廣東生物：專題《酶的與應(yīng)用》課件新人教選修

專題4酶的研究與應(yīng)用課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用

植物細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。1、果膠

在果汁加工中，果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物細胞的細胞壁及胞間層，使榨取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得渾濁的果汁變得澄清。果膠酶

果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。

指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶活性的高低可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示。酶反應(yīng)速度用單位時間內(nèi)單位體積中反應(yīng)物的減少量或生成物的增加量來表示。(1)酶的活性2、酶的活性與影響酶活性的因素(2)影響酶活性的因素a.溫度b.pHc.酶的抑制劑1.果膠是植物組織的組成成分之一,它主要存在于植物組織的哪一部分?（）Ａ．細胞核Ｂ．細胞質(zhì)Ｃ．細胞間隙Ｄ．細胞壁及胞間層２．果膠酶能將植物組織內(nèi)的果膠分解成（）Ａ．透明果汁Ｂ．半乳糖醛酸Ｃ．丙酮酸Ｄ．酶制劑３．果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，它不包括()A.多聚半乳糖醛酸酶B.果膠分解酶C.乳糖分解酶D.果膠酯酶DBC酶的活性受溫度pH值等外界因素的影響，本節(jié)課我們首先探究一下溫度對酶活性的影響好，提出問題：探究溫度對酶活性的影響預(yù)期假設(shè)：在最適溫度（約40℃）酶的活性最大，低于或高于最適溫度時酶活性遞減如何設(shè)計實驗取得證據(jù)證明假設(shè)?攪拌器攪拌制成蘋果泥均分裝入9支試管果膠酶水溶液等量9支試管各取一支分九組分別放入30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、的恒溫箱中恒溫加熱待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶加入相同溫度的蘋果泥內(nèi)恒溫保持10分鐘過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格實驗溫度30℃35℃40℃45℃50℃55℃60℃65℃70℃果汁量可以保證底物和酶在混合時的溫度是相同的避免了果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，避免影響實驗結(jié)果。為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？在實驗設(shè)計時，如何保證實驗的單因素控制?說明:等量的控制（果泥、果膠酶的量）

等時間的控制（反應(yīng)時間、過濾時間）

