專題4-酶的研究與應(yīng)用

專題4酶的研究與應(yīng)用課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用張夠花1精選2021版課件

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2精選2021版課件在果汁加工中，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。果膠酶

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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4精選2021版課件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DBC5精選2021版課件酶的活性受溫度、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6精選2021版課件提出問題：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)?7精選2021版課件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8精選2021版課件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？9精選2021版課件說明: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:溫度影響酶的活性在實驗設(shè)計時，如何保證實驗的單因素控制?10精選2021版課件探究pH對果膠酶活性的影響，只須將溫度梯改成pH梯度，并選定一個適宜的溫度進行水浴加熱。反應(yīng)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調(diào)節(jié)。11精選2021版課件攪拌器拌制成蘋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。恒溫保持10min過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶加入相同溫度的蘋果泥中調(diào)節(jié)ＰＨ為５．６．７．８．９12精選2021版課件探究果膠酶的最適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(chǔ)之上的。實驗時可以配制不同濃度的果膠酶溶液，此時，研究的變量是果膠酶的用量，其他因素都應(yīng)保持不變，否則將影響實驗結(jié)果的準確性。探究果膠酶的最適用量13精選2021版課件

１．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出的溫度和pH對果膠酶活性影響的曲線圖；5、結(jié)果分析與評價14精選2021版課件２．不同果膠酶用量對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）15精選2021版課件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。其中應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。課題2探討加酶洗衣粉的洗滌效果16精選2021版課件①蛋白酶應(yīng)用：有助于去除如汗?jié)n，血漬，青草，粘液，以及各種食品類中的蛋白質(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：我國在洗衣粉中添加的蛋白酶最主要的是堿性蛋白酶。17精選2021版課件②脂肪酶應(yīng)用：可以催化水解各類動植物油脂和人體皮脂腺分泌物及化妝品污垢。種類：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：18精選2021版課件③淀粉酶應(yīng)用：可以去除例如來自面條、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：19精選2021版課件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：堿性纖維素酶。纖維素葡萄糖纖維素酶方程式：20精選2021版課件⑤復(fù)合酶實際污垢組成復(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不到徹底清除污垢的作用。而復(fù)合酶可以發(fā)揮其獨特的“協(xié)同效應(yīng)”。試驗測定，單獨使用蛋白酶或淀粉酶，得到的洗滌效果遠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)合酶的效果遠遠超過單一酶的效果。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)污垢進攻。21精選2021版課件（三）普通洗衣粉和加酶洗衣粉異同相同點：不同點：表面活性劑可以產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開；水軟化劑可以分散污垢；等等。酶可以將大分子有機物分解為小分子有機物，小分子有機物易于溶于水，從而與纖維分開。（四）影響酶活性的因素溫度、pH、表面活性劑等22精選2021版課件成分：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，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：23精選2021版課件1.此實驗的自變量、因變量以及無關(guān)變量是什么？自變量:因變量:無關(guān)變量:2.實驗設(shè)計應(yīng)遵循的主要原則？對照性原則、單一變量原則、等量原則等。洗衣粉類型對污漬的洗滌效果洗衣粉的用量、水溫、水量、水質(zhì)、衣物的質(zhì)料、大小及浸泡時間和洗滌方式及時間等。比較洗滌相同時間后污漬的殘留程度；或比較達同樣效果所用時間。二、實驗設(shè)計（一）子課題一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果24精選2021版課件3、實驗操作流程（1）實驗準備帶有污染物的實驗用布的制?。喝∫欢康奈廴疚镏瞥扇芤?，取等量的污染物滴加在相同大小、質(zhì)地的新布上。稱取等量的洗衣粉：用天平準確稱取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉。25精選2021版課件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用玻璃棒同時充分攪拌一段時間。一段時間后攪拌可重復(fù)進行。④過相同的時間后觀察洗滌效果。（3）實驗結(jié)論加酶洗衣粉的效果好（2）實驗過程①取兩只大燒杯并編號，用量筒分別量500ml蒸餾水放入其中。放入400C的水浴鍋保溫。26精選2021版課件1、分析資料二溫度梯度設(shè)置并不恰當和完善，主要是梯度差值偏大。假定用上述梯度測得40度時洗滌效果最好，也并不能說最適溫度就是40度。（二）子課題二：探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度請你分析這個方案是否完善、妥當，并提出改進建議27精選2021版課件②改進制取同樣的污染布，稱取等量的同一種洗衣粉，分幾個溫度不同的試驗組，溫度梯度可設(shè)為20、25、30、35、40、45、50、55度，若測出在40度時洗滌效果最好，可設(shè)置更細的試驗組如35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45度，直至測出具體的最適溫度28精選2021版課件①實驗原理酶的活性受溫度的影響，最適溫度時酶的活性最大，去污力最強，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，最好能進行定量的比較。2、實驗設(shè)計29精選2021版課件（三）子課題三：不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果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，所以對不同污漬洗滌效果不同。30精選2021版課件三、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

