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1、高考生物大一轮复习 专题 酶的应用课件 新人教版选修本讲稿第一页，共四十二页酶的应用酶的应用 专题专题3 3本讲稿第二页，共四十二页广东最新考纲广东考纲解读近3年广东高考考情1.酶活性测定的一般原理和方法2酶在食品制作和洗涤等方面的应用与酶的特性、种类、功能、酶的探究实验等知识相结合，综合命题2012年：非选T29本讲稿第三页，共四十二页一、果胶酶在果汁生产中的作用1果胶酶的组成及作用原理(1)组成：果胶酶是分解果胶的_的总称，包括_、果胶分解酶和_等。(2)作用原理：果胶酶能够分解_，瓦解植物细胞的_和胞间层。一类酶一类酶多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 果胶酯酶果胶酯酶 果胶果胶细胞壁细胞
2、壁本讲稿第四页，共四十二页2酶活性及其影响因素(1)酶活性：是指酶_的能力。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_来表示。(2)影响因素：_、_、pH等条件。催化一定化学反应催化一定化学反应反应速度反应速度温度温度酶的抑制剂酶的抑制剂 本讲稿第五页，共四十二页3探究温度和pH对果胶酶活性的影响(1)实验原理：果胶酶的活性随着温度和pH的变化而变化。(2)实验步骤：制备苹果泥制备果胶酶苹果泥与果胶酶分别_将苹果泥和果胶酶混合保温一段时间，过滤出_，记录数据改变不同_后，重复上述实验。(3)实验结果、结论：获得的果汁越多或者果汁越_，表明果胶酶活性_。水浴加热水浴加热果汁果汁温
3、度温度 澄清澄清越高越高 本讲稿第六页，共四十二页酶制剂酶制剂蛋白酶蛋白酶纤维素酶纤维素酶碱性蛋白酶碱性蛋白酶 碱性脂肪酶碱性脂肪酶 碱性蛋白酶碱性蛋白酶氨基酸氨基酸脂肪脂肪纤维素纤维素 本讲稿第七页，共四十二页酶制剂酶制剂污渍污渍污染布污染布不同洗衣粉不同洗衣粉记录实验结果记录实验结果较短较短污渍颜色较浅污渍颜色较浅加酶洗衣粉加酶洗衣粉 本讲稿第八页，共四十二页所加的酶所加的酶专一性专一性是否消失是否消失颜色变浅颜色变浅本讲稿第九页，共四十二页物理或化学物理或化学一定空间内一定空间内包埋法包埋法物理吸附法物理吸附法 本讲稿第十页，共四十二页活化活化CaCl2溶液溶液海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液酵
4、母细胞酵母细胞 本讲稿第十一页，共四十二页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：第一是果肉的出汁率低，耗时长；第二是榨取的果汁浑浊、黏度高、容易发生沉淀。果胶酶在果汁生产中的应用 本讲稿第十二页，共四十二页(2)处理方法：酶解法。常用的酶及其作用特点如下：本讲稿第十三页，共四十二页2实验探究影响果胶酶活性的因素及其用量(1)温度对酶活性的影响原理：酶活性受温度的影响，酶促反应都有一个最适温度。在低于最适温度时，随温度升高，酶活性增强；当高于最适温度时，随温度的升高，酶活性减弱以至消失。操作步骤制作苹果
5、泥分类苹果泥及果胶酶在不同温度水浴恒温将果胶酶加入对应的试管中保温一段时间过滤观察比较。本讲稿第十四页，共四十二页注意事项a本实验为对照实验，因此每个试管中苹果泥的量及果胶酶的量都要相等。b由于温度影响酶活性，因此，苹果泥和果胶酶都应先放到对应温度的水中恒温处理，使它们的温度都达到实验设定的温度，然后再混合进行化学反应。c温度梯度越小，实验结论越精确。本讲稿第十五页，共四十二页(2)pH对酶活性的影响原理：酶分子上有许多酸性、碱性氨基酸的侧链基团，这些基团随着pH的变化可处于不同的解离状态，进而影响酶活性。操作步骤制备苹果泥分装调pH反应一段时间过滤观察比较。本讲稿第十六页，共四十二页注意事项
6、a本实验是对照实验，其变量是pH。因此，每个试管内加入的苹果泥的量及果胶酶的量应相等，温度也应相同且适宜，反应时间相同。b本实验可以通过观察果汁的体积大小来判断酶活性的高低，也可以通过观察果汁的澄清度来判断果胶酶活性的强弱。本讲稿第十七页，共四十二页(3)探究果胶酶的用量原理在底物足够，其他条件不变的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利酶发挥作用的因素时，酶促反应的速度与酶浓度成正比。操作过程制备果汁配制不同浓度的果胶酶溶液取16号烧杯，向1号烧杯加蒸馏水1 mL，向26号烧杯分别加入1 mL质量为2 g/L、4 g/L、6 g/L、8 g/L、10 g/L的果胶酶溶液向6只烧杯
7、中加入等量的苹果泥45 水浴恒温5 min沉淀过滤测量澄清滤液体积计算澄清苹果汁出汁率结论。本讲稿第十八页，共四十二页注意事项a制备苹果匀浆后，迅速加热，使苹果匀浆中酶变性失活。b由于Fe3、Ca2、Zn2等金属离子对果胶酶有抑制作用，所以在实验过程中不用金属容器。c如果随着酶浓度或酶量的增加，过滤得到的果汁的体积也增加，说明酶用量不足；当酶的浓度增加到一定程度时，过滤得到的果汁体积不再增加，说明酶的用量已经足够，那么使果汁的量不再增加的最低酶的用量就是酶的最适用量。本讲稿第十九页，共四十二页(2013成都摸底考试)下列关于利用果胶酶生产果汁的说法中不正确的是()A果胶可被果胶酶分解，而纤维素
