2012高三生物一轮复习课件《课堂新坐标》苏教版：选修一第二课酶的应用技术实践.ppt

1、第二课 酶的应用技术实践1.酶的活力(1)温度、pH和酶的抑制剂等条件都会影响酶的活力。(2)温度对酶活力的影响是通过影响酶(蛋白质)的稳定性和分子(离子等)的运动速率来实现的。低温能使酶的活力降低，高温能使酶失活。酶都有一个最适温度。(3)酶分子上有许多酸性、碱性氨基酸的侧链基团，这些基团随着pH的变化可处于不同的解离状态，从而影响底物与酶的结合和进一步反应，或影响酶的空间结构，进而影响酶的活力。过酸或过碱能使酶不可逆地失活。酶促反应都有一个最适酸碱度。2果胶酶的作用(1)果胶：是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。(2)果胶酶的作用

2、：果胶酶是能催化果胶分解、提高水果的出汁率并使浑浊的果汁变得澄清的一类酶的总称。包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易；果胶分解成的可溶性的半乳糖醛酸，能使浑浊的果汁变得澄清。3加酶洗衣粉(1)概念：是指含有酶制剂的洗衣粉。(2)种类：碱性蛋白酶：能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹容易从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉水解成小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。洗涤剂中常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例种类洗

3、涤原理洗涤实例蛋白酶可将蛋白质分解为可溶性的多肽血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质类污垢脂肪酶把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、口红淀粉酶能使淀粉迅速水解为可溶性的麦芽糖、糊精等面条、巧克力、土豆泥、粥等的污垢纤维素酶使纤维的结构变得蓬松；去除棉纺织品表面的浮毛使洗涤后的棉纺织品柔软蓬松，色泽更鲜艳1(2010江苏金坛调研)下列关于加酶洗衣粉的说法不正确的是()A直接将酶制剂添加到洗衣粉中制成加酶洗衣粉B加酶洗衣粉效果的好坏受很多因素影响C加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶D加酶洗衣粉相对普通洗衣粉来说有利于环保【解析】酶制剂是通过特殊的化学

4、物质将酶层包裹，与洗衣粉的其他成分隔离；加酶洗衣粉效果受水温、水质等很多因素影响；加酶洗衣粉中添加的酶包括纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶和碱性蛋白酶等四类；加酶洗衣粉相对普通洗衣粉来说，降低了表面活性剂、三聚磷酸钠的用量，使洗衣粉朝低磷无磷方向发展，有利于环保。【答案】A5固定化酶的应用实例(1)固定化酶的反应柱示意图：将酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。(2)利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例：高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的

5、上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。6比较：直接使用酶、固定化酶和固定化细胞直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种数一种或几种一种一系列酶常用载体高岭土、皂土、硅胶、凝胶明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺制作方法化学结合法固定化、物理吸附法固定化 包埋法、吸附法是否需要营养物质 否 否 是反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)小分子物质催化反应单一或多种单一一系列缺点对环境条件非常敏感，易失活难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列的酶促反应反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降优点催化效率高

6、、耗能低、低污染既能与反应物接触，又能与产物分离可以反复利用成本低、操作容易酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。2(2011苏北四市调研)下列有关固定化酶和固定化细胞的说法，正确的是()A某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应B固定化细胞技术只能固定一种酶C固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性迅速下降D固定化细胞常用包埋法，固定化酶常用物理吸附法【解析】固定化酶的优势在于酶能够多次利用；细胞内有多种酶，固定化细胞技术不只固定一种酶；固定化酶和固定化细胞都能反复使

7、用，但酶的活性不是迅速下降。【答案】D(1)观察凝胶珠的颜色和形状：如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。(2)观察发酵的葡萄糖溶液：利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味。3(2010江苏高考)图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述正确的是(多选)()A刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液B图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠C图2发酵过程中搅拌

8、的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触D图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中【解析】溶化的海藻酸钠应冷却至室温后与活化的酵母菌混合，A项错误。海藻酸钠与酵母菌混合液应滴入CaCl2溶液中，以制备凝胶珠；凝胶珠用蒸馏水冲洗23次后，可转移到发酵装置中；搅拌可使酵母菌与培养液充分接触，有利于发酵的顺利进行，故B、C、D三个选项正确。【答案】BCD(2011宿迁模拟)某化工厂生产的一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明。成分：含碱性蛋白酶。用法：洗涤前先将衣物浸于含洗衣粉的水中数小时。使用温水效果更佳。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。某研究性学习小组为探究该洗衣粉中酶催化

