汁生产中作用1．果胶酶组成及作用：果胶酶包含

、

和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性半乳糖

醛、酸，瓦解

和胞间层。2．酶活性及影响酶活性原因(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

等条件都会影

响酶活性。多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶植物细胞壁反应速度酶抑制剂3/453．研究温度对果胶酶活性影响试验(1)试验方案：确定

→探讨控制温度方法和办法。(2)试验程序：制备水果泥→制备果胶酶→水果泥与果胶酶分

别

→将水果泥和果胶酶

→过滤出果汁→

统计果汁量→改变不一样

后，重复上面试验。(3)统计试验数据，并填入表格。(4)得出结论：取得果汁越多，或果汁越澄清，表明果胶酶

越高。温度梯度水浴保温混合保温温度活性4/45二、探讨加酶洗衣粉洗剂效果1．加酶洗衣粉和酶制剂加酶洗衣粉是指含有

洗衣粉，惯用酶制剂有四类：

、脂肪酶、

和纤维素酶。2．加酶洗衣粉去污机理碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有大分子

水解成

可溶性氨基酸或小分子肽。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶

分别把大分子脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质。酶制剂蛋白酶淀粉酶蛋白质5/453．不一样种类洗衣粉洗涤效果酶含有

，复合酶洗衣粉中加入

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。三、酵母细胞固定化1．固定化酶应用实例固定化酶技术使用反应柱上孔应该满足酶颗粒无法

经过，反应溶液自由出入条件。专一性酶制剂6/452．固定化细胞技术(1)概念：固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或

细胞固定在

技术。(2)方法：包含包埋法、化学结正当和

。(3)酶更适合采取

和物理吸附法固定，细胞多采取

固定。(4)固定化细胞优点：与固定化酶相比，制备成本低，操作轻易。3．制备固定化酵母细胞试验操作步骤

酵母细胞活化→配制0.05mol·L－1CaCl2溶液→配制海藻酸

钠溶液→海藻酸钠溶液与

混合→固定化酵母细胞。一定空间内物理吸附法化学结正当包埋法酵母细胞7/458/45考点一探究果胶酶活性影响原因及其用量命题解读近几年高考题中即使本部分所占分值不大，不过每年都有所考查，形式上以简答题为主，难度较易，命题常联络果汁加工生产、加酶洗衣粉等生产生活实际，考查酶特征探究试验分析与设计。预计高考仍将延续这种考查角度和难度。9/45[示例1]

工业生产果汁时，经常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提升水果出汁率，为研究温度对果胶酶活性影响，某同学设计了以下试验：Ⅰ：将果胶酶与苹果泥分装于不一样试管，在10℃水浴中恒

温处理10分钟(如图甲所表示)。10/45Ⅱ：将步骤Ⅰ处理后果胶酶和苹果泥混合，再次在10℃水

浴中恒温处理10分钟(如图乙所表示)。Ⅲ：将步骤Ⅱ处理后混合物过滤，搜集滤液，测量果汁量(

如图中丙所表示)。Ⅳ：在不一样温度条件下重复以上试验步骤，并统计果汁量，

结果以下表：果汁量/mL813152515121110温度/℃102030405060708011/45依据上述试验，请分析回答以下问题：(1)果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶能够分解细胞壁中

果胶，产物是_______________________________________。(2)为何该试验能够经过测定滤出苹果汁量大小来判断

果胶酶活性高低？_________________________________。(3)下列图中A、B、C图依次表示果胶酶浓度一定时，果胶酶反

应速度与反应物浓度、温度、pH之间关系，据图完成下

列问题：12/45①图A中，反应物到达某一浓度时反应速度不再上升原因是____________________________________________。②图B中，曲线ab段表明________________，曲线bc段表明________________________________________。③将装有果胶酶与反应物甲、乙两支试管分别放入12℃和90℃水浴锅中，20分钟后取出转入40℃水浴锅中保温，两支试管内反应是：甲________，乙__________。④图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应速率随pH改变曲线，试验时可依据________________来判定果胶酶最适pH。13/45[解析]

