【理想树600分考点 700分考法】2016届高考生物二轮复习 专题16 酶的研究与应用课件

pH
探究果胶酶的用量
果胶酶的用量
①制备苹果泥后迅速加热，使苹果泥中果胶酶变 果汁量(澄清 性 度) ②温度、pH应为最适且保持不变
角度3 探究果胶酶的用量 1．原理提示：本实验是一个探究性的定量实验，所测出的最适用量是在本实验的温度、pH条 件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和pH。 2．确定最适用量的方法：如果随酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量 不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶 的用量已经足够，这个值就是酶的最适用量。
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考点52 固定化酶和固定化细胞
高考考法突破
考法2 固定化酶和固定化细胞技术
角度1 直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较
酶的种数 常用载体 制作方法 直接使用酶 一种或几种 — — 固定化酶 一种 高岭土、皂土、硅胶、凝胶 化学结合法、物理吸附法 固定化细胞 一系列酶 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、 醋酸纤维素、聚丙烯酰胺 包埋法
高考考法突破
考点51 酶在果汁生产、洗涤方面的应 用
本考点结束
考点52 固定化酶和固定化细胞
考点52 固定化酶和固定化细胞
应试基础必备 高考考法突破
考法2 固定化酶和固定化细胞技术
考点52 固定化酶和固定化细胞
应试基础必备
1．固定化酶 (1)原理：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于 水而又有酶的特性的制剂，易于回收，可以重复利用。 (2)特性：与游离酶相比较，稳定性好，与底物和产物容易分离，易于控制，能反 复多次使用；便于运输和贮存，有利于自动化生产。 (3)固定化酶的制作方法：由酶的性质和载体特性所决定，主要包括物理吸附法、 化学结合法和包埋法等。 2．固定化细胞 (1)概念：利用物理或化学方法，将细胞固定在一定空间内的技术。 (2)优点：制备容易、酶的活性高且稳定。 (3)固定化技术：细胞一般采用包埋法进行固定。 (4)应用：固定化酵母细胞发酵。 3．固定化酶和固定化细胞常用的材料 固定化酶常用多孔玻璃和离子交换树脂等载体，而固定化细胞常用琼脂糖、海藻 酸钠(钙)、明胶和聚丙烯酰胺等。
组成 果胶酶 多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、 果胶酯酶 本质 蛋白质 作用 催化果胶水解为可溶性半乳糖醛酸
纤维 素酶
C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶
蛋白质
纤维素
纤维二糖
葡萄糖
考点51 酶在果汁生产、洗涤方面的应 用
角度2 探究影响果胶酶活性因素的实验分析 1．实验原则：遵循单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变 量的影响。 2．实验原理：果胶酶活性受温度、pH和酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时， 其活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小呈正相关。 3．实验流程
棉纺品的表面浮毛
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应试基础必备
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考法1 酶在生产生活中的应用
考点51 酶在果汁生产、洗涤方面的应 用
角度1 影响果汁产量的物质及处理方法 1．影响果汁产量的物质 纤维素和果胶是组成水果的重要物质，这两种物质的存在使制作果汁时存在两个问 题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高、容易发生沉淀。 2．处理方法——酶解法 果胶酶与纤维素酶的比较
考点51 酶在果汁生产、洗涤方面的应用 考点52 固定化酶和固定化细胞
考点51 酶在果汁生产、洗涤方面的应 用
应试基础必备 高考考法突破
考点51 酶在果汁生产、洗涤方面的应 用
考法1 酶在生产生活中的应用
应试基础必备
考点51 酶在果汁生产、洗涤方面的应 用
1．果胶酶在果汁生产中的作用 (1)果胶和果胶酶的作用 ①果胶 a．果胶的成分：果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成 的一种高分子化合物，不溶于水。 b．果胶与果汁加工：果胶影响出汁率，使果汁浑浊。 ②果胶酶 a．成分：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，包括多聚半乳糖醛酸酶、 果胶酯酶和果胶分解酶。 b．作用：将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使出汁率提高，也使浑浊的果汁变得澄清。
步骤 注入自来水 加入物质(等量) 控制水温 加入洗衣粉(等量) 用玻璃棒搅拌 观察实验现象 Ⅰ 500 mL 奶渍布 烧杯编号 Ⅱ 500 mL 奶渍布 Ⅲ 500 mL 奶渍布
考点51 酶在果汁生产、洗涤方面的应 用
37 ℃
蛋白酶洗衣粉 5 min
37 ℃
复合酶洗衣粉 5 min
37 ℃
脂肪酶洗衣粉 5 min
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考点52 固定化酶和固定化细胞
