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专题4酶的研究与应用1、酶的概念基础知识酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物；蛋白质（大多数）或RNA；基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸酶能降低化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。在各种化学反应中起催化作用2、酶的本质3、酶的功能4、酶的特性（1）高效性（2）专一性（3）需要适宜的条件课题1果胶酶在果汁生产中的作用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。1、果胶思考：要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？果胶酶能够分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。果胶酶果胶酶并不特指某一种酶，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等。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。酶反应速度用单位时间内单位体积中反应物的减少量或生成物的增加量来表示。(1)酶的活性2、酶的活性与影响酶活性的因素(2)影响酶活性的因素a.温度b.pHc.酶的抑制剂A、温度对酶的影响在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐提高，达到最适温度时，酶的催化能力最高，但高于最适温度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。3、影响酶活性的因素：①温度②pH③酶的抑制剂讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？为什么？不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶的活性丧失后，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。影响酶活性的因素1、分别用00C和1000C的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（）A、经过00C处理的酶活性能够恢复B、经过1000C处理的酶活性能够恢复C、经过00C处理的酶的空间结构遭破坏D、经过1000C处理的酶被水解成了氨基酸AA、pH对酶的影响酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降，pH过高或过低会使蛋白质变性，当蛋白质变性后，酶也就完全丧失了活性。3、影响酶活性的因素：①温度②pH③酶的抑制剂影响酶活性的因素2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一个容器内，调整pH至2.0，保存于370C的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（）A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水A③酶的抑制剂：Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金属离子对果胶酶有抑制作用。3、影响酶活性的因素：①温度②pH③酶的抑制剂影响酶活性的因素提出问题：探究温度对酶活性的影响预期假设：在最适温度（约40℃）酶的活性最大，低于或高于最适温度时酶活性递减搅拌器搅拌制成苹果泥9支试管果胶酶水溶液9支试管分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、的恒温箱中恒温加热待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内恒温保持10分钟过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格实验温度30℃35℃40℃45℃50℃55℃60℃65℃70℃果汁量均分装入等量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？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。说明:等量的控制（果泥、果胶酶的量）等时间的控制（反应时间、过滤时间）恒温的控制（不同反应物的预热水浴、反应物的混合搅拌等）其他处理（加水、滤纸等）探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。搅拌器拌制成苹果泥均分装入果胶酶水溶液等量５支试管５支试管各取一支分５组分别放入37度的恒温水箱中恒温加热．待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥中调节ＰＨ为５．６．７．８．９恒温保持１０ｍｉｎ过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格2．在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。探究果胶酶的最适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。实验时可以配制不同浓度的果胶酶溶液，此时，研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持不变，否则将影响实验结果的准确性。探究果胶酶的最适用量实验原理在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，在增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。探究果胶酶的用量2、实验操作请你设计。（1）配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥；①配制不同浓度的果胶酶溶液准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等体积的水溶液，取等量放入9支试管中，并编号1～9。②制备水果泥搅拌器搅拌制成苹果泥并称45g，加热到100℃使酶钝化，等量装入9支试管中，并编号1～9（2）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。（3）将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。（4）恒温水浴约20分钟（5）过滤后测量果汁的体积探究果胶酶的用量１．根据实验数据绘制出的温度和pH对果胶酶活性影响的曲线图；5、结果分析与评价酶的活性受温度影响示意图酶的活性受pH影响示意图２．不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓度和体积相同的条件下）；酶的用量0体积（mL）1．下列可表示酶反应速度的是:A．单位时间内反应物的减少量B．单位体积内产物的增加量C．单位时间内产物的增加量D．单位时间、单位体积内反应物的减少量2．果子酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明A．酶具有专一性B．酶的成分是蛋白质C．酶的活性受环境影响D．该沉淀的是氨基酸3．下列不能影响酶活性的是A．温度B．pHC．酶的抑制剂D．酶的数量DAD4．同一个体内的各类活细胞所含的酶A．种类有差异，数量相同B．种类有差异，数量不同C．种类无差异，数量相同D．种类无差异，数量不同5.下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是BB6．下列关于酶的活性叙述不正确的是:A．酶的数量越多，酶的活性越高B．酶的活性可以用在一定条件霞，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示C．是指酶催化一定化学反应的能力D．在适宜的条件下，酶的活性最高A在实际的操作过程中，还需要注意下列事项：1．与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，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。2．苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物，水果不用去皮。如用苹果为原材料，一般可按每个中等大小的苹果加水100～200mL的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。3．果泥的用量可以采用5mL左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液2mL。4．水浴时间可以为20～30min。5．过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。6．探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。3．想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小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，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变量，哪些因素应该保持不变？温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。练习:1.有两次瞬间高温灭菌；2.酶处理的时间相对较长；3.有离心分离步骤和浓缩步骤。