(1)果胶酶催化植物细胞壁中果胶分解成为半乳糖醛酸。(2)该试验中衡量结果指标有两项，一是观察在相同时间内，滤出苹果汁量多少，量多说明果胶酶活性高，将果胶分解得多，使果汁更加好地流出；二是观察果汁澄清度。(3)酶是生物体内含有催化能力有机物，绝大多数是蛋白质，其催化效率受反应物浓度、温度、pH影响。①图A中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速度快速上升；当反应物到达一定浓度时，随反应物浓度增加，反应速度不再增加。这是因为酶即使有高效性，但催化能力也有一定程度，当全部酶都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反14/45应速度也不增加，这时受酶浓度影响。②从a点到b点曲线上升，这是因为温度升高，酶活性升高。曲线bc下降，因为温度超出最适温度，酶活性降低。③因为甲试管温度较低，所以酶活性较低，反应速度很慢，当转入40℃(酶反应适宜温度)水浴锅中加热时，其反应速度快速增加。乙试管在90℃高温下，酶结构被破坏，酶变性失活，当转入40℃水浴锅中保温时，酶活性也不再恢复，故无催化反应。④图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应速率随pH改变曲线，试验时可依据果汁量来判定果胶酶最适pH。

15/45[答案]

(1)半乳糖醛酸(2)果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质能够经过滤纸，所以苹果汁量大小反应了果胶酶催化果胶分解能力(3)①受反应物中酶浓度限制②果胶酶活性随温度升高而升高果胶酶活性随温度继续升高而下降③反应速度加紧无催化反应④果汁量16/45探究温度、pH对酶活性影响及果胶酶用量试验名称(目标)自变量因变量注意事项探究温度对果胶酶活性影响温度果汁量(澄清度)①底物和酶在混合时温度是相同②温度梯度越小，试验结果越准确③苹果泥和果胶酶用量在各个试管应相同④pH应为最适pH17/45试验名称(目标)自变量因变量注意事项探究pH对果胶酶活性影响pH果汁量(澄清度)①温度应为最适温度②pH梯度可用NaOH和HCl调整③用玻璃棒搅拌使反应充分进行探究果胶酶用量果胶酶用量果汁量(澄清度)①制备苹果匀浆后快速加热，使苹果浆中果胶酶变性②温度、pH应为最适且保持不变18/451．以下相关果胶酶及与果胶酶试验探究相关叙述正确

是(

)A．探究果胶酶用量时，pH、温度不影响试验结果

B．果胶酶包含多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖

异构酶等

C．探究温度对果胶酶活性影响时，温度、苹果泥、果胶

酶用量及反应时间等都是变量

D．能够用相同时间内过滤得到果汁体积来确定果胶酶

用量19/45解析：探究果胶酶用量时，pH、温度会影响试验结果；葡萄糖异构酶不属于果胶酶；探究温度对果胶酶活性影响试验中，温度为单一变量，其它原因保持不变。答案：D20/452．关于探究果胶酶最适用量试验，叙述错误是(

)A．配制不一样浓度果胶酶溶液，并在各组中加入等量

该溶液

B．调整pH，使各组中pH相同而且处于适宜状态

C．用玻璃棒搅拌加酶果泥，搅拌时间能够不一样

D．在相同且适宜温度条件下进行试验解析：探究果胶酶最适用量试验是一个对照试验，必须遵照单一变量标准和等量标准。惟一变量是果胶酶用量，其余无关变量如pH、温度、搅拌时间、反应时间都应相同。答案：C21/45考点二酵母细胞固定化命题解读固定化酶和固定化细胞在生产中可节约成本，含有主要科研价值，成为近几年高考考查热点之一，形式上选择题和简答题都有出现。预计在今后高考中以生产实例来考查固定化细胞和固定化酶这两种技术区分与联络。22/45[示例2]

