高中生物选修1专题4酶的研究与应用
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基础知识： 基础知识： 概念：加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉, 概念：加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉, 酶制剂的洗衣粉 目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、 目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪 酶、淀粉酶、纤维素酶 淀粉酶、 原理： 原理：利用酶将污渍中的蛋白质等大分子物质 分解成易溶于水的小分子，容易除去。 分解成易溶于水的小分子，容易除去。
课题1 课题 果胶酶在果汁生产中的作用
一.基础知识 2.酶的活性 2.酶的活性 1)概念: 1)概念: 指催化一定化学反应的能力 概念 2)表示: 2)表示: 通常用一定条件下某一反应速度来表示 表示 3)影响因素: 3)影响因素: 影响因素
a.温度 a.温度
b.pH
c.酶的抑制剂 c.酶的抑制剂
三.实验结果分析
2.观察凝胶珠的颜色和形状 2.观察凝胶珠的颜色和形状 如果制作的凝胶珠颜色过浅 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠 白色， 浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少； 的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的 凝胶珠不是圆形或椭圆形， 凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏 制作失败，需要再作尝试。 高，制作失败，需要再作尝试。 3.观察发酵的葡萄糖溶液 3.观察发酵的葡萄糖溶液 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精， 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了 很多气泡， 很多气泡，同时会闻到酒味
一.基础知识—固定化细胞技术 基础知识 固定化细胞技术 1.概念: 利用物理或化学方法将酶或细胞固定在 1.概念: 利用物理或化学方法将酶 细胞固定在 概念
一定空间内的技术 一定空间内的技术
2.方法: 2.方法: 方法
1)包埋法 --适合固定细胞 1)包埋法 --适合固定细胞 2)化学结合 2)化学结合 --适合固定酶 --适合固定酶 3)物理吸附法 3)物理吸附法 个体大的细胞难以被吸附或结合， 个体大的细胞难以被吸附或结合， 而个小 而个小的酶容易从包埋的材料中漏出 3.载体 3.载体 海藻酸钠、明胶、 海藻酸钠、明胶、琼脂糖等 物理吸附法 包埋法
二.实验操作 二）用固定化酵母细胞发酵
三.实验结果分析
1.检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法： 1.检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法： 检验凝胶珠的质量是否合格 一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤 如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出， 压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明 凝胶珠的制作成功。 凝胶珠的制作成功。 二是在实验桌上用力摔打凝胶珠， 二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很 容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。 容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。
边加热边搅拌，加热时要用 小火， 边加热边搅拌， 反复几次， 或者 间断加热 反复几次，直到海藻酸钠溶化为止
4)海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 4)海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 海藻酸钠溶液冷却至室温再混合； 海藻酸钠溶液冷却至室温再混合；搅拌要充分 5）固定化酵母细胞 以恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴加到配制好 溶液中，将形成的凝胶珠在CaCl 的CaCl2溶液中，将形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡 30min左右 30min左右
课题1 课题 果胶酶在果汁生产中的作用
二.实验研究 4.实验操作 4.实验操作 制备苹果泥并均 分装入9支试管 分装入 支试管 取等量果胶酶水溶液 分装入9支试管 分装入 支试管
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
