高考生物沖刺復(fù)習(xí) 專題27 酶的應(yīng)用課件

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1、專題27 酶的應(yīng)用考點(diǎn)考點(diǎn)1酶在果汁生產(chǎn)、洗滌等方面的應(yīng)用酶在果汁生產(chǎn)、洗滌等方面的應(yīng)用一、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用一、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用1.果膠(1)果膠的成分與存在:果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一,它是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物,不溶于水。(2)果膠與果汁加工:果膠影響出汁率,會使果汁渾濁。2.果膠酶(1)成分:果膠酶并不是特指某一種酶,而是分解果膠的一類酶的總稱。(2)作用:將果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸,使出汁率提高,也使渾濁的果汁變得澄清。知識清單3.果膠酶的應(yīng)用(1)水果加工業(yè):水果中的果膠經(jīng)果膠酶水解后,可降低果汁的黏度,有助于壓榨;在葡萄酒釀造中

2、加入果膠酶能起到澄清作用,還可促使葡萄汁中的酒石酸發(fā)生沉淀;果膠酶可用于橘子脫囊衣,制造果粉和低糖果凍。(2)飼料工業(yè):果膠酶與纖維素酶、半纖維素酶等配合,可降解植物細(xì)胞壁中的果膠和纖維素,促使淀粉、脂質(zhì)、維生素和蛋白質(zhì)等釋放出來,從而提高了飼料的營養(yǎng)價值;果膠酶可降低飼料的黏度,促進(jìn)飼料在動物消化道內(nèi)的消化吸收。組成作用果膠酶多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等催化果膠水解成為可溶性半乳糖醛酸纖維素酶C1酶Cx酶葡萄糖苷酶纖維素纖維二糖葡萄糖名師點(diǎn)撥名師點(diǎn)撥 果膠酶與纖維素酶的比較4.探究影響果膠酶活性的因素(溫度或pH)的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)原則:遵循單一變量原則、對照原則,嚴(yán)格控制變量,盡

3、量減少無關(guān)變量的影響。(2)實(shí)驗(yàn)原理:果膠酶的活性受溫度、pH和酶抑制劑的影響,在最適溫度或pH時,活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小成正比。(3)實(shí)驗(yàn)流程二、加酶洗衣粉在洗滌中的作用二、加酶洗衣粉在洗滌中的作用1.加酶洗衣粉:指含酶制劑的洗衣粉。2.酶制劑的種類與洗滌原理種類洗滌原理洗滌的物質(zhì)種類蛋白酶蛋白質(zhì)小分子肽或氨基酸血漬、奶漬等脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸食品的油漬、人體皮脂、口紅等淀粉酶淀粉麥芽糖、葡萄糖來自面條等的污垢纖維素酶使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松棉紡品的表面浮毛 3.對加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法(1)判斷加酶洗衣粉洗滌效果的方法:可在洗滌后比較污物的殘留狀況,

4、如已消失、顏色變淺、面積縮小等。(2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法:實(shí)驗(yàn)設(shè)計遵循的原則是對照原則和單一變量原則,如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有何不同時,以洗衣粉的種類為自變量,其他條件完全一致;同時,普通洗衣粉處理污物與加酶洗衣粉處理污物形成對照。(3)變量分析實(shí)驗(yàn)自變量因變量無關(guān)變量探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果洗衣粉種類(普通和加酶)洗滌效果水的用量,污物的量,實(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地與大小,不同洗衣粉的用量,攪拌、洗滌時間等探究不同種類加酶洗衣粉的洗滌效果加酶洗衣粉中酶的種類探究不同溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響 溫度知能拓展知能拓展 1.一般說來,絲綢類的衣物不可以

5、使用加酶洗衣粉洗滌,是因?yàn)榈鞍酌笗獾鞍踪|(zhì)類的絲綢。2.酶的催化作用需要適宜的溫度,用溫水浸泡衣物可以縮短衣物的浸泡時間,加快洗滌。3.人體皮膚細(xì)胞有蛋白質(zhì),使用加酶洗衣粉后如不徹底清洗雙手,就會使手的皮膚受到腐蝕,而使人患過敏性皮炎、濕疹等。例例1 (2015江蘇沭陽期中,39)某生物興趣小組研究在生產(chǎn)果汁的過程中果膠酶的最適用量。合理設(shè)置果膠酶用量的梯度后,可通過蘋果泥出汁的多少來判斷酶的用量是否合適。請根據(jù)所給的材料和用具完成以下探究實(shí)驗(yàn)。(1)材料用具:制備好的蘋果泥、恒溫水浴裝置、試管、漏斗、濾紙、量筒、試管夾、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH溶液和鹽酸。(

