論文資料-專題4酶的研究和應用知識點（word）可編輯

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2、蕆螆肇蒂蕆衿羀莈蒆羈膅芄蒅蟻羈膀蒄螃膃葿薃裊羆蒞薂羈膂芁薁蚇羄芇薁袀芀膃薀羂肅蒁蕿蟻羋莇薈螄肁芃薇袆芆腿蚆羈聿蒈蚅蚈袂莄蚅螀肈莀蚄羃袀芆蚃螞膆膂螞螅罿蒁蟻袇膄莇蝕罿羇芃蝿蠆膂腿蝿螁羅蕆螈襖膁蒃螇肆羄荿螆螆艿芅莃袈肂膁莂羀芇蒀莁蝕肀莆蒀螂芆節(jié)葿襖肈膈蒈羇袁薆蕆螆肇蒂蕆衿羀莈蒆羈膅芄蒅蟻羈膀蒄螃膃葿薃裊羆蒞薂羈膂芁薁蚇羄芇薁袀芀膃薀羂肅蒁蕿蟻羋莇薈螄肁芃薇袆芆腿蚆羈聿蒈蚅蚈袂莄蚅螀肈莀蚄羃袀芆蚃螞膆膂 專題4 酶的研究與應用知識點課題1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用由水果制作果汁要解決兩個主要問題：一是果肉的出汁率低，耗時長；二是榨取的果汁渾濁、黏度高，容易發(fā)生沉淀。 1、植物細胞壁以及胞間層的主要組

3、成成分有纖維素和_果膠_。并且兩者不溶于水，在果汁加工中，既影響出汁率，又使果汁渾濁。 2、果膠是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。在果汁加工中，果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁。果膠酶的作用是能夠將果膠_分解成可溶性的_半乳醛酸，瓦解植物的細胞壁及胞間層，并且使果汁變得澄清。 3、果膠酶是一類酶總稱，包括_果膠分解酶 、 多聚半乳糖醛酸酶 、果膠酯酶_等。 4、酶的活性是指 酶催化一定化學反應的 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反應的反應速度 來表示。在科學研究與工業(yè)生產(chǎn)中，酶反應速度用單位時間內(nèi)、單位

4、體積中反應物的減小量或產(chǎn)物的增加量來表示。5、影響酶活性的因素包括：溫度 、PH、酶的抑制劑等。（二）實驗設計 設計一探究溫度對酶活性的影響 當酶處于最適溫度或最適pH時，酶的活性最高；若溫度過高、過酸或過堿，則導致酶變性失活。在一定范圍內(nèi)，果肉的出汁率和果汁的澄清度與果膠酶的活性成正比。 此實驗的自變量是溫度 _；根據(jù)單一變量原則，你應確保各實驗組相同的變量有_PH 底物濃度底物量 實驗器材 酶的用量 等等_。 設計二探究PH對酶活性的影響探究pH對果膠酶活性的影響，只須將溫度梯度改成pH梯度，并選定一個適宜的溫度進行水浴加熱。反應液中的pH可以通過體積分數(shù)為0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進行

5、調(diào)節(jié)。設計三探究果膠酶的用量探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對果膠酶活性影響的基礎之上的。此時，研究的變量是果膠酶的用量，其他因素都應保持不變。實驗時可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可以只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積即可。需要注意的是，反應液的pH必須相同，否則將影響實驗結果的準旁欄思考題1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？提示：將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，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，從而影響果膠酶活性的問題。2在探究溫度或pH的影響時，是否需要設置對照？如果

6、需要，又應該如何設置？為什么？提示：需要設置對照實驗，不同的溫度梯度之間或不同的pH梯度之間就可以作為對照，這種對照稱為相互對照。3A同學將哪個因素作為變量，控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？B同學呢？ 提示：A同學將溫度或pH作為變量，控制不變的量有蘋果泥的用量、果膠酶的用量、反應的時間和過濾的時間等。只有在實驗中保證一個自變量，實驗結果才能說明問題。B同學對于變量的處理應該與A同學相同，只是觀察因變量的角度不同。4想一想，為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？提示：果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應了果膠酶的催化分

