高考生物一轮复习 专题 酶的研究与应用 新人教版选修

高考生物一轮复习专题酶的研究与应用课件新人教版选修第1页，共33页，2023年，2月20日，星期四[观考情考纲考频]

1.酶的存在与简单制作方法[3年1考]

2.酶活力测定的一般原理和方法[3年1考]

3.酶在食品制造和洗涤等方面的应用[3年4考]

4.制备和应用固相化酶[3年5考]专题3酶的研究与应用第2页，共33页，2023年，2月20日，星期四一、果胶酶在果汁生产中的作用1．果胶(1)果胶的成分与存在：果胶是

的主要组成成分之一，它是由

，不溶于水。(2)果胶与果汁加工：果胶影响

，使果汁浑浊。植物细胞壁以及胞间层半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物出汁率第3页，共33页，2023年，2月20日，星期四2．果胶酶(1)成分：果胶酶并不是特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称。(2)作用：将果胶分解成可溶性的

，使出汁率提高，也使浑浊的果汁变得澄清。半乳糖醛酸第4页，共33页，2023年，2月20日，星期四3．果胶酶的应用(1)水果加工业：水果中的果胶经果胶酶水解后，可降低果汁的黏度，有助于压榨。在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到

作用，还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀，还可用于橘子脱囊衣，制造果粉和低糖果冻。(2)饲料工业：果胶酶与

酶、半纤维素酶等配合使用可______植物细胞壁中的果胶和纤维素，促使淀粉、脂质、维生素和蛋白质等释放出来，提高饲料的

，还可降低饲料的黏度，促进饲料在动物消化道内的

。澄清纤维素降解营养价值消化吸收第5页，共33页，2023年，2月20日，星期四二、加酶洗衣粉在洗涤中的作用1．加酶洗衣粉：指含

的洗衣粉。2．酶制剂的种类与洗涤原理酶制剂第6页，共33页，2023年，2月20日，星期四三、固定化酶和固定化细胞技术1．固定化酶(1)形成：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种______上，使之成为

的制剂。(2)特性：与游离酶相比较，

好，与底物和产物容易分离，易于控制，能反复多次使用；便于

，有利于自动化生产。(3)固定化酶的制作方法：由酶的性质和载体特性所决定，主要包括

法、共价偶联法、交联法和包埋法等。(4)淀粉酶水解作用的检测介质不溶于水而又有酶的特性稳定运输和贮存吸附麦芽糖第7页，共33页，2023年，2月20日，星期四2．固定化细胞(1)概念：利用物理或化学方法，将细胞固定在

的技术。(2)优点：制备容易、酶的活性

。(3)固定化技术：物理

和

。(4)应用：固定化酵母细胞发酵。3．固定化酶和固定化细胞常用的材料：固定化酶常用纤维素、琼脂糖、多孔玻璃和离子交换树脂等载体，而固定化细胞常用琼脂、海藻酸钠(钙)、角叉菜聚糖、明胶和聚丙烯酰胺凝胶等。一定空间内高且稳定吸附法包埋法第8页，共33页，2023年，2月20日，星期四1．判断关于酶的应用及活力测定说法的正误。(1)洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶解在水里的污渍发挥作用(2014年高考江苏卷)(×)(2)“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(2012年高考江苏卷)(×)(3)相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉(2012年高考江苏卷)(×)(4)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(√)(5)果胶酶常用于果汁生产中，可提高出汁率和澄清度(√)(6)用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好(×)第9页，共33页，2023年，2月20日，星期四2．判断关于固定化酶和固定化细胞说法的正误。(1)固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应(2013年高考江苏卷)(×)(2)从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小(2012年高考江苏卷)(√)(3)将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌(2012年高考江苏卷)(√)(4)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(×)(5)固定化酶常采用化学结合法和包埋法(×)(6)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(×)第10页，共33页，2023年，2月20日，星期四1．果胶酶与纤维素酶的比较果胶酶的作用及酶特性的探究

