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考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,專題16 酶的研究與應(yīng)用,高考考法突破,考法1 酶在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1．果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 (1)果膠和果膠酶的作用 ①果膠 a．果膠的成分：果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。 b．果膠與果汁加工：果膠影響出汁率，使果汁渾濁。 ②果膠酶 a．成分：果膠酶并不是特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠酯酶和果膠分解酶。 b．作用：將果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，使出汁率提高，也使渾濁的果汁變得澄清。,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,(2)酶的活性與影響酶活性的因素 ①酶的活性：是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。 ②酶活性的表示方法 a．酶活性的高低可以用在一定條件下酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示。 b．在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中，酶反應(yīng)速度用單位時間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。 ③影響酶活性的因素：溫度、pH和酶的抑制劑等。,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,返回考點(diǎn)目錄,2．加酶洗衣粉在洗滌中的作用 (1)加酶洗衣粉：指含酶制劑的洗衣粉。 (2)酶制劑的種類與洗滌原理,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,高考考法突破,角度1 影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)及處理方法 1．影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì) 纖維素和果膠是組成水果的重要物質(zhì)，這兩種物質(zhì)的存在使制作果汁時存在兩個問題：一是果肉的出汁率低，耗時長；二是榨取的果汁渾濁、黏度高、容易發(fā)生沉淀。 2．處理方法——酶解法 果膠酶與纖維素酶的比較,考法1 酶在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,高考考法突破,角度2 探究影響果膠酶活性因素的實(shí)驗(yàn)分析 1．實(shí)驗(yàn)原則：遵循單一變量原則、對照原則，嚴(yán)格控制變量，盡量減少無關(guān)變量的影響。 2．實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶活性受溫度、pH和酶抑制劑的影響，在最適溫度或pH時，其活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小呈正相關(guān)。 3．實(shí)驗(yàn)流程,各取一支，分9組分別放入30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃、65 ℃、70 ℃的恒溫水浴中加熱(或各取一支，分5組調(diào)節(jié)蘋果泥和果膠酶的pH為5、6、7、8、9置于同一適宜的恒溫水浴中),考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,高考考法突破,4．三個實(shí)驗(yàn)的變量分析,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,角度3 探究果膠酶的用量 1．原理提示：本實(shí)驗(yàn)是一個探究性的定量實(shí)驗(yàn)，所測出的最適用量是在本實(shí)驗(yàn)的溫度、pH條件下測出的，因而果膠酶的最適用量應(yīng)標(biāo)明溫度和pH。 2．確定最適用量的方法：如果隨酶濃度的增加，過濾到的果汁的體積也增加，說明酶的用量不足；當(dāng)酶的濃度增加到某個值后，再增加酶的用量，過濾到的果汁的體積不再改變，說明酶的用量已經(jīng)足夠，這個值就是酶的最適用量。,高考考法突破,角度4 探究加酶洗衣粉的洗滌效果 1．探究不同溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響 (1)實(shí)驗(yàn)變量：水溫，必須設(shè)置合適的溫度梯度。 (2)無關(guān)變量：水量與水質(zhì)、洗衣粉用量、衣物質(zhì)料與大小、浸泡與洗滌時間等，應(yīng)該保持不變。 2．探究不同種類洗衣粉對同一污漬或不同污漬的洗滌效果的實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)原理：酶的催化作用具有專一性，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑種類較多，與單一加酶洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效果。 (2)實(shí)驗(yàn)變量 自變量：不同種類的加酶洗衣粉。 無關(guān)變量：其他條件相同且適宜(如溫度、pH等)。 (3)實(shí)驗(yàn)步驟,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,高考考法突破,3．探究加酶洗衣粉的洗滌效果 (1)判斷加酶洗衣粉洗滌效果的方法：可在洗滌后比較污漬的殘留狀況，如已消失、顏色變淺、面積縮小等。 (2)加酶洗衣粉的洗滌效果的探究方法：實(shí)驗(yàn)設(shè)計遵循的原則是對照原則和單一變量原則，如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有何不同時， 洗衣粉的種類為自變量，其他條件完全一致；同時，普通洗衣粉處理污物與加酶洗衣粉處理污物形成對照。