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1、江苏版 生物,第49课时 酶的制备和应用,考点一 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)酶制剂的种类及其洗涤原理,酶制剂,蛋白质,肽或氨基酸,脂肪,甘油和游离的脂肪酸,淀粉,蓬松,(3)影响加酶洗衣粉中酶活性的因素有温度、酸碱度和 等。 2.探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)探究加酶洗衣粉的三个问题 普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有什么不同? 加酶洗衣粉发挥作用的最适温度? 添加不同种类的酶的洗衣粉,其洗涤效果有哪些区别? (2)实验遵循的原则:单一变量原则和对照原则等。 (3)探究实验设计的流程 确定课题针对 分析变量讨论如何控制 设计 实验方
2、案动手实验得出结论。,表面活性剂,课题,变量,考点二 酵母细胞的固定化 1.固定化酶的应用实例 (1)高果糖浆的生产 a.高果糖浆是指果糖含量为42%左右的糖浆。 b.葡萄糖在葡萄糖异构酶的作用下,转化为 。 c.使用 技术将葡萄糖异构酶固定在颗粒状的载体上,再将 该酶颗粒装到一个反应柱内,柱子底端装上分布着 许多小孔的筛板。图解如下:,果糖,固定化酶,生产过程中,将A 溶液从反应柱的上端注入,使之与反应柱中 的B 接触,转化成C ,从反应柱的下 端流出。 (2)固定化酶的特点:既能与反应物接触,又能与产物分离,还可被 利用。,葡萄糖,固定化葡萄糖异构酶,果糖,反复,2.酵母细胞的固定化技术
3、(1)方法:主要是吸附法和 。 (2)制备固定化酵母细胞流程: 酵母细胞的 配制物质的量浓度为0.05 mol/L的 溶液配制 溶液 溶液与酵母细胞混合 固定化酵母细胞:将混合溶液滴加到配制好的 溶液中,观察 液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠的情形。,包埋法,活化,CaCl2,海藻酸钠,海藻酸钠,CaCl2,1.(2015江苏单科,7D)洗衣时,加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性。 ( ),2.(2012江苏单科,17B)作为消化酶使用时,蛋白酶制剂以口服方式给药。( ) 3.探讨不同温度对加酶洗衣粉影响的实验中,可选择洗涤不同污渍的白布 作对照。 ( ) 4.在利用固定化酶或固定化细胞催化
4、时,都需要提供充足的氧。 ( ) 5.利用固定化细胞可催化多步连续的化学反应,因此在催化大分子物质分 解时有明显的优势。 ( ) 6.由于需用固相载体对细胞进行固定,因此,固定化细胞虽已死亡但依然有 活性。 ( ) 7.制备酵母菌海藻酸钠凝胶珠时,溶化的海藻酸钠溶液不需冷却即可加 入酵母菌。 ( ),突破一 探究酶在洗涤等方面的作用,一、果胶酶在果汁生产中的作用 1.影响果汁产量的物质及处理方法 (1)影响果汁产量的物质 纤维素和果胶是组成植物细胞壁的重要物质,这两种物质的存在使制作果 汁时存在两个问题:一是果肉的出汁率低,耗时长;二是榨取的果汁浑浊、 黏度高,容易发生沉淀。 (2)处理方法酶
5、解法 常用的酶及其作用特点如下:,易混辨析 酶活性不等同于酶促反应速率 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,但不影响酶的活性。,2.探究温度(或pH)对果胶酶活性的影响 (1)原理: 果胶酶的活性受温度(或pH)影响。处于最适温度(或pH)时果胶酶活性 最高。 果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。 (2)流程：,9(5)支试管 9(5)支试管 30 、35 、40 、45 、50 、55 、60 、65 、70 的 恒温水浴中加热(或各取一支