恒溫的控制（不同反應(yīng)物的預(yù)熱水浴、反應(yīng)物的混合攪拌等）其他處理（加水、濾紙等）分析結(jié)果得出結(jié)論:溫度影響酶的活性探究pH對對果膠膠酶活活性的的影響響，只須須將溫溫度梯梯度改改成pH梯梯度，，并選選定一一個適適宜的的溫度度進行行水浴浴加熱熱。反應(yīng)液液中的的pH可以以通過過體積積分數(shù)數(shù)為0.1%的的氫氧氧化鈉鈉或鹽鹽酸溶溶液進進行調(diào)調(diào)節(jié)。。攪拌器器拌制制成蘋蘋果泥泥均分分裝入入果膠酶酶水溶液等等量５支試試管５支試試管各取取一一支支分分５５組組分分別別放放入入37度度的的恒恒溫溫水水箱箱中中恒恒溫溫加加熱熱．．待試試管管內(nèi)內(nèi)溫溫度度穩(wěn)穩(wěn)定定后后，，將將果果膠膠酶加加入入相相同同溫溫度度的的蘋蘋果果泥泥中中調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)ＰＰＨＨ為為５．．６６．．７７．．８８．．９９恒溫溫保保持持１１００ｍｉｉｎｎ過濾濾果果汁汁，，用用量量筒筒測測量量果果汁汁的的量量，，填填入入表表格格探究究PH對對酶酶活活性性的的影影響響將乳乳清清蛋蛋白白、、淀淀粉粉、、胃胃蛋蛋白白酶酶、、唾唾液液淀淀粉粉酶酶和和適適量量的的水水混混合合裝裝入入一一個個容容器器內(nèi)內(nèi)，，調(diào)調(diào)整整PH至至2.0,保保存存于于37度度的的水水浴浴鍋鍋內(nèi)內(nèi)。。過過一一段段時時間間后后，，容容器器內(nèi)內(nèi)剩剩余余的的物物質(zhì)質(zhì)為為（（））A.淀淀粉粉、、胃胃蛋蛋白白酶酶、、多多肽肽和和水水B.唾唾液液淀淀粉粉酶酶、、淀淀粉粉、、胃胃蛋蛋白白酶酶、、水水C.唾唾液液淀淀粉粉酶酶、、多多肽肽、、胃胃蛋蛋白白酶酶、、水水D.唾唾液液淀淀粉粉酶酶、、麥麥芽芽糖糖、、淀淀粉粉、、胃胃蛋蛋白白酶酶、、水水A探究究果果膠膠酶酶的的最最適適用用量量是是建建立立在在探探究究最適適溫溫度度和pH對果果膠膠酶酶活活性性影影響響的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)之之上上的的。。實實驗驗時時可可以以配配制制不不同同濃濃度度的的果果膠膠酶酶溶溶液液，，此此時時，，研究究的的變變量量是是果果膠膠酶酶的的用用量量，其其他他因因素素都都應(yīng)應(yīng)保保持持不不變變，，否否則則將將影影響響實實驗驗結(jié)結(jié)果果的的準準確確性性。。探究究果果膠膠酶酶的的最最適適用用量量[課課題題三三]探究究果果膠膠酶酶催催化化果果膠膠水水解解的的最最適適用用量量。。實驗驗流流程程(1)準準確確稱稱取取純純的的果果膠膠酶酶1mg、、2mg、、3mg、、4mg、、5mg、、6mg、、7mg、、8。。mg、、9mg，，配制制成成相相等等體體積積的的酶酶的的水水溶溶液液，取取等等量量放放人人9支支試試管管中中，，依依次次編編號號為為1～～9號號[也也可只只配配制制一一個個濃濃度度的的酶酶液液，，只只是是使使用用體體積積(量量)不不同同]。制制取取蘋蘋果果泥泥并并稱稱45g蘋蘋果果泥泥，，分分裝裝入入9支支試試管管中中，，每每支支試試管管中中分分裝裝5g，，依依次次編編號號為為1～～9號號。。(2)將將上上述述試試管管放放人人37℃℃的的恒恒溫溫水水浴浴中中平平衡衡內(nèi)內(nèi)外外溫溫度度。。(3)一一段段時時間間后后將將不不同同濃濃度度的的果果膠膠酶酶分分別別迅迅速速與與各各試試管管的的蘋蘋果果泥泥混混合合，，然然后后再再放放入入恒恒溫溫水水浴浴中中，，約約20min。。(4)過過濾濾后后測測量量記記錄錄果果汁汁體體積積。。(5)實實驗驗分分析析說說明明①本本實實驗驗的的自自變變量量、、應(yīng)應(yīng)變變量量、、無無關(guān)關(guān)變變量量分分析析變量名稱含義實例(上述實例為例)關(guān)系實驗變量(自變量)實驗中實驗者所操縱的因素或條件實驗變量為原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者是因果關(guān)系反應(yīng)變量(因變量)由于實驗變量而引起的變化和結(jié)果無關(guān)變量除自變量外，對實驗結(jié)果造成干擾的其他因素果膠酶的的量果汁量溫度等②實驗結(jié)結(jié)果與分分析③根據(jù)你你對酶的的特性的的了解，，畫出實實驗結(jié)果果的可能能坐標曲曲線．