人教版高中生物选修三1[知识点整理及重点题型梳理]酶的研究与应用
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人教版高中生物选修三知识点总结(详细)人教版高中生物选修三主要包括进化论、生物技术与生物工程和病毒学三个部分。
下面是具体的知识点总结:一、进化论1. 进化的基本概念:进化是指种群遗传结构和适应环境的性状在时间和空间上的改变。
进化可以分为宏进化和微进化。
2. 进化的证据:包括化石记录、生物地理学、生态学、生理学比较等方面的证据。
化石记录是最为直接的证据,可以通过化石记录推测生物的起源和发展。
3. 进化机制:包括自然选择、基因突变、基因流动和遗传漂变等。
自然选择是进化的驱动力,通过物竞天择、适者生存的原理,逐渐改变种群的遗传结构。
4. 人类的进化:人类的起源和进化是生物学的基本问题之一。
人类最早出现在非洲,经历了直立行走、手的独立运动、大脑的扩大等特征的演化。
二、生物技术与生物工程1. DNA技术:包括DNA提取、DNA聚合酶链式反应(PCR)、DNA电泳等技术。
这些技术可以用于DNA分析、DNA重组和基因检测等。
2. 基因工程:包括DNA重组、基因克隆和转基因技术等。
基因工程可以用于改良农作物、治疗疾病和生物工业等方面。
3. 生物工程应用:包括基因药物、转基因农作物、转基因微生物等应用。
基因药物可以用于治疗疾病;转基因农作物可以提高作物的产量和品质;转基因微生物可以生产有用的化学物质。
三、病毒学1. 病毒的基本特征:病毒是一种非细胞的生物,由核酸和蛋白质组成。
病毒需要寄生于细胞内才能繁殖。
2. 病毒的分类:病毒可以分为DNA病毒和RNA病毒,根据寄生细胞的类型可以分为动物病毒和植物病毒。
3. 病毒的传播途径:包括直接接触、空气传播、食物和水源传播等。
病毒传播可以导致传染病的发生。
4. 抗病毒的技术:包括病毒的预防和控制、病毒的诊断技术以及病毒的治疗等。
疫苗接种可以预防某些病毒感染,药物可以用于治疗某些病毒感染。
以上就是人教版高中生物选修三的主要知识点总结。
选修常考知识点汇总:专题一基因工程1、基因工程操作过程中需要的工具酶:2、限制酶的作用特点:3、获取目的基因的方法:4、基因表达载体的组成:5、构建基因表达载体的目的:6、标记基因的作用:7、将目的基因导入受体细胞的方法:8、在基因工程中为什么常用微生物细胞作为受体细胞?9、目的基因的检测与鉴定的内容和方法:10、简述培育生产药物的转基因动物的过程:11、基因治疗的概念:12、蛋白质工程的概念和基本途径:13、基因工程育种的优点:14、载体必须具备的条件:15、培育转基因动物时将受精卵作为受体细胞的原因:受精卵细胞全能性高,能使目的基因在相应的组织中表达。
16、催生基因工程的基础理论有哪些?(专题一“科技探索之路”)17、外源基因可能随机插入到受精卵的DNA中,有时会导致早期胚胎死亡最可能的原因是:(外源基因的插入使早期胚胎生命活动必需的某些基因不能正常表达)18、蛋白质工程中,要对蛋白质结构进行设计改造,必须通过基因修饰或基因合成来完成,而不直接改造蛋白质的原因是:(改造基因易于操作且改造后能够遗传)选修常考知识点汇总:专题二细胞工程1、植物组织培养的理论基础:2、细胞表现全能性的条件:3、植物组织培养的过程:4、植物体细胞杂交技术过程及意义:5、人工诱导植物原生质体融合的方法:6、植物细胞工程的实际应用:7、动物细胞培养的过程:8、动物细胞培养需要满足的条件:9、名词解释动物细胞核移植:10、诱导动物细胞融合的方法:11、动物细胞融合技术意义:12、单克隆抗体的制备过程:(1) 杂交瘤细胞的特点:(2)单克隆抗体的优点:未融合细胞 __________ __________ 小鼠体内培 养体外培养(3)过程:13、在动物细胞培养时,通常在合成培养基中加入适量血清的原因是:血清可以补充合成培养基中缺乏的成分选修常考知识点汇总:专题三 