2020年高考生物一轮复习课件:选修1 专题3 酶的研究与应用 .ppt
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1、专题 3,酶的研究与应用,考纲导读,考点一,果胶酶在果汁生产中的应用 考点梳理 ,1.果胶酶,霉菌,细胞壁,澄清,(1)定义:果胶酶并不特指某一种酶,而是分解果胶的一类 酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、_和果胶酯酶等。 (2)来源:植物、_、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。 (3)应用:果胶酶能够分解果胶成为可溶性的_, 瓦解植物的_及胞间层,使榨取果汁变得更容易且 使果汁变得_。,果胶分解酶,半乳糖醛酸,2.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,果胶,出汁率,_和_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_低, 耗时长;二是榨取的果汁
2、浑浊、黏度高、容易发生沉淀。,酶解法,C1 酶,(2)处理方法:_ 常用的酶及其作用特点如下,Cx 酶,3.实验原理,底物的消耗量,产物的生成量,正比,(1)酶活力的测定:酶的活力通常以单位时间内_ 或单位时间内_来表示。 (2)果胶酶的活性受温度、pH 和酶抑制剂等的影响;在最适 条件下,果胶酶的活性最高;果汁的出汁率、澄清度与果胶酶 的活性大小成_。果胶酶的用量建立在最适温度和 pH 的基础之上,此时研究的变量是果胶酶的用量,其他因素都应 保持不变。 (3)果胶在果胶酶的催化下形成半乳糖醛酸。,4.探究酶活性最适条件和用量的实验设计 (1)探究酶活性最适条件的实验设计 思路方法,探究不同温
3、度(或 pH)对果胶酶活性的影响时,温度(或 pH) 作为自变量,有效地控制其他无关变量,通过设置合理的温度 (或 pH)梯度来确定最适值。,注意事项,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,以避免混合后条件的变化,确保实验 结果的可信度和可靠性。 衡量实验结果的指标,以果汁澄清度与果汁产量的多少确认果胶酶活性的高低。,(2)探究果胶酶的用量 原理提示,本实验是一个探究性的定量实验,所测出的最适用量是在 本实验的温度、pH 条件下测出的,因而果胶酶的最适用量应标 明温度和 pH。,确定最适用量的方法,如果随酶浓度的增加,过滤到的果汁的体积也增加,说明 酶的
4、用量不足;当酶的浓度增加到某个值后,再增加酶的用量, 过滤到的果汁的体积不再改变,说明酶的用量已经足够,那么, 这个值就是酶的最适用量。,(1)实验中所用的果胶酶尽量使用纯酶制剂或不含抑制物,的粗酶制剂,以免影响对酶用量的估算。,(2)确定最适用量的方法:若随着酶浓度的增加,过滤到的 果汁的体积也增加,说明酶的用量不足;当酶的浓度增加到某 个值后,再增加酶的用量,过滤到的果汁的体积不再改变,说 明酶的用量已经饱和,这个值就是酶的最适用量。,基础测评,1.下列关于果胶酶作用的叙述错误的是(,),A.果胶酶是催化剂,可改变反应速度 B.果胶酶能分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层 C.在果汁中加入果
5、胶酶后可使果汁变得澄清 D.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸 答案:D,),2.下列不是果胶酶成分的是( A.纤维素酶 B.果胶分解酶 C.多聚半乳糖醛酸酶 D.果胶酯酶 答案:A,3.关于果胶酶说法正确的是(,),A.果胶酶可以分解细胞壁的主要成分纤维素 B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物 C.果胶酶不特指某种酶,而是分解果胶的一类酶的总称 D.果胶酶的化学本质是蛋白质或 RNA 答案:C,考点二,测定酶活力及不同类型的加酶洗衣粉的洗涤效果 考点梳理 ,1.酶活力的测定,氨基化合物,分光光度,(1)通过测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的 活力。由于麦芽糖与 3,5-
6、二硝基水杨酸试剂反应生成红棕色的 _。在一定范围内,麦芽糖的量和红棕色物质的颜 色深浅程度成一定比例关系,利用_法进行比色, 可以测出麦芽糖的生成量。 (2)通过测定单位时间内淀粉的消耗量来检测淀粉酶的活 力。,2.常用酶制剂的种类及其洗涤原理和实例,甘油,脂肪酸,3.探究不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果,根据不同季节的温度设置水温确认适于不同季节使用 的洗衣粉,应根据当地一年中的实际气温变化来确定水温,通 常情况下,冬季、春季、秋季和夏季可分别选取 5 、15 、 25 和 35 的水温,因为这 4 个水温较符合实际情况,对现 实也具指导意义。,4.探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)实验
7、原理,加酶洗衣粉中含有酶制剂(蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤,维素酶)。,污渍中的蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素在酶制剂的分解,下形成小分子物质。,专一,相同且适宜,温度、pH、表面活性剂会影响酶的活性。 酶具有_性。 (2)实验变量 自变量:加酶洗衣粉的种类。 无关变量:其他条件_(如温度、pH 等)。,(3)实验步骤,基础测评 1.探究温度对果胶酶的影响、pH 对酶活性的影响、果胶酶,),的用量三个实验中,实验变量依次为( A.温度、酶活性、酶用量 B.苹果泥用量、pH、果汁量 C.反应时间、酶活性、酶用量 D.温度、pH、果胶酶用量 答案:D,2.下列验证某种加酶洗衣粉,需要的最适温度实验正确的
8、,是(,),A.取一系列不同温度、其他条件相同的水。加入相同的污 物及等量加酶洗衣粉,看哪一个温度中加酶洗衣粉的效果最好 B.在不同温度的水中,加入不等量洗衣粉,看哪种效果好 C.将加酶洗衣粉加入 30 水中发现不如加到 45 的水 中洗涤效果好,说明 45 为最适温度 D.将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入 37 的水中洗涤 同样的污物,发现加酶洗衣粉效果好,说明加酶洗衣粉的最适 温度为 37 答案:A,考点三,制备和应用固定化酶 考点梳理 ,1.直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较,包埋法,(续表),(1)物理吸附法(吸附法)是将酶吸附在载体表面的一种固定 方法。特点是工艺简便且条件温和,