如果隨著著酶濃度度的增加加，過濾濾到的果果汁的體體積也增增加，說說明酶的的用量不不足；當當酶的濃濃度增加加到某個個值后，，再增加加酶的用用量，過過濾到的的果汁的的體積不不再改變變，說明明酶的用用量已經(jīng)經(jīng)足夠，，那么，，這個值值就是酶酶的最適適用量。。１．根據(jù)據(jù)實驗數(shù)數(shù)據(jù)繪制制出的溫溫度和pH對果果膠酶活活性影響響的曲線線圖；5、結(jié)果果分析與與評價２．不同同果膠酶酶用量對對出汁量量影響的的曲線圖圖（在濃濃度和體體積相同同的條件件下）；；酶的用量量0體積（mL）1、定義義：（一）加加酶洗衣衣粉含有酶制制劑的洗洗衣粉。。2、成分分：除含有普普通洗衣衣粉的成成分外，，還含有有多種酶酶制劑：：蛋白酶，，脂肪酶酶，淀粉粉酶，纖纖維素酶酶，復(fù)合合酶。課題2探探討加酶酶洗衣粉粉的洗滌滌效果1．果膠膠酶是分分解果膠膠的一類類酶的總總稱，它它不包括括()A．多聚聚半乳糖糖醛酸酶酶B．．果膠分分解酶C．乳糖糖分解酶酶D．．果膠酯酯酶2．探究究溫度對對果膠酶酶活性的的影響、、pH對對酶活性性的影響響、果膠膠酶的用用量三個個實驗中中，實驗驗變量依依次為()A．溫度度、酶活活性、酶酶用量B．蘋果果泥用量量、pH、果汁汁量C．反應(yīng)應(yīng)時間、、酶活性性、酶用用量D．溫度度、pH、果膠膠酶用量量3．在用用果膠酶酶處理果果泥時，，為了使使果膠酶酶能夠充充分地催催化反應(yīng)應(yīng)，應(yīng)采采取的措措施是()A．加大大蘋果泥泥用量B．加大大果膠酶酶用量C．進一一步提高高溫度D．用玻玻璃棒不不時地攪攪拌反應(yīng)應(yīng)混合物物D．DC①蛋白酶酶應(yīng)用：有有助于去去除如汗?jié)n，血血漬，青青草，粘粘液，糞糞便以及及各種食食品類中中的蛋白白質(zhì)污垢垢。作用：堿性蛋白白酶能使使蛋白質(zhì)質(zhì)水解成成可溶于于水的多多肽和氨氨基酸。。種類：我我國在洗洗衣粉中中添加的的蛋白酶酶最主要要的是堿性蛋白白酶。②脂肪酶酶應(yīng)用：可可以催化化水解各各類動植物油油脂和人人體皮脂脂腺分泌泌物及化化妝品污污垢。種類：堿性脂肪肪酶。作用：堿性脂肪肪酶能使使甘油三三脂水解解成容易易用水沖沖洗掉的的甘油和和游離脂脂肪酸。。從而達達到清除除衣物上上脂質(zhì)污污垢的作作用。脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶方程式：：③淀粉酶酶應(yīng)用：可可以去除除例如來來自面條、巧巧克力、、肉汁和和嬰兒食食品中含含有淀粉粉的污垢垢。淀粉麥芽糖淀粉酶方程式：：④纖維素素酶應(yīng)用：去除棉紡紡織品表表面的浮浮毛，使洗滌后后的棉紡紡織品柔柔軟蓬松松，織紋紋清晰，，色澤更更加鮮艷艷，穿著著更加舒舒適。種類：堿性纖維維素酶。。纖維素葡萄糖纖維素酶方程式：：⑤復(fù)合合酶實際污污垢組組成復(fù)復(fù)雜，，往往往蛋白白污垢垢被脂脂肪污污垢或或淀粉粉污垢垢覆蓋蓋，單單一酶酶的作作用一一般達達不到到徹底底清除除污垢垢的作作用。。而復(fù)復(fù)合酶酶可以以發(fā)揮揮其獨獨特的的“協(xié)協(xié)同效效應(yīng)””。試驗測測定，，單獨獨使用用蛋白白酶或或淀粉粉酶，，得到到的洗洗滌效效果遠遠不如如把每每種酶酶用量量減半半后放放在一一起使使用的的效果果。即即給定定酶的的用量量，復(fù)合酶酶的效效果遠遠遠超超過單單一酶酶的效效果。原因因是淀淀粉酶酶分解解了污污漬表表面的的淀粉粉污垢垢，使使蛋白白酶能能以更更有效效的方方式向向蛋白白質(zhì)污污垢進進攻。。