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1、酶酶的研究与的研究与应用应用芜湖市汤沟中学芜湖市汤沟中学陶长超陶长超专题复习专题复习复习复习要点：要点：1.1.果胶酶在果汁生产中的作用果胶酶在果汁生产中的作用2.2.探讨加酶洗衣粉的洗涤效果探讨加酶洗衣粉的洗涤效果3.3.固定化酶和固定化细胞固定化酶和固定化细胞一、果胶酶在果汁生产中的一、果胶酶在果汁生产中的作用作用：【知识点讲解】【知识点讲解】1 1果胶酶与纤维素酶的比较果胶酶与纤维素酶的比较种类种类组成组成作用作用果胶酶果胶酶纤维素酶纤维素酶多多聚聚半半乳乳糖糖醛醛酸酸酶酶、果果胶分解酶、果胶酯酶等胶分解酶、果胶酯酶等催化水解催化水解 果胶成为可溶果胶成为可溶性半乳糖醛酸性半乳糖醛酸C
2、C1 1酶、酶、C CX X酶、葡萄糖苷酶酶、葡萄糖苷酶2 2探究影响果胶酶活性因素实验的分析探究影响果胶酶活性因素实验的分析（1 1）实验原则：）实验原则：单一变量原则、对照性原则。单一变量原则、对照性原则。严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。（2 2）实验原理：）实验原理：果胶果胶酶活性受温度、酶活性受温度、pHpH或酶抑制剂的影响，在最适或酶抑制剂的影响，在最适温度或温度或pHpH时，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度时，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成正比。都与果胶酶的活性大小成正比。（3 3）设计实验：）设计实验：探
3、究最适温度时，探究最适温度时，pHpH为无关变量，最好是最适为无关变量，最好是最适pHpH；探究最适；探究最适pHpH时，温度为无关变量，最好是最适温度。时，温度为无关变量，最好是最适温度。探究果胶酶的最适用量时，最适用量是在温度、探究果胶酶的最适用量时，最适用量是在温度、pHpH等适宜条件下测出来的，如果无关变量改变，最适等适宜条件下测出来的，如果无关变量改变，最适用量也会发生变化。用量也会发生变化。3 3探究果胶酶的探究果胶酶的用量用量：严格严格控制温度、控制温度、pHpH、反应时间和底物用量等无关变量对实验的影响。、反应时间和底物用量等无关变量对实验的影响。（1 1）无关变量的控制：）无
4、关变量的控制：(2)(2)实验设计：实验设计：探究探究果胶酶的最适用量时，是在温度、果胶酶的最适用量时，是在温度、pHpH等最适宜条件下测出来的。等最适宜条件下测出来的。(3)(3)实验分析：实验分析：如果随着酶浓度的增加，过滤得到果汁如果随着酶浓度的增加，过滤得到果汁体积增加体积增加，说明酶量不足；，说明酶量不足；当酶浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤得到的果汁体当酶浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤得到的果汁体积不再改变，说明酶的用量已经足够，这个值即为酶的最适用量。积不再改变，说明酶的用量已经足够，这个值即为酶的最适用量。【特别提醒特别提醒】（1 1）在苹果泥和果胶酶混合之前
5、，一定要保证底物和酶达到所要求的）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温度或pHpH条件，以避免混合后条件的变化，确保实验结果的可靠性。条件，以避免混合后条件的变化，确保实验结果的可靠性。（2 2）同等条件下的酶促反应速率的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活）同等条件下的酶促反应速率的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活性与酶促反应速率仍然是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相性与酶促反应速率仍然是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相同，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促反应速率，但不能影响酶同，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促反应速率，但不能影响酶的活性。的
6、活性。【例题讲解例题讲解】（20162016江苏卷江苏卷.21.21）（多选）（多选）为了使牛仔裤呈现为了使牛仔裤呈现“穿旧穿旧”效果，在工业效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗，是目前重要的生产手段（工艺洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗，是目前重要的生产手段（工艺流程见下图）。下列叙述中错误的是流程见下图）。下列叙述中错误的是()()A A纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似B B在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用适当的包埋剂固定化酶在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用适当的包埋剂固定化酶C C在上述工
7、艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅深浅D D纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素BD【变式训练变式训练】下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A A在探究果胶酶用量实验中，虽然实验的变量发生了在探究果胶酶用量实验中，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变化，但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的的B B植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶C C通过测定滤出的苹果汁的体积大
8、小无法来判断果胶通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法来判断果胶酶活性的高低酶活性的高低D D人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题的问题C 在在使用梯度测定酶的用量及活性时，可以通过榨出的苹果汁使用梯度测定酶的用量及活性时，可以通过榨出的苹果汁的体积大小来判断的体积大小来判断。【方法点拨方法点拨】二、探讨加酶洗衣粉的洗涤二、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果效果：【知识点讲解】【知识点讲解】1.1.酶制剂的种类与洗涤原理酶制剂的种类与洗涤原理种类种类洗涤原理洗涤原理洗涤的物质种类洗涤的物质种类蛋白酶蛋白酶脂肪酶脂肪酶淀粉酶淀粉酶纤维素酶纤维素酶蛋白质
9、蛋白质氨基酸和氨基酸和小分子的肽小分子的肽血渍、奶渍及各种血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢食品类的蛋白质污垢脂肪脂肪甘油和脂肪酸甘油和脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、食品的油渍、人体皮脂、口红口红淀粉淀粉麦芽糖、葡萄糖麦芽糖、葡萄糖来自面条等的污垢来自面条等的污垢使纤维的结构变得蓬松使纤维的结构变得蓬松棉纺品的表面浮毛棉纺品的表面浮毛2.2.加酶洗衣粉洗涤效果的探究实验中三种变量的分析加酶洗衣粉洗涤效果的探究实验中三种变量的分析实验实验自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量探究普通洗衣粉和加酶探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果洗衣粉的洗涤效果探究不同种类加酶洗衣探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效
