高中生物 第三章 酶的应用技术实践 第7课时 酶的制备和应用同步备课课件 苏教版选修

,第7课时 酶的制备和应用,第三章 酶的应用技术实践,学习导航 1.理解酶及酶活力的概念，简述酶活力测定的一般原理和方法。 2.尝试利用苹果匀浆，探究制作果汁的最佳条件的实验，测定果胶酶的 活性并观察果胶酶对果汁形成的作用。 3.了解洗涤剂中的酶制剂，探讨洗衣粉中的酶制剂在洗涤中的作用。 4.学习对照性实验及探究实验的设计思想。 重难点击 1.探究制作果汁的最佳条件的实验，测定果胶酶的活性，观察果胶酶对 果汁形成的作用。 2.探究洗衣粉中酶制剂在洗涤中的作用。,一、酶的性质、酶活力以及果胶、果胶酶,二、果胶酶的制备和作用,内容索引,当堂检测,三、酶制剂及洗涤原理和实例,一、酶的性质、酶活力以及果胶、果胶酶,1.酶的性质和酶活力 (1)酶的性质 酶是 电解质，能在 。 酶的水溶液具有 的性质，不能通过半透膜。 酶分子易受一些 的作用而变性，从而丧失活力。 (2)酶活力 概念：也称 ，是指酶在 一定的化学反应时表现出来的能力。 表示方法：通常用酶促反应的速率，即酶促反应过程中单位时间内_ 或 来表示。,基础梳理,两性,电场中移动,亲水胶体,物理因素和化学因素,酶活性,催化,底物,的减少量,产物的生成量,单位 a.用“ ”表示，1 IU为在实验规定的条件下(如温度为25 、最适pH、最适底物浓度时)，每分钟能将1 mol底物转化为产物的酶量或每生成 产物所需的酶量。 b.用 表示，1 kat为在最适反应条件下，每秒钟催化 底物转化为产物所需要的酶量。,IU,1 mol,kat,1 mol,影响因素：温度、pH、激活剂等多种因素。 a.温度：在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐 ，达到 温度时，酶的催化能力最高，高于最适温度后，随着温度的升高，酶的催化能力迅速 ，最后完全失去催化能力。 b.pH：酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应 ，高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐 ，pH过高或过低会使蛋白质 ，酶也就完全丧失了活性。,提高,最适,下降,升高,下降,变性,2.果胶与果胶酶 (1)果胶 分布：存在于所有高等植物细胞壁和细胞间隙中的一种结构多糖。 作用：在植物的细胞或组织间起 作用，是植物细胞间质和细胞壁的重要成分。 性质：溶于水形成黏稠状液体。 (2)果胶酶的组成：包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等，因而果胶酶并不特指某一种酶，而是一个 ，是所有能够分解 的酶的总称。,黏合,多酶复合体系,果胶,(3)果胶酶的作用 果胶酶能够分解果胶，促进植物组织的分解，降低细胞内容物的 。 果胶酶广泛应用于饲料、食品、纺织、造纸等行业中。a.在饲料中添加果胶酶，可改善饲料 ，提高可利用的能源物质含量，同时促进动物体内 。 b.在果蔬汁加工中，果胶酶能提高果蔬汁的 ，增加饮料 。果胶酶作用于果蔬汁时，除降低黏度外，还可使果蔬汁 ，保留果蔬汁中的营养成分。,黏度,品质,各种酶的分泌,出汁率,产量,澄清,问题探究,1.果胶和果胶酶 (1)从果胶是植物细胞壁以及胞间层的成分方面思考，果胶对果汁生产有哪些不利影响？ 答案 果胶会影响出汁率； 果胶还会使果汁浑浊。 (2)果胶酶是否特指分解果胶的一种酶？该酶的化学本质是什么？ 答案 否，果胶酶是分解果胶的一类酶的总称； 果胶酶的化学本质是蛋白质。,答案,(3)分析下图，回答果胶酶的作用原理。,答案 果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使得浑浊的果汁变得澄清，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。,答案,2.影响酶活性的因素 (1)影响酶促反应速率的外界因素有哪些？它们是否都影响酶的活性？请举例说明。 