生物學(xué)案：第三章第一節(jié)酶的制備和應(yīng)用

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第一節(jié)酶的制備和應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1.能記住酶活力的概念，并能夠?qū)懗銎浔硎痉椒ā?．能說出洗滌劑中常用的酶制劑。3．能說出果膠酶的制備流程。重點(diǎn)：能分析不同種類的加酶洗衣粉對同一污物和不同污物的洗滌效果。難點(diǎn)：能分析相關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計。一、酶活力的測定1．酶活力酶活力也稱為________,是指酶在催化一定的化學(xué)反應(yīng)時表現(xiàn)出來的能力，通常用________________即酶促反應(yīng)過程中單位時間內(nèi)______________或______________來表示，其單位為“______”.2．影響酶活力的因素生物體內(nèi)具有______功能的有機(jī)物稱為酶，酶分子易受一些物理因素（如____、________）和化學(xué)因素（如____、____、__________等）的作用而變性，從而喪失活力;因此，酶活力的高低會受______、____、________等多種因素的影響。3．果膠果膠是植物__________和________的重要成分，在植物的細(xì)胞或組織間起______作用，它的分解將會引起細(xì)胞之間的離散。預(yù)習(xí)交流在不損傷高等植物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，利用哪種物質(zhì)可以除去細(xì)胞壁？能否利用鹽酸除去細(xì)胞壁？二、洗滌劑中常用的酶制劑1．各種洗滌產(chǎn)品各種洗滌產(chǎn)品按產(chǎn)品的外觀形態(tài)可分為______、____________和____________等多種類型，化學(xué)洗滌劑的去污能力主要來自____________。2．洗滌劑中添加的酶________能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的______,使污跡容易從衣物上脫落；脂肪酶可將______最終分解為______和________；淀粉酶可將______水解成______、________等；纖維素酶可將________最終分解為________，以達(dá)到去污的目的.因此，蛋白類纖維（如羊毛、蠶絲等）織物等就不能用________來洗滌.預(yù)習(xí)交流1．普通洗衣粉的超量使用，很容易造成水體的污染，為什么？2．加酶洗衣粉與普通洗衣粉的成分有何異同?3．洗滌劑中不能直接去除污垢，但能增強(qiáng)洗滌效果的成分是什么？答案：一、1。酶活性酶促反應(yīng)的速率底物的減少量產(chǎn)物的生成量IU2．催化熱紫外線酸堿有機(jī)溶劑溫度pH激活劑3．細(xì)胞間質(zhì)細(xì)胞壁黏合預(yù)習(xí)交流：提示：細(xì)胞壁的主要成分是果膠和纖維素，用果膠酶和纖維素酶能除去細(xì)胞壁且不損傷細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu);不能，雖然用鹽酸也能破壞細(xì)胞壁，但同時也殺死了細(xì)胞,破壞了細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)。二、1。肥皂合成洗衣粉液體洗滌劑表面活性劑2．蛋白酶多肽脂肪甘油脂肪酸淀粉糊精麥芽糖纖維素葡萄糖蛋白酶預(yù)習(xí)交流：1．提示：普通洗衣粉含有較多的助洗劑磷酸鹽，含磷污水的排放可導(dǎo)致微生物和藻類的大量繁殖，導(dǎo)致水體缺O(jiān)2進(jìn)而導(dǎo)致魚蝦的大量死亡（水體富營養(yǎng)化）。2．提示：加酶洗衣粉不是簡單地在普通洗衣粉中加入一定量的酶制劑,與普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉還減少了表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量,使洗滌劑朝著低磷或無磷的方向發(fā)展，有利于減少污染.3．提示：纖維素酶雖不能直接去除衣物上的污垢，但能使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松,從而使?jié)B入纖維深處的塵土和污垢能夠與洗滌劑充分接觸,使洗滌劑的去污效果更好.