6、,分5组分别调节苹果泥和果 胶酶的pH为5、6、7、8、9,置于同一恒温水浴中) 将果胶酶加入相同温度(或pH)的苹果泥内 恒温保持10 min,过滤果汁,用量筒测量果汁的量,并记录,搅拌器搅拌制苹果泥,果胶酶水溶液,(3)记录结果,3.探究果胶酶的最适用量 (1)原理:在压榨果汁时,我们可以加入适量的果胶酶来获取澄清的果汁。 但不同浓度的果胶酶对水果出汁率是有直接影响的。 知能拓展 不同pH、温度条件下酶活性不同,所需果胶酶的最适用量 也不相同,故酶的最适用量应标明pH和温度。 在探究果胶酶的最适用量时,如果随着酶用量的增加,过滤得到的果汁的 体积也增加,说明酶的用量不足;当酶的用量增加到某
7、个值后,再增加酶的 用量,过滤得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。,准确称取纯的果胶酶1 mg、2 mg、3 mg、4 mg、5 mg、6 mg、7 mg、 8 mg、9 mg配制成相等体积的酶的水溶液,取等量放入9支试管中依次编 号为19号,制取苹果泥并称取45 g,分装入9支试管中,每支试管中分装5 g, 依次编号为19号。 将上述试管放入37 恒温水浴中平衡内外温度。 一段时间后将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合,然后 再放入恒温水浴中。记录反应时间,约20分钟。 过滤后测量果汁体积,并记录结果:,(2)流程及结果记录,知能拓展 苹
8、果泥需加热到100 冷却后再使用。加热目的:一是使细 胞内的酶钝化;二是杀灭微生物,避免对实验结果的干扰。 实验中所用的果胶酶尽量使用其纯酶制剂或不含抑制物的粗酶制剂,以 免影响对酶的用量的估算。 如果设定的酶的浓度梯度无法满足实验要求,则会出现过低或过高现象, 应及时调整浓度梯度。 注意遵循等量原则和对照原则,多组之间相互对照,注意编号及无关变量 的控制。 (3)结果分析 计算苹果出汁率(R),R=V1/V2100%(V1为澄清苹果汁体积,V2为处理前苹果 汁体积)。,二、酶在洗涤方面的应用 1.加酶洗衣粉和普通洗衣粉的比较,2.探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)实验原理:酶的催化作用
9、具有专一性,复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类 较多,与单一酶洗衣粉相比,对各种污渍都有较好的洗涤效果。 (2)实验变量: 自变量:加酶洗衣粉。 无关变量:其他条件,如温度、pH等(相同且适宜)。 (3)实验步骤:,知能拓展 加酶洗衣粉在使用时的注意事项 (1)使用加酶洗衣粉时必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在3550 时活性最强,在70 以上就会失活。 (2)加酶洗衣粉不宜长期存放,存放时间过长会导致酶活力损失。 (3)添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面的蛋白质,而使人患 过敏性皮炎、湿疹等,因此人体皮肤应避免与这类洗衣粉长时间接触。 (4)一般来说,丝绸类的衣物不可以使用加酶洗衣粉洗
10、涤,这是因为丝绸类衣 物的成分主要是蛋白质,加酶洗衣粉含蛋白酶,蛋白酶会水解蛋白质。 3.探究普通洗衣粉与加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)实验原理:酶具有专一性、高效性,在温和条件下发挥催化作用。,(2)实验流程,特别提醒 自变量是洗衣粉的种类,因变量可用污物消失的时间表 示。 严格控制无关变量适宜且相同,以免影响实验结果,如水温保持自然水 温。 4.探究加酶洗衣粉使用时的最适宜温度 (1)实验原理:温度影响酶的活性,从而影响加酶洗衣粉的洗涤效果。 (2)实验步骤:,特别提醒 控制水温可用水浴锅。 污渍的大小、污染程度要相同。 若测出在35 时洗涤效果较好,可设置更细的实验组如30 、32 、3
