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600分考点700分考法A版2019版高考生物总复习第十六章酶的研究与应用课件

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 第十六章       酶的研究与应用

考点42   酶在果汁生产、洗涤方面的应用

考点43   固定化酶和固定化细胞
考点42   酶在果汁生产、洗涤方面的应用

   应试基础必备

   高考考法突破

    考法1   酶在生产生活中的应用
 应试基础必备
1.果胶酶在果汁生产中的作用
(1)果胶和果胶酶的作用

①果胶

a.果胶的成分: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。

b.果胶与果汁加工:果胶影响出汁率,使果汁浑浊。
②果胶酶

a.成分:果胶酶并不是特指某一种酶,而是分解果胶的一类
  酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶酯酶和果胶分解
  酶。

b.作用:将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,使出汁率提高,
  也使浑浊的果汁变得澄清。
(2)酶的活性与影响酶活性的因素
①酶的活性:是指酶催化一定化学反应的能力。
②酶活性的表示方法
a.酶活性的高低可以用在一定条件下酶所催化的某一化学反应
的反应速度来表示。
b.在科学研究和工业生产中,酶反应速度用单位时间内、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:温度、pH和酶的抑制剂等。
2.加酶洗衣粉在洗涤中的作用
(1)加酶洗衣粉:指含酶制剂的洗衣粉。
(2)酶制剂的种类与洗涤原理
    种类             洗涤原理             洗涤的物质种类
             蛋白质→小分子肽或氨基          血渍、奶渍及各种食
   蛋白酶
                      酸           品类的蛋白质污垢
                                  食品的油渍、人体皮
   脂肪酶        脂肪→甘油和脂肪酸
                                  脂、口红
  纤维素酶       使纤维的结构变得蓬松           棉纺品的表面浮毛
高考考法突破
考法1   酶在生产生活中的应用

 1.影响果汁产量的物质及处理方法

(1)影响果汁产量的物质
纤维素和果胶是组成水果的重要物质,这两种物质的存在使制
作果汁时存在两个问题:一是果肉的出汁率低,耗时长;二是
榨取的果汁浑浊、黏度高、容易发生沉淀
(2)处理方法——酶解法
果胶酶与纤维素酶的比较
 2.探究影响果胶酶活性因素的实验分析
(1)实验原则:遵循单一变量原则、对照原则,严格控制变量,尽量减少
无关变量的影响。
(2)实验原理:果胶酶活性受温度、pH和酶抑制剂的影响,在最适温度或
pH时,其活性最高,果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大
小呈正相关。
(3)实验流程
(4)三个实验的变量分析
3.探究加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响
①实验变量:水温,必须设置合适的温度梯度。
②无关变量:水量与水质、洗衣粉用量、衣物质料与大小、浸泡与洗
涤时间等,应该保持不变。
(2)探究不同种类洗衣粉对同一污渍或不同污渍的洗涤效果的实验
①实验原理:酶的催化作用具有专一性,复合酶洗衣粉加入的酶制剂
种类较多,与单一加酶洗衣粉相比,对各种污渍都有较好的洗涤效果。
②实验变量
自变量:不同种类的加酶洗衣粉。
无关变量:其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。
③实验步骤
(3)探究加酶洗衣粉的洗涤效果
①判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法:可在洗涤后比较污渍的残留状
况,如已消失、颜色变浅、面积缩小等。
②加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法:实验设计遵循的原则是对照
原则和单一变量原则,如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污
渍的洗涤效果有何不同时,          洗衣粉的种类为自变量,其他条件完
全一致;同时,普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对
照。
例[江苏生物2016·21,3分]为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果,在
 工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗,是目前重要的生产手
 段(工艺流程见图)。下列叙述中错误的是(多选)(                     )


 A.纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似
 B.在上述工艺中,为重复使用纤维素酶,可选用适当的包埋剂固
 定化酶
 C.在上述工艺中,通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧
 颜色的深浅
 D.纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素
【解析】纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机
理均是利用了酶的专一性原理,A正确;
利用化学结合法、物理吸附法固定化酶可反复利用,包理剂多用
于细胞的固定化,B错误;
温度、酸碱度、处理时间均能影响仿旧的处理,因此,通过调节BD
温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅,C正确;
纤维素酶催化葡萄糖残基间糖苷键的水解分解纤维素,D错误。
考点43   固定化酶和固定化细胞