在預(yù)習(xí)中還有哪些問題需要你在聽課時加以關(guān)注？請在下列表格中做個備忘吧！我的學(xué)困點(diǎn)我的學(xué)疑點(diǎn)一、酶活力的測定1．酶催化能力高低的衡量標(biāo)準(zhǔn)是什么？2．高溫或低溫對酶的影響是否相同？酶經(jīng)高溫或低溫處理后,再恢復(fù)最適溫度，酶的活性能否恢復(fù)？3．pH對酶的影響有什么特點(diǎn)？下列能表示酶活性高低的是（）。A．單位時間、單位體積內(nèi)反應(yīng)物的總量B．一段時間后生成物的總量C．一段時間后，一定體積中消耗的反應(yīng)物的量D．單位時間、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量影響酶活性的因素有溫度、pH、酶的抑制劑等，影響酶促反應(yīng)的因素有酶量、酶活性以及影響酶活性的一切因素、底物濃度等。二、果膠酶的制備1．制作果汁時怎樣才能使出汁率高、用時短、果汁沉淀少？2．果膠酶是一種酶嗎？如果不是,含有哪幾種酶？3．寫出果膠酶的制備流程(學(xué)生閱讀教材P47)（1）將50g新鮮水果或蔬菜洗凈，在預(yù)冷的______內(nèi)用剪刀迅速剪碎后______，邊研磨邊加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的______溶液50mL，制成________。(2）漏斗中放置________或5層紗布過濾勻漿液，收集______。(3)以4000r/min的離心速率離心濾液________。（4）離心完畢后，果膠酶主要存在于離心管的________中,迅速將其倒入小燒杯中，用物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L的冰醋酸將pH調(diào)至______，在__________下保存?zhèn)溆谩?．觀察果膠酶對蘋果勻漿液的作用閱讀教材P47內(nèi)容填寫下列表格。項(xiàng)目試管1（實(shí)驗(yàn)管)試管2(對照管）蘋果勻漿/mL30____上清液/mL________90℃________澄清度________1．下列有關(guān)果膠酶的說法不正確的是（）。A．果膠酶是多種酶的總稱B．果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)C．果膠酶是有機(jī)物，易溶于有機(jī)溶劑乙醇D．果膠酶可把果膠質(zhì)分解成半乳糖醛酸2．下列是有關(guān)酶的應(yīng)用以及微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用等問題，請分析回答下列問題。工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高出汁率,為研究溫度對果膠酶活性的影響，某學(xué)生設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)：①將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10℃②將步驟①處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10℃③將步驟②處理后的混合物過濾，收集濾液,測量果汁量(如圖C）.④在不同溫度條件下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，并記錄果汁量,結(jié)果如下表:溫度/℃1020304050607080果汁量/mL813152515121110根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，請分析回答下列問題。（1）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溫度為__________附近時，果汁量最多，此時果膠酶的活性__________.（2）果膠酶作用于一定量的某種物質(zhì)(底物），保持溫度、pH在最適值，生成物量與反應(yīng)時間的關(guān)系如下圖：在35分鐘后曲線變成水平是因?yàn)開___________.若增加果膠酶濃度，其他條件不變，請在下圖中畫出生成物量變化的示意曲線.1．果膠酶的來源及應(yīng)用植物、霉菌、酵母菌和細(xì)菌均能產(chǎn)生果膠酶。由霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的果膠酶是食品加工業(yè)中使用量最大的酶制劑之一,被廣泛地應(yīng)用于果汁加工業(yè)。