高考生物酶的研究和应用
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第39讲酶的研究及应用[目标要求] 1.酶活力测定的一般原理和方法。
2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。
3.制备和应用固相化酶。
考点一酶在果汁生产中的应用1.果胶2.果胶酶3.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,其高低用一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。
(2)酶的反应速度是指单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量。
4.实验设计(1)探究温度和pH对果胶酶活性的影响①实验原则: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:果胶酶的活性受温度、pH或酶抑制剂和激活剂的影响,在最适温度或pH时,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成正比。
③实验流程制备果泥↓设置一系列具有梯度的pH或温度↓加入果胶酶反应一段时间↓过滤果汁④分析:该实验的自变量是温度或pH,因变量是酶的活性,检测因变量是通过测定果汁的体积或比较澄清度来实现的。
(2)探究果胶酶的最适用量①实验思路:如果随着酶浓度的增加,过滤得到的果汁体积也增加,说明酶的用量不足;当酶的浓度增加到某个值后,再增加酶的用量,过滤得到的果汁的体积不再改变,说明酶的用量已经足够,这个值就是酶的最适用量。
②实验流程教材中的隐性知识源于选修1 P44“旁栏思考”:在探究温度或pH对酶活性的影响时,需要(填“需要”或“不需要”)设置对照实验。
如果需要,如何设置?不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间相互对照。
(1)果胶酶常用于果汁生产中,可提高出汁率和澄清度(√)(2)酶活性即为酶促反应速度(×)(3)在探究果胶酶用量实验中,虽然实验的变量发生了变化,但通过设置梯度来确定最适值的思路方法是不变的(√)(源于选修1 P44“旁栏思考”)在混合苹果泥和果胶酶之前,将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理的目的是保证底物和酶在混合时的温度是相同的,避免了苹果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶的活性问题。
〔震撼推荐〕2022届高三生物一轮复习必备精品系列专题二十:酶的研究与应用一、考点解读1、考点盘点内容说明〔1〕果胶酶在果汁生产中的作用〔2〕探讨加酶洗衣粉的洗剂效果〔3〕酵母细胞的固定化贴近生活且注意和必须一酶的有关知识相联系2、考点解读本专题包含了三个专题,果胶酶在果汁生产中的作用,加酶洗衣粉和酵母菌细胞的固化,加酶洗衣服的的内容比拟贴近生活,且酶制剂及酶的有关知识和必修一联系密切,近几年此局部单独出题的几率不大,且往往和酶的必修局部相联系。
本专题的〔1〕〔3〕局部对于学生来说感兴趣,可跟生产联系在一起,高考的立意在对三个课题过程的研究的理解,更高的要求是根据有关内容进行实验设计。
二、知识网络三、本单元分课时复习方案根底过关一.果胶酶在果汁生产中的作用〔一〕果胶酶的作用1.植物细胞壁及胞间层的主要组成成分之一是果胶。
果胶的主要成分为半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。
2.果胶酶的作用是分解果胶变成可溶性的半乳糖醛酸。
3.果胶酶不是特指某一种酶,而是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶;果胶酶的化学本质是蛋白质,也能被蛋白酶水解掉;果胶酶具有酶的通性:只改变反响效率,不改变反响的平衡点。
〔二〕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响的能力。
酶反响速度用单位时间内,单位体积中反响物的减少量或产物的增加量表示。
2.影响酶活性的因素常提的是温度、pH值和酶的抑制剂等。
3.探究温度和pH对酶活性的影响及探究果胶酶用量的两个实验都要注意实验的根本原那么:[来对照原那么和等量原那么,理解实验中温度梯度或pH梯度的变化在分析问题时也要用单一变量原那么分析。
〔三〕果胶酶的用量生产果胶时.为了使果胶酶得到充分利用,控制好酶的用量,用量多少常通过设置梯度手段探究。
〔四〕设计实验在实际的操作过程中,还需要注意以下事项。
1.与其他工业用酶根本相同,果胶酶的适宜温度范围也比拟宽泛,因此,可以选用10 ℃作为温度梯度,设置的具体温度为10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等,也可以尝试以5 ℃作为温度梯度。
生物酶学研究及其应用生物酶学是研究生物体内各种酶的性质、功能以及在生物体内的调节和应用的科学。
酶是一类具有生物催化作用的特殊蛋白质,通过加速生物体内化学反应的速率,起到调节代谢物质、维持生命活动稳定的重要作用。
生物酶学的研究内容包括酶的结构与功能、酶的催化机制、酶的调节及抑制等。
在酶的研究中,确定酶的结构是十分重要的。
通过分析酶的结构可以了解酶的功能以及与其它分子的相互作用。
生物学家使用X射线晶体衍射和核磁共振等技术手段来解析酶的三维结构,并进一步推测酶的催化机制。
了解酶的催化机制可以为设计和改造酶提供指导,以实现对生物体内化学反应的精确控制和调节。
生物酶学的研究不仅仅停留在基础理论层面,还应用于诸多领域。
首先,生物酶学被广泛应用于工业生产中。
酶催化具有高效、特异性和温和条件的特点,可以替代传统的化学合成方法,提高反应效率和选择性。
例如,蛋白酶和淀粉酶在洗涤剂中的应用可以去除衣物上的蛋白质和淀粉,提高清洁效果。
葡萄糖异构酶可以将葡萄糖转化为异构糖,进一步应用于糖化工业中。
其次,生物酶学也在医药领域有着重要的应用价值。
通过了解酶的结构和功能,科学家可以设计和开发针对特定酶的药物。
例如,通过抑制HIV病毒复制所需的反转录酶,可以开发出用于抗艾滋病的药物。
此外,生物酶学在生物制药中也具有重要作用,例如利用酶进行蛋白质纯化和修饰,以及用酶制备生物活性分子。
除此之外,生物酶学还在环境保护和农业领域发挥重要作用。
酶可以降解有机污染物,减少工业废水和废物对环境的污染。
通过使用生物降解酶,可以将有害物质转化为无害物质,并对土壤和水体进行治理。
在农业领域,酶可以用于提高农作物产量、改善土壤质量和减少农药使用量。
例如,利用聚合酶链反应可以检测农作物中的病毒,提高病毒检测的准确性和灵敏度。
生物酶学的研究和应用不断推动了各个领域的发展,为人类解决重大问题、改善生活质量和推动可持续发展做出了重要贡献。
随着技术的进一步发展,相信生物酶学会在更多领域发挥作用,为人类带来更多的福祉。
酶的研究和应用编稿:闫敏敏审稿:宋辰霞【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【高清课堂:酶的研究和应用课题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。