高中生物专题四酶的研究与应用.pptx

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,酶研究与应用,考纲要求：,1,、酶存在与简单制作方法,2,、酶活力测定和普通原理和方法,3,、酶在食品制造和洗涤方面应用,4,、制备和应用固定化酶,第1页,课题,1,果胶酶在果汁生产中作用,第2页,2,、果汁生产中存在什么问题？,出汁率低，浑浊。,3、在生产上，人们用什么来处理上述问题？,果胶酶等。,1,、什么是果胶？,细胞壁及胞间层主要成份，由半乳糖醛酸聚合而成，不溶于水。,一、基础知识,（一）果胶酶作用,4、果胶酶是什么？,一类酶。包含多聚半乳糖醛酸酶、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,、,果胶酶作用是什么？,第3页,（二）,酶活性与影响酶活性原因：,1、酶活性：,2、酶催化能力表示方法：,催化化学反应能力,酶促反应速度,单位时间内、单位体积中反应物降低许或产物增加量来表示,3、影响酶活性原因：,酶抑制剂：,Ca,2,、,Fe,3,、,Zn,2,等金属离子,对果胶酶有抑制作用,温度,pH,第4页,（一）探究温度（PH）对果胶酶活性影响,二、试验设计：,材料：苹果泥、果胶酶。,设计试验操作流程（步骤）：,自变量：,因变量：,温度（,PH,）,果胶酶活性,怎样测定因变量？,为何测定果汁体积能判断果胶酶活性？,果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子可经过滤纸，果胶酶活性越大，果汁体积就越大。,选取温度系列：,30,、,35,、,40,、,45,、,50,、,55,、,60,、,65、70度,第5页,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,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苹果泥内,过滤果汁，用量筒测量果汁量，填入表格,恒温保持10分钟,第6页,试验温度（）,30,35,40,45,50,55,60,65,70,果汁量（,ml,）,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，再改进试验。,结果分析与评价：,A,、依据表中数据画,曲线图,；,P45,B,、假如你绘制曲线图中无法判断出最适温度，你将,怎样改进试验方法？,第7页,(二)探究果胶酶用量,不一样浓度果胶酶溶液，体积相同,一个浓度果胶酶溶液，体积不一样,怎样控制自变量？,三、操作提醒：,1,、水果不用去皮。,2,、,探究,pH,时，用,0.1%,氢氧化钠或盐酸调整。,3,、,玻璃棒不时地搅拌。,但要加水，确保溶液等量,第8页,温度,第9页,课题,2,探讨加酶洗衣粉洗涤效果,第10页,当前惯用酶制剂有：,酶制剂作用原理,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 氨基酸或小分子肽,蛋白酶,1,、加酶洗衣粉是指含有,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、效果最显著是：,碱性蛋白酶、碱性脂肪酶,第11页,4,、为何说加酶洗衣粉能降低环境污染，有利于生态,环境保护？,2,、影响加酶洗衣粉中酶活性原因,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？为何？假如不能，,科学家是怎样处理这一难题？,不能。表面活性剂降低酶活性，使酶失活。用基因工程生产耐酸、碱、,高温，,忍受表面活性剂酶，用特殊化学物质包裹，与其它成份隔离。,降低表面活性剂和三聚磷酸钠用量，低磷、无磷,第12页,5,、普通洗衣粉中化学成份有：,表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成份,二、试验设计,（一）探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉洗涤效果,自变量,因变量,普通洗衣粉和加酶洗衣粉,洗涤效果,怎样测定因变量？,比较污物残留情况，如：已消失、颜色变浅、,面积缩小等，最好能进行定量比较。,第13页,无关变量有哪些？,水量、水温、水质、洗衣粉用量,、,污染物量,、,试验用布,质地、大小、浸泡时间、洗涤时间、及搅拌力度等。,阅读,资料一,“,怎样有效地控制变量”,2,、,A,同学试验方案存在问题吗？若有问题，请说明,存在问题。,1,、你同意,B,同学观点吗？请说明你理由。,有问题。未说明控制相同适宜温度等。,不一样意。,B,同学忽略了试验中变量控制问题。,第14页,取两只大烧杯并编号,A,、,B,，都加,500ml,水。,试验步骤：,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，分别同时加入带一样等量污染物白布。,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。