（B版浙江选考专用）高考生物总复习 专题26 酶的应用课件-人教版高三全册生物课件.ppt

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1、专题26酶的应用生物（浙江选考专用）考点酶的应用考点酶的应用基础知识基础知识一、果汁中的果胶和果胶酶一、果汁中的果胶和果胶酶1.果胶果胶(1)果胶的成分与存在:果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一,它由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成。(2)果胶与果汁加工:果胶不仅影响出汁率,还会使果汁浑浊。考点清单2.果胶酶果胶酶(1)来源:黑曲霉、苹果青霉等。(2)组成: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,主要包括果胶酶和果胶甲酯酶。(3)作用:将果胶分解成可溶性的分子使出汁率提高,也使浑浊的果汁变得澄清。3.果胶酶的应用果胶酶的应用(1)水果加工业:水果中的果胶经果胶酶水解后,可

2、降低果汁的粘度,有助于压榨;在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到澄清作用,还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀;果胶酶可用于桔子脱囊衣,制造果粉和低糖果冻。(2)饲料工业:果胶酶与纤维素酶、半纤维素酶等配合,可降解植物细胞壁中的果胶和纤维,促使淀粉、脂类、维生素和蛋白质等释放出来,从而提高饲料的营养价值;果胶酶可降低饲料的粘度,促进饲料在动物消化道内的消化吸收。二、二、-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测1.固定化酶固定化酶(1)形成: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 而又有酶活性的制剂。(2)特 性:与游离酶相比较,稳定性好,与

3、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。2.固定化酶的制作方法固定化酶的制作方法:由酶的性质和载体特性所决定,主要包括吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。3.-淀粉酶水解作用的检测淀粉酶水解作用的检测重点难点重点难点一、果汁中的果胶和果胶酶一、果汁中的果胶和果胶酶1.探究利用苹果或山楂匀浆制作果汁的最佳条件的实验探究利用苹果或山楂匀浆制作果汁的最佳条件的实验(1)实验原理果胶半乳糖醛酸+半乳糖醛酸甲酯。果胶酶的活性受温度(或pH)的影响,处于最适温度(或pH)时活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小呈正相关。果胶不溶于乙醇。第一步制匀浆

4、第二步烧杯A烧杯B5g匀浆5g匀浆10mL黑曲霉提取液10mL水间歇搅拌2030min第三步试管1试管2试管3试管4A烧杯混合物4mLA烧杯混合物4mLB烧杯混合物4mLB烧杯混合物4mL沸水浴不加热沸水浴不加热第四步加入95%酒精4mL(2)实验流程2.影响果汁产量的物质及处理方法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,制作耗时长;二是榨取的果汁浑浊、粘度高、容易发生沉淀。(2)处理方法酶解法易混易错易混易错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pH条件,以避

5、免混合后条件的变化,确保实验结果的可靠性。组成本质作用果胶酶和果胶甲酯酶蛋白质催化果胶水解为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义: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活性的制剂。名称原理图示包埋法将酶或微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中化学结合法利用共价键、离子键使酶分子或细胞相互结合,或将其结合到载体上物理吸附法通过物理吸附作用,把酶或细胞固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃或离子交换树脂等载体上制备固定化酶的主要方法:2.常见固定化方法及其优缺点常见固定化方法及其优缺点方法优点缺点吸附法适用的

6、酶范围广,酶活性高酶与载体的结合力较弱,酶容易脱落偶联法、交联法结合稳定,适用范围广制备条件不够温和,酶活性较低包埋法酶活性高,稳定性也较高适用范围窄例例1如图为固定化酶的反应柱示意图,其中为反应柱,为固定化酶,为分布着小孔的筛板,请据图回答:(1)关 于 固 定 化 酶 中 用 到 的 反 应 柱,理解正确的是()A.反应物和酶均可自由通过反应柱B.反应物和酶均不能通过反应柱C.反应物能通过,酶不能通过D.反应物不能通过,酶能通过(2)的作用是。(3)制作固定化-淀粉酶常用的方法是。(4)据图说出反应柱的作用原理:。解析解析固定化酶就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上(如石英砂

7、),使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。常用方法有吸附法、共价偶联法等。答案答案(1)C(2)使酶颗粒无法通过,反应液能自由通过(3)吸附法(4)从反应柱上端注入反应物溶液,使反应物溶液流过反应柱,与固定化酶接触,得到产物,产物从反应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较直接使用酶固定化酶制作方法化学结合法固定化、物理吸附法固定化是否需要营养物质否否酶的种类一种或多种一种催化反应单一或多种单一反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)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酶促反应优点催化效率高、耗能低、低污染既能与反应物接触,