,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,本考點(diǎn)結(jié)束,考點(diǎn)51 酶在果汁生產(chǎn)、洗滌方面的應(yīng)用,高考考法突破,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,考法2 固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù),應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1．固定化酶 (1)原理：將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為不溶于水而又有酶的特性的制劑，易于回收，可以重復(fù)利用。 (2)特性：與游離酶相比較，穩(wěn)定性好，與底物和產(chǎn)物容易分離，易于控制，能反復(fù)多次使用；便于運(yùn)輸和貯存，有利于自動化生產(chǎn)。 (3)固定化酶的制作方法：由酶的性質(zhì)和載體特性所決定，主要包括物理吸附法、化學(xué)結(jié)合法和包埋法等。 2．固定化細(xì)胞 (1)概念：利用物理或化學(xué)方法，將細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。 (2)優(yōu)點(diǎn)：制備容易、酶的活性高且穩(wěn)定。 (3)固定化技術(shù)：細(xì)胞一般采用包埋法進(jìn)行固定。 (4)應(yīng)用：固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵。 3．固定化酶和固定化細(xì)胞常用的材料 固定化酶常用多孔玻璃和離子交換樹脂等載體，而固定化細(xì)胞常用瓊脂糖、海藻酸鈉(鈣)、明膠和聚丙烯酰胺等。,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,返回考點(diǎn)目錄,高考考法突破,角度1 直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞的比較,考法2 固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù),考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,高考考法突破,角度2 高果糖漿的生產(chǎn) 1．原理：葡萄糖在葡萄糖異構(gòu)酶的催化下轉(zhuǎn)化為果糖。 2．固定化反應(yīng)柱：酶固定在一種顆粒狀載體上，再將這些酶顆粒裝到柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板，酶顆粒無法通過小孔，而反應(yīng)溶液卻能自由出入。 3．生產(chǎn)過程：將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱下端流出。 4．反應(yīng)柱的特點(diǎn)：能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。 角度3 制備固定化酵母細(xì)胞及其發(fā)酵的實(shí)驗(yàn) 1．實(shí)驗(yàn)過程 第一步：酵母細(xì)胞的活化。使處于休眠狀態(tài)的酵母細(xì)胞重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)：稱取1 g干酵母，放入50 mL的小燒杯中，加入蒸餾水10 mL，用玻璃棒攪拌，使酵母細(xì)胞混合均勻，成糊狀，放置1 h左右，使其活化。 第二步：配制物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/L的CaCl2溶液。稱取0.83 g無水CaCl2溶于150 mL蒸餾水中。 第三步：配制海藻酸鈉溶液。稱取0.7 g海藻酸鈉，放入50 mL小燒杯中，加入10 mL水，用酒精燈小火間斷加熱，邊加熱邊攪拌，至完全溶化，定容至10 mL。 第四步：海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合?；旌现昂Ｔ逅徕c溶液要冷卻至室溫，加入已活化的酵母細(xì)胞后進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，混合均勻后，再轉(zhuǎn)移至注射器中。 第五步：固定化酵母細(xì)胞。將混合液滴在CaCl2溶液中，形成凝膠珠，將這些凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30 min。,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,高考考法突破,2．注意事項(xiàng) (1)酵母細(xì)胞的活化：酵母細(xì)胞活化一般需要0.5～1 h，需要提前做好準(zhǔn)備。此外，酵母細(xì)胞活化時體積會變大，因此活化前應(yīng)該選擇體積足夠大的容器。 (2)海藻酸鈉溶液的濃度：海藻酸鈉溶液濃度過高，將很難形成凝膠珠；濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)量少。這兩種情況都會影響實(shí)驗(yàn)效果。 (3)海藻酸鈉溶液配制注意事項(xiàng)：對海藻酸鈉溶化時要小火間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊；將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫，再與酵母細(xì)胞混合，避免高溫殺死酵母細(xì)胞；固定化酵母細(xì)胞時，應(yīng)將海藻酸鈉與酵母細(xì)胞的混合液用注射器緩慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠的形成。 (4)CaCl2溶液的作用：使海藻酸鈉膠體發(fā)生聚沉，形成凝膠珠。,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,第六步：沖洗。將固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2～3次。 第七步：發(fā)酵。將150 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到200 mL的錐形瓶中，再加入固定好的酵母細(xì)胞，置于25 ℃下發(fā)酵24 h。,本考點(diǎn)結(jié)束,考點(diǎn)52 固定化酶和固定化細(xì)胞,