单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题,4,酶的研究与应用,考纲要求：,1,、酶的存在与简单制作方法,2,、酶活力测定和一般原理和方法,3,、酶在食品制造和洗涤方面的应用,4,、制备和应用固定化酶,专题4 酶的研究与应用考纲要求：,课题,1,果胶酶在果汁生产中的作用,课题1 果胶酶在果汁生产中的作用,2,、果汁生产中存在什么问题？,出汁率低，浑浊。,3,、在生产上，人们用什么来解决上述问题？,果胶酶等。,1,、什么是果胶？,细胞壁及胞间层的主要成分，由半乳糖醛酸聚合而成，不溶于水。,一、基础知识,（一）果胶酶的作用,4,、果胶酶是什么？,一类酶。包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。,分解果胶，使榨汁更易，出汁多，变澄清。,5,、,果胶酶的作用是什么？,2、果汁生产中存在什么问题？出汁率低，浑浊。3、在生产上，人,（二）,酶的活性与影响酶活性的因素：,1,、酶的活性：,2,、酶的催化能力的表示方法：,催化化学反应的能力,酶促反应速度,单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示,3,、影响酶活性的因素：,酶的抑制剂：,Ca,2,、,Fe,3,、,Zn,2,等金属离子,对果胶酶有抑制作用,温度,pH,（二）酶的活性与影响酶活性的因素：1、酶的活性：2、酶的催化,（一）探究温度（,PH,）对果胶酶活性的影响,二、实验设计：,材料：苹果泥、果胶酶。,设计实验操作流程（步骤）：,自变量：,因变量：,温度（,PH,）,果胶酶活性,如何测定因变量？,为什么测定果汁的体积能判断果胶酶活性？,果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子可通过滤纸，果胶酶的活性越大，果汁的体积就越大。,选取的温度系列：,30,、,35,、,40,、,45,、,50,、,55,、,60,、,65,、,70,度,（一）探究温度（PH）对果胶酶活性的影响二、实验设计：材料：,均分装入,等量,搅拌器搅拌制成苹果泥,9,支试管,果胶酶水溶液,9,支试管,各取一只分组分别放入,30,0,C,、,35,0,C,、,40,0,C,、,45,0,C,、,50,0,C,、,55,0,C,、,60,0,C,、,65,0,C,和,70,0,C,的恒温水箱中恒温水浴加热,待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内,过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格,恒温保持,10,分钟,均分装入等量搅拌器搅拌制成苹果泥9支试管果胶酶水溶液9支试管,先分析原因，可能是温度范围过窄、梯度设置不合理、无关变量控制不好等，再改进实验。,结果分析与评价：,A,、根据表中数据画,曲线图,；,P45,B,、如果你绘制的曲线图中无法判断出最适温度，你将,如何改进实验方法？,先分析原因，可能是温度范围过窄、梯度设置不合理、无关变量控制,(,二,),探究果胶酶的用量,不同浓度的果胶酶溶液，体积相同,一种浓度的果胶酶溶液，体积不同,如何控制自变量？,三、操作提示：,1,、水果不用去皮。,2,、,探究,pH,时，用,0.1%,的氢氧化钠或盐酸调节。,3,、,玻璃棒不时地搅拌。,但要加水，保证溶液等量,(二)探究果胶酶的用量不同浓度的果胶酶溶液，体积相同如何控制,温度,温度,课题,2,探讨加酶洗衣粉的洗涤效果,课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果,目前常用的酶制剂有：,酶制剂的作用原理,脂肪 甘油,+,脂肪酸,脂肪酶,淀粉 麦芽糖,淀粉酶,纤维素 葡萄糖,纤维素酶,蛋白质 氨基酸或小分子的肽,蛋白酶,1,、加酶洗衣粉是指含有,的洗衣粉。,一、基础知识,酶制剂,蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。,其中应用最广泛、效果最明显的是：,碱性蛋白酶、碱性脂肪酶,目前常用的酶制剂有：酶制剂的作用原理脂肪 甘,4,、为什么说加酶洗衣粉能减少环境污染，有利于生态,环境的保护？,2,、影响加酶洗衣粉中酶活性的因素,温度、酸碱度和表面活性剂等。,3,、酶能直接添加到洗衣粉中吗？