某一试验小组同学，欲经过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵试验，试验材料及用具齐全。(1)酵母细胞固定化采取方法是____________________。(2)请你说一说，该试验小组同学在制备固定化酵母细胞过程中应注意事项：(最少写出3点)①____________________________________________；②____________________________________________；③____________________________________________。23/45(3)该试验小组用如图所表示装置来进行葡萄糖发酵：①请指出标号为a、b、c名称：

a．________________、

b.________________、

c.________________。②从上端漏斗中加入反应液浓度

不能过高原因是_____________________________。③为使该试验中所用到固定化酵母细胞能够重复利用，

试验过程中，一定要在

________条件下进行。24/45④加入反应液后操作是

_______________________________________________。⑤装置长导管起到什么作用？

_______________________________________________。(4)试验过程中，可能得到现象：

_________________________________________________，试验过程中，装置内可能会发生反应式为：

_________________________________________________。25/45[解析]酵母细胞属于较大细胞，用包埋法包埋在多孔筛板里。回答“制备固定化酵母细胞过程中应注意事项”含有一定开放性，按试验过程进行分析，合理即可。依据渗透作用原理，若加入反应液浓度过高，酵母细胞经过渗透作用失水过多，造成死亡。酵母细胞进行酒精发酵，会产生酒精和二氧化碳。26/45[答案]

(1)包埋法(2)①配制氯化钙溶液时应用蒸馏水②海藻酸钠溶液应用小火或间断加热③海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞(3)①固定化酵母反应柱多孔筛板②浓度过高酵母细胞因失水过多而死亡③无菌④关闭活塞1和活塞2

⑤释放CO2，预防空气进入反应柱(4)有气泡产生、有酒味散发C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O；C6H12O62C2H5OH＋2CO227/45直接使用酶、固定化酶、固定化细胞比较

类型项目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惯用载体高岭土、皂土、硅胶、凝胶明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺制作方法化学结合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化28/45

类型项目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靠近，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29/45固定化细胞使用都是活细胞，在应用时要注意为其提供适宜生存条件。固定化细胞因为确保了细胞完整性，因而酶环境改变小，所以对酶活性影响较小。30/453．在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，

到了70年代又创造了固定化酶与固定化细胞技术。

(1)在实际生产中，固定化酶技术优点是

________________________________________________。与固定化酶技术相比，固定化细胞技术固定是

__________________________________________________。

(2)制备固定化酵母细胞，惯用包埋材料是____________，

使用了以下列图所表示方法[

]________(填出号码及名称)。31/45(3)制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀酵母细胞溶液可在饱和________溶液中形成凝胶珠。部分同学试验制得凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是________________。32/45解析：将酶固定化后，能使酶在催化反应之后并不进入产物溶液，可重复使用；将细胞固定化后，即能够将一个细胞内各种酶同时进行固定；海藻酸钠不能参加化学反应，在高温时轻易熔化，温度降低时又能够形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌好材料；图示①为共价键(化学)结正当、②为吸附法、③为包埋法；凝胶珠是用高温下熔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。33/45答案：(1)酶既能与反应物接触，又轻易与反应物分离，固定在载体上酶能重复使用多酶系统(一系列、各种酶)(2)海藻酸钠③包埋法(3)CaCl2海藻酸钠浓度过高(或针筒离液面过近，高度不够)34/4535/45[示例]

为探究洗衣粉加酶后洗涤效果，将一个无酶洗衣粉分成3等份，进行3组试验。甲、乙两组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不一样温度下清洗同种化纤布上2种污渍，其它试验条件均相同，下表为试验统计。请回答以下问题：36/45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(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________________。37/45(2)甲、乙两组洗涤效果差异，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：

_______________________________________________。(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：

________________________________________________。38/45(5)加酶洗衣粉中淀粉酶能够从霉菌中提取，用固体培养

基分离、纯化霉菌方法是________。羊毛、蚕丝等

织物________(填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤，

因为_______