2014届高考生物一轮复习金榜课件(知识概览+主干回顾+核心归纳)：选修1-专题3酶的应用(共74张ppt

专题3 酶的应用,一、果胶酶在果汁生产中的作用 1.果胶酶 (1)组成:包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和_等, 是分解果胶的_的总称。 (2)作用: 分解果胶为可溶性的_,瓦解_。 使浑浊的果汁变得_,增加出汁量。,果胶酯酶,一类酶,半乳糖醛酸,植物细胞壁和胞间层,澄清,2.酶的活性与影响酶活性的因素 (1)酶的活性:指酶催化一定化学反应的能力,可用_来 表示。 (2)影响酶活性的因素:温度、pH和_等。 3.探究温度和pH对酶活性的影响 (1)实验原理: 果胶酶活性受温度和pH的影响,处于最适温度和最适pH时,活 性_。 果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶活性大小呈_。 (2)实验结果:温度和pH在很大程度上对酶的_会产生 影响,过高或过低都会影响酶活性。,反应速度,酶的抑制剂,最高,正相关,空间结构,4.探究果胶酶用量的实验设计 (1)实验原理: 在一定的条件下,随着酶浓度的增加,果汁的体积_;当酶的 浓度达到一定值后,再增加酶的用量,果汁的体积_,此值就 是果胶酶的最适用量。 (2)变量分析: 本实验的自变量是_,因变量可以用果肉的_或 是_体现。,增加,不变,酶的用量,出汁率,果汁的澄清度,(3)实验结果: 榨出的果汁量与果胶酶用量的关系(或反应速率与酶用量的关系)画出坐标曲线。,二、酶在洗涤等方面的应用 1.加酶洗衣粉 (1)概念:指含有_的洗衣粉。 (2)影响加酶洗衣粉效果的因素:温度、酸碱度、_ 及水质等。,酶制剂,表面活性剂,(3)常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例:,蛋白质,多肽,甘油,脂肪酸,纤维,淀粉,2.探究不同加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果 (1)实验原理:酶的催化作用具有_,复合酶洗衣粉加入的 酶制剂种类_,与单一加酶洗衣粉相比,对各种污渍都有较 好的洗涤效果。 (2)实验变量: 自变量:_种类。 无关变量:其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。,专一性,较多,加酶洗衣粉,(3)实验步骤:,奶渍布,37,已消失,(4)实验结论: 复合酶洗衣粉的洗涤效果比单一加酶洗衣粉洗涤效果好。,三、固定化酶和固定化细胞 1.固定化酶 (1)应用原理:将酶固定在颗粒状的_上,使酶既易催化,又 易于_,可以重复使用。 (2)应用实例: 反应机理:葡萄糖 _。 固定化酶反应柱:将酶固定在一种颗粒状载体上,再将这些 _装到反应柱内,柱子底端装上分布着许多小孔的筛板, _无法通过小孔,而_却能自由出入。,载体,回收,果糖,酶颗粒,酶颗粒,反应溶液,_,葡萄糖异构酶,2.固定化细胞技术 (1)概念:是利用_或_的方法将酶或细胞固定在一定空 间内的技术。,物理,化学,(2)常用方法(连线):,(3)制备固定化酵母细胞过程及酒精发酵: 酵母细胞的活化:向干酵母中加_,使其_。 配制CaCl2溶液:无水CaCl2加定量蒸馏水。 配制海藻酸钠溶液:在加热时不断搅拌,小火或间断加热。 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合:_至室温后,再加入已活 化的酵母细胞,充分搅拌使其混合均匀,然后转移至注射器中。,蒸馏水,活化,冷却,固定化酵母细胞:以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴 加到配制好的_中,形成凝胶珠,使其在CaCl2溶液中浸 泡_左右。 冲洗:凝胶珠用蒸馏水冲洗23次,除去表面的_。 发酵:将150 mL质量分数为_溶液转移至200 mL 的锥形瓶中,加入固定好的酵母细胞,25下发酵24 h,发现有 _产生,有_味散出。,CaCl2溶液,30 min,CaCl2溶液,10%的葡萄糖,气泡,酒,1.(2012江苏T16A)“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果” 可先用热水溶解洗衣粉,再将水温调节到最适温度。( ) 【分析】温度会影响酶的活性,高温会破坏酶的空间结构,导致 酶失去活性,且不可恢复,所以应该先将水温调节到最适温度, 再溶解洗衣粉。,×,2.(2012江苏T16C)相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣 粉。( ) 【分析】pH会影响酶的活性,只有在最适pH条件下,加酶洗衣粉 洗涤效果才好于普通洗衣粉。 3.(2012江苏T17A)从酶的固定方式看,物理吸附法比化学结合 法对酶活性影响小。( ) 【分析】物理吸附法是利用离子键作用、物理吸附等方法,将 酶固定在载体上,而化学结合法是利用多功能试剂进行酶与载 体之间的交联,从而得到三维的交联网架结构,后者有可能影 响酶活性部位。,×,4.(2012江苏T17D)将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗,目的是洗 去CaCl2和杂菌。( ) 【分析】将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗,目的是洗去CaCl2和 杂菌,防止CaCl2导致凝胶珠硬度变大。 5.在探究果胶酶用量实验中,虽然实验的变量发生了变化,但通 过设置梯度来确定最适值的思路方法是不变的。( ) 【分析】在探究果胶酶的用量实验中,参照研究温度和pH对酶 活性的影响实验,采用梯度测定法,只是将原实验中的pH梯度和 温度梯度改成酶的用量梯度,基本实验思路不变。,6.用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍,效果比其他类型加酶洗衣 粉好。( ) 【分析】油渍的主要成分属于脂质,而酶的催化作用具有专一 性,则用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍,比其他类型加酶洗衣粉 效果差。,×,7.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合 液。( ) 【分析】刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温,才能与活化的酵母 细胞混合制备混合液,以免高温使酵母细胞失活。 8.