第六步：冲洗。将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2～3次。 第七步：发酵。将150 mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200 mL的锥 形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25 ℃下发酵24 h。 2．注意事项 (1)酵母细胞的活化：酵母细胞活化一般需要0.5～1 h，需要提前做好准备。此外，酵 母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器。 (2)海藻酸钠溶液的浓度：海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；浓度过低， 形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。这两种情况都会影响实验效果。 (3)海藻酸钠溶液配制注意事项：对海藻酸钠溶化时要小火间断加热，避免海藻酸钠 发生焦糊；将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温杀死酵 母细胞；固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠与酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到 CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。 (4)CaCl2溶液的作用：使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。
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考点52 固定化酶和固定化细胞
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是否需要 营养物质 催化反应
反应底物 缺点
否
单一或多种 各种物质(大分子、小分子)
否
单一 各种物质(大分子、小分子)
是
一系列 小分子物质 反应物不易与酶接近，尤 其是大分子物质，反应效 率低
①对环境条件非常敏感，易 失活；②难回收，成本高， 不利于催化一系列的酶促反应 影响产品质量 催化效率高、耗能低、低污 ①既能与反应物接触，又能与 染 产物分离；②可以反复利用
(2)酶的活性与影响酶活性的因素 ①酶的活性：是指酶催化一定化学反应的能力。 ②酶活性的表示方法 a．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度来表示。 b．在科学研究和工业生产中，酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的 增加量来表示。 ③影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等。
考点51 酶在果汁生产、洗涤方面的应 用
2．加酶洗衣粉在洗涤中的作用 (1)加酶洗衣粉：指含酶制剂的洗衣粉。
(2)酶制剂的种类与洗涤原理
种类 蛋白酶 洗涤原理 蛋白质→小分子肽或氨基酸 洗涤的物质种类
血渍、奶渍及各种食品类的 蛋白质污垢
食品的油渍、人体皮脂、口 红
脂肪酶
脂肪→甘油和脂肪酸
纤维素酶
使纤维的结构变得蓬松
探究温度对果胶酶 活性的影响
探究 pH 对果胶酶活 性的影响
①底物和酶在混合时的温度是相同的；②温度梯 果汁量(澄清 度越小，实验结果越精确；③苹果泥和果胶酶用 度) 量在各个试管应相同；④pH应为最适pH
果汁量(澄清 度) ①温度应为最适温度；②pH梯度可用NaOH和 HCl调节；③用玻璃棒搅拌使反应充分进行
优点
成本低、操作容易
考点52 固定化酶和固定化细胞
角度2 高果糖浆的生产 1．原理：葡萄糖在葡萄糖异构酶的催化下转化为果糖。 2．固定化反应柱：酶固定在一种颗粒状载体上，再将这些酶颗粒装到柱内，柱子底端装上分 布着许多小孔的筛板，酶颗粒无法通过小孔，而反应溶液却能自由出入。 3．生产过程：将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄 糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱下端流出。 4．反应柱的特点：能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。
各取一支，分9组分别放入30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃、65 ℃、70 ℃的恒温水浴中加热(或各取一支，分5组调节苹果泥和果胶酶的pH为5、6、7、8、9置于同 一适宜的恒温水浴中)
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考点51 酶在果汁生产、洗涤方面的应 用
4．三个实验的变量分析
实验名称(目的) 自变量 温度 因变量 注意事项
角度3 制备固定化酵母细胞及其发酵的实验 1．实验过程 第一步：酵母细胞的活化。使处于休眠状态的酵母细胞重新恢复正常的生活状态：称取1 g干 酵母，放入50 mL的小烧杯中，加入蒸馏水10 mL，用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混合均匀，成 糊状，放置1 h左右，使其活化。 第二步：配制物质的量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液。称取0.83 g无水CaCl2溶于150 mL蒸 馏水中。 第三步：配制海藻酸钠溶液。称取0.7 g海藻酸钠，放入50 mL小烧杯中，加入10 mL水，用酒 精灯小火间断加热，边加热边搅拌，至完全溶化，定容至10 mL。 第四步：海藻酸钠溶液与酵母细胞混合。混合之前海藻酸钠溶液要冷却至室温，加入已活化的 酵母细胞后进行充分搅拌，混合均匀后，再转移至注射器中。 第五步：固定化酵母细胞。将混合液滴在CaCl2溶液中，形成凝胶珠，将这些凝胶珠在CaCl2溶 液中浸泡30 min。
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考点51 酶在果汁生产、洗涤方面的应 用
3．探究加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法：可在洗涤后比较污渍的残留状况，如已 消失、颜色变浅、面积缩小等。 (2)加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法：实验设计遵循的原则是对照原则和单 一变量原则，如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何 不同时， 洗衣粉的种类为自变量，其他条件完全一致；同时，普通洗衣粉处 理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照。