（浙江选考）高考生物一轮复习 第30讲 酶的利用课件-人教版高三全册生物课件.pptx

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1、第第30讲酶的利用讲酶的利用知识内容展示知识内容展示核心素养对接核心素养对接1.果汁中的果胶和果胶酶果汁中的果胶和果胶酶2.淀粉酶的固定化及淀淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测粉水解作用的检测社会责任社会责任果胶和果胶酶在果汁生产中的作用果胶和果胶酶在果汁生产中的作用科学探究科学探究探究探究淀粉酶的活性淀粉酶的活性考点酶的利用考点酶的利用1.(2018浙浙江江4月月选考考节选)某某植植物物富富含含有有果果胶胶、淀淀粉粉、蛋蛋白白质质和和纤纤维维素素成成分分。某某小小组开展了该植物综合利用的研究。组开展了该植物综合利用的研究。(1)果果胶胶提提取取工工艺艺研研究究结结果果表表明明，原原料料先先经

2、经过过一一段段时时间间沸沸水水漂漂洗洗的的果果胶胶得得率率(提提取取得得到到的的果果胶胶占占原原料料质质量量的的百百分分率率)显显著著高高于于常常温温水水漂漂洗洗的的果果胶胶得得率率，最最主主要要原原因因是是沸沸水水漂漂洗洗_(A.有有助助于于清清洗洗杂杂质质和和去去除除可可溶溶性性糖糖B.使使植植物物组组织织变变得得松松散散C.使有关酶失活使有关酶失活D.有利于细胞破裂和原料粉碎制浆有利于细胞破裂和原料粉碎制浆)。(2)在在用用以以上上提提取取过过果果胶胶和和淀淀粉粉后后的的剩剩渣渣加加工工饮饮料料工工艺艺研研究究中中，将将剩剩渣渣制制成成的的汁汁液液经经蛋蛋白白 酶酶 和和 纤纤 维维 素

3、素 酶酶 彻彻 底底 酶酶 解解 处处 理理 后后，发发 现现 仍仍 存存 在在 浑浑 浊浊 和和 沉沉 淀淀 问问 题题。可可 添添 加加_使使 果果 胶胶 彻彻 底底 分分 解解 成成 半半 乳乳 糖糖 醛醛 酸酸，再再 添添 加加_，以解决汁液浑浊和沉淀问题。，以解决汁液浑浊和沉淀问题。(3)在在建建立立和和优优化化固固定定化化酶酶反反应应器器连连续续生生产产工工艺艺研研究究中中，通通常常要要分分析析汁汁液液中中各各种种成成分分的的浓浓 度度 和和 所所 用用 酶酶 的的 活活 性性，然然 后后 主主 要要 优优 化化 各各 固固 定定 化化 酶酶 反反 应应 器器 中中 的的_(答答出

4、出2点点即即可可)、反反应应pH和和酶酶反反应应时时间间等等因因素素。其其中中，酶酶反反应时间可通过应时间可通过_来调节。来调节。解解析析本本题考考查选修修一一酶的的应用用，试题侧重重与与社社会会生生产中中利利用用酶的的相相关关内内容容结合合。果果胶胶酶活活性性受受温温度度、pH或或酶抑抑制制剂的的影影响响。固固定定化化酶就就是是将将水水溶溶性性的的酶用用物物理理或或化化学学的的方方法法固固定定在在某某种种介介质(如如石石英英砂砂)上上，使使之之成成为不不溶溶于于水水而而又又有有酶活活性性的的制制剂。常用方法有吸附法、共价偶常用方法有吸附法、共价偶联法等。法等。答案答案(1)C(2)果胶酶和果

5、胶甲酯酶淀粉酶使淀粉分解果胶酶和果胶甲酯酶淀粉酶使淀粉分解(3)固定化的量、反应液温度控制反应器液体流量固定化的量、反应液温度控制反应器液体流量(或体积或体积)2.(2016浙江浙江10月月选考考节选)请回答脲酶固定化实验的有关问题：请回答脲酶固定化实验的有关问题：制制备备固固定定化化酶酶时时，用用石石英英砂砂吸吸附附脲脲酶酶，装装柱柱。再再用用蒸蒸馏馏水水洗洗涤涤固固定定化化酶酶柱柱，其其作用是作用是_。解解析析用用石石英英砂砂吸吸附附法法固固定定化化酶，装装柱柱完完成成后后，再再用用蒸蒸馏水水洗洗涤固固定定化化酶柱柱，其作用是洗去未被吸附的其作用是洗去未被吸附的酶，以免影响，以免影响产物的