胚胎工程1、卵子是否受精的标志:2、动物胚胎发育的基本过程:3、哺乳动物的体外受精的主要步骤:4、胚胎移植的概念、实质、地位及优势:5、胚胎移植的生理学基础:6、胚胎移植的基本程序:7、胚胎移植中供、受体母牛应具有什么优点,通常对供体母牛做何种处理:8、如何发挥雄性优良个体的繁殖潜能:人工授精9、胚胎干细胞简称ES 或EK 细胞,其来源及特点:给小鼠注射特 定的抗原蛋白 培养骨髓瘤细胞 → 从________中分 离B 淋巴细胞 骨髓瘤细胞 −−−−→−灭活病毒融合−−−→−选择培养基 _____________ −−−→−抗体检测克隆化培养→ ____ 抗体_____________思考题:微生物在生物工程中有哪些重要作用?器官移植需解决受体对供体器官的免疫排斥反应,利用哪些生物工程技术可以解决这一难题?克隆动物、试管动物和转基因动物在培育过程中有何异同?哪些生物工程可制备免疫球蛋白——抗体?。
专题三酶的研究与应用课题一果胶酶在果汁生产中的作用1.果胶(1)成分:由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。
(2)特点:不溶于水。
(3)作用:是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。
2.果胶酶(1)种类:多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等,化学本质是蛋白质。
(2)作用①瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得更容易。
②把果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸,使浑浊的果汁变得澄清。
3.酶的活性与影响酶活性的因素(1)酶的活性①概念:酶催化一定化学反应的能力。
②表示方法: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。
③酶反应速度的表示方法:单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量。
(2)影响酶活性的因素:温度、pH和酶的抑制剂等。
4.探究温度和pH对果胶酶活性的影响(1)实验原理①果胶酶的活性受温度(或pH)影响,处于最适温度(或最适pH)时,酶的活性最高。
②果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。
(2)实验流程①处理原料:搅拌器搅拌制苹果泥↓②分组处理:将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在不同温度的恒温水浴中保温(探究最适温度时,准备一组烧杯,分别盛有不同温度的水;探究最适PH时,准备一组试管,将每个试管中的反应混合物调节至不同的pH)↓③反应阶段:加入果胶酶反应一段时间↓④测量记录:过滤果汁,用量筒测量果汁体积并记录5.探究果胶酶的用量(1)自变量:果胶酶的用量。
(2)无关变量:温度、pH、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等。
(3)判断的思路①如果随着酶的用量增加,过滤到的果汁体积也增加,说明酶的用量不足。
②如果酶的用量增加到某个值后,再增加酶的用量,过滤到的果汁体积不再改变,说明酶的用量已经足够。
深度思考1.影响酶活性的因素(1)影响酶促反应速度的外界因素有哪些?它们是否都影响酶的活性?请举例说明。
答案:①影响酶促反应速度的外界因素有温度、pH、酶抑制剂、酶的用量、底物浓度等。
酶的研究与应用课标解读(一)、能力要求1、学会根据实际情况,设计探究解决问题的实验。
2、学会正确的分析和评价实验结果。
(二)、内容要求1、查阅酶与酶工稈在生产生活中的应用。
2、通过实验体验探索果胶酶的使用,学会对照实验的设计;尝试自己制作一份果汁。
3、写出具体实验方案探讨加酶洗衣粉的洗涤效果,学会有效控制变量。
4、学会用包埋法制作固定化细胞,尝试在自己的生活屮使用。