各取一支分九组分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、 各取一支分九组分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、 30℃ 50℃、55℃、60℃、65℃、70℃的恒温箱中恒温保温 50℃、55℃、60℃、65℃、70℃的恒温箱中恒温保温 待试管内温度稳定后， 待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果 泥内,编号记录 继续恒温保温10min。 编号记录， 泥内 编号记录，继续恒温保温 。 过滤果汁，测量果汁量并记录。 过滤果汁，测量果汁量并记录。 作图分析。 作图分析。
二.实验操作 2.实验步骤: 2.实验步骤: 实验步骤 1) 酵母细胞的活化 水 休眠状态 恢复 避免溢出 正常状态
二.实验操作 2.实验步骤: 2.实验步骤: 实验步骤
2)配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 2)配置物质的量浓度为0.05mol/L的 配置物质的量浓度为0.05mol/L 3)配制海藻酸钠溶液 关键) 配制海藻酸钠溶液( 3)配制海藻酸钠溶液(关键)
课题1 课题 果胶酶在果汁生产中的作用
一.基础知识 3.生产流程 3.生产流程 水果 榨汁 瞬间高温灭菌 冷却 酶处理 离心分离 过滤 浓缩 瞬间高温灭菌 包装 制品(果汁) 制品(果汁) 二.实验研究
课题1 课题 果胶酶在果汁生产中的作用
一.基础知识 二.实验研究 1.课题 探究温度(PH、酶浓度等) 果胶酶活性的 课题: 温度(PH 1.课题:探究温度(PH、酶浓度等)对果胶酶活性的影响 2.目的: 2.目的: 通过探究了解果胶的最适催化条件 目的 3.注意事项: 3.注意事项: 注意事项 对照原则 单一变量原则 科学原则 相互对照 无关变量的控制 梯度的设置 结果的处理和分析
课题1 课题 果胶酶在果汁生产中的作用
一.基础知识 1.果胶酶 1.果胶酶 1)作用: 1)作用: 作用 分解果胶,使细胞壁和胞间层瓦解， 分解果胶,使细胞壁和胞间层瓦解，从而 使榨取果汁变得容易，使果汁变澄清。 使榨取果汁变得容易，使果汁变澄清。
2)本质: 是分解果胶的一类酶的统称。包括多聚半乳 2)本质: 是分解果胶的一类酶的统称。 本质 一类酶的统称 糖醛酸酶、 果胶酯酶等 糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。 化学本质是蛋白质 化学本质是蛋白质
课题1 课题 果胶酶在果汁生产中的作用
背景： 背景： 1.果汁生产中的难题 果汁生产中的难题： 1.果汁生产中的难题： 果肉的出汁率低,耗时长。 一.果肉的出汁率低,耗时长。 榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀。 二.榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀。 2.原因 2.原因 植物的细胞壁和胞间层含果胶，果胶不溶于水， 植物的细胞壁和胞间层含果胶，果胶不溶于水，导致 细胞壁难于破坏，导致出汁率低、果汁浑浊等问题。 细胞壁难于破坏，导致出汁率低、果汁浑浊等问题。
课题2 课题 探究加酶洗衣粉的洗涤效果
基础知识： 基础知识：
酶制剂的特点：能够耐酸、耐碱、 酶制剂的特点：能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和 较高的温度，并且通过特殊的化学物质将酶包裹， 较高的温度，并且通过特殊的化学物质将酶包裹，与 洗衣粉其他成分隔离。 洗衣粉其他成分隔离。
加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠 的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。 的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。
为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥 和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？ 可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的， 可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的， 避免了果泥和果胶酶混合后影响混合物的温度, 避免了果泥和果胶酶混合后影响混合物的温度, 从而影响果胶酶的活性
课题2 课题 探究加酶洗衣粉的洗涤效果
专题4 专题4 课题3 课题3 酵母细胞的固定化 课题背景—生产高果糖浆 课题背景 生产高果糖浆 传统方法 葡萄糖溶液 + 酶 适宜 条件 高果糖浆(含酶) 高果糖浆(含酶) 溶液中的酶难以回收 溶液中的酶难以回收 成本高 应用固定化酶技术生产 葡萄糖溶液 反应柱 高果糖浆 反应柱中的酶能反复多次利 反应柱中的酶能反复多次利 反复多次 用，节约成本
化学结合
二.实验操作 一)制备固定化酵母细胞 1.实验原理 实验原理: 1.实验原理:
1)包埋法固定化细胞 1)包埋法固定化细胞 2)海藻酸钠作载体包埋酵母细胞 2)海藻酸钠作载体包埋酵母细胞 3)CaCl2溶液使溶液形成凝胶珠
2.实验步骤: 2.实验步骤: 实验步骤 1) 酵母细胞的活化