为什么？如果不能，,科学家是如何解决这一难题的？,不能。表面活性剂降低酶的活性，使酶失活。用基因工程生产耐酸、碱、,高温，,忍受表面活性剂的酶，用特殊化学物质包裹，与其它成分隔离。,降低表面活性剂和三聚磷酸钠用量，低磷、无磷,4、为什么说加酶洗衣粉能减少环境污染，有利于生态2、影响加酶,5,、普通洗衣粉中的化学成分有：,表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分,二、实验设计,（一）探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果,自变量,因变量,普通洗衣粉和加酶洗衣粉,洗涤效果,如何测定因变量？,比较污物的残留状况，如：已消失、颜色变浅、,面积缩小等，最好能进行定量的比较。,5、普通洗衣粉中的化学成分有：表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂,无关变量有哪些？,水量、水温、水质、洗衣粉的用量,、,污染物的量,、,实验用布,的质地、大小、浸泡时间、洗涤时间、及搅拌力度等。,阅读,资料一,“,如何有效地控制变量”,2,、,A,同学的实验方案存在问题吗？若有问题，请说明,存在的问题。,1,、你同意,B,同学的观点吗？请说明你的理由。,有问题。未说明控制相同的适宜温度等。,不同意。,B,同学忽略了实验中变量的控制问题。,无关变量有哪些？水量、水温、水质、洗衣粉的用量、污染物的量、,取两只大烧杯并编号,A,、,B,，都加,500ml,水。,实验步骤：,取,1g,普通洗衣粉和,1g,加酶洗衣粉，分别放入,A,、,B,两个,烧杯中，分别同时加入带同样等量污染物的白布。,相同温度下用玻璃棒同时充分搅拌相同时间。,观察洗涤效果。,实验结果：,B,烧杯中白布的污物痕迹明显轻于,A,烧杯中的白布。,实验结论：,加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好,取两只大烧杯并编号A、B，都加500ml水。实验步骤：取,（二）,探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响：,建议：温度梯度可设为,10,、,15,、,20,、,25,、,30,、,35,、,40,、,45,、,50,、,55,度。,温度梯度设置不好，梯度差值偏大。应根据当地一年中实际气温变化来确定水温。,1,、请分析资料,资料二,中的方案是否完善、妥当，,2,、若上述梯度测得,40,时洗涤效果最好，能不能说,最适温度就是,40,？,不能。可设置更细的试验组如,35,、,36,、,37,、,38,、,39,、,40,、,41,、,42,、,43,、,44,、,45,度，直至测出具体的最适温度。,并提出改进建议。,（二）探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响：建议：温度梯度可设,（三）探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果,自变量,因变量,洗涤效果,不同种类的加酶洗衣粉,下表是某同学设计的实验表格，你同意他的设计方案吗？需要做怎样的改进？,增加加酶洗衣粉的种类。如脂肪酶、淀粉酶等,（三）探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果自变量因变量洗涤效果,1,、“衣领净”含高效表面活性剂、还原增白剂、液体蛋白,三、相关链接：,（,2,）用于清洗灶具、排气扇油垢的清洗剂。它渗透能力、,（,3,）马桶污垢洗涤剂分酸性、中性和碱性产品。目前市场,上以酸性为主，清洗效果最佳。如洁厕灵，主要成分,是：各种有机酸、缓蚀剂、增稠剂、表面活性剂、香,精等。,2,、厨房的洗涤剂有两大类,（,1,）清洗食具的洗涤剂（如洗洁净），重要的成分是烷基,酶制剂等成分，可洗去领口、袖口的顽渍。,类活性剂，对皮肤有刺激性，残留的烷基苯磺酸盐对,人体有一定的危害。,脱脂能力强，碱性也强，对皮肤有损伤。加入少量的,脂肪酶。,1、“衣领净”含高效表面活性剂、还原增白剂、液体蛋白三、相关,课题,3,酵母细胞的固定化,课题3 酵母细胞的固定化,1,、在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用,酶制剂，酶制剂使用有哪些优点呢？