知识网络体系重难热点归纳重点:是研究酶在生产生活中的实际应用,包括制作果汁、洗涤衣物、通过细胞的固定化技术应用酶。
难点:1、如何正确确定实验变量,达到实验目的。
2、如何根据问题写出实验方案。
3、如何正确分析、评价实验结果。
4、固定化技术优势、制作固定化细胞的要领。
复习策略1、查阅酶与酶工程的应用,丰富知识内容2、阅读教材的相关实验和自己的实验设计、实验记录,体会实验设计方法,学写实验方案。
3、分析实验过程,学写分析评价报告。
4、习题训练。
经典例题剖析1.水果罐头盖上印有“如发现盖子鼓起,请勿选购”的字样,引起盖子鼓起的最可能原因是()A、好氧型细菌呼吸,产生CO2和H2OB、酵母菌呼吸,产生CO2和C2H5OHC、乳酸菌呼吸,产生CO2和C3H6O3D、酵母菌呼吸,产生CO2和H2O[解析]罐头是密封、杀菌的,但不排除有微生物的抱子等存活下来,只有进行无氧呼吸的微生物可以生存;罐头鼓胀是过期后微生物生活产气的结果,乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,无气体产生;酵母菌既可以在有氧条件下生活,也可以在无氧条件下发酵产生酒精和二氧化碳。
[答案]B2.有人测定了A、B、C、D四种植物体内多种酶的活性与温度的关系,结果如下图所示。
根据图中的信息,你认为在25摄氏度条件下,竞争能力最强的生物和对温度适应范围最广的生物分别是()AB和D BB和C CB和A DA和C[解析]酶活性具有一定的温度范围和适宜温度,温度过高酶会失活,低温对酶活性抑制;在一定温度下,最适宜该温度的酶活性最强,该生物生活的也最好,竞争力就强;酶有活性的范围最大,生物的生存温度范围就越广。
人教版高中生物选修三知识点总结(详细)专题1 基因工程基因工程的概念概念:按照人们的愿望,进展严格的设计,通过体外DNA 重组和转基因技术,赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
根本原理:让目的基因在受体细胞内稳定且高效的表达理论根底:DNA是生物遗传物质的发现,DNA双螺旋构造,遗传信息传递方式核心:构建重组DNA分子〔一〕基因工程的根本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶〔限制酶〕〔1〕主要是从原核生物中别离纯化出来的。
〔2〕功能:可以识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
〔3〕结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
注意:用同种限制酶分别切割目的基因和载体从而形成一样的粘性末端,然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来,有时用不同限制酶也可以形成一样的粘性末端,用两种限制酶切割使目的基因和载体两端各形成两种粘性末端,防止载体和目的基因自身环化2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶〔E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶〕的比拟:①一样点:都缝合磷酸二酯键。
②区别:E·coliDNA连接酶来于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端,但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体〔1〕载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点,供外DNA片段插入。
③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。
〔2〕最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、构造简单的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制才能的双链环状DNA分子。