2)配置物质的量浓度为0.05mol/L的 2)配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 配置物质的量浓度为0.05mol/L 3)配制海藻酸钠溶液(关键) 3)配制海藻酸钠溶液(关键) 配制海藻酸钠溶液 4)海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 4)海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 5)固定化酵母细胞 5)固定化酵母细胞
课题1 课题 果胶酶在果汁生产中的作用
一.基础知识 2.酶的活性 2.酶的活性 1)概念: 1)概念: 指催化一定化学反应的能力 概念 2)表示: 2)表示: 通常用一定条件下某一反应速度来表示 表示 3)影响因素: 3)影响因素: 影响因素
a.温度 a.温度
b.pH
c.酶的抑制剂 c.酶的抑制剂
三.实验结果分析
2.观察凝胶珠的颜色和形状 2.观察凝胶珠的颜色和形状 如果制作的凝胶珠颜色过浅 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠 白色， 浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少； 的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的 凝胶珠不是圆形或椭圆形， 凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏 制作失败，需要再作尝试。 高，制作失败，需要再作尝试。 3.观察发酵的葡萄糖溶液 3.观察发酵的葡萄糖溶液 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精， 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了 很多气泡， 很多气泡，同时会闻到酒味
一.基础知识—固定化细胞技术 基础知识 固定化细胞技术 1.概念: 利用物理或化学方法将酶或细胞固定在 1.概念: 利用物理或化学方法将酶 细胞固定在 概念
一定空间内的技术 一定空间内的技术
2.方法: 2.方法: 方法
1)包埋法 --适合固定细胞 1)包埋法 --适合固定细胞 2)化学结合 2)化学结合 --适合固定酶 --适合固定酶 3)物理吸附法 3)物理吸附法 个体大的细胞难以被吸附或结合， 个体大的细胞难以被吸附或结合， 而个小 而个小的酶容易从包埋的材料中漏出 3.载体 3.载体 海藻酸钠、明胶、 海藻酸钠、明胶、琼脂糖等 物理吸附法 包埋法
二.实验操作 二）用固定化酵母细胞发酵
三.实验结果分析
1.检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法： 1.检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法： 检验凝胶珠的质量是否合格 一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤 如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出， 压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明 凝胶珠的制作成功。 凝胶珠的制作成功。 二是在实验桌上用力摔打凝胶珠， 二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很 容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。 容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。
边加热边搅拌，加热时要用 小火， 边加热边搅拌， 反复几次， 或者 间断加热 反复几次，直到海藻酸钠溶化为止
4)海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 4)海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 海藻酸钠溶液冷却至室温再混合； 海藻酸钠溶液冷却至室温再混合；搅拌要充分 5）固定化酵母细胞 以恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴加到配制好 溶液中，将形成的凝胶珠在CaCl 的CaCl2溶液中，将形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡 30min左右 30min左右
课题1 课题 果胶酶在果汁生产中的作用
二.实验研究 4.实验操作 4.实验操作 制备苹果泥并均 分装入9支试管 分装入 支试管 取等量果胶酶水溶液 分装入9支试管 分装入 支试管
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
各取一支分九组分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、 各取一支分九组分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、 30℃ 50℃、55℃、60℃、65℃、70℃的恒温箱中恒温保温 50℃、55℃、60℃、65℃、70℃的恒温箱中恒温保温 待试管内温度稳定后， 待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果 泥内,编号记录 继续恒温保温10min。 编号记录， 泥内 编号记录，继续恒温保温 。 过滤果汁，测量果汁量并记录。 过滤果汁，测量果汁量并记录。 作图分析。 作图分析。
