2020版高考生物复习第11单元生物技术实践第39讲酶的应用和蛋白质的提取和分离学案

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1、第39讲　酶的应用和蛋白质的提取和分离考点1　酶的应用1．果胶酶在果汁生产中的作用(1)果胶①作用：植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一；在果汁加工中，会影响出汁率并使果汁浑浊。②成分：是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。③特点：不溶于水。(2)果胶酶①组成：果胶酶是指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等。②作用：果胶酶能够瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层，把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，从而使果汁变得澄清，并提高水果的出汁率。1．(选修1P43资料卡片)植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一

2、，被广泛地应用于果汁加工业。(3)酶的活性及影响酶活性的因素①酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力。②表示方法：酶的活性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。③酶反应速度：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。④影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等条件都会影响酶的活性。(4)影响果汁产量的物质和处理方法①影响果汁产量的物质：纤维素、果胶。②榨取果汁过程中存在的问题：出汁率低，耗时长，果汁混浊，黏度高，易发生沉淀。③处理方法：酶解法。2．探究影响果胶酶活性因素实验的分析(1)实验原则：单一变量原则、对照性原则。严格控制变量，尽量减

3、少无关变量的影响。(2)实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，酶的活性最高，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(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。(5)无关变量①探究最适温度时，pH为不变量，最好是最适pH；探究最适pH时，温度为不变量，最好是最适温度。②探究果胶酶的最适用量时，最适用量是在温度、pH等适宜条件下测出来的，如果无关变量改变，最适用量也会发生变化。3．加酶洗衣粉在洗涤中的作用(1)加酶洗衣粉和酶制剂加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，常用

4、的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。(2)加酶洗衣粉的去污机理2．(选修1P46资料卡片)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，减少对环境的污染。3．(选修1P47资料卡片)衣物的洗涤，不仅要考虑洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。4．酵母细胞的固定化(1)固定化酶的应用实例：高果糖浆的生产①反应机理：葡萄糖果糖。②固定化酶的反应柱示意图③生产过程④固定化酶技术的特点：使生产成本大大降低，同时提高了果糖的产量和质量。4．(选修1P49资料卡

5、片)高果糖浆是指果糖含量为42%左右的糖浆。作为蔗糖的替代品，高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病，对人类的健康更有益。(2)固定化细胞技术①概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。②方法(3)制备固定化酵母细胞①酵母细胞的固定化方法5．(选修1P50资料卡片)在缺水状态下，微生物处于休眠状态。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。②实验注意事项a．酵母细胞的活化：酵母细胞需要的活化时间一般为1h，因此需要提前做好准备。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。b．海藻酸钠溶液的

6、浓度：海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果其浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，两种情况都会影响实验效果。c．配制海藻酸钠溶液的注意事项：海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊；将溶化后的海藻酸钠溶液先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温的海藻酸钠溶液杀死酵母细胞；固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠溶液和酵母细胞的混合液用注射器以恒定的速度缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。d．凝胶珠的颜色和形状：如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数

7、目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要重新尝试。1．(选修1P44旁栏思考)(1)为什么在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？提示：将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。(2)在探究温度或pH对酶活性的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何