6、物的纯度。度。答案答案除去游离的脲酶除去游离的脲酶3.(2016浙江浙江4月月选考考节选)请回答与请回答与“果汁中的果胶和果胶酶果汁中的果胶和果胶酶”实验有关的问题：实验有关的问题：(1)果果胶胶是是细细胞胞壁壁的的重重要要组组成成成成分分，其其化化学学本本质质是是_(A.蛋蛋白白质质B.脂脂质质C.核核酸酸D.多糖多糖)。它在细胞壁形成过程中的主要作用是将相邻的细胞。它在细胞壁形成过程中的主要作用是将相邻的细胞_在一起。在一起。(2)制制取取果果汁汁时时，先先用用果果胶胶酶酶将将果果胶胶分分解解成成_和和半半乳乳糖糖醛醛酸酸甲甲酯酯等等物物质质，再再用用_酶酶处处理理，可可得得到到比比较较澄

7、澄清清的的果果汁汁。用用适适量量且且浓浓度度适适宜宜的的上上述述两两种种酶酶处处理理时时，果汁的出汁率、澄清度与酶的果汁的出汁率、澄清度与酶的_高低呈正相关。高低呈正相关。(3)由由于于果果胶胶不不溶溶于于乙乙醇醇，故故可可用用乙乙醇醇对对果果胶胶粗粗提提取取物物(经经酶酶处处理理后后的的混混合合物物)进进行行_处理，从而得到干制品。处理，从而得到干制品。解解析析(1)果果胶胶主主要要是是由由半半乳乳糖糖醛酸酸和和半半乳乳糖糖醛酸酸甲甲酯缩聚聚而而成成的的，属属于于多多糖糖。果果胶胶主主要要在在相相邻的的植植物物细胞胞之之间起起粘粘合合的的作作用用。(2)果果胶胶酶和和果果胶胶甲甲酯酶可可以以

8、将将果果胶胶分分解解成成半半乳乳糖糖醛酸酸和和半半乳乳糖糖醛酸酸甲甲酯，用用适适量量且且浓度度适适宜宜的的上上述述两两种种酶处理理果果汁汁可可以以使使果果汁汁澄澄清清，果果汁汁的的出出汁汁率率、澄澄清清度度与与酶的的活活性性高高低低呈呈正正相相关关。(3)由由于于果果胶胶不不溶于乙醇，溶于乙醇，经酶处理后的混合物用乙醇理后的混合物用乙醇进行沉淀脱水行沉淀脱水处理，可理，可获得干制品。得干制品。答案答案(1)D粘合粘合(2)半乳糖醛酸果胶甲酯活性半乳糖醛酸果胶甲酯活性(3)脱水脱水(沉淀沉淀)本本题组对应选修修一一P33P35，果果汁汁中中的的果果胶胶和和果果胶胶酶；选修修一一P38P40，淀粉

9、淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的的固定化及淀粉水解作用的检测一、果汁中的果胶和果胶酶一、果汁中的果胶和果胶酶1.果胶及其特性果胶及其特性果胶是植物果胶是植物的主要成分，由的主要成分，由和和组组成成。果果胶起着胶起着 的作用，去掉果胶植物组织将变得的作用，去掉果胶植物组织将变得。果胶。果胶中，这是鉴别果胶的一种简易方法。中，这是鉴别果胶的一种简易方法。2.果胶酶的组成及作用果胶酶的组成及作用果胶酶包括果胶酶包括和和酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸和酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸和，瓦解，瓦解和胞间层，果汁制作时，使用和胞间层，果汁制作时，使用有有利于提高出汁率和利于提高出汁率和。细胞壁细