10、果粉的洗涤效果探究不同温度对加酶洗探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响衣粉洗涤效果的影响洗衣粉种洗衣粉种类类(普通和普通和加酶加酶)加酶洗衣粉加酶洗衣粉中酶的种类中酶的种类温度温度洗涤洗涤效果效果 水的用量，污物的水的用量，污物的量，实验用布的质量，实验用布的质地与大小，不同洗地与大小，不同洗衣粉的用量，搅拌、衣粉的用量，搅拌、洗涤时间等洗涤时间等【特别提醒】【特别提醒】在在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件，如最适温度、使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件，如最适温度、pHpH，还要考虑衣物的承受力，如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；也，还要考虑衣物的承受力，如蛋白酶洗衣
11、粉不能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题，因污渍的成分比较复杂，一般选择复合加酶洗衣要考虑洗涤成本问题，因污渍的成分比较复杂，一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。粉，以减少用量。【例题讲解】【例题讲解】（20152015海南卷海南卷.30.30）【生物选修生物选修1 1：生物技术实践：生物技术实践】（1515分）生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。分）生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题：回答下列相关问题：（1 1）某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验）某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的
12、出汁量，除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较。这一实验的据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是目的是 。（2 2）现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，）现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管某同学设计了如下实验：取试管1616支，分别加入等量的果泥、支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4 4组，分别置于组，分别置于00、55、1010、4040下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并
13、计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有 和和 。探究不同来源果胶酶的活性探究不同来源果胶酶的活性温度范围设置不合适温度范围设置不合适 温度梯度设置不合理温度梯度设置不合理【变式训练变式训练】(2012(2012江苏卷，江苏卷，16)16)下列关于下列关于“探究加酶洗衣粉和普探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果通洗衣粉的洗涤效果”的叙述，合理的是（的叙述，合理的是（）A A先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度B B实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残实验的观察指标可以是相同洗涤时间
14、内污渍的残留程度留程度C C相同相同pHpH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉D D衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果B【方法点拨方法点拨】2.pH2.pH过高或过低时酶都会变性失活；过高或过低时酶都会变性失活；1.1.高温会导致加酶洗衣粉中的酶变性失活；高温会导致加酶洗衣粉中的酶变性失活；3.3.适当增加洗衣粉的用量会使洗涤效果增强。适当增加洗衣粉的用量会使洗涤效果增强。三、固定化酶和三、固定化酶和固定化细胞：固定化细胞：【知识点讲解知识点讲解】1.1.固定化酶和固定化细胞技术固定化酶和固定化细胞技术(1)(1)将酶或细
15、胞固定化的方法：将酶或细胞固定化的方法：包埋法：包埋法：将酶或细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。将酶或细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。化学结合法：化学结合法：将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上。将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上。物理吸附法：物理吸附法：将酶分子吸附在载体的表面上。将酶分子吸附在载体的表面上。一般来说一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，这是因为个大的细胞难以被吸附而细胞多采用包埋法固定化，这是因为个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。或结合，而个小的酶容易从包
16、埋材料中漏出。(2)(2)固定化细胞常用的载体材料：固定化细胞常用的载体材料：明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。【方法点拨方法点拨】（1 1）海藻酸钠）海藻酸钠溶液浓度溶液浓度对包埋酵母细胞数量的影响：对包埋酵母细胞数量的影响：海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；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浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。量少。(2)(2)海藻酸钠溶液配制注意事项：海藻酸钠溶液配制注意事项：海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热，避免海海藻酸钠溶化时要用小火或间
17、断加热，避免海藻酸钠发生焦糊；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；细胞混合，避免高温杀死酵母细胞；固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠酵母细胞的固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到混合液用注射器缓慢滴加到CaClCaCl2 2溶液中，而不是注溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。射，以免影响凝胶珠的形成。【例题讲解例题讲解】（20152015江苏卷江苏卷.11.11）下列关于固定化酶和固定化细下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述胞的叙述,错误的是（错误的是（）A.A.固定化酶的主
18、要目的是实现酶的重复利用固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用B.B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素C.C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物D.D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合B【变式训练变式训练】下下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是是 （）A A固定化细胞在多步连续催化反应方面优势明显固定化细胞在多步连续催化反应方面优势明显 B B固定化酶的应用中，要控制好固定化酶的应用中，要控制好pHpH、温度和溶解氧、温度和溶解氧 C C利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件宜的营养条件 D D利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物作为反应底物A