酶的研究与应用课件

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学案与测评课件生物人教版选修1专题4 酶的研究与应用

学案与测评课件生物人教版选修1专题4 酶的研究与应用

二、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
1.加酶洗衣粉:是指含有________的洗衣粉,常用酶制剂有 四类:蛋白酶、________、淀粉酶和纤维素酶。
2. 加酶洗衣粉去污机理
碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子________水解成 可溶性的氨基酸或小分子肽。脂肪酶、________和纤维素酶 分别把大分子脂肪、______和纤维素水解为小分子物质。 3. 探究不同种类的洗衣粉的洗涤效果
颜色已消失
(2)化学结合法
(3)活化
果胶酶的作用及用量 一、影响果汁产量的物质及处理方法 1. 影响果汁产量的物质 纤维素和果胶是组成水果的重要物质,这两种物质的存在
使制作果汁时存在两个问题:一是果肉的出汁率低,耗时
长;二是榨取的果汁浑浊、黏度高、容易发生沉淀。 2. 酶解法 常用的酶及其作用特点如下:
验结果的可信度和可靠性。
3. 衡量实验结果的指标 以果汁澄清度与果汁产量的多少确认果胶酶活性的高低。
【例1】 如图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系, 此曲线不能说明的是( )
A. 在B点之前,果胶酶的活性和温度成正相关;之后,相 反 B. 当温度到达B点时,果胶酶的活性最高,酶的催化作用 最高 C. A点时,果胶酶的活性很低,但随着温度升高,果胶酶 的活性可以上升 D. C点时,果胶酶的活性也很低,当温度降低时,酶的活 性也可以上升
果胶酶 纤维素 酶
组成 多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶果胶酯 酶 C1酶CX酶葡萄糖苷 酶
本质 蛋白质
作用 催化果胶分解成为可溶 性半乳糖醛酸 纤维素― ― →纤维二糖 CX酶
葡萄糖苷酶 C1酶
1. 原理 本实验是一个探究性的定量实验,所测出的最适用量是在 本实验的温度、pH条件下测出的,因而果胶酶的最适用量 应标明温度和pH。 2. 确定最适用量的方法 如果随酶浓度的增加,过滤到的果汁的体积也增加,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,过滤到的果汁的体积不再改变,说明酶的用量已经 足够,那么,这个值就是酶的最适用量。

酶动力学分析PPT课件

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第20页/共101页
• 式(3-12 ) 即米 氏 方 程 , 式中 的 两 个 动 力学 参 数 是 KS和 rP,max。 其 中 :
KS
k1 k1
CSCE C[ ES ]
KS表示了酶与底物相互作用的特性。KS的单位和CS的单位相同, 当rP=1/2 rP,max 时,存在KS=CS关系。
rP,max =k+2CE0。表示当全部酶都呈复合物状态时的反应速率。
• 根据质量作用定律,P的生成速率可表示为:
rP k2CES
( 3-11 )
式中:
C[ES] —中间复合物[ES]的浓度,它为 一难测定的未知量,因而不能用它来 表示最终的速率方程。
第16页/共101页
对上述反应机理,推导动力学方程时的三点假 设:
• (1)在反应过程中,酶的浓度保持恒定,即: CE0=CE+C[ES]。
建立反应动力学方程
确定适宜的操作条件
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酶促反应特征
• 优点:
• 不足:
• 反应在常温、常压、中性pH范围进行,节能且效 率高。
• 反应专一性强,副产物生成少; • 反应体系简单,反应最适条件易于控制。
• 反应仅限少数步骤,经济性差; • 反应周期较长;
第4页/共101页
第一节 均相酶促反应动力学
一级反应速率方程。
rS
rmax很大时,大部分酶为游离态的酶,而C[ES] 的量很少。要想提高反应速率,只有通过提高CS值, 进而提高C[ES],才能使反应速率加快。因而此时反 应速率主要取决于底物浓度的变化。
将上式进行重排,积分,可以推出
rmaxt
Km
ln
CS0 CS
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【智慧测评】2015高考生物(人教版)总复习课件:选修1 第3讲 酶的研究与应用

【智慧测评】2015高考生物(人教版)总复习课件:选修1 第3讲 酶的研究与应用

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解析:热水温度高,会使洗衣粉中的酶活性降低甚至
丧失;洗涤效果可通过相同时间内污渍的残留程度来表 示;当酶不在适宜pH范围内,加酶洗衣粉的洗涤效果可能 低于普通洗衣粉;衣物质地和洗衣粉的用量属于无关变 量,会影响实验结果。
答案:B
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2.探究影响果胶酶活性因素实验的分析 (1)实验原则:遵循单一变量原则、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:果胶酶活性受温度、 pH 或酶抑制剂的
影响,在最适温度或pH时,其活性最高,果肉的出汁率、
果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正相关。
宜的营养条件
D .利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是 作为反应底物
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解析: 本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识。 B 选项固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高,耐受
性比较好,和溶解氧没什么关系; C 选项利用固定化酶降
解水体中有机磷农药,纯粹的化学反应,不需要提供营养 条件,固定化细胞发挥作用才需要营养物质。 D选项利用 固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用除了作为反应底物 也作为碳源来调节酵母菌的代谢方式。
4.探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)实验原理:酶的催化作用具有专一性,复合酶洗衣
粉加入的酶制剂种类较多,与单一加酶洗衣粉相比,对各 种污渍都有较好的洗涤效果。 (2)实验变量 ①自变量:加酶洗衣粉的种类。
②无关变量:其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。

