高二生物酶的研究與應(yīng)用1

高二生物酶的研究與應(yīng)用1第一頁(yè)，共47頁(yè)。

植物細(xì)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、果膠第一頁(yè)第二頁(yè)，共47頁(yè)。

在果汁加工中，果膠不僅會(huì)影響出汁率，還會(huì)使果汁渾濁。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物細(xì)胞的細(xì)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(lèi)酶的總稱(chēng)，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。第二頁(yè)第三頁(yè)，共47頁(yè)。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(lái)表示。酶反應(yīng)速度用單位時(shí)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(lái)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.酶的抑制劑第三頁(yè)第四頁(yè)，共47頁(yè)。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(xì)胞核Ｂ．細(xì)胞質(zhì)Ｃ．細(xì)胞間隙Ｄ．細(xì)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(lèi)酶的總稱(chēng)，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第四頁(yè)第五頁(yè)，共47頁(yè)。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(duì)酶活性的影響好，第五頁(yè)第六頁(yè)，共47頁(yè)。提出問(wèn)題：探究溫度對(duì)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(shí)酶活性遞減如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)取得證據(jù)證明假設(shè)?第六頁(yè)第七頁(yè)，共47頁(yè)。攪拌器攪拌制成蘋(píng)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(píng)果泥內(nèi)恒溫保持10分鐘過(guò)濾果汁，用量筒測(cè)量果汁的量，填入表格實(shí)驗(yàn)溫度30℃35℃40℃45℃50℃55℃60℃65℃70℃果汁量第七頁(yè)第八頁(yè)，共47頁(yè)。可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的避免了果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，避免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為什么在混合蘋(píng)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(píng)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？第八頁(yè)第九頁(yè)，共47頁(yè)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，如何保證實(shí)驗(yàn)的單因素控制?說(shuō)明:等量的控制（果泥、果膠酶的量）等時(shí)間的控制（反應(yīng)時(shí)間、過(guò)濾時(shí)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:溫度影響酶的活性第九頁(yè)第十頁(yè)，共47頁(yè)。探究pH對(duì)果膠酶活性的影響，只須將溫度梯改成pH梯度，并選定一個(gè)適宜的溫度進(jìn)行水浴加熱。反應(yīng)液中的pH可以通過(guò)體積分?jǐn)?shù)為0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。第十頁(yè)第十一頁(yè)，共47頁(yè)。攪拌器拌制成蘋(píng)果泥均分裝入果膠酶水溶液等量５支試管５支試管各取一支分５組分別放入37度的恒溫水箱中恒溫加熱．待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶加入相同溫度的蘋(píng)果泥中調(diào)節(jié)ＰＨ為５．６．７．８．９恒溫保持１０ｍｉｎ過(guò)濾果汁，用量筒測(cè)量果汁的量，填入表格第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共47頁(yè)。探究PH對(duì)酶活性的影響將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的水混合裝入一個(gè)容器內(nèi)，調(diào)整PH至2.0,保存于37度的水浴鍋內(nèi)。過(guò)一段時(shí)間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)為（）A.淀粉、胃蛋白酶、多肽和水B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C.唾液淀粉酶、多肽、胃蛋白酶、水D.唾液淀粉酶、麥芽糖、淀粉、胃蛋白酶、水A第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共47頁(yè)。探究果膠酶的最適用量是建立在探究最適溫度和pH對(duì)果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。實(shí)驗(yàn)時(shí)可以配制不同濃度的果膠酶溶液，此時(shí)，研究的變量是果膠酶的用量，其他因素都應(yīng)保持不變，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。探究果膠酶的最適用量第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共47頁(yè)。

１．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的溫度和pH對(duì)果膠酶活性影響的曲線圖；

5、結(jié)果分析與評(píng)價(jià)第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共47頁(yè)。２．不同果膠酶用量對(duì)出汁量影響的曲線圖（在濃度和體積相同的條件下）；