答案 影响酶促反应速率的外界因素有温度、pH、酶抑制剂、酶的用量、底物浓度等。 不一定。例如，温度、pH和酶抑制剂能通过改变酶的结构而影响酶的活性，但酶的用量和底物浓度只影响反应速度，并不影响酶的活性。,答案,(2)甲、乙两图是温度、pH对 酶活性的影响的数学模型。 甲、乙两图中B代表的含义 分别是什么？ 答案 甲、乙两图中B点所对 应的温度和pH分别是酶的最适温度和最适pH。 甲、乙两图中A点对应的值对酶活性的影响相同吗？ 答案 不相同。甲图A点对应的酶活性较低，乙图A点对应的酶已失活。 甲、乙两图中C点对应的值对酶活性的影响相同吗？ 答案 相同。两图C点所对应酶均已失活。,答案,(1)果胶与果胶酶的比较,(2)影响酶促反应速率的因素及其作用实质,酶促反应速率,拓展应用,1.下列关于果胶酶的说法，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RNA,答案,解析,解析 植物细胞壁的主要成分有纤维素和果胶，它们分别被纤维素酶和果胶酶水解，A错误； 半乳糖醛酸是构成果胶的基本单位，B错误； 果胶酶是一类酶的总称，其化学本质是蛋白质，C正确、D错误。,(1)两位同学用足量的果肉制作果汁，甲同学使用了果胶酶而乙同学没有使用，过了相同的时间后，二位同学制作的果汁有何区别？ 答案 在果汁量和果汁澄清度两个方面均有区别，甲同学由于使用了果胶酶，所以果汁量较多且澄清度也较高。 (2)果胶酶可以催化果胶的水解，而纤维素酶不能催化果胶的水解，这体现了酶的何种特性？ 答案 体现了酶具有专一性。,答案,2.下列关于酶活性的说法中，错误的是 A.酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力 B.酶促反应速率越大，说明酶的活性越大 C.酶的活性受温度、pH等因素影响 D.酶活性的高低与反应物的浓度无关,答案,解析,解析 酶的活性是由酶的结构决定的，温度和pH都能影响酶的结构，因此酶的活性受温度和pH的影响。在一定条件下，反应物浓度(或酶的用量)越大，酶促反应速率越大，但并不能说明酶的活性越大，因为反应物浓度(或酶的用量)并不影响酶的活性。,二、果胶酶的制备和作用,基础梳理,1.果胶酶的制备 (1)将50 g新鲜的水果或蔬菜洗净，在 的研钵内用剪刀迅速剪碎后研磨，同时加入质量分数为 50 mL，制成匀浆液。 (2)漏斗中放置滤纸或5层纱布过滤匀浆液，收集滤液。 (3)以4 000 r/min的离心速率离心滤液15 min。 (4)将上清液倒入洁净的小烧杯内，用0.1 mol/L的冰醋酸调pH至34，在04 下保存备用(果胶酶样品A)。,预冷,10%的NaCl溶液,2.观察果胶酶对苹果匀浆液的作用 (1)用研钵或榨汁机制作苹果匀浆液备用。将上述部分匀浆液置于 的恒温水浴锅中保温4 min。冷却后再经过过滤、离心等步骤，收集上清液(果胶酶样品B)。 (2)取两支试管，编号为甲和乙，分别加入30 mL苹果匀浆液，再向试管甲中加入30 mL ，向试管乙中加入30 mL ，振荡摇匀两支试管，置于室温下。 (3)观察两支试管中苹果匀浆液的澄清程度变化，并记录结果。,90 ,果胶酶样品A,果胶酶样品B,问题探究,1.实验方案 (1)当探究温度(或pH)对果胶酶活性的影响时，自变量是什么？无关变量有哪些？ 答案 温度(或pH)是自变量。果泥量、果胶酶的用量、水浴时间和pH(或温度)等属于无关变量。 (2)在探究温度或pH对酶活性的影响时，如何设置对照实验？ 答案 不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间可以作为对照，这种对照称为相互对照。,答案,2.实验操作 在苹果泥和果胶酶混合之前，为什么要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中用同一恒温处理？ 答案 使酶与反应物混合前就分别达到预设的温度，避免混合时改变温度进而导致实验误差。,答案,3.结果分析 (1)根据哪个因变量能判断果胶酶活性的高低？该因变量与果胶酶活性有何对应关系？ 