高中生物第3章酶的制备及应用第1节酶的制备及活力测定教案

第一节酶的制备及活力测定一、酶的存在及提取1．酶是在生物体活细胞中合成的。

其参与反应部位可以在细胞内，也可以在细胞外。

2．在酶的提取过程中，温度、酸碱性等多种环境条件都可能影响酶的空间结构，导致酶变性，甚至丧失活力。

因而提取出的酶首先需要检测酶的活力。

3．酶的活力通常以单位时间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成量来表示。

在测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的活力的实验中，测麦芽糖的产量可用分光光度法。

二、酶活力的测定方法和原理1．提取酶液：研磨水稻种子时需加石英砂，目的是充分研磨。

制取匀浆并离心后，取上清液，其中一份要在水浴中加热，目的是使酶失活。

2．滴加酶液。

3．恒温处理。

4．钝化处理：酶促反应进行一段时间后要向反应液中加物质的量浓度为0.4 mol/L的NaOH溶液，目的是钝化酶的活性，使反应终止。

5．测定吸光值：测定吸光值时要把反应液与2_mL3,5—二硝基水杨酸试剂混匀，并沸水浴5 min，才能产生麦芽糖产物。

然后分别移入四支比色杯，用分光光度计在波长520 nm 处进行比色。

6．绘制标准曲线。

预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中一、植物淀粉酶活力的测定原理：淀粉酶将淀粉水解成麦芽糖。

在NaOH和丙三醇存在下，二硝基水杨酸(DNS)与还原糖共热后被还原生成氨基化合物。

在过量的NaOH碱性溶液中此化合物呈橘红色，在520 nm波长处有最大吸收峰，在一定的浓度范围内，还原糖的量与光吸收值呈线性关系，利用比色法可测定样品中的含糖量。

如果在反应系统中加入适当过量的过氧化氢溶液，经酶促反应后，在酸性条件下，用标准高锰酸钾溶液滴定多余的H2O2，反应如下：5H2O2＋2KMnO4＋4H2SO4―→5O2＋2KHSO4＋8H2O＋2MnSO4根据消耗的H2O2的量计算出过氧化氢酶的活力。

酶活力用每克鲜重样品1 min内分解H2O2的毫克数表示。

过氧化氢酶活力[mg/(g·min)]＝(A－B)×(V T/V S)×1.7/W×t式中：A 为对照KMnO 4滴定毫升数(mL)；B 为酶反应后KMnO 4滴定毫升数(mL)；V T 为提取酶液总量(mL)，V S 为反应时所用酶液量(mL)，W 为样品鲜重(g)；t 为反应时间(min)；1.7为换算系数，即每消耗1 mL 物质的量浓度为0.1 mol/L 的高锰酸钾溶液，相当于样品中含有1.7 mgH 2O 2。

第一节酶的制备及活力测定一、酶的存在及提取1．酶是在生物体活细胞中合成的。

其参与反应部位可以在细胞内，也可以在细胞外。

2．在酶的提取过程中，温度、酸碱性等多种环境条件都可能影响酶的空间结构，导致酶变性，甚至丧失活力。

因而提取出的酶首先需要检测酶的活力。

3．酶的活力通常以单位时间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成量来表示。

在测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的活力的实验中，测麦芽糖的产量可用分光光度法。

二、酶活力的测定方法和原理1．提取酶液：研磨水稻种子时需加石英砂，目的是充分研磨。

制取匀浆并离心后，取上清液，其中一份要在水浴中加热，目的是使酶失活。

2．滴加酶液。

3．恒温处理。

4．钝化处理：酶促反应进行一段时间后要向反应液中加物质的量浓度为0.4 mol/L的NaOH溶液，目的是钝化酶的活性，使反应终止。

5．测定吸光值：测定吸光值时要把反应液与2_mL_3，5­二硝基水杨酸试剂混匀，并沸水浴5 min，才能产生麦芽糖产物。

然后分别移入四支比色杯，用分光光度计在波长520 nm处进行比色。

6．绘制标准曲线。

一、植物淀粉酶活力的测定原理：淀粉酶将淀粉水解成麦芽糖。

在NaOH 和丙三醇存在下，3，5-二硝基水杨酸(DNS)与还原糖共热后被还原生成氨基化合物。

在过量的NaOH 碱性溶液中此化合物呈橘红色，在520 nm 波长处有最大吸收峰，在一定的浓度范围内，还原糖的量与光吸收值呈线性关系，利用比色法可测定样品中的含糖量。