水果汁液中含有果膠，用含有果膠的果汁制備的濃縮果汁黏稠，而且穩(wěn)定性較差。果汁經(jīng)果膠酶處理后，黏度迅速下降，過濾速度可提高10～20倍，澄清度達(dá)93％～98%，澄清倍數(shù)在4～21之間,經(jīng)果膠酶澄清處理后的果汁,無論是直接還是濃縮后用來制成的成品果汁，均具有較好的穩(wěn)定性。果膠能引起果酒失光、渾濁和出現(xiàn)沉淀,在果酒制備過程中使用果膠酶，不僅使酒易于澄清和過濾，而且使酒的收集率和成品酒的穩(wěn)定性均提高。2．果膠酶的活性受pH、溫度等很多因素的影響，因此探究某種因素對果膠酶活性的影響時，要保證單一變量原則及對照性原則。三、加酶洗衣粉的洗滌原理及影響因素1．閱讀教材P49內(nèi)容填寫下列空白。（1）加酶洗衣粉是指含有________的洗衣粉.(2）目前常用的四類酶制劑：________、________、淀粉酶和__________。（3）作用原理：①蛋白酶可將________水解為______________。②脂肪酶可將______水解為______和________。③淀粉酶可將______水解為________.④纖維素酶使纖維素結(jié)構(gòu)變得蓬松，使?jié)B入到纖維深處的塵土和污垢與洗衣粉充分接觸。2．探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果.(1)實(shí)驗(yàn)遵循的原則：實(shí)驗(yàn)變量為洗滌劑，設(shè)計時應(yīng)遵循單一變量原則、對照性原則,有效地控制其他變量，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、攪拌及洗滌時間。（2）實(shí)驗(yàn)過程(閱讀教材P50，填寫表格內(nèi)容）項(xiàng)目燒杯1燒杯2蒸餾水500mL______水溫______30～50污染布____________普通洗衣粉______—加酶洗衣粉—______洗滌效果________（3）上述實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？因變量是什么？(4)為什么洗滌前先將衣物浸于加有適量加酶洗衣粉的水內(nèi)數(shù)小時?如何縮短衣物的浸泡時間?（5)為什么水溫以30～50℃(6）洗滌衣物時，除了考慮洗滌的效果外，還要考慮哪些因素？（7）為什么使用加酶洗衣粉洗衣后，須徹底清洗雙手？為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份,進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn).甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，下表為實(shí)驗(yàn)記錄.請回答下列問題。水溫/℃1020304050組別甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血漬時間/min67668852518336347711126891167清除油漬時間/min93789587639182468575277769868（1）提高洗衣粉去污能力的方法有______________。甲組在洗衣粉中加入了____________。乙組在洗衣粉中加入了____________。(2）甲、乙組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有______________________。（3）如果甲、乙和丙3組均在水溫為80℃________________________________________________________________________。1．常用酶制劑的種類及洗滌原理和實(shí)例種類洗滌原理洗滌實(shí)例蛋白酶可將蛋白質(zhì)水解為易溶于水的小分子的肽或氨基酸血漬、奶漬及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢脂肪酶把脂肪水解為較易溶解的甘油和游離的脂肪酸食品的油漬、人體皮脂、口紅淀粉酶能使淀粉迅速分解為可溶性的麥芽糖來自面條、粥等的污垢纖維素酶使纖維結(jié)構(gòu)變得蓬松,使?jié)B入到纖維深處的塵土和污垢與洗衣粉充分接觸—2。實(shí)驗(yàn)設(shè)計中的變量控制和對照實(shí)驗(yàn)探究的問題變量對照組實(shí)驗(yàn)組普通、加酶洗衣粉洗滌效果的區(qū)別洗衣粉類型普通洗衣粉＋污物加酶洗衣粉＋污物加酶洗衣粉的最適溫度溫度溫度梯度下的洗滌效果互為對照不同類型加酶洗衣粉的洗滌效果加酶洗衣粉種類不同加酶洗衣粉的洗滌效果互為對照答案：活動與探究一：1．