10、胞壁3.果胶酶的来源果胶酶的来源、苹果青霉等都可以用于生产果胶酶。、苹果青霉等都可以用于生产果胶酶。半乳糖醛酸半乳糖醛酸半乳糖醛酸甲酯半乳糖醛酸甲酯粘合细胞粘合细胞松散松散不溶于乙醇不溶于乙醇果胶酶果胶酶果胶甲酯果胶甲酯半乳糖醛酸甲酯半乳糖醛酸甲酯植物细胞壁植物细胞壁果胶酶果胶酶澄清度澄清度黑曲霉黑曲霉二、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)固定化酶的含义：是指将固定化酶的含义：是指将的酶用的酶用或或的的方方法法固固定定在在某某种种介质上，使之成为介质上，使之成为而又有而又有的制剂。的制剂。(2)固定化的方法：固定化的方法：、交联法

11、和、交联法和等。等。(3)固定化酶的优点：固定化酶的优点：提高；提高；易分离；易分离；。2.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)淀粉的水解过程：淀粉的水解过程：水溶性水溶性物理物理化学化学不溶于水不溶于水酶活性酶活性吸附法吸附法共价偶联法共价偶联法包埋法包埋法稳定性稳定性可反复利用可反复利用糊精糊精麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖(2)淀粉酶的固定化淀粉酶的固定化(如右图如右图)。5mg淀粉酶溶于淀粉酶溶于4mL，加入加入5g石英砂，搅拌石英砂，搅拌30min。(3)将将装装入入含含气气门门心心并并用用夹夹子子封封住住的的注注射射器器中中。用用40mL蒸蒸馏馏水水

12、用用流速流速1mL/min来洗涤除去来洗涤除去。(4)使使淀淀粉粉溶溶液液以以0.3mL/min的的流流速速过过柱柱，在在流流出出5mL后后接接收收0.5mL流流出液。加入出液。加入12滴滴溶液，观察颜色变化。溶液，观察颜色变化。(5)实验预期结果：水解产物糊精遇碘呈实验预期结果：水解产物糊精遇碘呈。蒸馏水蒸馏水石英砂石英砂未吸附的游离淀粉酶未吸附的游离淀粉酶KII2红色红色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)实验原理实验原理果胶果胶半乳糖醛酸半乳糖醛酸甲酯。半乳糖醛酸半乳糖醛酸甲酯。果果胶胶酶酶的的活活性性受受温温度度(或或pH)

13、的的影影响响，处处于于最最适适温温度度(或或pH)时时活活性性最最高高。果果肉肉的的出出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的汁率、果汁的澄清度与果胶酶的呈正相关。呈正相关。果胶不溶于乙醇。果胶不溶于乙醇。活性大小活性大小(2)实验流程实验流程(3)实验结论：果胶酶能分解果胶，提高果汁的出汁率和澄清度。实验结论：果胶酶能分解果胶，提高果汁的出汁率和澄清度。1、3、421、3、42角度酶的利用角度酶的利用1.(2018绍兴模模拟)回答与回答与淀粉酶的制备和固定化过程有关的问题：淀粉酶的制备和固定化过程有关的问题：(1)为为了了获获得得优优良良的的枯枯草草杆杆菌菌菌菌株株，研研究究者者取取5克克土土样样加加

14、到到有有95mL_的的三三角角瓶瓶中中，振振荡荡10分分钟钟，即即成成101土土壤壤液液。为为了了进进一一步步稀稀释释土土壤壤液液，应应用用_吸取悬液，制成吸取悬液，制成102、103、104、105的土壤稀释液。的土壤稀释液。(2)筛筛选选产产淀淀粉粉酶酶的的枯枯草草杆杆菌菌时时，用用较较低低浓浓度度的的_作作为为培培养养基基中中的的唯唯一一碳源，接种时宜采用碳源，接种时宜采用_接种法。接种法。(3)淀粉酶宜采用吸附法进行固定化，下列关于反应柱的理解，正确的是淀粉酶宜采用吸附法进行固定化，下列关于反应柱的理解，正确的是()A.反应物和酶均可自由通过反应柱反应物和酶均可自由通过反应柱B.反应物