（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)合成的烷基類活性劑，對皮膚有刺激性，殘留的烷基苯磺酸鹽對人體有一定的危害。（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，堿性也強，對皮膚有損傷。要求高的專業(yè)洗滌加入少量的脂肪酶。31精選2021版課件（3）馬桶污垢分三類酸性產(chǎn)品、中性產(chǎn)品和堿性產(chǎn)品。目前市場上以酸性為主，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：各種有機酸、緩蝕劑、增稠劑、表面活性劑、香精等。32精選2021版課件注意：（1）堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解，因此，蛋白類纖維（羊毛、蠶絲等）織物就不能用加酶洗衣粉來洗滌，以免使纖維受到破壞。（2）使用加酶洗衣粉時，必須注意洗滌用水的溫度。堿性蛋白霉在35℃—50℃時活性最強，在低溫下或70℃以上就會失效。（3）加酶洗衣粉不宜長時間存放，時間過長會導(dǎo)致酶活力損失。（4）添加了堿性蛋白酶的洗衣粉可以分解人體表面蛋白質(zhì)，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。33精選2021版課件課題3酵母細胞的固定化34精選2021版課件基礎(chǔ)知識（一）固定化酶的應(yīng)用實例1.利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的實例（1）高果糖漿的生產(chǎn)需要葡萄糖異構(gòu)酶（2）葡萄糖異構(gòu)酶的優(yōu)點穩(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？酶溶解于葡萄糖溶液后，無法回收，造成浪費35精選2021版課件2、固定化酶:（1）概念：固定化酶就是將酶分子結(jié)合在特定支持物上且不影響酶的功能。用于固定化酶的底物有瓊脂糖、聚丙烯酰胺、海藻酸鈉等。36精選2021版課件（2）.固定化酶的反應(yīng)柱示意圖及工作原理37精選2021版課件3.固定化酶在生產(chǎn)實踐中的優(yōu)點反應(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。38精選2021版課件（二）固定化細胞技術(shù)固定化細胞是指固定在一定空間范圍內(nèi)的、能夠進行生命活動的并且可以反復(fù)使用的活細胞，又叫固定化活細胞或固定化增殖細胞。39精選2021版課件2.將酶或細胞固定化的方法將酶（或細胞）包埋在細微網(wǎng)格里將酶（或細胞）相互連接起來將酶（或細胞）吸附在載體表面上包埋法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法40精選2021版課件3.固定化酶和固定化細胞的聯(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）固定化細胞固定的是一系列酶；2）固定化細胞技術(shù)操作容易，成本低，容易回收；41精選2021版課件4.固定化酶和固定化細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，其共同的特點是不溶于水的多孔性載體42精選2021版課件（一）制備固定化酵母細胞實驗操作1、酵母細胞的活化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胞混合5、固定化酵母細胞43精選2021版課件（二）用固定化酵母細胞發(fā)酵實驗操作1、將固定化的酵母細胞（凝膠珠）用蒸餾水沖洗2到3次。2、將150ml質(zhì)量分數(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胞，置于25攝氏度下發(fā)酵24h。44精選2021版課件在缺水的狀態(tài)下，微生物會處于休眠狀態(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)。酵母細胞所需要的活化時間較短，一般需要0.5～1h，教師需要提前做好準備。此外，酵母細胞活化時體積會變大，因此活化前應(yīng)該選擇體積足夠大的容器，