第11页，共33页，2023年，2月20日，星期四2.探究影响果胶酶活性的因素(温度或pH)的实验(1)实验原则：遵循单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。(2)实验原理：果胶酶的活性受温度、pH和酶抑制剂的影响，在最适温度或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)实验流程第12页，共33页，2023年，2月20日，星期四各取一支，分9组分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃的恒温水浴中加热(或各取一支，分5组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10min↓过滤果汁，用量筒测量果汁的量，并记录第13页，共33页，2023年，2月20日，星期四3．对加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法(1)判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法：可在洗涤后比较污物的残留状况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。(2)加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法：实验设计遵循的原则是对照原则和单一变量原则，如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，以洗衣粉的种类为自变量，其他条件完全一致；同时，普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照。第14页，共33页，2023年，2月20日，星期四(3)变量分析第15页，共33页，2023年，2月20日，星期四第16页，共33页，2023年，2月20日，星期四1．我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：(1)实验方法：如图中所示的顺序进行操作。第17页，共33页，2023年，2月20日，星期四(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图所示：①图中自变量是温度，除此之外还可用________表示。A．酶的浓度 B．苹果泥的量C．水的加入量 D．pH②图中的纵坐标还可用________来表示。③实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是______________。④步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是___________________________。第18页，共33页，2023年，2月20日，星期四解析：果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所以每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。在衡量实验结果的指标中有两种，一是果汁的量，另一个是果汁的澄清度。为使实验中达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温达到要求后才能混合。答案：(2)①D②苹果汁的体积③同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物量不同而改变④保证底物和酶在混合时的温度是相同的第19页，共33页，2023年，2月20日，星期四1．固定化酶和固定化细胞技术(1)概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。(2)方法固定化酶和固定化细胞第20页，共33页，2023年，2月20日，星期四(3)适用对象一般来讲，酶更适合用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，这是因为个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶则易从包埋材料中漏出。第21页，共33页，2023年，2月20日，星期四2．固定化酶与固定化细胞的比较第22页，共33页，2023年，2月20日，星期四3.制备固定化酵母细胞及用固定化酵母细胞发酵第23页，共33页，2023年，2月20日，星期四第24页，共33页，2023年，2月20日，星期四第25页，共33页，2023年，2月20日，星期四2．下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答：酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。(1)在________状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复__________状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时________。(2)固定化细胞技术一般采用包埋法，而固定化酶常用________和________。(3)影响实验成败的关键步骤是___________________。(4)海藻酸钠溶化过程的注意事项是_______________________。(5)如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目________。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明________。第26页，共33页，2023年，2月20日，星期四解析：(1)在缺水状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。由于酵母菌活化时体积会变大，所以活化前应选择足够大的容器。(2)固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间的技术，其中固定化细胞常采用包埋法，而固定化酶常用化学结合法和物理吸附法。原因是细胞个大，而酶分子小，个体大的细胞难以被吸附或结合，而个体小的酶容易从包埋材料中漏出。(4)海藻酸钠溶化时应用小火加热或小火间断加热，期间还要不断搅拌，防止焦糊。答案：(1)缺水正常(生活)体积会增大(增多)

(2)化学结合法物理吸附法(3)配制海藻酸钠溶液(4)小火加热(小火间断加热)，不断搅拌(5)较少(海藻酸钠浓度偏高)制作失败

第27页，共33页，2023年，2月20日，星期四[例1]工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高水果的出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了如下实验：果胶酶的应用①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃水浴中恒温处理10min(如图甲)。②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10℃水浴中恒温处理10min(如图乙)。第28页，共33页，2023年，2月20日，星期四③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图丙)。④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________左右时，果汁量最多，此时果胶酶的活性________。当温度再升高时，果汁量降低，说明________。(3)实验步骤①的目的是__________________________________。第29页，共33页，2023年，2月20日，星期四[解析]

(1)植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一是果胶，而果胶酶则是水解果胶的一类酶的总称。(2)通过表中数据可知：在40℃时，产生的果汁量最多，在题中所给的温度范围内，40℃时酶活性最高。当温度再升高时，出汁量降低，酶的催化活性降低。(3)因为酶具有高效性，使底物与酶的温度都达到预定值后再混合，避免它们事先发生反应，而引起结果的不准确。[答案]

(1)果胶(2)40℃最高酶活性降低(3)避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度，从而影响果胶酶活性第30页，共33页，2023年，2月20日，星期四[例2]图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作和利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，图2是“DNA粗提取与鉴定”相关实验步骤。请回答下列问题：固定化酶技术

第31页，共33页，2023年，2月20日，星期四(1)图1中，X溶液为________，其作用是使________________________________________________________________________。发酵过程中用搅拌器搅拌的目的是使________________________________。(2)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用________加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液________后，再加入酵母菌充分搅拌混合均匀。(3)图2中，a表示释放核物质后进行过滤