高三生物关于酶的知识点酶是生物体内一类特殊的蛋白质,具有催化生化反应的作用。
它们在生物体内发挥着至关重要的作用,控制和调节着各种代谢过程。
以下是关于酶的一些基本知识点:一、酶的定义酶是一类具有生物催化活性的蛋白质,能够加速生物体内的化学反应速率,而在反应结束时不参与或发生改变。
酶能够降低活化能,使反应在生理条件下发生,实现高效率的生物转化。
二、酶的特点1. 酶具有高度的专一性,对于特定的底物具有选择性催化作用。
2. 酶在生物体内起到调节和控制的作用,能够在适宜的条件下催化反应,避免不必要的浪费。
3. 酶能够被底物所识别和结合,形成酶-底物复合物,通过调整空间构型来降低反应的活化能。
4. 酶具有催化作用后能够很快恢复原状,可多次进行反复催化。
三、酶的分类酶按照其催化反应类型和特定底物进行分类,常见的酶包括:1. 氧化还原酶:例如过氧化氢酶、脱氢酶等。
2. 转移酶:例如激酶、脱氨酶等。
3. 水解酶:例如淀粉酶、脂肪酶等。
4. 合成酶:例如核酸合成酶、蛋白质合成酶等。
四、酶的活性受到的影响酶的活性受到许多因素的影响,主要包括以下几个方面:1. pH值:每种酶都有适宜的pH值范围,超过或低于该范围都会影响酶的活性。
2. 温度:酶的活性随温度的变化而变化,过高或过低的温度都会导致酶的活性下降甚至失活。
3. 底物浓度:酶的活性会随着底物浓度的增加而增加,直至达到饱和状态。
4. 抑制物:某些物质可以抑制酶的活性,包括竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂等。
五、酶的应用由于酶具有高度的催化活性和专一性,因此在许多领域都有广泛的应用,如食品工业、医药工业和环境保护等方面。
1. 食品工业:酶可用于食品加工,如酶解淀粉制取糖浆,发酵生产乳制品等。
2. 医药工业:酶可用于药物合成和治疗,如酶促抗癌药物和酶替代治疗等。
3. 环境保护:酶可用于水处理和废物降解,如酶法处理废水和土壤修复等。
综上所述,酶作为一类特殊的生物催化剂,在生物体内发挥着关键的调节和控制作用。
基因工程的场所?(生物体外)基因工程操作水平? ( DNA 分子水平) 基因工程利用的技术?(基因重组和转基因技术) 基因工程的原理?(基因重组) 基因工程的别名? ( DNA 重组技术) 基因工程的目的?(获得人类需要的基因产物)基因工程/DNA 重组技术的基本工具?(限制性核酸内切酶(限制酶) ,DNA 连接酶,载体)工具酶?(限制酶,DNA 连接酶)限制酶的分布?(主要分布在原核生物中) 限制酶的作用部位?(磷酸二酯键)限制酶的特异性?(限制酶只能识别特定的双链 DNA 序列,并在特定的切割位点切割)限制酶的专一性?(不同的限制酶识别不同的核苷酸序列)限制酶作用的结果是?(形成黏性末端或平末端)DNA 连接酶的种类?( 2类。
来自大肠杆菌的 E.coliDNA 连接酶(只能催化连接黏性末端),来自T 4噬菌体的T 4DNA 连接酶(既能 催化连接黏性末端也能连接平末端) )DNA 连接酶的作用位点?(磷酸二酯键)DNA 连接酶和DNA 聚合酶的区别?( DNA 连接酶催化连接 DNA 片段,不需要模板,DNA 聚合酶催化连接单个脱氧核苷酸,需要 模板) 载体的种类?(质粒(最常用) ,入噬菌体的衍生物,动植物病毒)作为载体必备的条件?(能句___________质粒?(独立于拟核以外的小型环状双链 DNA 分子)标记基因的作用?常用的有?(供重组DNA 的鉴定和选择)(四环素抗性基因,氨苄青霉素抗性基因)基因工程中使用的质粒是否是天然质粒?(不是,使用的是人工改造过的天然质粒) 基因工程的基本操作程序的步骤? ( 4个,获取目的基因,基因表达载体的构建(核心工程) ,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定)获取目的基因的方法?