方法步骤：提取酶液Ｆ分成两份，一份加热使酶失活→向四支试管各加缓冲液4 mL ，1、2号试管加未煮过的新鲜酶液1 mL ，3、4号试管加煮过的酶液1 mL →恒温(40 ℃)5 min →钝化处理(0.4 mol/L NaOH)→测定吸收光值→绘制标准曲线→计算淀粉酶的活力。

淀粉酶活力[mg/(g·min)]＝(A －A ′)×样品稀释总体积/样品鲜重×V ×t式中：A 为淀粉酶水解淀粉生成的麦芽糖量(在标准曲线上查得)，A ′为淀粉酶的对照管中的麦芽糖量(mg)，V 为比色时所用样品液体积(mL)；t 为酶促反应时间(min)。

酶活测定高中生物教案教学目标：1. 了解酶的作用和原理。

2. 掌握酶活性的测定方法。

3. 学会使用比色法进行酶活性测定。

教学重点：1. 酶活性的测定方法。

2. 比色法的应用。

教学难点：1. 比色法的操作和数据处理。

2. 理解酶活性的计算方法。

教学准备：1. 实验室设备：比色计、试管、移液器等。

2. 实验试剂：酶、底物、缓冲液、显色底液等。

3. 实验操作步骤的教学材料。

教学步骤：1. 酶的作用和原理介绍（10分钟）教师简要介绍酶是生物体内的一种蛋白质，能够加速生物化学反应的进行，并且具有高度的专一性。

2. 酶活性测定方法讲解（10分钟）教师介绍酶活性的测定方法，包括比色法、滴定法等。

重点介绍比色法的原理和步骤。

3. 实验操作演示（20分钟）教师进行实验操作演示，展示如何进行酶活性测定实验，包括制备实验试剂、操作步骤等。

4. 学生实验操作（30分钟）学生根据教师的演示，自行进行酶活性测定实验操作，记录实验数据。

5. 数据分析和讨论（15分钟）学生整理实验数据，计算酶活性，并与同学讨论实验结果和可能存在的误差。

6. 总结和反思（10分钟）教师和学生共同总结本节课的实验内容，反思实验中的问题和改进方案。

教学延伸：1. 对其他酶活性的测定方法进行探讨。

2. 探究酶活性与温度、pH值等因素的关系。

教学评估：1. 实验报告：学生根据实验数据和分析结果撰写实验报告。

2. 实验操作表现评价：评估学生在实验操作中的表现和技能掌握情况。

教学反馈：根据学生实验报告和实验操作表现，及时给予反馈和指导，帮助学生提高实验技能和科学研究能力。

同时，鼓励学生对酶活性的研究进行深入探讨和思考。

第3章酶的制备及应用“酶的应用”包括“争辩酶的存在和简洁制作方法”、“尝试利用酶活力测定的一般原理和方法”、“探讨酶在食品制造中的应用”、“探讨酶在洗涤等方面的应用”、“尝试制备和应用固相化酶”等五项具体内容标准。

在人教版高中生物教科书中，这些具体内容标准体现在“果胶酶在果汁生产中的作用”、“探讨加酶洗衣粉的洗涤效果”和“酵母细胞的固定化”三个课题内容及具体要求方面。

下面谈谈对“酶的应用”专题的教学组织。

1. 探讨果胶酶在果汁生产中的作用1.1 探究课题的确定果胶酶是多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等一系列酶的总称，其作用是分解细胞壁及胞间层的半糖醛酸高分子聚合物，将果胶等物质分解成可溶性的半乳糖醛酸等物质，使浑浊的果汁变得澄清，增加果汁的稳定性，提高果汁的品质。