15、和酶均不能通过反应柱反应物和酶均不能通过反应柱C.反应物能通过反应柱，酶不能通过反应柱反应物能通过反应柱，酶不能通过反应柱D.反应物不能通过，酶能通过反应物不能通过，酶能通过(4)为为了了确确定定筛筛选选出出的的淀淀粉粉酶酶的的应应用用价价值值，还还需需要要进进一一步步检检测测固固相相淀淀粉粉酶酶的的活活性性，在在该该实实验验中中，亲亲和和层层析析洗洗脱脱液液中中加加入入KII2指指示示剂剂后后，试试管管中中呈呈现现_色色。相相对于唾液淀粉酶，枯草杆菌产生的对于唾液淀粉酶，枯草杆菌产生的淀粉酶具有淀粉酶具有_特性，从而有利于工业生产。特性，从而有利于工业生产。解解析析在在无无菌菌条条件件下下，

16、用用无无菌菌水水制制备土土壤壤稀稀释液液，产生生淀淀粉粉酶的的枯枯草草杆杆菌菌能能在在以淀粉以淀粉为唯一碳源的培养基上生唯一碳源的培养基上生长，用淀粉作，用淀粉作为培养基中的唯一碳源，可培养基中的唯一碳源，可筛选产淀淀粉粉酶的的枯枯草草杆杆菌菌。淀淀粉粉酶经固固定定后后，装装入入反反应柱柱，反反应物物能能通通过反反应柱柱，酶不不能能通通过反反应柱柱，使使酶与与产物物分分离离。亲和和层析析洗洗脱脱液液是是经反反应柱柱后后的的流流出出液液，含含有有淀淀粉粉水水解解后后的的产物物糊糊精精，加加入入KII2指指示示剂后后呈呈红色色。淀淀粉粉酶的的最最适适温温度度是是5075，与唾液淀粉，与唾液淀粉酶相

17、比，具有耐高温的特点。相比，具有耐高温的特点。答案答案(1)无菌水移液器无菌水移液器(2)淀粉涂布淀粉涂布(3)C(4)红耐高温红耐高温2.某某校校生生物物兴兴趣趣小小组组为为探探究究不不同同浓浓度度果果胶胶酶酶对对澄澄清清苹苹果果汁汁出出汁汁率率的的影影响响，进进行行了了如如下下实验。实验。实验步骤：实验步骤：制制备备苹苹果果汁汁：将将苹苹果果洗洗净净，切切成成小小块块，用用榨榨汁汁机机打打碎碎成成苹苹果果汁汁匀匀浆浆。加加热热苹苹果果汁汁到到100，再冷却至，再冷却至50左右。左右。配配制制不不同同浓浓度度的的酶酶液液：取取5支支10mL的的试试管管，依依次次编编号号为为26号号。分分别别

18、加加入入不不同同量量的的质质量量浓浓度度为为10g/mL的的果果胶胶酶酶溶溶液液，再再分分别别加加入入苹苹果果酸酸定定容容至至10mL，获获得得质质量量浓浓度分别为度分别为2g/mL、4g/mL、6g/mL、8g/mL、10g/mL的果胶酶溶液备用。的果胶酶溶液备用。降解苹果汁降解苹果汁(如下图如下图)沉沉淀淀：向向上上述述6只只烧烧杯杯中中添添加加明明胶胶、活活性性炭炭等等物物质质搅搅拌拌处处理理，充充分分混混匀匀后后静静置置，分别过滤。分别过滤。记记录录并并处处理理结结果果：用用量量筒筒测测量量澄澄清清滤滤液液(即即苹苹果果汁汁)的的体体积积，记记入入表表格格，并并计计算算出出汁率。汁率。

19、请回答下列问题：请回答下列问题：(1)果胶酶能提高苹果的出汁率并使果汁澄清的原因是果胶酶能提高苹果的出汁率并使果汁澄清的原因是_。(2)步骤步骤中，苹果汁先加热到中，苹果汁先加热到100的目的是的目的是_。(3)步步 骤骤 中中，在在 2 6号号 试试 管管 中中 加加 入入 10 g/mL果果 胶胶 酶酶 溶溶 液液 的的 量量 分分 别别 是是_；步骤步骤中，在中，在1号烧杯中加入号烧杯中加入1mL_。(4)根根据据预预期期结结果果，请请绘绘制制出出澄澄清清苹苹果果汁汁出出汁汁率率与与果果胶胶酶酶浓浓度度之之间间大大致致的的关关系系曲曲线线，并并在坐标轴上标出澄清苹果汁最高出汁率所需的果胶

