（浙江選考）2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第31講 酶的應(yīng)用課件.ppt

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1、第31講酶的作用,知識(shí) 酶與酶的固定化,知識(shí)梳理,知識(shí)酶與酶的固定化 一、果汁中的果膠和果膠酶,教材研讀,1.果膠 (1)果膠的功能:果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分。 (2)果膠的組成:果膠是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯組成的高分子化合物,不溶于水。 (3)果膠的特性:果膠不溶于乙醇,這是鑒別果膠的一種簡(jiǎn)易方法。,2.果膠酶 (1)果膠酶的化學(xué)本質(zhì):果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱,主要包括果膠酶、果膠甲酯酶等,它的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。 (2)作用:在果汁加工中,不僅會(huì)影響出汁率,還會(huì)使果汁渾濁。果膠酶可水解果膠,瓦解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁和胞間層,使榨取果汁更容易,而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸

2、和半乳糖醛酸甲酯,也使得渾濁的果汁變得澄清。,二、固定化酶與-淀粉酶的固定化 1.酶與固定化酶 (1)固定化酶:將水溶性的酶用物理或化學(xué)方法固定在某種介質(zhì)上,使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。 (2)將酶改造成固定化酶的原因:由于酶在水溶液中很不穩(wěn)定,且不利于工業(yè)化使用,所以要將酶改造成固定化酶。,(3)酶固定化的方法:吸附法、共價(jià)偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法等。-淀粉酶固定化實(shí)驗(yàn)用的是吸附法。 (4)固定化酶作用的機(jī)理:將固定化酶裝柱,當(dāng)?shù)孜锝?jīng)過(guò)該柱時(shí),在酶的作 用下轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物。,2.-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測(cè) 淀粉水解的過(guò)程及其在淀粉指示劑下的顏色反應(yīng): 淀粉糊精麥芽糖葡萄 糖遇碘顯

3、藍(lán)色遇碘顯紅色遇碘不顯色遇碘不顯色,1.下列有關(guān)果膠酶的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是(D) A.果膠酶是一種催化劑,可以改變反應(yīng)速率 B.溫度、pH和酶抑制劑都會(huì)影響果膠酶的活性 C.果膠酶能分解果膠,因此能提高果肉的出汁率 D.生產(chǎn)果汁時(shí),果膠酶的用量越多所得果汁就越多,解析果膠酶是催化劑,溫度、pH和酶抑制劑都會(huì)影響其活性。果膠酶能分解果膠,提高出汁率,當(dāng)果泥量確定時(shí),果膠酶的用量也需控制,并非酶的用量越多所得果汁就越多。,2.酶在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中的核心問(wèn)題是固定化技術(shù),而酶固定化所依據(jù)的基本原理在于酶具有(D) A.熱穩(wěn)定性B.催化高效性 C.催化特異性D.可反復(fù)使用性,解析本題考查酶的特性及固定化

4、酶技術(shù)。大多數(shù)酶遇高溫失活,只有少數(shù)酶耐高溫,具有熱穩(wěn)定性。而高效性、特異性(專一性)是酶的重要特性,但不是酶固定化所依據(jù)的基本原理。酶固定化所依據(jù)的基本原理是酶可反復(fù)使用。,3.固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用雙重固定法,即采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接),海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定小麥酯酶,研究固定化酶的性質(zhì),并對(duì)其最佳固定條件進(jìn)行了探究。如圖顯示的是部分研究結(jié)果(注:酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率,包括酶活性和酶的數(shù)量),分析回答下列問(wèn)題:,,(1)上述固定小麥酯酶的方法為。 (2)根據(jù)研究結(jié)果,下列敘述錯(cuò)誤的是() A.由圖甲可知,固定

5、化酯酶比游離酯酶對(duì)溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng) B.由圖乙可知,用濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果好 C.由圖丙可知,固定化酯酶一般可重復(fù)使用3次,之后若繼續(xù)使用則酶活力明顯下降 D.固定化酯酶的酶活力較高,主要原因是增加了酶與底物的接觸面積 (3)圖乙中,當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí),酶活力較低的原因是,。 (4)固定小麥酯酶不僅采用海藻酸鈉直接包埋,同時(shí)用戊二醛作交聯(lián)劑,這是因?yàn)椤?答案(1)交聯(lián)法、包埋法 (2)D (3)海藻酸鈉濃度較低時(shí),包埋不緊密,酶分子容易漏出,導(dǎo)致酶數(shù)量不足 (4)酶分子很小,很容易從包埋材料中漏出,解析(1)因?yàn)槭请p重固定法,所以回答時(shí)既要說(shuō)出海藻酸鈉的包埋法,也要答出用戊二醛的交

6、聯(lián)法,兩者缺一不可。(2)由圖甲可知,當(dāng)溫度變化時(shí),游離酯酶的酶活力比固定化酯酶變化明顯,說(shuō)明固定化酯酶比游離酯酶對(duì)溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍較廣,故A項(xiàng)正確。當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí),凝膠的孔徑較大,酶容易流失,所以酶活力較低,海藻酸鈉濃度過(guò)大難以形成凝膠珠,故B項(xiàng)正確。由圖丙可知,當(dāng)使用次數(shù)多于3次時(shí),酶活力顯著下降,故C項(xiàng)正確。固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是不溶于水,易與產(chǎn)物分離,可反復(fù)使用,能連續(xù)化生產(chǎn)且穩(wěn)定性好,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 (3)酶活,力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率,包括酶活性和酶的數(shù)量。海藻酸鈉濃度較低時(shí),包埋不緊密,酶分子容易漏出,導(dǎo)致酶數(shù)量不足,酶活力較低。(4)采用雙重固定法可以更好地固

