（B版浙江選考專(zhuān)用）高考生物總復(fù)習(xí) 專(zhuān)題26 酶的應(yīng)用課件

1、專(zhuān)題26酶的應(yīng)用生物（浙江選考專(zhuān)用）考點(diǎn)酶的應(yīng)用考點(diǎn)酶的應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)一、果汁中的果膠和果膠酶一、果汁中的果膠和果膠酶1.果膠果膠(1)果膠的成分與存在:果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一,它由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯組成。(2)果膠與果汁加工:果膠不僅影響出汁率,還會(huì)使果汁渾濁?？键c(diǎn)清單2.果膠酶果膠酶(1)來(lái)源:黑曲霉、蘋(píng)果青霉等。(2)組成:果膠酶并不是特指某一種酶,而是分解果膠的一類(lèi)酶的總稱,主要包括果膠酶和果膠甲酯酶。(3)作用:將果膠分解成可溶性的分子使出汁率提高,也使渾濁的果汁變得澄清。3.果膠酶的應(yīng)用果膠酶的應(yīng)用(1)水果加工業(yè):水果中的果膠經(jīng)果膠酶水解后,可

2、降低果汁的粘度,有助于壓榨;在葡萄酒釀造中加入果膠酶能起到澄清作用,還可促使葡萄汁中的酒石酸發(fā)生沉淀;果膠酶可用于桔子脫囊衣,制造果粉和低糖果凍。(2)飼料工業(yè):果膠酶與纖維素酶、半纖維素酶等配合,可降解植物細(xì)胞壁中的果膠和纖維,促使淀粉、脂類(lèi)、維生素和蛋白質(zhì)等釋放出來(lái),從而提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值;果膠酶可降低飼料的粘度,促進(jìn)飼料在動(dòng)物消化道內(nèi)的消化吸收。二、二、-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測(cè)淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測(cè)1.固定化酶固定化酶(1)形成:將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上,使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。(2)特性:與游離酶相比較,穩(wěn)定性好,與底物和產(chǎn)物容

3、易分離,易于控制,能反復(fù)多次使用;便于運(yùn)輸和貯存,有利于自動(dòng)化生產(chǎn)。2.固定化酶的制作方法固定化酶的制作方法:由酶的性質(zhì)和載體特性所決定,主要包括吸附法、共價(jià)偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法等。3.-淀粉酶水解作用的檢測(cè)淀粉酶水解作用的檢測(cè)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)一、果汁中的果膠和果膠酶一、果汁中的果膠和果膠酶1.探究利用蘋(píng)果或山楂勻漿制作果汁的最佳條件的實(shí)驗(yàn)探究利用蘋(píng)果或山楂勻漿制作果汁的最佳條件的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)原理果膠半乳糖醛酸+半乳糖醛酸甲酯。果膠酶的活性受溫度(或pH)的影響,處于最適溫度(或pH)時(shí)活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小呈正相關(guān)。果膠不溶于乙醇。第一步制勻漿第二步燒杯A

4、燒杯B5g勻漿5g勻漿10mL黑曲霉提取液10mL水間歇攪拌2030min第三步試管1試管2試管3試管4A燒杯混合物4mLA燒杯混合物4mLB燒杯混合物4mLB燒杯混合物4mL沸水浴不加熱沸水浴不加熱第四步加入95%酒精4mL(2)實(shí)驗(yàn)流程2.影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)及處理方法影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)及處理方法(1)影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì):纖維素和果膠是組成水果的重要物質(zhì),這兩種物質(zhì)的存在使制作果汁時(shí)存在兩個(gè)問(wèn)題:一是果肉的出汁率低,制作耗時(shí)長(zhǎng);二是榨取的果汁渾濁、粘度高、容易發(fā)生沉淀。(2)處理方法酶解法易混易錯(cuò)易混易錯(cuò)在蘋(píng)果泥和果膠酶混合之前,一定要保證底物和酶達(dá)到所要求的溫度或pH條件,以避免混合后條件

5、的變化,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。組成本質(zhì)作用果膠酶和果膠甲酯酶蛋白質(zhì)催化果膠水解為可溶性半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯二、二、-淀粉酶的固定化淀粉酶的固定化1.固定化酶固定化酶含義:將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上,使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。名稱原理圖示包埋法將酶或微生物細(xì)胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中化學(xué)結(jié)合法利用共價(jià)鍵、離子鍵使酶分子或細(xì)胞相互結(jié)合,或?qū)⑵浣Y(jié)合到載體上物理吸附法通過(guò)物理吸附作用,把酶或細(xì)胞固定在纖維素、瓊脂糖、多孔玻璃或離子交換樹(shù)脂等載體上制備固定化酶的主要方法:2.常見(jiàn)固定化方法及其優(yōu)缺點(diǎn)常見(jiàn)固定化方法及其優(yōu)缺點(diǎn)方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)吸附法適用的酶范圍廣,酶