提示:酶催化能力即酶的活性，可用催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率衡量。2．提示：不同。高溫使酶的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變（被破壞），活性喪失；低溫下酶的分子結(jié)構(gòu)不變,活性降低。酶經(jīng)高、低溫處理后，再恢復(fù)到最適溫度，經(jīng)高溫處理后的酶活性不能恢復(fù)，但經(jīng)低溫處理后的酶活性可恢復(fù)。3．提示:酶的催化能力的發(fā)揮有一個最適pH，在低于最適pH時，隨著pH的升高，酶的催化能力也相應(yīng)升高；高于最適pH時,隨著pH的升高，酶的活性逐漸下降。pH過高或過低會使蛋白質(zhì)變性，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)變性后，酶也就完全喪失了活性。遷移與應(yīng)用：D解析：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)速率來表示。酶反應(yīng)速率用單位時間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示.活動與探究二：1．提示：榨汁時加入果膠酶或纖維素酶。2．提示：果膠酶不是一種酶，而是一類酶,包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶.3．(1)研缽研磨NaCl勻漿液（2）濾紙濾液（3）15min（4）上清液3～40～4℃4．3030無無30高低遷移與應(yīng)用：1．C解析:果膠酶包含多種酶；果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)；果膠酶不易溶于有機(jī)溶劑乙醇；果膠酶可把果膠質(zhì)分解成半乳糖醛酸。2．解析：從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析:在40℃附近時，果汁量最多，這說明此時的果膠酶催化活性最大，因?yàn)榈孜锏牧渴且欢ǖ?，所以生成物的量達(dá)到最大值即不再發(fā)生變化；增加酶的濃度可以使反應(yīng)更快地達(dá)到平衡點(diǎn),即在更早些時候反應(yīng)結(jié)束,但生成物的總量不會發(fā)生變化。答案:(1）40℃最大（2）底物消耗完畢如下圖活動與探究三：1．（1)酶制劑（2）蛋白酶脂肪酶纖維素酶（3）①蛋白質(zhì)可溶性的多肽②脂肪甘油脂肪酸③淀粉麥芽糖2．（2）500mL30~50℃加入加入加入加入差好（3）提示：普通洗衣粉和加酶洗衣粉是自變量；洗滌效果是因變量。（4)提示：是為了使洗衣粉中的蛋白酶等酶充分地分解衣物中的蛋白質(zhì)等污漬；用溫水浸泡衣物可以縮短衣物的浸泡時間，因?yàn)槊傅拇呋饔眯枰m宜的溫度。（5）提示：保證酶活性的最佳溫度。（6）提示:還要考慮衣物的承受能力、洗滌成本等因素。（7)提示：人體皮膚細(xì)胞中含蛋白質(zhì),如不徹底清洗雙手，就會使手的皮膚受到腐蝕，而使人患過敏性皮炎、濕疹等，因此，應(yīng)避免與這類洗衣粉長時間地接觸。遷移與應(yīng)用：解析：酶的作用條件溫和，需要適宜的溫度才能發(fā)揮其作用，因此增強(qiáng)洗滌效果除了添加酶外還要控制好適宜的水溫，水溫達(dá)到80℃時酶會失活.酶具有專一性,血漬主要成分為蛋白質(zhì)，洗滌時洗衣粉中需要添加蛋白酶；油漬主要成分為脂肪，洗滌時洗衣粉中需要添加脂肪酶。答案:(1）加酶和適當(dāng)提高溫度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)專一性(3）沒有差異,因?yàn)楦邷厥姑甘Щ?．果汁生產(chǎn)中主要應(yīng)用的酶包括（）。A．淀粉酶、果膠酶B．脂肪酶、淀粉酶C．果膠酶、纖維素酶D．蛋白酶、纖維素酶2．在驗(yàn)證某種加酶洗衣粉需要的最適溫度實(shí)驗(yàn)中，敘述正確的是（).A．取一系列不同溫度、其他條件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一個溫度中洗滌效果最好B．在不同溫度的水中，加入不等量洗衣粉,看哪種效果好C．將加酶洗衣粉加入30℃水中發(fā)現(xiàn)不如加到45℃的水中洗滌效果好，說明D．將加酶洗衣粉與普通洗衣粉分別加入37℃