8、又能与产物分离可以重复利用方法方法探究酶活性最适条件和用量的实验设计探究酶活性最适条件和用量的实验设计1.探究影响果胶酶活性的因素的实验分析探究影响果胶酶活性的因素的实验分析(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或酶抑制剂的影响,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。突破方法实验名称(目的)自变量因变量注意事项探究温度对果胶酶活性的影响温度果汁量(澄清度)底物和酶在混合时的温度是相同的温度梯度越小,实验结果越精确各个试管中的苹果泥和果胶酶用量应相同pH应为最适pH

9、探究pH对果胶酶活性的影响pH果汁量(澄清度)温度应为最适温度pH梯度可用NaOH和盐酸调节用玻璃棒搅拌使反应充分进行探究果胶酶的用量果胶酶的用量果汁量(澄清度)制备苹果匀浆后迅速加热,使苹果匀浆中的果胶酶变性温度、pH应为最适值且保持不变2.三个实验的变量分析三个实验的变量分析例例2果胶是植物细胞细胞壁及胞间层的主要组成成分之一。果胶酶能够水解果胶,瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。实验用具和材料:磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布等;苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。.验证果

10、胶酶在果汁生产中的作用实验方法及步骤:(1)将苹果洗净去皮,用磨浆机制成苹果泥,加入适量蒸馏水备用。(2)取两个100mL洁净的烧杯,编号为1、2,按相应程序进行操作,请把表中未填写的内容填上。操作顺序项目烧杯12a在烧杯中加入苹果泥20mL20mLb2mLc注入蒸馏水2mLd在恒温水浴中保温,并用玻璃棒不时搅拌10min10min(3)取出两个烧杯,同时进行过滤。一定时间后,观察(或比较)和,并记录结果。(4)最可能得到的实验结果及结论:。.探究果胶酶催化果胶水解的最适pH本课题实验步骤中,在进行果胶酶溶液和苹果泥的混合并调整pH时有下面两种操作:方法一:将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥

11、相混合,再把混合液的pH分别调至4、5、610。方法二:将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至4、5、610,再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。(1)请问上述哪一种操作更科学:。说明理由:。(2)如果用曲线图的方式记录实验结果,在现有的条件下,当横坐标表示pH,纵坐标表示时,实验的操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解,在图中选择一个最可能是实验结果的曲线图:。解析解析.该实验的目的是验证果胶酶的催化作用。实验设计遵循对照原则和等量原则。实验组添加果胶酶溶液,对照组添加等量蒸馏水。实验因变量为滤出的果汁的体积和澄清度。.该实验是探究在一定温度条件下果胶酶催化果胶水解

12、的最适pH。比较方法一和方法二可发现,方法二避免了在达到预设pH之前就发生酶的催化反应。实验的因变量是果汁的体积和澄清度。实验结果若用坐标图表示,可设置纵坐标为果汁体积。在一定范围内,随pH增加,果汁体积增大,当pH超过最适值后,随pH增加,酶活性降低,果汁体积减小。答案答案.(2)b注入果胶酶溶液(3)滤出的果汁体积果汁澄清度(4)相同时间内,1号烧杯中滤出果汁体积比2号烧杯多,且澄清度高,说明果胶酶对果胶的水解有催化作用.(1)方法二方法二的操作能确保酶的反应环境从一开始便达到实验的预设pH(2)果汁体积甲2-1下列是有关酶的应用的问题,请分析回答。工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细

13、胞壁来提高出汁率,为研究温度对果胶酶活性的影响,某学生设计了如下实验:将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在10水浴中恒温处理10min(如图A)。将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合,再次在10水浴中恒温处理10min(如图B)。将步骤处理后的混合物过滤,收集滤液,测量果汁量(如图C)。在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量,结果如下表:温度/1020304050607080果汁量/mL813152515121110根据上述实验,请分析回答下列问题:(1)果胶酶能破除细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解,产物是。(2)实验结果表明,当温度为左右时,果汁量最多,此时果胶酶的活性。(3

14、)为什么该实验能够通过测定过滤出的苹果汁的体积来判断果胶酶活性的高低?。(4)果胶酶作用于一定量的某种物质(底物),保持温度、pH在最适值,生成物量与反应时间的关系如图所示,在35min后曲线变成水平是因为。若增加果胶酶浓度,其他条件不变,请在图中画出生成物量变化的示意曲线。答案答案(1)半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯(2)40最高(3)果胶酶将果胶分解为小分子物质,小分子物质可以通过滤纸,因此苹果汁的体积反映了果胶酶催化分解果胶的能力(4)底物消耗完毕如图解析解析从实验数据分析:在40左右时,果汁量最多,说明此时的果胶酶催化活性最高。因为底物的量是一定的,所以底物消耗完时,生成物的量达到最大值,其后不再发生变化;增加酶的浓度可以使反应更快地达到平衡点,但生成物的总量不会发生变化。