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是作为反应底 物。( ) 【分析】在利用固定化酵母细胞进行发酵时,酵母细胞是活细 胞,需要营养,糖类既是反应底物,也提供营养物质。,×,×,考点一 酶的研究与应用 1.果胶酶与纤维素酶的比较,2.探究影响果胶酶活性的因素 (1)实验原则:对照原则、单一变量原则,严格控制变量,尽量减少无关变量的影响。 (2)实验原理:果胶酶活性受温度、pH和酶活性抑制剂的影响。在最适温度和pH时,活性最高,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。 (3)设计实验:探究最适温度时,pH为不变量,最好是最适pH;探究最适pH时,温度为不变量,最好是最适温度。,3.探究果胶酶的用量 (1)本实验中要严格控制温度、pH、反应时间和底物用量等无关变量对实验的影响。 (2)实验设计:探究果胶酶的最适用量时,最适用量是在温度、pH等最适宜条件下测出来的。,(3)实验分析: 如果随着酶浓度的增加,过滤得到的果汁体积也增加,说明酶量不足; 当酶浓度增加到某个值后,再增加酶的用量,过滤得到的果汁体积不再改变,说明酶的用量已经足够,这个值即为酶的最适用量。,4.探究不同类型加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)实验原理:酶的催化作用具有专一性,复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多,与单一加酶洗衣粉相比,对各种污渍都有较好的洗涤效果。 (2)实验变量: 自变量:酶的种类。 无关变量:其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。根据单一变量原则和等量原则可知,自来水的量、加入物质及水温应一致。,【高考警示】 (1)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,确保实验结果的可靠性。 (2)同等条件下的酶促反应速率的快慢可以表示酶活性的高低,但酶活性与酶促反应速率仍然是两个完全不同的概念,其影响因素也不完全相同,如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促反应速率,但不能影响酶的活性。,【典例1】在工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率,为了研究温度对果胶酶活性的影响,某同学设计了如下实验:,.将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在10水浴中恒温处理 10分钟(如图A)。 .将果胶酶与苹果泥混合,再次在10水浴中恒温处理10分钟 (如图B)。 .将步骤处理后的混合物过滤,收集滤液,测果汁量(如图C)。 .在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量,结果如 下表:,根据上述实验,请分析回答下列问题: (1)果胶酶能破除细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中 的水解。 (2)实验结果表明,当温度为 时果汁量最多,此时果胶酶 的活性在所设的温度条件下 。 (3)为什么此实验可以通过测量滤出的苹果汁的体积大小来判 断果胶酶活性的高低? 。,(4)下列A、B、C图依次表示果胶酶浓度一定时,果胶酶的反应 速度与反应物浓度、温度、pH之间的关系,据图完成下列问题:,图A中,反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是 _。 图B中,曲线ab段表明_,曲线bc段表明 。 将装有果胶酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12和90水浴锅中,20分钟后取出转入40的水浴锅中保温,两支试管内的反应是:甲 ,乙 。 图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时,果胶酶催化反应的速度随pH变化的曲线,实验时可根据 来判定果胶酶的最适pH。,【解析】(1)果胶酶能够把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。 (2)根据表格可知,40时果汁量最多,则此温度时酶活性在所设温度的条件下最大。 (3)果胶酶将果胶分解为小分子物质,这些物质可以通过滤纸,苹果汁体积越大,表明果胶酶活性越高。 (4)酶是生物体内具有催化能力的有机物,绝大多数是蛋白质,其催化效率受反应物浓度、温度、pH等的影响。,图A中,当反应物在低浓度范围内增加时,反应速度迅速上升;当反应物达到一定浓度时,随反应物浓度增加,反应速度不再增加。这是因为酶虽然具有高效性,但催化能力也有一定限度,当所有酶都发挥了最高效能后,反应物浓度再增加,反应速度也不增加,这时受酶浓度限制。 图B中,从a点到b点曲线上升,这是因为温度升高,酶活性升高。曲线bc段下降,因为温度超过最适温度,酶活性降低,甚至失活。,由于甲试管温度较低,所以酶活性较低,反应速度很慢,当转入40(酶的适宜温度)的水浴锅中时,其反应速度迅速增加。乙试管在90高温下,酶结构被破坏,酶变性失活,当转入40的水浴锅中保温时,酶活性也不再恢复,故无催化反应。 图C表示当果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时,果胶酶催化反应的速度随pH变化的曲线,实验时可根据果汁的量来判定果胶酶的最适pH。,答案:(1)果胶 (2)40 最高 (3)单位时间内得到的果汁越多,说明此反应速度越快,即酶的活性越高,反之,则酶的活性越低 (4)受反应物中酶浓度的限制 果胶酶的活性随温度升高而增大 超过最适温度,酶的活性随着温度升高而降低 反应速度加快 无催化反应 果汁的量,【互动探究】 (1)上题表中果汁量最多的是不是就一定是果胶酶的最适温度?如何更精确地探究果胶酶的最适温度? 提示:不一定。在产生果汁最多的温度附近设置更小的温度梯度(如5、1等)进一步实验。 (2)题中的步骤能否省略?为什么? 提示:不能。步骤保证了果胶酶和苹果泥混合前处于相同温度,避免混合时温度不同对实验结果的影响。,考点二 固定化酶与固定化细胞技术 1.固定化酶和固定化细胞技术 (1)将酶或细胞固定化的方法: 包埋法:将酶或细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。 化学结合法:将酶分子或细胞相互结合,或将其结合到载体上。 物理吸附法:将酶分子吸附