6、活性高酶與載體的結(jié)合力較弱,酶容易脫落偶聯(lián)法、交聯(lián)法結(jié)合穩(wěn)定,適用范圍廣制備條件不夠溫和,酶活性較低包埋法酶活性高,穩(wěn)定性也較高適用范圍窄例例1如圖為固定化酶的反應(yīng)柱示意圖,其中為反應(yīng)柱,為固定化酶,為分布著小孔的篩板,請(qǐng)據(jù)圖回答:(1)關(guān)于固定化酶中用到的反應(yīng)柱,理解正確的是()A.反應(yīng)物和酶均可自由通過(guò)反應(yīng)柱B.反應(yīng)物和酶均不能通過(guò)反應(yīng)柱C.反應(yīng)物能通過(guò),酶不能通過(guò)D.反應(yīng)物不能通過(guò),酶能通過(guò)(2)的作用是。(3)制作固定化-淀粉酶常用的方法是。(4)據(jù)圖說(shuō)出反應(yīng)柱的作用原理:。解析解析固定化酶就是將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上(如石英砂),使之成為不溶于水而又有酶活性的制

7、劑。常用方法有吸附法、共價(jià)偶聯(lián)法等。答案答案(1)C(2)使酶顆粒無(wú)法通過(guò),反應(yīng)液能自由通過(guò)(3)吸附法(4)從反應(yīng)柱上端注入反應(yīng)物溶液,使反應(yīng)物溶液流過(guò)反應(yīng)柱,與固定化酶接觸,得到產(chǎn)物,產(chǎn)物從反應(yīng)柱下端流出知能拓展知能拓展直接使用酶和固定化酶的比較直接使用酶固定化酶制作方法化學(xué)結(jié)合法固定化、物理吸附法固定化是否需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)否否酶的種類(lèi)一種或多種一種催化反應(yīng)單一或多種單一反應(yīng)底物各種物質(zhì)(大分子、小分子)各種物質(zhì)(大分子、小分子)缺點(diǎn)對(duì)環(huán)境條件非常敏感,易失活難回收,成本高,影響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化一系列酶促反應(yīng)優(yōu)點(diǎn)催化效率高、耗能低、低污染既能與反應(yīng)物接觸,又能與產(chǎn)物分離可以重復(fù)利用方法方法探

8、究酶活性最適條件和用量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究酶活性最適條件和用量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.探究影響果膠酶活性的因素的實(shí)驗(yàn)分析探究影響果膠酶活性的因素的實(shí)驗(yàn)分析(1)實(shí)驗(yàn)原則:遵循單一變量原則、對(duì)照原則,嚴(yán)格控制變量,盡量減少無(wú)關(guān)變量的影響。(2)實(shí)驗(yàn)原理:果膠酶活性受溫度、pH或酶抑制劑的影響,在最適溫度或pH時(shí),其活性最高,果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小呈正相關(guān)。突破方法實(shí)驗(yàn)名稱(目的)自變量因變量注意事項(xiàng)探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響溫度果汁量(澄清度)底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的溫度梯度越小,實(shí)驗(yàn)結(jié)果越精確各個(gè)試管中的蘋(píng)果泥和果膠酶用量應(yīng)相同pH應(yīng)為最適pH探究pH對(duì)果膠酶活性的影響pH果汁量

9、(澄清度)溫度應(yīng)為最適溫度pH梯度可用NaOH和鹽酸調(diào)節(jié)用玻璃棒攪拌使反應(yīng)充分進(jìn)行探究果膠酶的用量果膠酶的用量果汁量(澄清度)制備蘋(píng)果勻漿后迅速加熱,使蘋(píng)果勻漿中的果膠酶變性溫度、pH應(yīng)為最適值且保持不變2.三個(gè)實(shí)驗(yàn)的變量分析三個(gè)實(shí)驗(yàn)的變量分析例例2果膠是植物細(xì)胞細(xì)胞壁及胞間層的主要組成成分之一。果膠酶能夠水解果膠,瓦解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁及胞間層。在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請(qǐng)你幫助完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)課題。實(shí)驗(yàn)用具和材料:磨漿機(jī)、燒杯、試管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、紗布等;蘋(píng)果、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水等。.驗(yàn)證果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用實(shí)驗(yàn)方法及步驟