影响果胶酶活性的常见因素是温度和pH，因此，试验程序应起始于引导同学提出一个适于他们探究的问题。

一般状况下，可将同学分成两大组，一组同学探究温度对果胶酶活性的影响，别一组探究pH对果胶酶活性的影响。

在此基础上，可连续探究在适宜的温度和pH条件下，果胶酶的适宜用量，最终计算将水果通过果胶酶的作用形成果汁饮料的价值。

1.2 同学分组设计试验方案在必修模块的学习过程中，同学曾参与“影响酶活性的条件”一组探究试验。

本试验的原理和操作基本步骤相对简洁些，可让同学在阅读教材的基础上，确定下列试验流程及操作：在此基础上，要求同学依据具体课题争辩试验设计中的变量，并提出相应问题供同学思考和争辩：（1）本试验的自变量是什么？因变量是什么？有哪些无关变量？（2）自变量如何进行定量把握？（3）因变量如何进行有效的检测？（4）怎样严格把握无关变量？下表是以不同温度对果胶酶活性探讨的分析，可通过表中的部分内容引导同学争辩。

试管编号1号2号3号4号无关变量 50mL苹果汁无关变量5mL质量分数为2％的果胶酶自变量20℃恒温水浴40℃恒温水浴60℃恒温水浴80℃恒温水浴无关变量分开保温及保温时间等因变量检测生果汁产量（果胶酶活性检测）1.3 操作留意事项果胶酶的催化效果远不如过氧化氢酶明显，老师最好提前配制果胶酶溶液，适当增加果胶酶浓度，以缩短试验时间。