11、4 、36 、38 、40 ,进行二次实验,测出具体的最适温度。 1.探究加酶洗衣粉的洗涤效果实验中变量的控制,2.实验的注意事项 (1)设计时应遵循单一变量原则、对照原则,有效控制其他变量,如水的用 量、污染物的量、实验所用的布的质地和大小、两种洗衣粉的用量、搅 拌及洗涤时间等。 (2)在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件,如最适温度、 pH,还要考虑衣物的承受力,如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物;也要考 虑洗涤成本问题,因污渍的成分比较复杂,一般选择复合加酶洗衣粉,以减 少使用量。 (3)该实验探究多种加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果,也可以探究同一种 加酶洗衣粉对于不同污渍的洗涤
12、效果。,考向一 以选择题的形式考查酶的应用 1.(2015江苏淮安第五次模拟,18,2分)下列关于酶的应用的说法中,合理的是 ( ) A.使用加酶洗衣粉先用热水浸泡洗衣粉和衣物,洗涤效果好 B.污渍成分比较复杂时应选用复合加酶洗衣粉,以减少用量 C.加酶洗衣粉中的酶制剂需用特定材料包裹,属于固定化酶 D.固定化酶可以反复使用,且固定化后不会影响酶的催化活性 答案 B 热水浸泡会使酶活性降低甚至失活,故A错误;复合加酶洗衣 粉中有多种酶,因酶有专一性,所以污渍成分复杂时选用复合加酶洗衣粉较 好,故B正确;特定材料包裹加酶洗衣粉中的酶是避免酶在不良环境中失活, 遇水分解,不属于固定化酶,故C错误;
13、固定化酶可以反复使用,但通过化学 结合等方法固定酶会影响其催化活性,故D错误。,2.下列有关果胶酶及与果胶酶实验探究的叙述正确的是 ( ) A.探究果胶酶的用量时,pH、温度不影响实验结果 B.果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等 C.探究温度对果胶酶活性的影响时,温度、苹果泥、果胶酶用量及反应时 间等都是自变量 D.可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量,答案 D 探究果胶酶的用量时,pH、温度会影响实验结果;葡萄糖异 构酶不属于果胶酶的成分;探究温度对果胶酶活性的影响实验中,温度为单 一变量,其他因素保持不变。,考向二 考查加酶洗衣粉的作用及探究 3.(20
14、15江苏苏、锡、常、镇一模,14,2分)下列有关加酶洗衣粉及其洗涤效 果的叙述中,错误的是 ( ) A.使用添加纤维素酶的洗衣粉可使衣物蓬松柔软,棉织制品也可使用 B.加酶洗衣粉因为添加了酶制剂,所以比普通洗衣粉更易造成环境污染 C.使用加酶洗衣粉时,浸泡时间不足会影响洗涤效果 D.加酶洗衣粉能将衣服上的蛋白质、脂肪等水解成溶于水的小分子物质 答案 B 纤维素酶能使纤维的结构变得蓬松,从而使入到纤维深处的 尘土和污垢能够与洗涤剂充分接触,使洗涤剂的去污效果更好,A正确;加酶 洗衣粉可使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展,减少对环境的污染,B错误;使 用加酶洗衣粉时,浸泡时间不足,酶与污渍没有完全接触
15、,会影响洗涤效果,C 正确;加酶洗衣粉中通常含有蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等,D正确。,4.科研人员研究了不同洗涤浓度(单位体积的水中加入洗衣粉的量)的两种 加酶洗衣粉的去污力(%),结果如下表。下列说法错误的是 ( ),A.实验时,需控制好温度、洗涤时间和洗涤方式等无关变量 B.若洗涤的是相同污布,则两种加酶洗衣粉的洗涤效果相似 C.实际洗涤时,除考虑适宜的洗涤浓度外,还需考虑衣服质地等 D.所有加酶洗衣粉最适洗涤浓度都为0.4%,浓度过大是不必要的 答案 D 分析题干及表中信息,温度、洗涤时间和洗涤方式等为该实 验的无关变量;分析实验中两种加酶洗衣粉的洗涤效果,相差不大,因此若 洗涤的是相同污布,则两种加酶洗衣粉的洗涤效果也应相似;衣服质地不 同,污渍吸附能力不同,洗涤的效果不同;该实验不能说明所有的加酶洗衣 粉最适洗涤浓度都是0.4%,本实验中甲、乙两种加酶洗衣粉的最适洗涤浓 度在0.4%0.8%之间。,1.固定化酶和固定化细胞技术 (1)概念:固定化酶和固定化细胞是利用物理学或化学的方法将酶或细胞固 定在一定空间内的技术。 (2)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,