,催化效率高、能耗低、污染低等。,2,、在生产中直接使用酶有什么缺点？,易失活（对强酸、碱、高温、有机溶剂等敏感）,成本高（酶不能反复利用）,影响质量（反应后酶混在产物中）,固定化酶技术，将酶固定在不溶于水的载体上,3,、如何解决上述问题？,课题背景,1、在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用催化效率高、能耗,6,、固定化细胞技术有何优点？,成本更低，操作更容易。,（,1,）酶既能与反应物接触，又能与产物分离，提高,产品的质量；,（,2,）可以反复利用。,4,、固定化酶技术有何优点？,5,、生产实际中用固定化酶技术有何不足,?,如何解决,?,一种酶只催化一种化学反应，生产中很多产物的形成都通过一系列酶促反应才能进行，操作麻烦。,用固定化细胞技术。,6、固定化细胞技术有何优点？成本更低，操作更容易。（1）酶既,（一）固定化酶的应用实例,-,高果糖浆的生产,1,、生产高果糖浆所需酶是什么？有什么作用？,葡萄糖异构酶，将葡萄糖转化为果糖。,一、基础知识：,2,、你能解释固定化酶反应柱的工作原理吗？,3,、该反应柱在生产上有何意义？,将酶固定在颗粒状的载体上，再将酶颗粒装到反应柱内，柱子底端分布着许多小孔的筛板。酶颗粒不能通过小孔，而反应溶液可以自由进入。,反应柱能用半年，降低成本，提高产量和质量。,（一）固定化酶的应用实例-高果糖浆的生产1、生产高果糖浆,（二）固定化细胞技术,利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间的技术。,1,、什么叫固定化酶和固定化细胞技术？,2,、酶或细胞固定化的方法,化学结合法,物理吸附法,包埋法,包埋在细微网格,相互连接起来,吸附在载体表面,适用范围,细胞,酶,酶,原因,细胞大难被吸附结合,酶小易漏出,（二）固定化细胞技术利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空,4,、固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？,5,、如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该,6,、如果反应物是大分子物质，应该采用哪种方法？,固定化酶，因为大分子物质难自由通过细胞膜,固定化细胞,3,、从操作角度来考虑，你认为哪一种方法更容易？,固定化细胞,一系列酶,7,、包埋法固定细胞常用的不溶于水的多孔性载体有哪些？,明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等,哪一种方法对酶的活性影响最小？,选择哪种方法？,4、固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？5、如果想将微生物,本实验采用,法固定酵母细胞,用,作载体包埋酵母细胞。,二、实验操作：,（一）制备固定化酵母细胞,（二）用固定化酵母细胞发酵,包埋,海藻酸钠,利用固定化酵母细胞进行酒精发酵,实验步骤：,本实验采用 法固定酵母细胞,用 作载体,酵母细胞的活化,配制物质的量浓度,0.05mol/L,的,CaCl,2,配制海藻酸钠溶液,海藻酸钠溶液与酵母细胞混合,固定化酵母细胞,加热时用小火，或者间断加热。防止焦糊,冷却至室温，与酵母细胞混匀移至注射器,休眠的酵母恢复正常生活状态,以恒定速度缓慢将注射器中的溶液滴到氯化钙溶液，浸泡,30,分钟。形成凝胶珠,（一）制备固定化酵母细胞,促进胶体聚沉,酵母细胞的活化配制物质的量浓度0.05mol/L的CaCl2,（二）用固定化酵母细胞发酵,1,、凝胶珠用,蒸馏水,冲洗,2,到,3,次。,2,、将,10%,的葡萄糖溶液加入锥形瓶中，再加入固定,好的酵母细胞，置于,25,下发酵,24h,。（葡萄糖,可进入凝胶珠内的酵母细胞）,产生很多气泡，闻到酒味。,思考：如何判断固定的酵母细胞进行了发酵？,（二）用固定化酵母细胞发酵1、凝胶珠用蒸馏水冲洗2到3次。,练习,催化效率高，耗能低、污染低,易失活，难回收，高成本，影响产品质量,酶能与反应物接触，又能与产物分离，可反复利用。,不能催化一系列的酶促反应,成本更低，操作更易。,固定后的细胞与反应物不容易接近,尤其是大分子物质,练习催化效率高，耗能低、污染低易失活，难回收，高成本，影响产,