《酶的制备及活力测定》学历案一、学习目标1、了解酶的来源和种类，理解酶的制备原理和方法。

2、掌握酶活力测定的基本原理和常用方法。

3、学会设计实验方案，进行酶的制备和活力测定的实验操作。

4、培养观察、分析和解决问题的能力，提高科学探究的素养。

二、学习重难点1、重点（1）酶的制备方法，包括材料的选择、预处理和提取过程。

（2）酶活力测定的原理和常见的测定方法，如分光光度法、荧光法等。

2、难点（1）酶的纯化和浓缩技术。

（2）实验操作中的误差分析和数据处理。

三、知识准备1、酶的概念和特性酶是一种生物催化剂，具有高效性、专一性和温和性等特点。

它能够显著加快化学反应的速率，而自身在反应前后性质和数量不变。

2、影响酶活性的因素温度、pH 值、底物浓度、酶浓度等都会影响酶的活性。

四、学习过程（一）酶的制备1、材料的选择根据所需酶的种类和用途，选择合适的生物材料。

常见的材料有动物组织（如肝脏、肌肉）、植物组织（如叶片、果实）和微生物（如细菌、真菌）等。

例如，如果要制备淀粉酶，可以选择萌发的小麦种子或唾液；如果要制备蛋白酶，可以选择动物的胃黏膜或胰脏。

2、材料的预处理（1）动物组织：需要去除结缔组织、脂肪等杂质，然后用生理盐水洗净，剪成小块。

（2）植物组织：需要洗净、晾干，去除非目的部分，然后粉碎。

（3）微生物：需要培养至一定的生长阶段，然后收集菌体。

3、酶的提取（1）细胞破碎根据材料的性质和酶的存在部位，选择合适的细胞破碎方法。

常见的方法有机械破碎（如研磨、匀浆）、物理破碎（如超声波破碎、渗透压冲击）和化学破碎（如使用表面活性剂、有机溶剂）等。

（2）提取液的选择选择合适的提取液，以利于酶的溶解和稳定。

提取液通常包含一定浓度的缓冲液（维持 pH 稳定）、盐溶液（增加离子强度）和保护剂（如还原剂、蛋白酶抑制剂）等。

（3）提取操作将预处理后的材料放入提取液中，在适当的温度和搅拌条件下进行提取。

提取时间和次数根据酶的含量和提取效率确定。

第一节酶的制备及活力测定第一节酶的制备及活力测定【课标要求】研究酶的存在和简单制作方法，尝试利用酶活力测定的一般原理和方法。

【知识梳理】背景知识 1、酶在活细胞内合成，在细胞内起催化作用，称为________。

1、生物细胞产生的酶2、由细胞内产生然后分泌到细胞外发挥作用，称为________。

1、提取胞内酶，需要破碎________，可用破碎仪、研磨器或匀浆机2、提取酶的方法使酶从中释放出来，进入细胞外的溶液中，经过滤、离心制备成________。

2、提取胞外酶，可直接从________________________中提取。

在酶的提取过程中，________、________等多种环境条件都可能影响酶的空间结构导致酶变性直至丧失活力。

因而，提取出的酶首先需要检测酶的________。

（1）定义：通常以单位时间内________或者单位时间内________ 3、酶的活力（2）测定方法：________和________ 实践案例：植物淀粉酶的制备及活力测定材料器具：略活动程序：1、提取酶液2、滴加酶液：取4支试管编号后均加入ph=5.6的________________缓冲溶液。

向1、2试管中各加入未煮过的________ 1ml 向3、4试管中各加入已煮过的________ 1ml3、恒温处理：为什么要进行恒温40°c处理？答：保证酶在________温度下充分发生反应。

4、钝化处理：钝化处理的原因？答：使酶的活性________，从而使反应减慢或停止。

5、测定吸光值：用分光光度计在波长________处进行比色。

6、绘制标准曲线7、结果分析：（1）从标准曲线中查出________。

（2）计算淀粉酶的活力。

探究活动：1、制备过氧化氢酶粗酶液以新鲜________、________________为材料经过粉碎、研磨、离心，取________即可得到过氧化氢酶粗酶液。

2、用分光光度法测定过氧化氢酶的活力在过氧化氢酶存在时，过氧化氢将愈创木酚氧化生成________色产物，这种产物在波长470 nm处有最大吸收峰，通过测定________可以计算出过氧化氢酶的活力。