（三））普通通洗衣衣粉和和加酶酶洗衣衣粉異異同相同點點：不同點點：表面活活性劑劑可以以產(chǎn)生生泡沫沫，可可以將將油脂脂分子子分散散開；；水軟軟化劑劑可以以分散散污垢垢；等等等。。酶可以以將大大分子子有機機物分分解為為小分分子有有機物物，小小分子子有機機物易易于溶溶于水水，從從而與與纖維維分開開。（四））影響響酶活活性的的因素素溫度、、pH等成分：：略用法：：洗滌滌前先先將衣衣物浸浸于加加有適適量洗洗衣粉粉的水水內(nèi)數(shù)數(shù)小時時，用用溫水水浸泡泡效果果更佳佳,切勿用用60℃以以上的的水。注意：：切勿用用于絲絲質(zhì)及及羊毛毛衣料料，用用后須須徹底底清洗洗雙手手。(五））資料料分析析一般洗洗衣粉粉不易易清除除衣物物的血血漬和和奶漬漬，但但加酶酶洗衣衣粉則則可以以。一一生物活活性洗洗衣粉粉包裝盒盒上印印有以以下材材料：：二、實實驗設(shè)設(shè)計（一））子課課題一一：探探究普普通洗洗衣粉粉和加加酶洗洗衣粉粉對衣衣物污污漬的的洗滌滌效果果1、實實驗原原理生活中中的各各種污污漬主主要是是蛋白白質(zhì)、、脂質(zhì)質(zhì)、淀淀粉等等多種種不溶溶于水水的有有機物物，這這些有有機物物能在在相應(yīng)應(yīng)的蛋蛋白酶酶、脂脂肪酶酶和淀淀粉酶酶的作作用下下水解解成易易溶于于水的的小分分子有有機物物。2、遵遵循原原則實驗變變量為為洗滌滌劑，設(shè)計計時應(yīng)應(yīng)遵循循單一變變量原原則、對照性性原則則有效的的控制制其他他變量量，如如水的的用量量、污污染物物的量量，所所用實實驗用用布的的質(zhì)地地大小小、兩兩種洗洗衣粉粉的用用量，，攪拌拌及洗洗滌時時間。。3、實實驗操操作流流程（1））實驗驗準備備帶有污污染物物的實實驗用用布的的制取?。喝∪∫欢ǘ康牡奈廴救疚镏浦瞥扇苋芤?，，取等等量的的污染染物滴滴加在在相同同大小小、質(zhì)質(zhì)地的的新布布上。。稱取等等量的的洗衣衣粉：：用天天平準準確稱稱取等等量普普通洗洗衣粉粉和加加酶洗洗衣粉粉。（2）實實驗過過程②將制制好的的污染染布和和洗衣衣粉（（一組組為污污染布布和普普通洗洗衣粉粉，另另一組組為污污染布布和加加酶洗洗衣粉粉）分分別放放入兩兩只燒燒杯中中。③用玻玻璃棒棒同時時充分分攪拌拌一段段時間間。一一段時時間后后攪拌拌可重重復(fù)進進行。。④過相相同的的時間間后觀觀察洗洗滌效效果。。（3））實驗驗結(jié)論論加酶洗洗衣粉粉的效效果好好①取兩兩只大大燒杯杯并編編號，，用量量筒分分別量量500ml蒸蒸餾水水放入入其中中。放放入400C的水水浴鍋鍋保溫溫。1、分分析資資料二二溫度梯梯度設(shè)設(shè)置并并不恰恰當和和完善善，主主要是是梯度度差值值偏大大。假假定用用上述述梯度度測得得40度時時洗滌滌效果果最好好，也也并不不能說說最適適溫度度就是是40度。。（二））子課課題二二：探探究加加酶洗洗衣粉粉使用用時的的最適適溫度度請你分分析這這個方方案是是否完完善、、妥當當，并并提出出改進進建議議②改進進制取同同樣的的污染染布，，稱取取等量量的同同一種種洗衣衣粉，，分幾幾個溫溫度不不同的的試驗驗組，，溫度度梯度度可設(shè)設(shè)為20、、25、30、、35、40、、45、50、、55度，，若測測出在在40度時時洗滌滌效果果最好好，可可設(shè)置置更細細的試試驗組組如35、、36、37、、38、39、、40、41、、42、43、、44、45度度，直直至測測出具具體的的最適適溫度度①實驗驗原理理酶的活活性受受溫度度的影影響，，最適適溫度度時酶酶的活活性最最大，，去污污力最最強，，高于于或低低于此此溫度度酶的的活性性降低低，去去污力力下降降。②洗滌滌效果果的判判斷可在洗洗滌后后比較較污物物的殘殘留狀狀況，，如：：已消失失、顏顏色變變淺、、面積積縮小小等，，最好好能進進行定定量的的比較較。