二.实验操作 2.实验步骤: 2.实验步骤: 实验步骤 1) 酵母细胞的活化 水 休眠状态 恢复 避免溢出 正常状态
二.实验操作 2.实验步骤: 2.实验步骤: 实验步骤
2)配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 2)配置物质的量浓度为0.05mol/L的 配置物质的量浓度为0.05mol/L 3)配制海藻酸钠溶液 关键) 配制海藻酸钠溶液( 3)配制海藻酸钠溶液(关键)
课题1 课题 果胶酶在果汁生产中的作用
一.基础知识 3.生产流程 3.生产流程 水果 榨汁 瞬间高温灭菌 冷却 酶处理 离心分离 过滤 浓缩 瞬间高温灭菌 包装 制品(果汁) 制品(果汁) 二.实验研究
课题1 课题 果胶酶在果汁生产中的作用
一.基础知识 二.实验研究 1.课题 探究温度(PH、酶浓度等) 果胶酶活性的 课题: 温度(PH 1.课题:探究温度(PH、酶浓度等)对果胶酶活性的影响 2.目的: 2.目的: 通过探究了解果胶的最适催化条件 目的 3.注意事项: 3.注意事项: 注意事项 对照原则 单一变量原则 科学原则 相互对照 无关变量的控制 梯度的设置 结果的处理和分析
课题1 课题 果胶酶在果汁生产中的作用
一.基础知识 1.果胶酶 1.果胶酶 1)作用: 1)作用: 作用 分解果胶,使细胞壁和胞间层瓦解， 分解果胶,使细胞壁和胞间层瓦解，从而 使榨取果汁变得容易，使果汁变澄清。 使榨取果汁变得容易，使果汁变澄清。
2)本质: 是分解果胶的一类酶的统称。包括多聚半乳 2)本质: 是分解果胶的一类酶的统称。 本质 一类酶的统称 糖醛酸酶、 果胶酯酶等 糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。 化学本质是蛋白质 化学本质是蛋白质
课题1 课题 果胶酶在果汁生产中的作用
背景： 背景： 1.果汁生产中的难题 果汁生产中的难题： 1.果汁生产中的难题： 果肉的出汁率低,耗时长。 一.果肉的出汁率低,耗时长。 榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀。 二.榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀。 2.原因 2.原因 植物的细胞壁和胞间层含果胶，果胶不溶于水， 植物的细胞壁和胞间层含果胶，果胶不溶于水，导致 细胞壁难于破坏，导致出汁率低、果汁浑浊等问题。 细胞壁难于破坏，导致出汁率低、果汁浑浊等问题。
课题2 课题 探究加酶洗衣粉的洗涤效果
基础知识： 基础知识：
酶制剂的特点：能够耐酸、耐碱、 酶制剂的特点：能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和 较高的温度，并且通过特殊的化学物质将酶包裹， 较高的温度，并且通过特殊的化学物质将酶包裹，与 洗衣粉其他成分隔离。 洗衣粉其他成分隔离。
加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠 的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。 的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。
为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥 和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？ 可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的， 可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的， 避免了果泥和果胶酶混合后影响混合物的温度, 避免了果泥和果胶酶混合后影响混合物的温度, 从而影响果胶酶的活性
课题2 课题 探究加酶洗衣粉的洗涤效果
专题4 专题4 课题3 课题3 酵母细胞的固定化 课题背景—生产高果糖浆 课题背景 生产高果糖浆 传统方法 葡萄糖溶液 + 酶 适宜 条件 高果糖浆(含酶) 高果糖浆(含酶) 溶液中的酶难以回收 溶液中的酶难以回收 成本高 应用固定化酶技术生产 葡萄糖溶液 反应柱 高果糖浆 反应柱中的酶能反复多次利 反应柱中的酶能反复多次利 反复多次 用，节约成本
化学结合
二.实验操作 一)制备固定化酵母细胞 1.实验原理 实验原理: 1.实验原理:
1)包埋法固定化细胞 1)包埋法固定化细胞 2)海藻酸钠作载体包埋酵母细胞 2)海藻酸钠作载体包埋酵母细胞 3)CaCl2溶液使溶液形成凝胶珠
2.实验步骤: 2.实验步骤: 实验步骤 1) 酵母细胞的活化
2)配置物质的量浓度为0.05mol/L的 2)配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 配置物质的量浓度为0.05mol/L 3)配制海藻酸钠溶液(关键) 3)配制海藻酸钠溶液(关键) 配制海藻酸钠溶液 4)海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 4)海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 5)固定化酵母细胞 5)固定化酵母细胞