第一节酶的制备和应用学习导航明目标、知重点难点理解酶及酶活力的看法，简述酶活力测定的一般原理和方法。

试一试利用苹果匀浆，研究制成就汁的最正确条件的实验，测定果胶酶的活性并观察果胶酶对果汁形成的作用。

( 重点 )认识冲洗剂中的酶制剂，商议洗衣粉中的酶制剂在冲洗中的作用。

(重点 )学习比较性实验及研究实验的设计思想。

(难点)[ 学生用书 P38]一、阅读教材P56第三、四段解析酶的性质和酶活力1．酶的性质(1)酶是两性电解质，能在电场中搬动。

(2)酶的水溶液拥有亲水胶体的性质，不能够经过半透膜。

(3)酶分子易受一些物理因素 ( 如高温、紫外线等 ) 和化学因素 ( 如强酸、强碱、有机溶剂等)的作用而变性，进而丧失活力。

2．酶活力(1)定义：也称为酶活性，是指酶在催化必然的化学反应时表现出来的能力。

(2)表示方法：平时用酶促反应的速率，即酶促反应过程中单位时间内底物的减少许或产物的生成量来表示。

(3) 单位： IU 。

1 IU为在实验规定的条件下( 如温度为25 ℃，最适pH、最适底物浓度时) ，每分钟能将1_ μmol 底物转变成产物所需要的酶量或每生成1_ μmol 产物所需的酶量。

二、阅读教材P56最后两段解析果胶与果胶酶1．果胶(1)分布：存在于全部高等植物细胞壁和细胞缝隙中的一种结构多糖。

(2)作用：与植物组织中的纤维素、半纤维素、木质素以及蛋白质、无机盐离子等相互交联，使细胞组织结构坚固。

2．果胶酶(1)看法：是一个多酶复合系统，是全部能够分解果胶的酶的总称。

(2)作用：果胶酶能分解果胶，促使植物组织的分解，降低细胞内容物的黏度。

(3)应用①在饲料中增加果胶酶，可改进饲料质量，提高可利用的能源物质含量，可促使动物体内各种酶的分泌。

②在果蔬汁加工中，果胶酶能提高果蔬汁的出汁率，增加饮料产量；降低黏度；使果蔬汁澄清，保留果蔬汁中的营养成分。

三、阅读教材P57第一段完成酶制剂相关内容种类作用原理用途可将蛋白质水解成蛋白胨、多肽、氨蛋白酶改进食品的营养价值基酸等把脂肪水解为脂肪酸、甘油二酯、甘面粉加工、酒类酿造、食品增香、饲脂肪酶油单酯和甘油料增加剂、冲洗剂等α- 淀粉酶能够迅速水解淀粉分子链淀粉酶面包、馒优等食品加工中的α-1 ， 4- 葡萄糖苷键与果胶酶和半纤维素酶拥有共同作纤维水果和蔬菜的果浆或果渣的办理、植用，能够损坏植物细胞壁，促使细胞素酶物提取物的生产内有效物质的释放四、阅读教材P57第二段～ P59完成就胶酶的制备和观察其作用1．果胶酶的制备(1)将 50 g 新鲜水果或蔬菜洗净，在预冷的研钵内用剪刀迅速剪碎后研磨，边研磨边加入质量分数为 10%的 NaCl 溶液 50 mL ，制成匀浆液。

第3章酶的制备酶的制备主要有两种方法，即直接提取法和微生物发酵生产法。

早期酶制剂是以动植物作为原料，从中直接提取的。

由于动植物生长周期长，又受地理、气候和季节等因素的影响，因此原料的来源受到限制，不适于大规模的工业生产。

目前，人们正越来越多地转向以微生物作为酶制备的主要来源。

—、酶的微生物发酵生产法1、微生物发酵生产法的优点酶的品种齐全微生物种类繁多，目前已鉴定的微生物约有20万种，几乎自然界中存在的所有的酶，我们都可以在微生物中找到。

酶的产量高微生物生长繁殖快，生活周期短，因而酶的产量高。

许多细菌在合适条件下20 min左右就可繁殖一代，为大量制备酶制剂提供了极大的便利。

生产成本低培养微生物的原料，大部分比较廉价，与从动、植物体内制备酶相比要经济得多。

便于提高酶制品获得率由于微生物具有较强的适应性和应变能力，可以通过适应、诱变等方法培育出高产量的菌种。

另外，结合基因工程、细胞融合等现代化的生物技术手段，可以完全按照人类的需要使微生物产生出目的酶。

正是由于微生物发酵生产具有这些独特的优点，因此目前工业上得到的酶，绝大多数来自于微生物，如淀粉酶类的α一淀粉酶、β一淀粉酶、葡萄糖淀粉酶以及异淀粉酶等都是从微生物中生产的。

2、微生物发酵生产法中尚待解决的问题尽管微生物发酵法生产酶制剂存在上述优点，但仍存在一些问题需要解决。

消除毒性微生物发酵法生产的酶制品中会带人一些细菌自身的生理活性物质，这些生理活性物质往往对人体有害，因此进行毒性实验是必需的。

优良产酶菌种的筛选、培育目前，大多数工业微生物制酶生产采用的菌种较少，仅局限于11种真菌、8种细菌和4种酵母菌。

只有不断寻找更多的适用的产酶菌种，才可能使越来越多的酶采用微生物发酵法进行工业化生产。

3、微生物发酵生产法的条件控制微生物酶的发酵生产是在人为控制的条件下有目的迸行的，因此条件控制是决定酶制剂质量好坏的关键因素。

条件控制包括以下几个方面。

优良菌种的筛选酶产量高低的关键在于得到产酶性能优良的菌种，这也是发酵生产法的首要环节。