(从基因文库中获取,利用PCR 技术扩增,化学方法人工合成)基因文库的分类?(基因组文库和部分基因文库(如 cDNA 文库)) PCR (多聚酶链式反应)技术的原理? ( DNA 复制) PCR 技术操作环境?(生物体外,在PCR 扩增仪中)PCR 与DNA 复制不同之处?(前者不需要解旋酶,高温解旋,后者要用解旋酶解旋;前者的DNA 聚合酶要求热稳定性高,后者环境温和不需要热稳定性高的 DNA 聚合酶)(PCR 技术中需要一种特殊的酶: Taq 酶,又叫热稳定性 DNA 聚合酶)若基因较小,核苷酸序列已知,则可以通过DNA 合成仪?(用化学方法直接人工合成)基因表达载体?(不同生物构建的表达载体有差别,但都需具备四部分:启动子, __________ (复制原点)转化?(目的基因进入受体细胞并在其内稳定维持和表达的过程) 将目的基因导入植物细胞的方法?(农杆菌转化法(最常用),花粉管通道法,基因枪法)农杆菌的特点?(农杆菌中的 血质粒上的「DNA 可转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体的 DNA [上)将目的基因导入动物细胞的方法?常用的受体细胞是?为什么?(显微注射技术)(受精卵)(受精卵全能性高)将目的基因导入微生物方法?( ca 2+处理法,用Ca 2+处理细胞获得能吸收周围环境中 DNA 分子的感受态细胞) 目的基因的检测?(分为三个层次。
高三生物选修酶知识点总结高三生物选修课程中,酶是一个至关重要的知识点。
酶能够在生物体内催化化学反应,是生命活动必不可少的媒介物质。
本文将对高三生物选修酶知识点进行总结和分享。
一、酶的基本概念和分类酶是一种具有生物催化活性的蛋白质,可在生物体内催化化学反应。
酶可根据其作用的底物进行分类,常见的有氧化酶、水解酶、转移酶等。
二、酶的特点和催化机理1.酶具有高度的专一性。
每种酶只能催化特定的底物,这是由于酶的立体构象决定的。
2.酶的催化速率远远高于非酶催化的速率。
这是由于酶能够降低活化能,加速反应速率。
3.酶对环境条件敏感。
酶的活性受到温度、pH值等环境因素的影响。
过高或过低的温度、pH值都会降低酶的活性。
4.酶能够反复使用。
在反应完成后,酶可以继续催化其他底物的反应,不参与其中。
三、酶的调节机制1.反馈抑制:反馈抑制是指产物对初级酶进行抑制,从而调节酶的活性。
这有助于维持生物体内化学反应的平衡。
2.激活酶:某些酶在特定条件下可以被其他物质激活,增加酶的活性。
3.共价修饰:通过化学反应对酶进行改变,从而改变酶的活性。
例如,磷酸化作用可以激活或抑制酶的活性。
四、酶在生物体内的重要作用1.消化系统中的酶:胃液中的胃蛋白酶能够催化蛋白质的消化,胰蛋白酶能够催化蛋白质、碳水化合物和脂肪的消化。
2.呼吸系统中的酶:细胞呼吸中需要多种酶的参与,其中最为重要的是线粒体内的酶。
3.免疫系统中的酶:一些酶能够参与吞噬细胞的活化过程,帮助免疫系统正常运作。
4.遗传物质的复制和修复:DNA复制和修复过程中需要多种酶的参与,保证遗传信息的准确传递和修复。
五、酶的应用1.工业应用:酶可以用于食品工业、制药工业等领域,例如在面包制作中,面团中的酶可以加速发酵过程,提高面包品质。
2.生物技术应用:酶在基因工程、DNA重组等领域有着重要的应用,例如PCR技术中的DNA聚合酶能够帮助扩增特定DNA序列。
3.医学应用:酶在医学诊断、治疗等方面起着重要作用,例如血液酶学检查可以辅助诊断某些疾病。
高中生物选修一
4.1果胶酶在果汁生产中的作用
1.
2.
果胶酶是一类酶总称,
3.
来表示。
4
5.
6.在〔探究PH
pH
可以通过体积分数为0.1%
间进行相互对照。
7.
8.
反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。
在不同的温度和pH 下,
4.2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
1.
2.
量繁殖造成水体污染。
3.应用最广泛、
的。
4.
等因素。
5.