8、不能被果胶酶分解B果胶的存在会影响出汁率，还会使果汁浑浊、黏度高C果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称D果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物解析酶具有专一性，果胶酶能分解果胶，不能分解纤维素；果胶的存在会降低出汁率，使果汁含杂质多；果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等；果胶酶是蛋白质，果胶才是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。答案D本讲稿第二十页，共四十二页 下列说法不正确的是()A在探究果胶酶用量的实验中，虽然实验的变量发生了变化，但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的B植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶C通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法来
9、判断果胶酶活性的高低D人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题【答案】C【解析】在使用梯度测定酶的用量及活性时，可以通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断，因此C错误。本讲稿第二十一页，共四十二页1加酶洗衣粉的原理加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶。其中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性氨基酸或小分子肽，其他酶同样可以将大分子的物质水解成小分子的物质，使污迹容易从衣物上脱落。探讨加酶洗衣粉的洗涤效果本讲稿第二十二页，共四十二页2使用加酶洗衣粉的注意事项(1)碱
10、性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白类纤维(羊毛、蚕丝等)织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏。(2)使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在35 50 时活性最强，在低温下酶活性降低，水温在70 以上就会失活。本讲稿第二十三页，共四十二页(3)加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活力损失。(4)加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失。(5)添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，应避免与这类洗衣粉长时间接触。本讲稿第二十四页，共四十二页3探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物上污渍的洗涤效果(1)实验过程取大烧
11、杯两只，用量筒量取等量的水放入其中。将制好的污染布块和洗衣粉(一组为污染布块与普通洗衣粉，一组为污染布块与加酶洗衣粉)分别放入两只烧杯中。用玻璃棒同时充分搅拌。一段时间后再搅拌，可重复进行。相同的一段时间后观察洗涤效果。本讲稿第二十五页，共四十二页(2)结果分析与注意事项加酶洗衣粉有很多种，注意实验用的加酶洗衣粉的说明，是单一加酶洗衣粉，还是复合加酶洗衣粉。所滴加的污染物种类与实验结果有着密切的关系。洗涤材料可选用纯棉制品。本讲稿第二十六页，共四十二页4探究加酶洗衣粉的最适温度(1)明确实验变量为温度，即自变量为温度变化，因变量为洗涤效果，研究对象为加酶洗衣粉。(2)注意其他无关变量要等量，如
12、洗衣粉种类、用量、污物种类等，即要控制单一变量。(3)温度梯度的设置要在允许范围内，尽可能小，否则偏差大，最好进行预实验。本讲稿第二十七页，共四十二页5探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果(1)实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合加酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，较单一加酶洗衣粉来说，对各种污渍都有较好的洗涤效果。(2)评判实验结果的标准要客观。对于不同的污渍，各种加酶洗衣粉的洗涤效果会不大一样。蛋白酶洗衣粉有助于去除汗渍、血渍；复合加酶洗衣粉对油渍、汗渍、血渍都有效；而普通洗衣粉则只是对油渍等有一些效果。通过本实验只能探究哪种洗衣粉适合于清洗何种污渍，无法对比说明何种洗衣粉的洗涤效果好。本讲稿第
13、二十八页，共四十二页(3)实验要遵循单一变量原则。(4)该实验设计的思路探究同一种加酶洗衣粉对于不同污渍的洗涤效果；探究多种加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果。本讲稿第二十九页，共四十二页 随着生物技术的发展，酶在社会生产、生活中的应用越来越广泛，下列说法错误的是()A利用酶生产某些化工产品，能显著降低能耗、减少污染，节约成本B“加酶洗衣粉”的洗涤效果与水温、pH有关，与污物或衣物的性质无关C用于治疗消化不良症的肠溶多酶片含有多种消化酶，但嚼服后会失去疗效D要较长时间保持酶活性，各种酶制剂都应保存在低温的条件下本讲稿第三十页，共四十二页解析由于酶具有专一性，所以“加酶洗衣粉”的洗涤效果不仅与水温、