9、作用的最适温度，设计了如下装置进行实验，并将结果用下列曲线图A、B表示。请回答以下各题：(1)由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度为_。(2)在0 和75 时，酶的催化效率基本都为零。但当温度再都回到45 时，后者酶的催化能力已不能恢复，这是因为_。(3)在实验过程中可通过直接测定_(指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。(4)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的，某洗涤公司为降低生产成本研制了一种能多次重复使用加酶洗衣粉的设备，他们将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，经过简单处理，这些酶还可以多次重复利用，这种方法制成的酶叫_。【解析】(1)由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度为45。(

10、2)当温度从75 回到45 时，酶的催化能力已不能恢复，这是因为高温条件下酶的结构已遭破坏(或酶的活性已丧失)。(3)在实验过程中可通过直接测定胶片上的蛋白膜存在时间的长短(指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。(4)将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，这些酶经过简单处理，还可以多次重复利用，则这种酶就是固定化酶。【答案】(1)45(2)高温条件下酶的结构已遭破坏(或酶的活性已丧失)(3)胶片上的蛋白膜存在时间的长短(或其他合理答案)(4)固定化酶(1)在比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中，自变量为洗衣粉的种类，设计时应遵循单一变量原则、对照原则，有效控制其他变量，如水的用量

11、、污染物的量、所用实验的布的质地、大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。(2)在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件，如最适温度、pH，还要考虑衣物的承受力，如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题，因污渍的成分比较复杂，一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。(2009江苏高考)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述中，正确的是()A固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，需提供适宜的营养条件D利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物【解析】此题考查了固定化酶和固定化细胞技

12、术的原理和条件。具体分析如下：选项分析判断A项将合成酶的细胞直接固定，可以连续发挥催化作用B项固定化酶的耐受性比较好，和溶解氧没有关系C项利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，不需要提供适宜的营养条件D项利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类既可以作为反应底物，也可以作为碳源来调节酵母菌的代谢方式【答案】A固定化酶和固定化细胞技术的三种方法适用范围不同，酶适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，细胞多采用包埋法固定化，这是因为细胞个大，而酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。固定化细胞使用的都是活细胞，因而为了保证其生长、增殖的需要，应该为其提供一定的营养物质。固定化细

13、胞由于保证了细胞的完整性，因而酶的环境改变小，所以对酶的活性影响最小。1(2010苏北四市二模)目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列属于酶应用中面临的实际问题的是()A酶对有机溶剂不敏感，但对高温、强酸、强碱非常敏感B加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境C固定化酶可以反复利用，但在固定时可能会造成酶的损伤而影响其活性D酶的催化功能很强，但需给以适当的营养物质才能较长时间维持其作用【解析】酶对有机溶剂、强酸、强碱、高温等条件都很敏感，容易失活；加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂，如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等，这些酶制剂不仅可以有效地清除衣物上的污渍，并且这些酶制剂及其分解

14、产物能够被微生物分解，不会污染环境；酶在固定的时候会由于损伤而影响酶的活性；酶是催化剂，本身并不会在化学反应前后发生改变，也不会消耗能量，需给以适当的营养物质才能较长时间维持，其作用的是固定化细胞。【答案】C2下列属于固定化酶在利用时的特点是()A有利于酶与产物分离B制成的加酶洗衣粉可以被反复利用C能自由出入依附的载体D能催化一系列的酶促反应【解析】此题强调固定化酶在“利用时”的特点，固定化酶有利于酶与产物分离。【答案】A3下列固定化酵母细胞的制备步骤中不恰当的是()A应使干酵母与水混合并搅拌，以利用酵母菌活性B配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热的方法C向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的

15、酵母细胞，充分搅拌并混合均匀D将与酵母混匀的海藻酸钠液注入CaCl2溶液中，会观察到CaCl2溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形成【解析】由于酵母菌是一种真核微生物，温度较高时会被烫死，所以C错。【答案】C4(原创题)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题：(1)为了探究某加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果的关系，某同学通过实验获得上图所示的结果。由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是_%，本实验的自变量是_。(2)下表是围绕加酶洗衣粉的一项研究成果：上述实验结果可以得出的结论有：_；_。(3)在使用加酶洗衣粉过程中，对于特别脏的衣服、较大的洗衣量，写出两项提高洗涤效果的措施：_。温度/203040455060普通洗衣粉去污力/%1518202121.522加酶洗衣粉去污力/%304048504837【答案】(1)0.6 碱性蛋白酶的含量(2)在相同温度条件下，加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高使用加酶洗衣粉时的适宜温度为45 左右(或4050)(3)用温水浸泡、延长浸泡时间、增加洗衣粉的用量等(两点即可)