（浙江选考）高考生物一轮总复习第九单元生物技术实践第31讲酶的应用课件.ppt

1、第31讲酶的应用,第九单元 生物技术实践,考点一果胶和果胶酶,考点二-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,模拟演练,课时训练,内容索引,1.果胶 (1)果胶的化学组成：由 组成，是_ 的主要成分。 (2)果胶与果汁加工：果胶不仅影响出汁率，还会使果汁 。,知识梳理,半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯,植物细,浑浊,胞壁,2.果胶酶 (1)来源：黑曲霉、苹果青霉等。 (2)组成：果胶酶并不是特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，主要包括 酶和 酶。 (3)作用：将果胶分解成可溶性的分子，使出汁率提高，也使浑浊的果汁变得 。,果胶,果胶甲酯,澄清,3.探究利用苹果或山楂匀浆制作果汁的最佳条件的实验 (

2、1)实验原理 果胶 半乳糖醛酸半乳糖醛酸甲酯。 果胶酶的活性受温度(或pH)的影响，处于最适温度(或pH)时活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的 成正相关。 果胶不溶于乙醇。,活性大小,(2)实验流程设计,1、3、4,2,(3)实验结论：果胶酶能分解果胶，提高果汁的澄清度。,1、3、4,2,4.关于果胶酶的三个实验的变量分析,混合时的温度,温度,果汁量,最适,果胶酶变性,果胶酶,的用量,1.探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实验中，因变量都相同，该因变量是什么？ 提示三个实验的因变量都是果汁量或果汁的澄清度。 2.探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实验中，

3、都需要设置多组实验，相邻两组之间都有一定的“差值”(如“温差”、“pH差”)，该“差值”的大小与实验的误差大小有何联系？ 提示该差值大小与实验误差的大小成正相关，即差值越小则误差越小，差值越大则误差越大。,提示,3.表格分析：下表是某小组利用部分材料进行的有关实验(“/”表示不加)，提供材料如下。现有磨浆机、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液等实验材料及试剂。请回答下列4个问题：,(1)表中处的内容是 。 (2)若要验证果胶酶的作用，应把 两个试管同时取出并过滤相同时间，观察并比较，预期的实验现象与结果是 。 (3)比较试管甲、丙、丁可知，其实验目的是探究pH对果

4、胶酶活性的影响。为确保实验成功，请将表中的编号正确排序(用数字和箭头表示)： 。 (4)如果要用此实验做“探究果胶酶的最适用量”，请简要写出实验思路： _ 。,加入质量分数为2%的果胶酶溶液,甲与乙,甲果汁比乙果汁澄清,2314,配制不同浓度的果胶酶溶液，恒温下加入等量苹果泥，观察果汁的澄清,度，果汁最澄清组对应的酶用量即为酶的最适用量,1.(2016温州中学测试)探究温度对果胶酶活性影响的实验中，得到如下实验结果。据此分析其中不正确的是,解题探究,解析,A.实验过程中应先将苹果泥和果胶酶分别调节到对应温度后再混合 B.为了实验结果的科学性，各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同 C.应在50

5、55 设置更细温度梯度进行实验，探究果胶酶的最适温度 D.该实验结果表明高温能使果胶酶失活，但高温也可能促进果胶分解,答案,解析实验过程中应先将苹果泥和果胶酶分别调节到对应温度后再混合，A项正确； 为了实验结果的科学性和控制单一变量，各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同，B项正确； 实验中的温度梯度跨度较大，要想确定最适温度，需要设置更细温度梯度进行实验，分析数据可知，应在4555 设置更细温度梯度进行实验，探究果胶酶的最适温度，C项错误； 高温可以使酶失活，由表格数据可以看出，高温也可能促进果胶分解，D项正确。,2.(2017湖州期末)果胶酶能够催化果胶分解，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨

6、取果汁更容易，也使得浑浊的果汁变得澄清。请回答下列有关果胶酶的问题： (1)探究温度对果胶酶活性影响的实验步骤： 用搅拌器制苹果泥； 取6个烧杯编号1、2、3、4、5、6，依次注入适量的30 、35 、40 、45 、50 、55 的水，恒温水浴； 每一烧杯中放入两支试管，分别装有等量苹果泥和果胶酶，保温3 min； 向每组烧杯中的苹果泥试管中加入相应的等量的果胶酶，振荡试管，反应一段时间； 过滤，比较获得苹果汁的体积。,a.过程中将苹果泥和果胶酶分别装在不同试管中，用相同温度恒温处理后再混合，这样处理的目的是_。 b.有人认为该实验缺乏对照，应补充一组果汁和蒸馏水相混合的实验，你认为有没有必