红对勾2015高考生物一轮课件:选1 专题3 酶的研究与应用

红对勾2015高考生物一轮课件:选1 专题3 酶的研究与应用

2①葡萄糖异构酶 ②酶颗粒 2.1物理 2①—c 3.活化 酶颗粒 化学 ② —b
③—a 海藻酸钠溶液 固定化酵母细胞
CaCl2溶液
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选修部分 选修1·专题3
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四、1探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响 0.6 2对照、单一变量 3②④ 4用温水浸泡;延长浸泡时间;增加洗衣粉的用量等 写出两项合理答案即可 酶失活
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,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。
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(4)酶是生物体内具有催化能力的有机物,绝大多数是 蛋白质,其催化效率受反应物浓度、温度、pH的影响。① 图A中,当反应物在低浓度范围内增加时,反应速度迅速 上升;当反应物达到一定浓度时,随反应物浓度增加,反 应速度不再增加。这是因为酶虽然有高效性,但催化能力 也有一定限度,当所有酶都发挥了最高效能后,反应物浓 度再增加,反应速度也不增加,这时受酶浓度影响。②从a 点到b点曲线上升,这是因为温度升高,酶活性升高。曲线 bc下降,因为温度超过最适温度,酶变性失活。
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加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列 问题: (1)由下图推知,该实验的目的是______________。 50℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量约是 ________%。

酶(生物化学)PPT课件

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详细描述
酶的活性中心是酶分子中具有特定空间结构的区域,能够与底物特异结合,并 通过催化反应将其转化为产物。活性中心的氨基酸残基通常是高度保守的,对 酶的催化活性至关重要。
酶的专一性
总结词
酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应的性质 。
详细描述
酶的专一性是酶的重要特性之一,它决定了酶在生物体内的 功能。一种酶通常只能催化一种或一类化学反应,这是因为 酶的活性中心具有特定的空间结构和化学环境,只能够与特 定的底物结合并催化相应的反应。
食品保鲜
酶可用于食品保鲜,如抑制果蔬 中酶的活性,延缓成熟和腐烂过 程;也可用于食品中农药残留的
降解。
功能性食品开发
酶可用于开发功能性食品,如通 过酶促反应生产低糖、低脂或高
纤维食品。
酶在环保领域的应用
有毒有害物质降解
酶可用于降解有毒有害物质,如重金属离子、有机溶剂和农药等, 降低其对环境和生物体的危害。
的诊断。
药物生产
酶可用于药物的生产和制造过程中, 如抗生素、激素和蛋白质药物等, 通过酶促反应提高生产效率和纯度。
生物治疗
酶在某些生物治疗过程中起到关键 作用,如基因疗法和细胞疗法中, 酶可促进特定基因的表达或改变细 胞代谢。
酶在食品工业中的应用
食品加工
酶在食品加工过程中起到重要作 用,如淀粉的改性、蛋白质的水 解和油脂的加工等,可改善食品 的口感、营养价值和加工性能。
计算机辅助设计
计算机辅助设计是一种利用计算 机模拟技术来预测和优化酶性能
的方法。
通过计算机模拟,可以预测酶的 催化机制、反应路径和动力学行
为,从而指导酶的优化设计。
计算机辅助设计与其他技术结合, 如量子化学计算和分子动力学模 拟,可进一步提高酶优化效率。

