复习与测试PPT及专用教学设计内容

专题四：酶的应用

一、【学习目标】

1、酶活力测定的一般原理和方法

(1)简述酶活性的概念及测定指标

(2)列举影响酶活性的因素

2、酶在食品制造和洗涤方面的应用

(1)简述果胶酶的作用

(2)设计实验探究温度和pH对果胶酶活性的影响

(3)设计实验探究果胶酶的最适用量

(4)简述加酶洗衣粉中酶制剂的种类和作用原理

(5)简述影响加酶洗衣粉中酶活性的因素

(6)设计实验比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果

(7)设计实验探究加酶洗衣粉的最适温度

(8)设计实验比较不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果

3、制备和应用固定化酶

(1)高果糖浆的生产原理,了解固定化酶的应用实例

(2)列举固定化酶和固定化细胞技术方法

(3)概述制备固定化酵母细胞的操作步骤

二、【基础梳理、回归教材】

1.酶的活性指 ,酶活性的高低可以用一定条件下酶所催化的某一反应的反应速度来表示,反应速度用单位时间内,单位体积中的 或 来表示。影响酶活性的因素有 、 和 等。（P42）

2.果胶是植物 以及 的主要组成成分之一。是由 聚合而成的一种高分子化合物,不溶于水。在果汁加工中,会影响 ,还会使果汁 。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括 酶、 酶和 酶等,作用是分解果胶,瓦解植物的 ，使果胶分解成可溶性的 ,也使浑浊的果汁变得澄清。（P42）

3.设计实验探究温度对果胶酶活性的影响

实验原理：果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。

果胶酶的活性受温度的影响，在最适温度时，活性最高。

实验分析：自变量是 ，因变量是 ,检测因变量是通过测定_ 或 来实现的。无关变量有 、 等.

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实验思路：在其它条件适宜且相同的条件下,设置一系列具有梯度的温度，检测果肉的出汁率。

注意事项-P44旁栏思考：

（1）混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理的原因？

（2）是否需要设置对照？如果需要，是如何设置的？

（3）A同学为什么作这样的处理？--为什么要控制无关变量相同？

（4）为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？

（5）若30℃、40℃、50℃三个温度下，收集到的果汁量最多且相同，最可能的原因是？

4.设计实验探究果胶酶的最适用量

实验思路：在最适温度和PH下，不断增加果胶酶的用量，检测果肉的出汁率。当酶的用量增加到某一数值时，再增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即为果胶酶的最适用量。

5.大量使用含磷普通洗衣粉，可能导致 ，造成水体污染。

加酶洗衣粉是指含有 的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类 ，其中，应用最广泛、效果最明显的是 和 。（P46）

常用酶制剂的种类及洗涤原理

思考：

（1）探讨含有蛋白酶的洗衣粉的洗涤效果,丝绸(填“是”或“否”)适合作为实验材料,原因？

（2）如桌直接将酶添加到洗衣粉中，过不了多久，酶就是失活，原因是？

（3）判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法:可在洗涤后比较_ ,如已消失、颜 色变浅、面积缩小等。 （4）使用加酶洗衣粉时宜用开水、温水还是凉水浸泡？

（5）某同学设定的温度梯度为10℃,20℃,30℃,40℃,50℃，60℃，70℃,你认为合理吗?

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6.固定化酶是将酶固定在 上,或者直接固定 。（P49）

直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较：

7.酵母细胞固定化实验操作：

实验步骤：

<1>.制备固定化酵母细胞

（1）酵母细胞的 ：

思考：

①为什么要活化？ （2）配制物质的量浓度为0.05 mol/L的 溶液：

CaCl2的作用？

（3）配制 溶液----影响实验成败的关键步骤

海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将 ；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目 ，影响实验效果。

（4）海藻酸钠溶液与酵母细胞混合----充分搅拌，混合均匀。

①混合前一定要冷却至室温，目的是？

（5）固定化酵母细胞----

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三、【巩固练习】

1.某校生物兴趣小组为探究不同浓度果胶酶对澄清苹果汁出汁率的影响,进行了如下实验。

实验步骤: ①制备苹果汁:将苹果洗净,切成小块,用榨汁机打碎成苹果汁匀浆。加热苹果汁到100 ℃,再冷却至50 ℃左右。

②配制不同浓度的酶液:取5支10 mL的试管,依次编号为2~6号。分别加入不同量的质量浓度为10 g/L的果胶酶溶液,再分别加入苹果汁定容至10 mL,获得质量浓度分别为2 g/L、4 g/L、6 g/L、8 g/L、10 g/L的果胶酶溶液备用。