6、2)實(shí)驗(yàn)步驟:取6支試管,編號16,分別加入,調(diào)節(jié)pH至4.8。向16號試管中分別加入,然后放入45恒溫水浴裝置中。過濾蘋果泥并記錄。(3)實(shí)驗(yàn)分析:該實(shí)驗(yàn)的自變量是,因變量是。酶的活力通常用來表示,即用酶促反應(yīng)過程中單位時間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的生成量來表示。解析解析(2)取6支試管,編號16,分別加入等量的蘋果泥,調(diào)節(jié)pH至4.8。向16號試管分別加入不同體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液,然后放入45恒溫水浴裝置中保溫相同時間。過濾蘋果泥并記錄果汁體積。(3)該實(shí)驗(yàn)的自變量是果膠酶的用量,因變量是蘋果泥的出汁量。酶的活力通常用酶促反應(yīng)的速率來表示。答案答案(2)等量的蘋果泥不同體積的果膠酶

7、溶液保溫相同時間果汁體積(3)果膠酶的用量蘋果泥的出汁量酶促反應(yīng)的速率考點(diǎn)考點(diǎn)2固定化酶和固定化細(xì)胞固定化酶和固定化細(xì)胞一、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)一、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)1.概念:利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。2.方法名稱原理圖示包埋法將酶或微生物細(xì)胞均勻地包埋在細(xì)微網(wǎng)格中化學(xué)結(jié)合法利用共價鍵、離子鍵將酶分子或細(xì)胞相互連接起來物理吸附法通過物理吸附作用,把酶或細(xì)胞固定在載體表面3.適用對象一般來講,酶更適合用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化,而細(xì)胞多采用包埋法固定化,這是因?yàn)轶w積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合,而體積小的酶則易從包埋材料中漏出。二、固定化酶與固定化細(xì)胞的比較二

8、、固定化酶與固定化細(xì)胞的比較固定化酶固定化細(xì)胞固定酶的種類一種一系列適用方法化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法包埋法特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)酶既可與反應(yīng)物結(jié)合,又可與產(chǎn)物分離,固定在載體上的酶可反復(fù)利用成本低,操作容易缺點(diǎn)一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)可能導(dǎo)致反應(yīng)效率下降實(shí)例固定化葡萄糖異構(gòu)酶固定化酵母細(xì)胞三、制備固定化酵母細(xì)胞及用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵三、制備固定化酵母細(xì)胞及用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵特別提醒特別提醒1.細(xì)胞的固定化要在嚴(yán)格無菌條件下進(jìn)行;對制備的海藻酸鈉溶液、CaCl2溶液以及注射器等器材進(jìn)行嚴(yán)格滅菌。2.溶化海藻酸鈉時采用小火或間斷加熱法,防止海藻酸鈉焦糊。3.海藻酸鈉溶液濃度過高,將很難形成凝膠珠;濃度過

9、低,凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)量少。例例2 (2015安徽安慶二模,31節(jié)選)下圖為制備固定化酵母細(xì)胞用于葡萄酒生產(chǎn)的流程圖。酵母細(xì)胞活化配制CaCl2溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵葡萄汁葡萄酒葡萄醋(1)本實(shí)驗(yàn)采用的包埋法,而制備固定化酶則不宜用此方法,原因是。實(shí)驗(yàn)過程中用CaCl2溶液處理的目的是。(2)在利用葡萄酒制作葡萄醋時,除控制好溫度等條件外,還要注意控制氣體條件,因?yàn)榇姿峋?好氧/厭氧/兼性厭氧)型細(xì)菌。(3)為篩選出能高效利用淀粉的轉(zhuǎn)基因釀酒酵母菌,將該工程菌接種在的固體平板培養(yǎng)基上,培養(yǎng)一定時間后,加入碘液,選擇的菌落進(jìn)一步純化培養(yǎng)。解析解析(1)酶分子很小,容易從包埋材料中漏出,因此固定化酶的制作一般不使用包埋法。Ca2+與海藻酸鈉反應(yīng)形成不溶于水的海藻酸鈣凝膠,故制備固定化酵母細(xì)胞時常用CaCl2溶液處理。(2)醋酸菌是好氧型細(xì)菌,在利用醋酸菌制作葡萄醋時,除控制好溫度等條件外,還要注意控制氣體條件。(3)利用淀粉作為唯一碳源的固體平板培養(yǎng)基可以篩選出能高效利用淀粉的轉(zhuǎn)基因釀酒酵母菌,篩選時,加入碘液,能分解淀粉的細(xì)菌處會出現(xiàn)透明圈,其他部分則呈藍(lán)色。答案答案(1)酶分子很小,容易從包埋材料中漏出Ca2+與海藻酸鈉反應(yīng)形成不溶于水的海藻酸鈣凝膠(2)好氧(3)淀粉作為唯一碳源透明圈大