7、解果膠的能力。在不同的溫度和pH下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。5當探究溫度對果膠酶活性的影響時，哪個因素是變量，哪些因素應該保持不變？提示：溫度是變量，應控制果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時間和混合物的pH等所有其他條件不變。只有這樣才能保證只有溫度一個變量對果膠酶的活性產(chǎn)生影響。實驗變量與反應變量(如表)實驗變量(自變量)反應變量(因變量)含義實驗中實驗者所操縱的因素或條件由于實驗變量改變而引起的變化和結果實例溫度或pH果汁量聯(lián)系實驗變量為原因，反應變量是結果，二者是因果關系 課題2 探討加酶洗衣粉的洗滌效果1、酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA；酶具有生物 催化 作用；酶具有高

8、效 性、專一性特點，但易受溫度、PH、表面活性劑等因素的影響。（1）加酶洗衣粉是指含酶制劑 的洗衣粉，目前常用的酶制劑有蛋白酶 、 脂肪酶 、淀粉酶和纖維素酶四類。普通洗衣粉中含磷，含磷的污水排放可能導致 微生物和藻類大量繁殖，造成水體污染，加酶洗衣粉可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉，使洗滌劑朝無磷的方向發(fā)展，減少對環(huán)境的污染。（2）脂肪酶可以將脂肪分解成 甘油和脂肪酸，蛋白酶可以將蛋白質(zhì)分解成 多肽 ，然后在 肽酶 作用下分解成氨基酸；淀粉酶可以將淀粉分解成 可溶性麥芽糖和葡萄糖，纖維素酶可以將纖維素分解成 葡萄糖 ，以達到去污的目的，因此，蛋白類纖維織物（羊毛、蠶絲等）不能用 加酶洗衣粉 來

9、洗滌。（3）應用最廣泛、效果最明顯的是 堿性蛋白 酶和 堿性脂肪 酶。 堿性蛋白酶能將血漬 、 奶漬等含有大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或 小分子的肽，使污跡容易從衣物上脫落。（4）.衣物的洗滌，不僅要考慮到洗滌效果，還要考慮衣物的承受能力 、 洗滌成本等因素。（5）加酶洗衣粉可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗衣粉朝低磷無磷的方向發(fā)展，減少對環(huán)境的污染。2、實驗設計遵循原則：是單一變量原則、對照原則和等量原則，比如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有何不同時，用控制使用不同種類洗衣粉為變量，其他條件完全一致；同時普通洗衣粉處理污漬物與加酶洗衣粉處理污漬物形成 對照 實驗。

10、3不同種類的酶洗衣粉對同一污漬的洗滌效果（1）實驗原理：不同種類的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有 專一性 ，所以對不同污漬的洗滌效果不同。4、比較普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的異同普通洗衣粉加酶洗衣粉相同點表面活性劑可以產(chǎn)生泡沫，將油脂分子分散開，水軟化劑可以分散污垢，等不同點酶可以將大分子有機物分解為小分子有機物，小分子有機物易溶于水，從而與纖維分開課題3 酵母細胞的固定化（一）、固定化酶的應用實例高果糖漿是指 果糖含量為42%的糖漿 能將葡萄糖轉化為果糖的酶是 葡萄糖異構酶 。使用固定化酶技術，將這種酶固定在一種顆粒狀的載體上 ，再將這些酶顆粒裝到一個反應柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小

11、孔的 篩板 。酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應柱，與 接觸，轉化成果糖，從反應柱的下端流出。反應柱能連續(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。（二）固定化細胞技術固定化酶和固定化細胞是利用 物理 或 化學 方法將酶或細胞固定在一定空間內(nèi)的技術，包括包埋 、化學結合法和物理吸附法。一般來說，酶更適合采用 化學結合法 和 物理吸附法 固定，而細胞多采用包埋法固定化。這是因為細胞個大，而酶分子很??；個大的難以被 化學結合 或 吸附 ，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。包埋法法固定化細胞即將微生物細胞均勻

12、 包埋在不溶于水的多孔性載體中。常用的載體有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。（三）實驗操作(1)制備固定化酵母細胞制備固定化酵母細胞需要的材料是干酵母、 CaCl2和 海藻酸鈉溶液 1.酵母菌的活化(1)在缺水狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)；活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復正常的生活狀態(tài)。(2)酵母細胞所需要的活化時間較短，一般需要0.5 h1 h，需要提前做好準備；活化前應該選擇體積足夠大的容器，以避免酵母細胞的活化液溢出容器外。2.配制物質(zhì)的量為0.05mol/L的Cacl2溶液溶解物質(zhì)要徹底，要用蒸餾水溶解，不要用自來水溶解，以防止自來水中各種離子影響實驗結果3.配制