2、實實驗設(shè)設(shè)計（三））子課課題三三：不不同種種類的的加酶酶洗衣衣粉的的洗滌滌效果果1、實實驗原原理不同種種類的的加酶酶洗衣衣粉所所加的的酶不不同，，而酶酶具有有專一一性，，所以以對不不同污污漬洗洗滌效效果不不同。。三、課課題延延伸1.““衣領(lǐng)領(lǐng)凈””含高效表表面活活性劑劑、增增白劑劑、液液體蛋蛋白酶酶制劑劑等成分分，可可洗去去領(lǐng)口口、袖袖口的的頑漬漬及其其它頑頑漬，，而一一般洗洗衣粉粉效果果較差差。2.廚廚房的的洗滌滌劑有有兩大大類（（1）用用于清清洗食食具的的洗滌滌劑（（如洗洗潔凈凈），，其重重要的的化學(xué)學(xué)成分分是化化學(xué)合合成的的烷基基類活活性劑劑，對對皮膚膚有刺刺激性性，殘殘留的的烷基基苯磺磺酸鹽鹽對人人體有有一定定的危危害。。（2））用于于清洗洗灶具具、排排氣扇扇油垢垢的清清洗劑劑。它它滲透透能力力、脫脫脂能能力強強，堿堿性也也強，，對皮皮膚有有損傷傷。要要求高高的專專業(yè)洗洗滌加加入少少量的的脂肪肪酶。。（3））馬桶桶污垢垢分三三類酸性產(chǎn)產(chǎn)品、、中性性產(chǎn)品品和堿堿性產(chǎn)產(chǎn)品。。目前市市場上上以酸性為主，，清洗洗效果果最佳佳。潔廁廁靈是是人們們常用用的一一種潔潔廁劑劑，其其主要要成分分是：：各種種有機機酸、、緩蝕蝕劑、、增稠稠劑、、表面面活性性劑、、香精精等。。課題3酵酵母細細胞的的固定定化基礎(chǔ)知知識（一））固定定化酶酶的應(yīng)應(yīng)用實實例1.利利用固固定化化酶技技術(shù)生生產(chǎn)高高果糖糖漿的的實例例（1））高果果糖漿漿的生生產(chǎn)需需要酶酶葡萄糖糖異構(gòu)構(gòu)（2））葡萄萄糖異異構(gòu)酶酶的優(yōu)優(yōu)點穩(wěn)定性性好、、可以以持續(xù)續(xù)發(fā)揮揮作用用（3））在生生產(chǎn)中中直接接使用用酶有有什么么缺點點？酶溶解解于葡葡萄糖糖溶液液后，，無法法回收收，造造成浪浪費2.固固定化化酶的的反應(yīng)應(yīng)柱示示意圖圖3.固固定化化酶在在生產(chǎn)產(chǎn)實踐踐中的的優(yōu)點點反應(yīng)柱柱能連連續(xù)使使用半半年，，大大大降低低了生生產(chǎn)成成本，，提高高了果果糖的的產(chǎn)量量和質(zhì)質(zhì)量。。（二））固定定化細細胞技技術(shù)1.將將酶或或細胞胞固定定化的的方法法將酶（（或細細胞））包埋埋在細細微網(wǎng)網(wǎng)格里里將酶（（或細細胞））相互互連接接起來來將酶（（或細細胞））吸附附在載載體表表面上上包埋法法化學(xué)結(jié)結(jié)合法法物理吸吸附法法2.固固定化化酶和和固定定化細細胞的的聯(lián)系系與區(qū)區(qū)別聯(lián)系：：應(yīng)用相相同，，都能能催化化某些些反應(yīng)應(yīng)區(qū)別:1）固定化化細胞胞固定定的是是一系系列酶酶；2）固定化化細胞胞技術(shù)術(shù)操作作容易易，成成本低低，容容易回回收；；3.固固定化化酶和和固定定化細細胞常常用的的載體體材料料明膠、、瓊脂脂糖、、海藻藻酸鈉鈉、醋醋酸纖纖維素素和聚聚丙烯烯酰胺胺等，，其共同同的特特點是是不溶溶于水水的多多孔性性載體體（一））制備備固定定化酵酵母細細胞實驗操操作1、酵酵母細細胞的的活化化2、配配制物物質(zhì)的的量濃濃度為為0.05mol/L的CaCl23、配配制海海藻酸酸鈉的的溶液液4、海海藻酸酸鈉溶溶液與與酵母母細胞胞混合合5、固固定化化酵母母細胞胞（二））用固固定化化酵母母細胞胞發(fā)酵酵實驗操操作1、將將固定定化的的酵母母細胞胞（凝凝膠珠珠）用用蒸餾餾水沖沖洗2到3次。。2、將