6.〔不同种类的酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果〕的实验原理是:不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同,
,
不同。
8.比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同
4.3
酵母细胞的固定化
1.42%
2.
3.在大规模的反应中,
不能重复利用还影响产品品质,
4.
生产成本,提高了果糖的产量和质量。
5.
6.
7.
7.
8.0.05mol/L
的Cacl 2
细胞五个步骤。
10.在缺水状态下,
10.就表明
胶珠的制备的是成功的。
11.
12.同时会闻。
人教版高中生物必修三知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习酶的研究和应用【学习目标】1、了解果胶酶的组成和作用。
2、理解检测酶活性的原理。
(重点)3、简述探究温度和PH对果胶酶活性的影响及其最适值的实验。
(重、难点)4、说出加酶洗衣粉的洗涤原理。
5、说明固定化细胞和固定化酶的作用和原理。
(重点)6、掌握制备固定化酵母细胞和利用其进行酒精发酵的方法。
(重、难点)【要点梳理】要点一、果胶酶在果汁生产中的应用【酶的研究和应用417460课题1:基础知识】1、实验原理(1)果胶是植物细胞壁以及胞间层中的主要成分,也是植物汁液中的主要成分。
果胶可结合大量的水分,将植物细胞粘合在一起,降低植物组织的分散性。
若去掉果胶,细胞壁被瓦解,就会使果泥中的植物组织块变得松散,产生更多的果汁,增加出汁率(2)果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,使浑浊的果汁澄清(3)果胶酶催化果胶分解需要适宜的温度和pH(4)果胶不溶于酒精,因而可用于初步鉴定果胶被分解多少要点诠释:果胶酶和纤维素酶的比较:果胶酶的组成是多聚半乳糖醛酸酶,果胶分解酶和果胶酯酶,其化学本质是蛋白质,作用是催化果胶成为可溶性半乳糖醛酸;纤维素酶的组成是C1酶,C X酶和葡萄糖苷酶,其化学本质也是蛋白质,作用是催化纤维素成为纤维二糖,然后再成为葡萄糖。
果胶酶和纤维素酶都是复合酶,并不特指某一种酶,而是一类酶的总称。
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。
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。
在科学研究与工业生产中,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。
(2)影响酶活性的因素①温度:温度对酶活性的影响是通过影响酶(蛋白质)的稳定性和分子(离子等)运动速率的综合作用的结果。
低温使酶的活性降低,高温能使酶失活。
酶都有一个最适温度。
②pH: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,进而影响酶的活性。
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。
③酶的抑制剂:某些物质虽然不能引起酶变性,但能使酶分子上某些必需基团(主要是酶活性中心上的一些基团)发生变化,引起酶活力下降,甚至失活,致使酶促反应速度降低。
能引起这种抑制作用的物质称为酶的抑制剂。
此外,底物、辅助因子、活化剂、变构剂的种类和浓度,指示剂和辅酶的种类和浓度以及酶的抑制剂等都会影响酶的活性。
要点诠释:①测定酶的活性,必须全面了解影响酶活性的因素,以确定合适的条件,来测定其最适条件和最大活性。
②温度对酶活性的影响具有双重性,即低温和高温都抑制酶的活性,且温度过高会使酶发生不可逆变性失活。
③强酸、强碱都会导致酶的结构发生不可逆破坏而失去活性。
④底物浓度及用量,酶的浓度及用量,也会影响酶的活性。
在实际生产中,应在最适条件下,充分发挥酶的最大活性,以使酶得到充分利用,节约成本。
3、探究酶活性最适条件的实验设计(1)实验设计思路本课题的三个实验都是相同的实验思路,都是通过设置梯度来确定最适值,但是不同的实验的变量是不同的。
①探究温度和pH对酶活性的影响。
研究温度对酶活性的影响的方法是在一恒定的pH下通过设置温度梯度来确定酶催化反应的最适温度;同理研究pH对酶活性的影响就是在某一恒定的温度下通过设置pH梯度来确定酶催化反应的最适pH。
具体的设计方案是:确定温度(pH)梯度→控制温度或pH→酶活性的变化。
②探究果胶酶的用量。
探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。
此时,研究的变量是果胶酶的用量,其他因素都应保持不变。