13、海藻酸鈉溶液(1)加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，加熱溶化海藻酸鈉時要注意： 微火加熱并不斷攪拌，防止海藻酸南焦糊 (2)海藻酸鈉溶液的濃度涉及固定化細胞的質(zhì)量，如果海藻酸鈉濃度過高，很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數(shù)目就少，影響實驗效果。4.海藻酸鈉溶液與酵母菌細胞混合(1)溶化好的海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫，否則會因溫度過高而殺死酵母菌。(2)攪拌要徹底、充分，使兩者混合均勻。5.固定化酵母細胞以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的 CaCl2 溶液中，并浸泡 30分鐘 (時間)。(2)用固定化酵母細胞發(fā)酵1.將固定好的酵母細胞用 蒸餾水 沖洗

14、2-3次。2.發(fā)酵時的溫度就為 25 ，時間 24h 。思考1加熱溶化海藻酸鈉時微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？防止海藻酸南焦糊思考2為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細胞？防止高溫殺死酵母細胞思考3發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封？酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件思考4錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生的思考5在利用固定化酶或固定化細胞進行生產(chǎn)的過程中，需要無菌操作嗎？需要從操作角度考慮，固定化酶和固定化細胞哪一種方法對酶活性的影響更?。抗潭ɑ毎潭ǖ氖且环N酶還是一系列酶？提示：固定化細胞操作更容易，對酶活性影響更小。固定化細胞可以催化系列反應，故固定的是一系列酶。比如固

15、定化酵母細胞將葡萄糖轉化形成酒精的過程就是一系列酶催化反應的結果。如何檢驗凝膠珠的質(zhì)量是否合格？提示：一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，如果凝膠珠不破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。二是在實驗桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也表明制備的凝膠珠是成功的（四）結果分析與評價（1）觀察凝膠珠的顏色和形狀如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗識。（2）觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液利用固定的酵母細胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多氣泡 ，同時會聞到 酒味 。

16、（課后練習）直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化細胞催化反應，各有哪些優(yōu)點和不足：類型優(yōu)點不足直接使用酶催化效率高，低耗能，低污染對環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高生產(chǎn)成本；反應后酶會混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量固定化酶酶既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時固定在載體上的酶還可以被反復利用一種酶只能催化一種化學反應，而在生產(chǎn)實踐中，很多產(chǎn)物的形成都通過一系列酶促反應才能得到固定化細胞成本低，操作更容易固定后的細胞與反應物不容易接近，可能導致反應效率下將特別提醒：固定化細胞使用的都是活細胞，因而為了保證其生長、增殖的需要，應該為其提供一定的營養(yǎng)物質(zhì)。固定化細胞保證了細胞的完整性，因而酶的環(huán)境改變小，所以對酶的活性影響最小。 肅膇莁袃肄芀薇蝿膃莂莀蚅膂肂薅薁膁膄莈袀膀莆薃袆膀葿蒆螂腿膈螞蚈螅芀蒅薄螄莃蝕袂螄肂蒃螈袃膅蚈蚄袂芇蒁薀袁葿芄罿袀腿蕿裊衿芁莂螁袈莄薈蚇袈肅莁薃袇膆薆袂羆羋荿螇羅莀薄蚃羄膀莇蠆羃節(jié)蚃薅羂莄蒅襖羂肄蟻螀羈膆蒄蚆羀艿蠆薂聿莁蒂袁肈肁芅螇肇芃蒀螃肆蒞莃蠆肆肅蕿薅肅膇莁袃肄芀薇蝿膃莂莀蚅膂肂薅薁膁膄莈袀膀莆薃袆膀葿蒆螂腿膈螞蚈螅芀蒅薄螄莃蝕袂螄肂蒃螈袃膅蚈蚄袂芇蒁薀袁葿芄罿袀腿蕿裊衿芁莂螁袈莄薈蚇袈肅莁薃袇膆薆袂羆羋荿螇羅莀薄蚃羄膀莇蠆羃節(jié)蚃薅羂莄蒅襖羂肄蟻螀羈膆蒄蚆羀艿