10、:(1)將蘋(píng)果洗凈去皮,用磨漿機(jī)制成蘋(píng)果泥,加入適量蒸餾水備用。(2)取兩個(gè)100mL潔凈的燒杯,編號(hào)為1、2,按相應(yīng)程序進(jìn)行操作,請(qǐng)把表中未填寫(xiě)的內(nèi)容填上。操作順序項(xiàng)目燒杯12a在燒杯中加入蘋(píng)果泥20mL20mLb2mLc注入蒸餾水2mLd在恒溫水浴中保溫,并用玻璃棒不時(shí)攪拌10min10min(3)取出兩個(gè)燒杯,同時(shí)進(jìn)行過(guò)濾。一定時(shí)間后,觀察(或比較)和,并記錄結(jié)果。(4)最可能得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論:。.探究果膠酶催化果膠水解的最適pH本課題實(shí)驗(yàn)步驟中,在進(jìn)行果膠酶溶液和蘋(píng)果泥的混合并調(diào)整pH時(shí)有下面兩種操作:方法一:將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋(píng)果泥相混合,再把混合液的pH分別調(diào)至4、

11、5、610。方法二:將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋(píng)果泥的pH分別調(diào)至4、5、610,再把pH相等的果膠酶溶液和蘋(píng)果泥相混合。(1)請(qǐng)問(wèn)上述哪一種操作更科學(xué):。說(shuō)明理由:。(2)如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,在現(xiàn)有的條件下,當(dāng)橫坐標(biāo)表示pH,縱坐標(biāo)表示時(shí),實(shí)驗(yàn)的操作和記錄是比較切實(shí)可行的。根據(jù)你對(duì)酶特性的了解,在圖中選擇一個(gè)最可能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖:。解析解析.該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證果膠酶的催化作用。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循對(duì)照原則和等量原則。實(shí)驗(yàn)組添加果膠酶溶液,對(duì)照組添加等量蒸餾水。實(shí)驗(yàn)因變量為濾出的果汁的體積和澄清度。.該實(shí)驗(yàn)是探究在一定溫度條件下果膠酶催化果膠水解的最適pH。比較方法一和方法二可發(fā)現(xiàn)

12、,方法二避免了在達(dá)到預(yù)設(shè)pH之前就發(fā)生酶的催化反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)的因變量是果汁的體積和澄清度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果若用坐標(biāo)圖表示,可設(shè)置縱坐標(biāo)為果汁體積。在一定范圍內(nèi),隨pH增加,果汁體積增大,當(dāng)pH超過(guò)最適值后,隨pH增加,酶活性降低,果汁體積減小。答案答案.(2)b注入果膠酶溶液(3)濾出的果汁體積果汁澄清度(4)相同時(shí)間內(nèi),1號(hào)燒杯中濾出果汁體積比2號(hào)燒杯多,且澄清度高,說(shuō)明果膠酶對(duì)果膠的水解有催化作用.(1)方法二方法二的操作能確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開(kāi)始便達(dá)到實(shí)驗(yàn)的預(yù)設(shè)pH(2)果汁體積甲2-1下列是有關(guān)酶的應(yīng)用的問(wèn)題,請(qǐng)分析回答。工業(yè)生產(chǎn)果汁時(shí),常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁來(lái)提高出汁率,為研究溫度對(duì)果膠酶

13、活性的影響,某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):將果膠酶與蘋(píng)果泥分裝于不同試管,在10水浴中恒溫處理10min(如圖A)。將步驟處理后的果膠酶和蘋(píng)果泥混合,再次在10水浴中恒溫處理10min(如圖B)。將步驟處理后的混合物過(guò)濾,收集濾液,測(cè)量果汁量(如圖C)。在不同溫度條件下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟,并記錄果汁量,結(jié)果如下表:溫度/1020304050607080果汁量/mL813152515121110根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題:(1)果膠酶能破除細(xì)胞壁,是因?yàn)楣z酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中果膠的水解,產(chǎn)物是。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)溫度為左右時(shí),果汁量最多,此時(shí)果膠酶的活性。(3)為什么該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛲ㄟ^(guò)測(cè)定過(guò)濾出的蘋(píng)果汁的體積來(lái)判斷果膠酶活性的高低?。(4)果膠酶作用于一定量的某種物質(zhì)(底物),保持溫度、pH在最適值,生成物量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示,在35min后曲線變成水平是因?yàn)?。若增加果膠酶濃度,其他條件不變,請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出生成物量變化