实验时可以配制不同浓度的果胶酶溶液,也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液,然后使用不同的体积即可。
(2)探究温度对果胶酶活性的影响(3)探究pH对果胶酶活性的影响①用搅拌器搅拌制苹果泥,苹果泥来源要相同(最好是同一个苹果)↓②将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水浴中保温↓③将苹果泥和果胶酶分别加入9组实验用的试管中(pH梯度可设置为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0),并快速混合调节pH↓④放进恒温水浴中反应一段时间↓⑤将试管中的混合物过滤,并用量筒量取果汁体积,比较果汁的多少,确定最适pH↓⑥记录实验结果(4)探究果胶酶的用量①准确称取纯的果胶酶1 mg、2 mg、3 mg、4 mg、5 mg、6 mg、7 mg、8 mg、9 mg,配制成相等体积的酶的水溶液,取等量的酶的水溶液放入9支试管中,依次编号为1~9号【也可只配制一个浓度的酶液,只是使用体积(量)不同】。
制取苹果泥并称取45 g苹果泥,分别装入9支试管中,每支试管中装5 g,依次编号为1~9号↓②将上述试管放入37℃的恒温水浴中平衡内外温度↓③一段时间后将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合,然后再放人恒温水浴中,约20 min↓要点二、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果1、加酶洗衣粉的概念:指含有酶制剂的洗衣粉。
2、常用酶制剂的洗涤原理:(1)蛋白酶可以将蛋白质分解为易溶解或分散于洗涤液中的多肽或氨基酸,其用于洗涤剂配方中有助于去除血渍、奶渍以及各种食品类的蛋白质污垢。
(2)脂肪酶可以将脂肪水解为甘油和游离的脂肪酸等,这些都比原来的脂肪易溶解,其用于洗涤剂配方中用以去除含脂肪的污渍,如食品中的油渍、人体皮脂以及口红等。
(3)淀粉酶能使淀粉迅速分解为麦芽糖、葡萄糖等可溶性成分,因此淀粉酶用于洗涤剂配方中用以去除含淀粉的污垢,如来自面条、巧克力等的污垢。
(4)纤维素酶本身不能去除衣物上的污垢,它的作用是使纤维的结构变得蓬松,从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触,从而达到更好的去污效果。
另外,碱性纤维素酶可以去除在洗涤和穿着时由于磨损在棉纤维上所产生的微纤维,从而使棉纤维恢复原有的光滑状态。
但过量使用,也会损伤棉、麻等天然纤维织物。
普通洗衣粉中通常包含有表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分,有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素以及填充剂等。
普通洗衣粉中含有磷。
含磷污水的排放可能导致微生物和藻类的大量繁殖,造成水体的污染。
加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量,使洗涤剂朝低磷无磷的方向发展,从而可以减少对环境的污染。
要点诠释:使用加酶洗衣粉时的注意事项:①碱性蛋白酶能使蛋白质水解,因此,蛋白质类纤维(羊毛、蚕丝等)织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤,以免使纤维受到破坏。
②使用加酶洗衣粉时,必须注意洗涤用水的温度。
碱性蛋白酶在35℃~50℃时活性最强。
在低温下或70℃以上就会失效。
③加酶洗衣粉也不宜长期存放,存放时间过长会导致酶活力损失。
④加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存.否则酶的活性将会丧失。
⑤添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面的蛋白质,而使人患过敏性皮炎、湿疹等,因此,应避免与这类洗衣粉长时间的接触。
3、探讨加酶洗衣粉洗涤效果的实验设计比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中,实验变量是洗涤剂,设计时应遵循单一变量原则,对照性原则,有效地控制其他变量,如水的用量、污染物的量、所用实验用布料的质地和大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。
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能力,也要考虑洗涤成本问题;因为洗涤的成分比较复杂,一般选择复合加酶洗衣粉,以减少用量。