7、要？原因是_。 c.若继续探究果胶酶的最适用量，则在实验过程中温度、_ _等因素应保持不变(列举两例)。,答案,解析,保证底物和酶在混合时的温度是相同的,没有必要；实验的不同温度梯度之间可形成相互对照,pH、果胶酶浓度、,果泥量,解析a.苹果泥和果胶酶分别恒温处理再混合，目的是保证底物和酶混合时的温度是相同的，不会发生温度的变化。 b.实验的不同温度梯度之间可形成相互对照，无需补充果汁和蒸馏水混合的实验。 c.若探究果胶酶的最适用量，果胶酶的量是自变量，其他是无关变量，应加以控制，如 pH、温度、果泥量、果胶酶浓度等。,(2)有关果胶酶和纤维素酶的叙述，错误的是_。 A.二者都是蛋白酶 B.催

8、化果胶酶水解的酶是淀粉酶 C.二者都是在核糖体上合成的 D.构成纤维素酶的基本单位是氨基酸,答案,解析,B,解析果胶酶和纤维素酶的化学本质均为蛋白质，二者都是在核糖体上合成的，催化果胶酶水解的酶是蛋白酶，构成纤维素酶的基本单位是氨基酸。,有关果胶酶的2个易错点 (1)果胶酶不是特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称。 (2)在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶达到所要求的温度或pH 条件，以避免混合后条件发生变化，影响实验结果的可信度和可靠性。,1.固定化酶的概念和方法 (1)概念：将水溶性的酶用 的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。 (2)方法：吸附法、 、

9、交联法和包埋法等。 2. -淀粉酶的固定化、淀粉水解的测定实验 (1)-淀粉酶的固定化原理 -淀粉酶作用的最适条件：最适pH为 ，最适温度为 。 方法： 法。 介质：石英砂。,知识梳理,共价偶联法,物理或化学,5.57.5,5075 ,吸附,糊精,麦芽糖,(2)淀粉水解的检测原理,遇碘显蓝色 遇碘显红色 遇碘不显色,(3)实验过程 固定化-淀粉酶，装入注射器中 以0.3 mL/min的流速滴加 过柱 流出5 mL淀粉溶液后接收0.5 mL流出液 滴加 溶液，观察颜色，用水稀释1倍后再观察颜色 以10倍柱体积的蒸馏水洗涤固定化柱，放置在4 冰箱中，几天后重复实验,淀粉溶液,KII2,(4)实验结

10、果,变蓝,浅蓝,红色,红色,(5)实验结论：固定化-淀粉酶能将淀粉水解成 。,糊精,(1)图甲、乙、丙固定化酶的方法分别是 、 、 。 (2)图甲的原理是：将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的 中。图乙的原理是：利用 键、离子键将 相互结合，或将其结合到载体上。图丙的原理是：通过 作用，把酶固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃和离子交换树脂等载体上。,1.热图解读,包埋法,吸附法,共价偶联法和交联法,多孔性载体,共价,酶分子,物理吸附,2.常见固定化方法及其优缺点,范围广,脱落,活性高,活性较低,固定化酶能够连续使用，但不是永久使用。酶是具有生物活性的大分子，因此随着使用次数的增多，酶活性也会降低，如

11、果酶活性降低到一定程度，就会失去使用价值。,3.科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。如图显示的是部分研究结果(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量)，请分析回答下列问题：,(1)从对温度变化的适应性和应用范围的角度分析，图甲所示结果可以得出的结论是 。,固定化酶对温度变化的适应性更强且应用范围更广,(2)图乙曲线表明包埋效果最好时海藻酸钠溶液浓度是多少？当海藻酸钠溶液浓度较低时，酶活力低的原因是什么？ 提示3%；海藻酸钠溶液浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出

12、，数量不足。,提示,1.某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定-淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验结果见下表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通-淀粉酶量相同)。实验表明1号试管中淀粉未被水解，最可能的原因是,解题探究,A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性 B.淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触 C.水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解 D.实验程序出现错误，试管中应先加入碘碘化钾溶液后保温,解析,解析由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不能通过琼脂与酶充分接触，导致淀粉不能被水解而遇碘碘化钾溶液呈现蓝色。,答案,(1)筛选高表达菌株的最简便方法之一