20、酶最佳浓度。在坐标轴上标出澄清苹果汁最高出汁率所需的果胶酶最佳浓度。解解析析(1)由由于于果果胶胶酶能能分分解解果果胶胶，瓦瓦解解细胞胞壁壁，所所以以在在苹苹果果泥泥中中加加入入果果胶胶酶，可可以以提提高高果果汁汁的的量量和和澄澄清清度度。(2)苹苹果果汁汁先先加加热到到100，可可使使苹苹果果中中的的酶失失活活，防防止止对实验结果果产生生干干扰。(3)根根据据图中中果果胶胶酶溶溶液液的的浓度度(10g/mL)和和各各试管管中中配配制制成成的的果果胶胶酶溶溶液液的的浓度度(2g/mL、4g/mL、6g/mL、8g/mL、10g/mL)可可知知，加加入入果果胶胶酶溶溶液液的的体体积分分别是是2m

21、L、4mL、6mL、8mL、10mL。步步骤中中，在在1号号烧杯杯中中加加入入1mL苹苹果果酸酸，作作为对照照。(4)出出汁汁率率曲曲线起起点点于于纵轴某某点点，表表明明没没有有果果胶胶酶时也也有有一一定定出出汁汁率率，在在一一定范定范围内随果胶内随果胶酶浓度升高，出汁率上升达度升高，出汁率上升达饱和点后可和点后可稳定。定。答答案案(1)果果胶胶酶酶能能分分解解果果胶胶，瓦瓦解解细细胞胞壁壁(2)使使苹苹果果中中的的酶酶失失活活，防防止止对对实实验验结结果果产产生生干干扰扰(3)2mL、4mL、6mL、8mL、10mL苹苹果果酸酸(4)如如图图关关注注坐坐标标含含义义、曲线变化趋势、起点、最佳

22、浓度。曲线变化趋势、起点、最佳浓度。归纳小结归纳小结1.直接使用酶和固定化酶的优缺点比较直接使用酶和固定化酶的优缺点比较直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶酶的种数酶的种数一种或几种一种或几种一种一种常用载体常用载体高岭土、皂土、硅胶、凝胶高岭土、皂土、硅胶、凝胶制作方法制作方法化学结合固定化、物理吸附固定化化学结合固定化、物理吸附固定化是否需要营是否需要营养物质养物质否否否否催化反应催化反应单一或多种单一或多种单一单一反应底物反应底物各种物质各种物质(大分子、小分子大分子、小分子)各种物质各种物质(大分子、小分子大分子、小分子)缺点缺点对环境条件非常敏感，易失活；对环境条件非常敏感，易失活；

23、难回收，成本高，影响产品质难回收，成本高，影响产品质量量不利于催化一系列的酶促反应不利于催化一系列的酶促反应优点优点催化效率高、耗能低、低污染催化效率高、耗能低、低污染既能与反应物接触，又能与产物分既能与反应物接触，又能与产物分离；离；可以反复利用可以反复利用2.酶的固定化方法及适用对象酶的固定化方法及适用对象名称名称原理原理图示图示包埋法包埋法将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中体中化学化学结合法结合法利用共价键、离子键将酶分子或细胞相互结合，利用共价键、离子键将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上或将其结合到载体上物理物理吸附法吸附法

24、通过物理吸附作用，把酶固定在纤维素、琼脂糖、通过物理吸附作用，把酶固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃或离子交换树脂等载体上多孔玻璃或离子交换树脂等载体上3.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)实验原原则：单一一变量量原原则、对照照性性原原则。严格格控控制制变量量，尽尽量量减减少少无无关关变量量的的影响。影响。(2)实验原原理理：果果胶胶酶活活性性受受温温度度、pH或或酶抑抑制制剂的的影影响响，在在最最适适温温度度或或pH时，活活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶性最高，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。的活性大小成正比。(3)设计实验：探探究究最最适适温温度度时，pH为无无关关变量量，最最好好是是最最适适pH；探探究究最最适适pH时，温温度度为无无关关变量，最好是最适温度。量，最好是最适温度。探究果胶探究果胶酶的最适用量的最适用量时，最适用量是在温度、，最适用量是在温度、pH等适宜条件下等适宜条件下测出来的，如出来的，如果无关果无关变量改量改变，最适用量也会，最适用量也会发生生变化。化。