9、应用广泛。实质是利用酶 与载体之间的范德华力实现吸附。,(2)化学结合法(交联法)是利用酶与载体之间形成的共价键,将酶进行固定的。,2.酵母细胞的固定化,多,泡沫,(续表),制备固定化酵母细胞的实验注意事项,(1)酵母细胞的活化,酵母细胞需要的活化时间较长,一般需要 0.51 h,需要 提前做好准备。此外,酵母细胞活化时体积会变大,因此活化 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。,(2)海藻酸钠溶液的浓度,海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键,因为如果 海藻酸钠溶液浓度过高,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量少,都会影响实验效果。
10、,(3)海藻酸钠溶液配制注意事项,对海藻酸钠溶化时要小火或间断加热,避免海藻酸钠发生 焦煳;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;固定化酵母细胞时,应将海藻酸钠与 酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到 CaCl2 溶液中,而不是 注射,以免影响凝胶珠的形成。,(4)CaCl2 溶液的作用,CaCl2 溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉,形成凝胶,珠。,3.用固定化酵母细胞发酵,失水,通透性,(1)配制麦芽汁或葡萄糖溶液:注意浓度适宜,过高会造成 固定的酵母细胞_,甚至死亡。 (2)固定化酵母凝胶珠的处理:固定好的凝胶珠从 CaCl2 溶 液取出后要用蒸馏水冲洗
11、 23 次。洗去 CaCl2 溶液的目的是防 止凝胶珠硬度过大,影响_。 (3)发酵:开始时凝胶珠沉在发酵液的底部,一段时间后慢 慢上浮且有气泡产生,发酵液有酒味。,基础测评,1.关于固定化酶下列说法不正确的是(,),A.固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结 合法和物理吸附法 B.固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法 C.由于细胞个大,而酶分子很小,因此细胞多采用物理吸 附法固定 D.反应物是大分子物质应采用固定化酶 答案:C,2.在制备固定化酵母细胞的实验中,CaCl2 溶液的作用是用,于(,) A.调节溶液 pH B.进行离子交换 C.胶体聚沉 D.为酵母菌提供 Ca2 答
12、案:C,3.下列有关固定化酵母细胞制备步骤不恰当的是(,),A.应使干酵母与水混合并搅拌,以利于酵母菌活化 B.配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热方法 C.向刚溶化好的海藻酸钠溶液加入已活化的酵母细胞,充 分搅拌并混合均匀 D.混有酵母的海藻酸钠液移至注射器并滴加到 CaCl2 溶液 中形成凝胶珠 答案:C,考向 1,探究果胶酶活性的影响及其适用量,典例 1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: (1)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,测定各组的出汁量,据此 计算各组果胶酶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的 是
13、_。,(2)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 16 支,分别加入等量的果泥、果 胶酶、缓冲液,混匀,平均分为 4 组,分别置于 0 、5 、 10 、40 下保温相同时间,然后测定各试管中的出汁量并 计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有 _和_。,(3)某同学取 5 组试管(AE)分别加入等量的同种果泥,在 A、B、C、D 4 个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不,同量的同种果胶酶,然后补充蒸馏水使 4 组试管内液体体积相 同;E 组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将 5 组 试管置于适宜温度下保温一定时间后,测定各组的出汁量
14、。通 过 AD 组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中, 若要检测加入酶的量等于 0 而其他条件均与实验组相同时的出 汁量,E 组设计_(填“能”或“不能”)达到目的, 其原因是_ _。,解析(1)根据题意可知,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,据此计算 各组果胶酶的活性的平均值并进行比较,说明该实验的自变量 是果胶酶的来源,因变量是果胶酶的活性,所以该实验的目的 是探究不同来源果胶酶的活性。(2)根据实验设计可知,该实验 是探究果胶酶的最适温度,所以自变量是温度,因变量是果胶 酶的活性,用出汁量进行衡量,出汁量越多则果胶酶活性越高。 该实验方案
15、中,温度应该在常温范围内设置系列温度梯度且梯 度差值相等,例如 4 组的温度可分别设置为 15 、20 、,25 、30 ;另外探究温度对酶活性的影响时,应保证酶促反 应只能在设定的温度下进行,同一实验组的反应温度只能是一个, 所以实验操作应该是将各组盛有果胶酶的试管与盛有果泥的试 管分别在设定温度下处理一定时间后再将两支试管混合,才能 保证实验在设定的温度下进行。(3)根据题意,若要检测加入酶 的量等于 0 而其他条件均与实验组相同时的出汁量,则实验的 自变量是果胶酶的量,因变量是出汁量。对照实验的设计应遵 循单一变量原则和对照原则,根据实验设置,E 组应加入缓冲 液而不是蒸馏水,才符合实验
16、设计应遵循单一变量原则。,答案(1)探究不同来源果胶酶的活性,(2)温度范围设置不合理,温度梯度设置不合理,(3)不能,E 组加入蒸馏水而不是缓冲液违背了单一变量原,则,考向预测,1.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶 能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生产中使 用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你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、苹果、质量分数为 2%的果胶酶溶液、蒸馏 水等。,课题一:验证果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
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