14、pH有关，还与污物或衣物的性质有关。答案B本讲稿第三十一页，共四十二页 在“探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果”的实验中，控制变量的方法正确的是()A实验材料的污染程度属于本研究的无关变量，实验过程中不必考虑B若采用手洗法进行去污操作，需尽可能保证各组的洗涤用力程度、时间等基本相同C水温属于本研究的变量，实验过程中必须保证各组实验温度相同且恒定D水的用量和布料的大小是成正比的，实验用的布料越大、水量越多实验效果越好【答案】B本讲稿第三十二页，共四十二页【解析】根据实验设计的对照原则和单因子变量原则，水温是本研究的自变量，要有温度梯度，各组实验温度不能相同，其他的无关变量要保持适宜且相同。该
15、实验用的布料大小、水量要适中，不是布料越大、水量越多实验效果越好。本讲稿第三十三页，共四十二页1直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较固定化酶与固定化细胞项目直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种数一种或几种一种一系列酶常用载体高岭土、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是否需要营养物质否否是本讲稿第三十四页，共四十二页项目直接使用酶固定化酶固定化细胞催化反应单一或多种单一一系列反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)小分子物质缺点对环境条件非常敏感，易失活；难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列
16、的酶促反应反应物不易与酶接触，尤其是大分子物质，反应效率下降优点催化效率高、耗能低、低污染既能与反应物接触，又能与产物分离；可以反复利用成本低、操作容易本讲稿第三十五页，共四十二页2固定化酵母菌制备及应用(1)实验流程本讲稿第三十六页，共四十二页(2)注意事项酵母细胞的活化。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞活化时体积会变大，故活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，关系到实验的成败。海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需通过加热促进其溶解。溶解海藻酸钠，最好利用小火间断加热的方法。海藻酸钠的浓度涉及固定化
17、细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。本讲稿第三十七页，共四十二页刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法：一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，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；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。本讲稿第三十八页，共四十二页 固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，以研究固定化酶的相关性质和最
18、佳固定条件。酶活力为固定化酶催化反应的总效率，包括酶活性和酶的数量。下图甲、乙、丙为部分研究结果。下列有关叙述中，错误的是()本讲稿第三十九页，共四十二页A由甲图可知，固定化酯酶比游离酯酶对温度变化的适应性更强B由乙图可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好C由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用3次，之后若继续使用则酶活力明显下降D固定化酶的酶活力较高，主要原因是增加了酶与底物的接触面积本讲稿第四十页，共四十二页解析由甲图可知，固定化酯酶比游离酯酶对温度变化的适应性更强；由乙图可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好；由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用3次，之后若继续使用则酶活力明显下降；固定化酶的酶活力较高，主要原因是固定化酶的结构更稳定。答案D本讲稿第四十一页，共四十二页 下列有关固定化酶和固定化细胞的说法，正确的是()A某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应 B固定化细胞技术只能固定一种酶 C固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性迅速下降 D固定化细胞常用包埋法，固定化酶常用物理吸附法【答案】D【解析】固定化酶的优势在于酶能够多次利用。细胞内有多种酶，固定化细胞技术不只固定一种酶。固定化酶和固定化细胞都能反复使用，且酶的活性不会迅速下降。本讲稿第四十二页，共四十二页