答案 果汁的澄清度。果汁越澄清，表明果胶酶的活性越高。 (2)为什么可以根据滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？ 答案 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，因此可以根据滤出的苹果汁的体积判断果胶酶的活性。,答案,酶相关实验的变量控制 (1)探究温度对酶活性的影响：可以选用10 作为梯度差，设置的具体温度为10 、20 、30 、40 、50 和60 等，也可以尝试以5 作为梯度差。 (2)探究pH对酶活性的影响：只需将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液的pH可以用体积分数为0.1%的氢氧化钠溶液或盐酸溶液进行调节。 (3)探究酶的用量：该实验是建立在探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的，此时，研究的变量是酶的用量，其他因素都应保持不变。,拓展应用,3.下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明,答案,解析,A.温度影响果胶酶的活性 B.40 与60 时酶的活性相等 C.50 是该酶的最适温度 D.若温度从10 升高到40 ，酶的活性将逐渐增强,解析 温度影响酶的活性，上表不能说明50 就是最适温度，只能说明果胶酶的最适温度在4060 之间。在低于最适温度时，随温度的升高，酶的活性增强；高于最适温度时，随温度的升高，酶的活性降低。温度对酶活性的影响曲线图是钟罩形的，故40 与60 时酶的催化效率相同。,(1)请根据本题中表格的实验结果及必修1中的相关知识，描述温度对酶活性的影响。 答案 在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐升高；当达到最适温度时，酶的活性最高；超过最适温度后，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低。 (2)本题中的实验及其结果无法确定果胶酶的最适温度，如何通过实验进一步探究？ 答案 可以在4060 再设置多组实验，将相邻两组的温差缩小，然后通过比较果汁量确定比较适合的温度，再以同样的思路进一步探究，可以探究出酶的最适温度。,答案,解析 在用橙子制作果汁时，不必去除橙皮，因为橙皮可以增加果汁的口味和颜色；调节pH用体积分数为0.1%的NaOH或HCl溶液；玻璃棒搅拌可使混合物均匀；制作苹果泥时，为方便榨汁，可先将苹果切成小块，再放入榨汁机中。,4.下列操作错误的是 A.用橙子做果胶酶作用的实验，应去掉橙皮 B.用体积分数为0.1%的NaOH溶液或盐酸调节pH C.为了使果胶酶能够充分地进行催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应 混合物 D.制作苹果泥时，可先将苹果切成小块放入榨汁机中,答案,解析,三、酶制剂及洗涤原理和实例,基础梳理,1.酶制剂 (1)类型： 、人工酶、 和杂合酶等。 (2)酶制剂的应用(举例) 淀粉酶可以迅速水解淀粉分子链中的 ，可用于面包、馒头等食品加工。 蛋白酶能把蛋白质水解成蛋白胨、 和氨基酸等，降低蛋白质的分子量，从而提高其溶解性、乳化性和起泡性，以改善食品的营养价值。,固定化酶,化学修饰酶,1,4葡萄糖苷键,多肽,纤维素酶适用于水果和蔬菜的果浆或果渣的处理，与 和半纤维素酶具有协同作用，能够破坏植物 ，促进细胞内有效物质的释放，适用于植物 。 是能将脂肪水解为脂肪酸、甘油二酯、甘油单酯和甘油的水解酶类，脂肪酶可应用于面粉加工、酒类酿造、食品增香、饲料添加剂以及洗涤剂等领域。,果胶酶,细胞壁,提取物的生产,脂肪酶,2.洗涤剂中常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例 (1)碱性 酶：能把蛋白质分解成 ，对血渍、奶渍等蛋白质类污垢的去除特别有效。 (