要点四、酵母细胞的固定化1、基础知识【酶的研究和应用417460课题2:基础知识】(1)固定化酶和固定化细胞是将水溶性的酶或细胞经过物理或化学方法固定在某种介质上或一定空间内,使之成为不溶于水,但仍具有催化活性的酶制剂或保留细胞活性的固定化细胞。
(2)酶和细胞固定化的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。
酶分子更适宜采用吸附法、共价偶联法、交联法,而细胞更适合采用包埋法。
包埋法固定化酶/细胞偶联法固定化酶/细胞吸附法固定化酶/细胞(3)将固定化酶装到反应柱内,柱的底端装上分布着很多小孔的筛板。
酶颗粒无法通过筛板上的小孔,而反应液可以自由出入。
当底物溶液流过装固定化酶的柱时,流出液中即含有酶的催化产物。
2、直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较要点诠释:(1)固定化细胞使用的都是活细胞,因而为了保证其生活的需要,应该为其提供一定的营养物质。
(2)固定化细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。
3、酵母细胞的固定化的实验操作(1)制备固定化酵母细胞①酵母细胞的活化在缺水的状态下,微生物会处于休眠状态。
活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
酵母细胞所需要的活化时间较短,一般需要0.5 h~1 h,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,以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。
②配制物质的量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液。
③配制海藻酸钠溶液加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环。
海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量,如果海藻酸钠浓度过高,将很难形成凝胶珠;如果浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少,影响实验效果。
要点诠释:海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键。
④海藻酸钠溶液与酵母细胞混合⑤固定化酵母细胞刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间,以便形成稳定的结构。
检验凝胶珠的质量是否合格,可以使用下列方法:一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压,如果凝胶珠不容易破裂,没有液体流出,就表明凝胶珠的制作成功。
二是在实验桌上用力摔打凝胶珠,如果凝胶珠很容易弹起,也能表明凝胶珠的制作成功。
(2)用固定化酵母细胞发酵①将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2~3次。
②将150 mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200 mL的锥形瓶中,再加入固定好的酵母细胞,置于25℃下发酵24 h。
要点诠释:实验成功的关键及注意事项①酵母菌活化,就是指处于休眠状态的酵母菌重新恢复正常的生活状态的过程。
因为在缺水状态下酵母菌处于休眠状态,而固定酵母菌,使其发挥作用时,必须活化,并且在活化酵母菌时,酵母菌体积会变大,应选择足够大的容器。
②加热海藻酸钠加速溶解的过程中,需使用小火间断加热,防止加热过快,使海藻酸钠焦糊,难以制成合适的凝胶珠。
③刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间,以便形成稳定的结构。
④制备过程要求严格的无菌操作,防止微生物污染。
【典型例题】类型一:果胶酶在果汁生产中的应用例1.(2015 成都期中)科研人员发现影响霉菌产生果胶酶的因素很多,并且他们之间还可能相互影响,图甲、乙、丙是相关实验的结果,结合所学知识判断下列说法错误的是A.科研人员在研究碳源浓度对酶产量的影响时,应设定的培养温度是30℃B.若温度控制在5℃,则不可能看到图乙图像,原因是温度太低导致酶活性太低C.据图分析可知,影响果胶酶活性的因素有温度、碳源浓度以及氮源浓度D.若各个变量都设定为最适,却发现酶产量不是最高的,则可以将各种因素的不同水平逐一组合,依次实验【答案】C【解析】根据图甲可以看出酶的最适温度是30℃,所以科研人员在研究碳源浓度对酶产量的影响时,应设定的培养温度是30℃。