③降解苹果汁(如下图)

④沉淀:向上述6只烧杯中添加明胶、活性炭等物质搅拌处理,充分混匀后静置,分别过滤。

记录并处理结果: 用量筒测量澄清滤液(即苹果汁)的体积,记入表格,并计算出汁率。

请回答下列问题。

(1)果胶酶能提高苹果的出汁率并使果汁澄清的原理是

。

(2)步骤①中,苹果汁先加热到100 ℃的目的是

。

(3)步骤②中,还可在2~6号试管中分别加入10 g/L果胶酶溶液,加入的量分别是

;步骤③中,在1号烧杯中加入1 mL

。

(4)根据预期结果,请绘制出澄清苹果汁出汁率与果胶酶浓度之间大致的关系曲线,并在坐标轴上标出澄清苹果汁最高出汁率所需的果胶酶最佳浓度。

2.从土壤的嗜碱性短小芽孢杆菌中首先分离选育到一株产生低温型碱性蛋白酶的高产菌株。该菌株具有嗜碱性强、不易染菌、生产性状稳定等特点。该菌产碱性蛋白酶能力强，每毫升发酵活力达9 000单位（28℃测定）、5 000单位（20℃测定）和18 000单位（40℃测定），在全国五种碱性蛋白酶的性能比较中，该蛋白酶在28℃下所占有酶活力比例高于国内同类产品，表明具有低温型酶的特性。该产品用于加酶洗衣粉，可提高去污力1～2倍，特别在常温下对血渍、奶

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（1）从土壤中分离嗜碱性短小芽孢杆菌应用 （功能）培养基，从物理形态上应选用 培养基。

（2

。

（3

。

（4）若要比较添加该蛋白酶的洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果，应注意控制实验变量，请列举

① ；② ；

③

（5）在日常生活中使用洗衣粉时，有人先用沸水溶解洗衣粉再浸泡衣物，该种方法能否用于题目中所说的加酶洗衣粉？为

。

3．某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下：

①活化酵母细胞：称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌，使酵母细胞活化。

②配制CaCl2溶液：将无水CaCl2溶解在定量蒸馏水中，配制成一定浓度的CaCl2溶液。

③配制海藻酸钠溶液：用定量的海藻酸钠直接溶解在定量的蒸馏水中，配制成溶液。

④海藻酸钠溶液和酵母细胞混合：将活化的酵母细胞迅速加入刚配制成的海藻酸钠溶液中，充分搅拌混合均匀。

⑤固定化酵母细胞：用注射器以恒定的速度缓慢将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察凝胶珠的形成。

(1)请你改正其中两处错误的操作：

第一处：________________________________________________________________。

第二处：_________________________________________________________________。

(2)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是__________________。

(3)如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，则说明海藻酸钠浓度________(填“过低”或“过高”)。

(4)研究发现，固定化强度强的酵母颗粒发酵效果好，且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置，将2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别用2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理，所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28 ℃下发酵48 h后的酒精产量见下表：

海藻酸钠(%) X溶液(%) 固定化强度(g/30个)

2 2 930 2.5 2 950 3 2 990 2 3 1 030 2.5 3 3 3 2 4 2.5 4 3 4 1 100 1 140 1 170 1 170 1 160 5

酒精量(%) 6.7 6.5 6.5 6.7 6.4 6.2 6.7 6.4 6.3 可以看出，随着X溶液浓度的增加，__________增加；凝胶固定化效果较好的海藻酸钠与X溶液的浓度分别是__________、__________。

4．如图为酵母细胞固定化及其应用的相关图解，请据图回答：

(1)某实验小组利用海藻酸钠制备固定化酵母细胞，应使用图甲中方法[ ]________(填出号码及名称)。而制备固定化酶不宜用此方法，原因是__________________________________。部分同学实验制得的凝胶珠如图乙，其原因可能有__________________________________、___________________________________________等。

(2)某实验小组用图丙所示的装置来进行葡萄糖发酵。a是_________________，b是_________________。从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是____________ __________________________________________________。为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用，实验过程一定要在________条件下进行。装置中长导管的作用是______________________________________________________________。

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