13、是 。一般通过 、 实现。筛选出的菌株在发酵生产之前还需利用 培养基进行扩大培养。,答案,2.(2017杭州模拟)酶经过固定化后，不仅能提高酶的稳定性，而且容易与产物分开，具有可反复使用等优点。如图1为利用枯草杆菌生产-淀粉酶及酶固定化实验流程图，请回答有关问题：,单菌落分离,划线分离法,解析,(稀释)涂布分离法,液体,解析筛选高表达菌株的最简便方法之一就是单菌落分离，常用的方法是划线分离法和涂布分离法；用于扩大培养的培养基通常是液体培养基。,答案,(2)利用物理或化学的方法将-淀粉酶固定在 的介质上成为固定化酶。,非水溶性,解析,解析固定化酶就是利用物理或化学的方法将-淀粉酶固定在非水溶性的

14、介质上。,答案,(3)如图2是实验室中-淀粉酶的固定化装置示意图。实验过程涉及两次蒸馏水洗涤反应柱的操作，所用的蒸馏水体积为装填体积的 ，第二次洗涤的目的是除去 。,10倍,残留的淀粉溶液,解析,解析实验中用10倍体积的蒸馏水洗涤层析柱以除去未吸附的游离的淀粉酶。,(4)若图2中的液体X为淀粉溶液，从反应柱下端接取少量流出液进行KII2颜色测试，结果未呈现红色。下列有关此现象的解释错误的是 A.反应柱中没有-淀粉酶被固定 B.流速过快淀粉未被水解 C.接取的流出液是蒸馏水 D.流速过慢淀粉被水解成葡萄糖,解析,解析淀粉在-淀粉酶的作用下，不会被水解成葡萄糖。,答案,直接使用酶和固定化酶的比较,

15、模拟演练,1,2,3,4,答案,1.下列有关果胶酶及果胶酶实验探究的叙述，正确的是 A.探究果胶酶的用量时，pH、温度不影响实验结果 B.果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等 C.探究温度对果胶酶活性的影响时，温度、苹果泥、果胶酶的用量及反 应时间等都是自变量 D.可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量,解析,解析探究果胶酶的用量时，pH、温度会影响实验结果；葡萄糖异构酶不属于果胶酶；探究温度对果胶酶活性的影响实验中，温度为单一变量，其他因素保持不变。,答案,2.下列关于固定化酶的说法，错误的是 A.固定化酶的不足之处是不能催化一系列反应 B.固定化酶可再次利用

16、，降低了生产成本 C.固定后的酶既能与反应物接触，又能与反应物分离 D.固定化酶易溶于水,1,2,3,4,解析,解析由于酶具有专一性，因此固定化酶不能催化一系列反应，A项正确； 固定化酶可反复利用，降低了生产成本，B项正确； 固定后的酶既能与反应物接触，又能与反应物分离，C项正确； 固定化酶不易溶于水，易与反应物分离，D项错误。,答案,3.(2016浙江4月选考，32节选)请回答与“果汁中的果胶和果胶酶”实验有关的问题： (1)果胶是细胞壁的重要组成成分，其化学本质是 (A.蛋白质B.脂质C.核糖D.多糖)，它在细胞壁形成过程中的主要作用是将相邻的细胞 在一起。,D,1,2,3,4,解析,解析

17、果胶是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成的，其化学本质属于多糖。果胶起着将植物细胞粘合在一起的作用。,粘合,答案,(2)制取果汁时，先用果胶酶将果胶分解成 和半乳糖醛酸甲酯等物质，再用 酶处理，可得到比较澄清的果汁，用适量且浓度适宜的上述两种酶处理时，果汁的出汁率、澄清度与酶的 高低成正相关。,半乳糖醛酸,1,2,3,4,果胶甲酯,解析,解析果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯等物质。要使果汁更澄清，应同时使用果胶酶和果胶甲酯酶。用适量且浓度适宜的上述两种酶处理时，果汁的出汁率、澄清度与酶的活性高低成正相关。,活性,答案,(3)由于果胶不溶于乙醇，故可用乙醇对果胶粗提取物(经酶处理后的混合物)进行 处理，从而得到干制品。,脱水(沉淀),1,2,3,4,解析,解析由于果胶不溶于乙醇，故可用乙醇对果胶粗提取物(经酶处理后的混合物)进行沉淀处理，从而得到干制品。,(1)固定化酶技术将酶固定在 上，使酶既能与 接触，又能与 分离，同时固定在载体上的酶还能 。常用的固定方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。,4.(2017杭州四中期中)在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产