    应试基础必备

    高考考法突破
    考法2   固定化酶和固定化细胞技术
 应试基础必备
 1.固定化酶
(1)原理:水溶性酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之
成为不溶于水而又有酶的特性的制剂,易于回收,可以重复利用。
(2)特性:稳定性好,与底物和产物容易分离,易于控制,能反复
多次使用;便于运输和贮存,有利于自动化生产。
(3)固定化酶的制作方法:物理吸附法、化学结合法等。
 2.固定化细胞
(1)概念:利用物理或化学方法,将细胞固定在一定空间内的技术。
(2)优点:制备容易、酶的活性高且稳定。
(3)固定化技术:细胞一般采用包埋法进行固定。
(4)应用:固定化酵母细胞发酵。
 3.固定化酶和固定化细胞常用的材料
固定化酶常用多孔玻璃和离子交换树脂等载体,而固定化细胞常
用琼脂糖、海藻酸钠(钙)、明胶和聚丙烯酰胺等。
  高考考法突破
    考法2   固定化酶和固定化细胞技术
  1.直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较
                  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
                                                               明胶、琼脂糖、海藻酸
常用载体                 —              高岭土、皂土、硅胶、凝胶               钠、醋酸纤维素、聚丙
                                                                     烯酰胺
制作方法                 —               化学结合法、物理吸附法                     包埋法
是否需要
                     否                         否                       是
营养物质
催化反应              单一或多种                       单一                     一系列
            各种物质(大分子、小分子
反应底物                                 各种物质(大分子、小分子)                 小分子物质
                      )
           ①对环境条件非常敏感,                                        反应物不易与酶接近,
  缺点       易失活;②难回收,成本             不利于催化一系列的酶促反应              尤其是大分子物质,反
           高,影响产品质量                                           应效率低
           催化效率高、耗能低、低             ①既能与反应物接触,又能与
  优点                                                            成本低、操作容易
           污染                      产物分离;②可以反复利用
2.高果糖浆的生产
(1)原理:葡萄糖在葡萄糖异构酶的催化下转化为果糖。
(2)固定化反应柱
(3)生产过程
(4)反应柱的特点:能连续使用半年,大大降低了生产成本,提
高了果糖的产量和质量。
3.制备固定化酵母细胞及其发酵的实验
(1)实验过程
第一步:酵母细胞的活化。

第二步:配制物质的量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液。
第三步:配制海藻酸钠溶液。
第四步:海藻酸钠溶液与酵母细胞混合。
第五步:固定化酵母细胞。
第六步:冲洗。
第七步:发酵。
(2)注意事项
①酵母细胞的活化:酵母细胞活化一般需要0.5~1h,需要提前做好准备。
此外,酵母细胞活化时体积会变大,因此活化前应该选择体积足够大的容
器。
②海藻酸钠溶液的浓度:海藻酸钠溶液浓度过高,将很难形成凝胶珠;浓
度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。这两种情况都会影响
实验效果。
③海藻酸钠溶液配制注意事项:对海藻酸钠溶化时要小火间断加热,避免
海藻酸钠发生焦糊;将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温,再与酵母细胞混
合,避免高温杀死酵母细胞;固定化酵母细胞时,应将海藻酸钠与酵母细

胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中,而不是注射,以免影响凝
胶珠的形成。

④CaCl2溶液的作用:使海藻酸钠胶体发生聚沉,形成凝胶珠。
例[江苏生物2017·12,2分]固定
化单宁酶应用于茶饮料加工,可消
                            【解析】透析法能去除混合物
除其中的苦涩味。下列有关叙述正
                            中的小分子物质,不能去除杂
确的是()
                            蛋白,A错误;物理吸附法比
 .在单宁酶纯化时可采用透析法
A                           化学结合法对单宁酶活性影响
去除杂蛋白
                            更小,B错误;温度、pH和重
B.化学结合法比吸附法对单宁酶             金属离子都会影响酶活性,C
活性影响更小                      正确;酶的专一性决定了单宁
C.温度、pH 和重金属离子都可能           酶不会降解茶饮料中的有益成
影响固定化单宁酶活性                  分,D错误。
D.酶的高效性决定固定化单宁酶             【答案】C
不会降解茶饮料中的有益成分
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