7、定酶分子,避免因?yàn)槊阜肿雍苄?從包埋材料中漏出,導(dǎo)致酶活力下降。,果汁中的果膠和果膠酶 1.探究利用蘋果或山楂勻漿制作果汁的最佳條件的實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)原理 果膠半乳糖醛酸+半乳糖醛酸甲酯 果膠酶的活性受溫度(或pH)的影響,處于最適溫度(或pH)時(shí)活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。,考點(diǎn)突破,果膠不溶于乙醇。 (2)實(shí)驗(yàn)流程,(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:果膠酶能分解果膠,提高果汁的澄清度。,2.影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)及處理方法 (1)影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì) 纖維素和果膠的存在使制作果汁時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題:一是果肉的出汁率低,耗時(shí)長(zhǎng);二是榨取的果汁渾濁、黏度高、容易發(fā)生沉淀。 (2)處理方法

8、酶解法,-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測(cè),1.固定化酶 含義:將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上,使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。,2.常見(jiàn)固定化方法及其優(yōu)缺點(diǎn),3.實(shí)驗(yàn)原理 淀粉糊精麥芽糖葡萄糖 遇碘顯藍(lán)色遇碘顯紅色遇碘不顯色,4.實(shí)驗(yàn)流程 固定-淀粉酶滴管滴加淀粉溶液加KI-I2溶液觀察洗滌幾天后重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 知能拓展(1)在固定化-淀粉酶后,用10倍柱體積的蒸餾水洗滌固定 化酶柱以除去未吸附的游離淀粉酶。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,用10倍柱體積的蒸餾水洗滌固定化酶柱是為了洗去殘留的淀粉溶液和產(chǎn)物。,典例2016浙江4月選考,32(一),7分請(qǐng)回答與“果汁中的果膠和果膠酶”實(shí)驗(yàn)

9、有關(guān)的問(wèn)題: (1)果膠是細(xì)胞壁的重要組成成分,其化學(xué)本質(zhì)是(A.蛋白質(zhì)B.脂質(zhì)C.核酸D.多糖)。它在細(xì)胞壁形成過(guò)程中的主要作用是將相鄰的細(xì)胞在一起。,(2)制取果汁時(shí),先用果膠酶將果膠分解成和半乳糖醛酸甲酯等物質(zhì),再用酶處理,可得到比較澄清的果汁。用適量且濃度適宜的上述兩種酶處理時(shí),果汁的出汁率、澄清度與酶的 高低呈正相關(guān)。 (3)由于果膠不溶于乙醇,故可用乙醇對(duì)果膠粗提物(經(jīng)酶處理后的混合物)進(jìn)行處理,從而得到干制品。,答案(1)D粘合(2)半乳糖醛酸果膠甲酯活性 (3)脫水(沉淀),解析(1)果膠是植物細(xì)胞壁的重要組成成分,其化學(xué)本質(zhì)是多糖。它在細(xì)胞壁形成過(guò)程中的主要作用是將相鄰的細(xì)

10、胞粘合在一起。(2)制取果汁時(shí),先用果膠酶將果膠分解成半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯等物質(zhì),再用果膠甲酯酶處理,可得到比較澄清的果汁。用適量且濃度適宜的上述兩種酶處理時(shí),果汁的出汁率、澄清度與酶的活性高低呈正相關(guān)。(3)由于果膠不溶于乙醇,故可用乙醇對(duì)果膠粗提物(經(jīng)酶處理后的混合物)進(jìn)行脫水(沉淀)處理,從而得到干制品。,1-1果膠酶是催化果膠分解的一類酶,在果汁或果酒加工、造紙業(yè)中的生物制漿、醫(yī)藥及紡織工業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用,是世界四大酶制劑之一。目前果膠酶的需求量較大,但多為一次性使用,為了提高果膠酶的利用率,科學(xué)家進(jìn)行了固定化果膠酶的相關(guān)研究。,(1)果膠酶的固定化:取磁性殼聚糖微球固體顆粒

11、,加入果膠酶溶液,30 條件下振蕩1 h,裝入圖甲反應(yīng)柱中,用蒸餾水洗去,放置在4 冰箱中保存。上述固定化果膠酶的方法屬于。,A.包埋法B.吸附法 C.共價(jià)偶聯(lián)法D.交聯(lián)法 (2)果膠酶活力測(cè)定方法:以果膠酶單位時(shí)間內(nèi)催化產(chǎn)生的主要產(chǎn)物的量計(jì)算酶的活力。已知3,5-二硝基水楊酸與果膠水解的主要產(chǎn)物共熱能產(chǎn)生棕紅色的氨基化合物,在一定范圍內(nèi),產(chǎn)物的量和反應(yīng)液顏色深淺成正比,可用法測(cè)定產(chǎn)物的量。此方法需要制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,如圖中乙所示,其中縱坐標(biāo)一般為。 (3)下圖是固定化果膠酶的部分研究結(jié)果,據(jù)圖可知,用上述方法制備的,固定化果膠酶與游離酶相比最適溫度(填“升高”或“降低”),最適pH(填“升高”或“降低”)。,,答案(1)未固定的游離果膠酶B(2)半乳糖醛酸光電比色光密度值(OD值)(3)升高降低,解析 (1)在酶的固定化過(guò)程中,用蒸餾水可洗去未固定的游離酶,磁性殼聚糖微球固體顆粒可吸附果膠酶。(2)果膠酶水解果膠的主要產(chǎn)物是半乳糖醛酸。根據(jù)題干信息可判斷,半乳糖醛酸可采用光電比色法進(jìn)行定量測(cè)定,標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立是以標(biāo)準(zhǔn)樣液為橫坐標(biāo),以測(cè)得的光密度值為縱坐標(biāo)。(3)據(jù)圖判斷,固定化果膠酶與游離酶相比最適溫度升高,而最適pH降低。,