酶的用量0體積（mL）第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共47頁(yè)。謝謝指導(dǎo)第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共47頁(yè)。1、定義：（一）加酶洗衣粉含有酶制劑的洗衣粉。2、成分：除含有普通洗衣粉的成分外，還含有多種酶制劑：蛋白酶，脂肪酶，淀粉酶，纖維素酶，復(fù)合酶。課題2探討加酶洗衣粉的洗滌效果第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共47頁(yè)。①蛋白酶應(yīng)用：有助于去除如汗?jié)n，血漬，青草，粘液，糞便以及各種食品類(lèi)中的蛋白質(zhì)污垢。作用：堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解成可溶于水的多肽和氨基酸。種類(lèi)：我國(guó)在洗衣粉中添加的蛋白酶最主要的是堿性蛋白酶。第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共47頁(yè)。②脂肪酶應(yīng)用：可以催化水解各類(lèi)動(dòng)植物油脂和人體皮脂腺分泌物及化妝品污垢。種類(lèi)：堿性脂肪酶。作用：堿性脂肪酶能使甘油三脂水解成容易用水沖洗掉的甘油和游離脂肪酸。從而達(dá)到清除衣物上脂質(zhì)污垢的作用。脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶方程式：第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共47頁(yè)。③淀粉酶應(yīng)用：可以去除例如來(lái)自面條、巧克力、肉汁和嬰兒食品中含有淀粉的污垢。淀粉麥芽糖淀粉酶方程式：第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共47頁(yè)。④纖維素酶應(yīng)用：去除棉紡織品表面的浮毛，使洗滌后的棉紡織品柔軟蓬松，織紋清晰，色澤更加鮮艷，穿著更加舒適。種類(lèi)：堿性纖維素酶。纖維素葡萄糖纖維素酶方程式：第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共47頁(yè)。⑤復(fù)合酶實(shí)際污垢組成復(fù)雜，往往蛋白污垢被脂肪污垢或淀粉污垢覆蓋，單一酶的作用一般達(dá)不到徹底清除污垢的作用。而復(fù)合酶可以發(fā)揮其獨(dú)特的“協(xié)同效應(yīng)”。試驗(yàn)測(cè)定，單獨(dú)使用蛋白酶或淀粉酶，得到的洗滌效果遠(yuǎn)不如把每種酶用量減半后放在一起使用的效果。即給定酶的用量，復(fù)合酶的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)單一酶的效果。原因是淀粉酶分解了污漬表面的淀粉污垢，使蛋白酶能以更有效的方式向蛋白質(zhì)污垢進(jìn)攻。第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共47頁(yè)。（三）普通洗衣粉和加酶洗衣粉異同相同點(diǎn)：不同點(diǎn)：表面活性劑可以產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開(kāi)；水軟化劑可以分散污垢；等等。酶可以將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，小分子有機(jī)物易于溶于水，從而與纖維分開(kāi)。（四）影響酶活性的因素

溫度、pH等第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共47頁(yè)。成分：略用法：洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)數(shù)小時(shí)，用溫水浸泡效果更佳,切勿用60℃以上的水。注意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料，用后須徹底清洗雙手。(五）資料分析一般洗衣粉不易清除衣物的血漬和奶漬，但加酶洗衣粉則可以。一生物活性洗衣粉包裝盒上印有以下材料：第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共47頁(yè)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（一）子課題一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對(duì)衣物污漬的洗滌效果1、實(shí)驗(yàn)原理生活中的各種污漬主要是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、淀粉等多種不溶于水的有機(jī)物，這些有機(jī)物能在相應(yīng)的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下水解成易溶于水的小分子有機(jī)物。2、遵循原則實(shí)驗(yàn)變量為洗滌劑，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循單一變量原則、對(duì)照性原則有效的控制其他變量，如水的用量、污染物的量，所用實(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地大小、兩種洗衣粉的用量，攪拌及洗滌時(shí)間。第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共47頁(yè)。3、實(shí)驗(yàn)操作流程（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布的制取：取一定量的污染物制成溶液，取等量的污染物滴加在相同大小、質(zhì)地的新布上。稱(chēng)取等量的洗衣粉：用天平準(zhǔn)確稱(chēng)取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程①取兩只大燒杯并編號(hào)，用量筒分別量500ml蒸餾水放入其中。放入400C的水浴鍋保溫。第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共47頁(yè)。②將制好的污染布和洗衣粉（一組為污染布和普通洗衣粉，另一組為污染布和加酶洗衣粉）分別放入兩只燒杯中。③用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間。一段時(shí)間后攪拌可重復(fù)進(jìn)行。④過(guò)相同的時(shí)間后觀察洗滌效果。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論加酶洗衣粉的效果好第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共47頁(yè)。1、分析資料二溫度梯度設(shè)置并不恰當(dāng)和完善，主要是梯度差值偏大。假定用上述梯度測(cè)得40度時(shí)洗滌效果最好，也并不能說(shuō)最適溫度就是40度。（二）子課題二：探究加酶洗衣粉使用時(shí)的最適溫度請(qǐng)你分析這個(gè)方案是否完善、妥當(dāng)，并提出改進(jìn)建議第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共47頁(yè)。②改進(jìn)制取同樣的污染布，稱(chēng)取等量的同一種洗衣粉，分幾個(gè)溫度不同的試驗(yàn)組，溫度梯度可設(shè)為20、25、30、35、40、45、50、55度，若測(cè)出在40度時(shí)洗滌效果最好，可設(shè)置更細(xì)的試驗(yàn)組如35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45度，直至測(cè)出具體的最適溫度第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共47頁(yè)。①實(shí)驗(yàn)原理酶的活性受溫度的影響，最適溫度時(shí)酶的活性最大，去污力最強(qiáng)，高于或低于此溫度酶的活性降低，去污力下降。②洗滌效果的判斷可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等，最好能進(jìn)行定量的比較。2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共47頁(yè)。（三）子課題三：不同種類(lèi)的加酶洗衣粉的洗滌效果1、實(shí)驗(yàn)原理不同種類(lèi)的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有專(zhuān)一性，所以對(duì)不同污漬洗滌效果不同。第三十一頁(yè)第三十二頁(yè)，共47頁(yè)。三、課題延伸1.“衣領(lǐng)凈”含高效表面活性劑、增白劑、液體蛋白酶制劑等成分，可洗去領(lǐng)口、袖口的頑漬及其它頑漬，而一般洗衣粉效果較差。2.廚房的洗滌劑有兩大類(lèi)