,试验结果：,B,烧杯中白布污物痕迹显著轻于,A,烧杯中白布。,试验结论：,加酶洗衣粉洗涤效果比普通洗衣粉好,第15页,（二）,探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果影响：,提议：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。应依据当地一年中实际气温改变来确定水温。,1,、请分析资料,资料二,中方案是否完善、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。可设置更细试验组如,35,、,36,、,37,、,38,、,39,、,40,、,41,、,42,、,43,、,44,、,45,度，直至测出详细最适温度。,并提出改进提议。,第16页,（三）探究不一样种类加酶洗衣粉洗涤效果,污染物,蛋白酶洗衣粉,复合酶洗衣粉,普通洗衣粉,油渍,汗渍,血渍,自变量,因变量,洗涤效果,不一样种类加酶洗衣粉,下表是某同学设计试验表格，你同意他设计方案吗？需要做怎样改进？,增加加酶洗衣粉种类。如脂肪酶、淀粉酶等,第17页,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。当前市场,上以酸性为主，清洗效果最正确。如洁厕灵，主要成份,是：各种有机酸、缓蚀剂、增稠剂、表面活性剂、香,精等。,2、厨房洗涤剂有两大类,（,1,）清洗食具洗涤剂（如洗洁净），主要成份是烷基,酶制剂等成份，可洗去领口、袖口顽渍。,类活性剂，对皮肤有刺激性，残留烷基苯磺酸盐对,人体有一定危害。,脱脂能力强，碱性也强，对皮肤有损伤。加入少许,脂肪酶。,第18页,课题,3,酵母细胞固定化,第19页,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（酶不能重复利用）,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载体上,3,、怎样处理上述问题？,课题背景,第20页,6,、固定化细胞技术有何优点？,成本更低，操作更轻易。,（,1,）酶既能与反应物接触，又能与产物分离，提升,产品质量；,（,2,）能够重复利用。,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?怎样处理?,一个酶只催化一个化学反应，生产中很多产物形成都经过一系列酶促反应才能进行，操作麻烦。,用固定化细胞技术。,第21页,（一）固定化酶应用实例,-,高果糖浆生产,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筛板。酶颗粒不能经过小孔，而反应溶液能够自由进入。,反应柱能用六个月，降低成本，提升产量和质量。,第22页,（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,、酶或细胞固定化方法,化学结正当,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,第23页,4,、固定化细胞固定是一个酶还是一系列酶？,5,、假如想将微生物发酵过程变成连续酶反应，应该,6,、假如反应物是大分子物质，应该采取哪种方法？,固定化酶，因为大分子物质难自由经过细胞膜,固定化细胞,3,、从操作角度来考虑，你认为哪一个方法更轻易？,固定化细胞,一系列酶,7、包埋法固定细胞惯用不溶于水多孔性载体有哪些？,明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等,哪一个方法对酶活性影响最小？,选择哪种方法？,第24页,本试验采取,法固定酵母细胞,用,作载体包埋酵母细胞。,二、试验操作：,（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,试验步骤：,第25页,酵母细胞活化,配制物质量浓度,0.05mol/L,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。预防焦糊,冷却至室温，与酵母细胞混匀移至注射器,休眠酵母恢复正常生活状态,以恒定速度迟缓将注射器中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,第26页,（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%,葡萄糖溶液加入锥形瓶中，再加入固定,好酵母细胞，置于,25,下发酵,24h,。（葡萄糖,可进入凝胶珠内酵母细胞）,产生很多气泡，闻到酒味。,思索：怎样判断固定酵母细胞进行了发酵？,第27页,类型,优点,不足,直接使用酶,固定化酶,固定化细胞,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，可重复利用。,不能催化一系列酶促反应,成本更低，操作更易。,固定后细胞与反应物不轻易靠近,尤其是大分子物质,第28页,