（1）用于清洗食具的洗滌劑（如洗潔凈），其重要的化學(xué)成分是化學(xué)合成的烷基類(lèi)活性劑，對(duì)皮膚有刺激性，殘留的烷基苯磺酸鹽對(duì)人體有一定的危害。（2）用于清洗灶具、排氣扇油垢的清洗劑。它滲透能力、脫脂能力強(qiáng)，堿性也強(qiáng)，對(duì)皮膚有損傷。要求高的專(zhuān)業(yè)洗滌加入少量的脂肪酶。第三十二頁(yè)第三十三頁(yè)，共47頁(yè)。（3）馬桶污垢分三類(lèi)酸性產(chǎn)品、中性產(chǎn)品和堿性產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上以酸性為主，清洗效果最佳。潔廁靈是人們常用的一種潔廁劑，其主要成分是：各種有機(jī)酸、緩蝕劑、增稠劑、表面活性劑、香精等。第三十三頁(yè)第三十四頁(yè)，共47頁(yè)。課題3酵母細(xì)胞的固定化第三十四頁(yè)第三十五頁(yè)，共47頁(yè)。基礎(chǔ)知識(shí)（一）固定化酶的應(yīng)用實(shí)例1.利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的實(shí)例（1）高果糖漿的生產(chǎn)需要酶葡萄糖異構(gòu)（2）葡萄糖異構(gòu)酶的優(yōu)點(diǎn)穩(wěn)定性好、可以持續(xù)發(fā)揮作用（3）在生產(chǎn)中直接使用酶有什么缺點(diǎn)？酶溶解于葡萄糖溶液后，無(wú)法回收，造成浪費(fèi)第三十五頁(yè)第三十六頁(yè)，共47頁(yè)。2.固定化酶的反應(yīng)柱示意圖第三十六頁(yè)第三十七頁(yè)，共47頁(yè)。3.固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。第三十七頁(yè)第三十八頁(yè)，共47頁(yè)。（二）固定化細(xì)胞技術(shù)1.將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶（或細(xì)胞）包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶（或細(xì)胞）相互連接起來(lái)將酶（或細(xì)胞）吸附在載體表面上包埋法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法第三十八頁(yè)第三十九頁(yè)，共47頁(yè)。2.固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系：應(yīng)用相同，都能催化某些反應(yīng)區(qū)別1）固定化細(xì)胞固定的是一系列酶；2）固定化細(xì)胞技術(shù)操作容易，成本低，容易回收；第三十九頁(yè)第四十頁(yè)，共47頁(yè)。3.固定化酶和固定化細(xì)胞常用的載體材料明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等，其共同的特點(diǎn)是不溶于水的多孔性載體第四十頁(yè)第四十一頁(yè)，共47頁(yè)。（一）制備固定化酵母細(xì)胞實(shí)驗(yàn)操作1、酵母細(xì)胞的活化2、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl23、配制海藻酸鈉的溶液4、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合5、固定化酵母細(xì)胞第四十一頁(yè)第四十二頁(yè)，共47頁(yè)。（二）用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵實(shí)驗(yàn)操作1、將固定化的酵母細(xì)胞（凝膠珠）用蒸餾水沖洗2到3次。2、將150ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到200ml的錐形瓶中，再加入固定好的酵母細(xì)胞，置于25攝氏度下發(fā)酵24h。第四十二頁(yè)第四十三頁(yè)，共47頁(yè)。在缺水的狀態(tài)下，微生物會(huì)處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。酵母細(xì)胞所需要的活化時(shí)間較短，一般需要0.5～1h，教師需要提前做好準(zhǔn)備。此外，酵母細(xì)胞活化時(shí)體積會(huì)變大，因此活化前應(yīng)該選擇體積足夠大的容器，以避免酵母細(xì)胞的活化液溢出容器外。

（一）酵母細(xì)胞的活化實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中要注意的下列問(wèn)題第四十三頁(yè)第四十四頁(yè)，共47頁(yè)。（二）加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及到實(shí)驗(yàn)