降低化学反应活化能的酶ppt课件

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维持酸碱平衡
酶在消化过程中还参与维持酸碱 平衡,如碳酸酐酶能够催化二氧 化碳和水反应生成碳酸,有助于 维持体内酸碱平衡。
促进营养物质吸收
酶能够将食物分解为小分子营养 物质,如氨基酸、单糖和脂肪酸, 便于身体吸收利用。
代谢系统中的酶
01
促进能量转化
代谢系统中的酶能够催化能量转化的 化学反应,如糖解酶、氧化磷酸化酶 等,将食物中的化学能转化为细胞可 利用的ATP。
降低化学反应活化能的酶
目录
• 酶的介绍 • 酶如何降低化学反应的活化能 • 酶在生物体内的功能 • 酶的工业应用 • 酶的研究前景 • 结论
01
酶的介绍
酶的定义
01
酶是一种生物催化剂,通过降低化学反应的活化能 来加速反应速度,但不改变反应的平衡点。
02
酶是由生物体产生的具有高度专一性的蛋白质,能 催化特定化学反应。
蛋白酶
用于水解蛋白质,生成氨 基酸,是生产氨基酸、肽 类等物质的重要原料。
脂肪酶
用于水解脂肪,生成脂肪 酸和甘油,是生产油脂、 香料、化妆品等的重要原 料。
纺织工业中的酶
纤维素酶
用于水解纤维素,生成葡萄糖,是生产生物纤维、 纸张等的重要原料。
蛋白酶
用于水解蛋白质,生成氨基酸,是生产蛋白质纤 维、皮革等的重要原料。
酶的生产与分离纯化
酶的生产
酶的生产方法主要有微生物发酵法、动物组织和植物组织提取法等。随着生物 技术的不断发展,基因工程和蛋白质工程技术为酶的大规模生产提供了新的途 径。
酶的分离纯化
酶的分离纯化是酶研究中的重要环节,主要包括细胞破碎、离心分离、萃取、 层析、电泳等步骤。随着蛋白质纯化技术的不断发展,高效液相色谱、离子交 换色谱等技术为酶的分离纯化提供了更高效的方法。

酶学反应机理的研究方法和应用

酶学反应机理的研究方法和应用

酶学反应机理的研究方法和应用酶是一种生物催化剂,它具有高效、特异、可逆和选择性等特性,广泛应用于医药、食品加工、化工等领域。

酶学反应机理是研究酶作用的基础,了解其机理有助于优化反应条件、提高反应效率。

下面将介绍酶学反应机理的研究方法和应用。

一、色谱法色谱法是酶学研究中常用的方法之一。

其原理是利用不同性质的物质在移动相和静相间的分配差异,实现色谱分离和分析。

在酶学反应机理的研究中,可以利用色谱法分离和分析反应产物、底物、中间体等,从而了解反应过程中涉及的化学物质及其浓度变化。

例如,研究酶催化反应产生的乙醇酸,可以采用离子交换色谱法将其与其他酸性物质分离。

通过检测不同反应时间点的样品中乙醇酸的含量变化,可以了解酶催化反应动力学参数,如反应速率常数、亲和力常数等。

二、质谱法质谱法是利用质量分析仪将化合物化为离子,并根据其质量和相对丰度进行检测和分析的方法。

在酶学反应机理的研究中,可以利用质谱法对反应过程中形成的中间体、产物等进行鉴定和定量。

例如,研究酶催化反应产生的黄酮类化合物,可以采用电喷雾质谱法(ESI-MS)进行分析。

通过检测不同反应时间点的样品中黄酮类物质的含量和结构变化,可以了解酶催化反应途径及其动力学参数等信息。

三、动力学分析动力学分析是研究酶催化反应速率和机理的基础。

它包括酶反应速率、酶底物亲和力、反应中间体生成和消失速率等方面的内容。

通过动力学分析,可以了解酶催化反应速率常数、酶抑制剂的作用和机理、酶催化反应的动力学机制等重要信息。

例如,研究酶催化反应的反应速率和动力学机理可以采用酶动力学参数测定仪。

通常通过改变反应底物浓度、温度、pH值等条件,测定反应速率和酶反应的动力学方程,并进一步了解酶催化反应的动力学性质。

四、结构分析结构分析是研究酶催化机制的重要方法之一。

它可以通过研究酶的分子结构、酶活性中心和底物结合模式等方面的信息,深入了解酶催化反应的机理和动力学特性。

例如,利用X射线晶体学可以揭示酶分子结构,并进一步了解酶活性中心的构造和底物结合模式等信息。

第一章 酶学与酶工程 (1节) 酶工程课件

第一章 酶学与酶工程 (1节) 酶工程课件
60年代,用小分子化合物修饰酶分子侧链基 团,使酶性质发生改变;
70年代,修饰剂的选用、修饰方法上又有了新 的发展。
此外,对抗体酶,人工酶,模拟酶等方面,以及 酶的应用技术研究 ,在近20年均取得了较大 进展,使酶工程不断向广度和深度发展,显示
退出 出广阔而诱人的前景。
三. 酶工程的研究内容 21世纪酶工程的发展主题
退出
(一)新酶的研究与开发
3.人工模拟酶 人工合成的具有类似酶活性的高聚物。 人工模拟酶在结构上必须具有两个特殊部位,
即一个是底物结合位点,另一个是催化位点 4.杂合酶 是指由来自两种或两种以上的酶的不同结构
片段构建成的新酶。 可以利用高度同源的酶之间的杂交,这种杂
交是通过相关酶同源区间残基或结构的交换 来实现。
退出
1878 德国的Kuhne 定义Enzyme 原意为在酵母中 1896 德国的Buchner证明了酵母无细胞提取液的酒精发酵
作用(1907年诺贝尔奖) 1926 美国的Sumner从刀豆中得到脲酶结晶(1946年诺贝
尔奖) 1969 日本固定化氨基酰化酶,第一次将固定化酶成功地应
用于工业生产。——酶工程诞生 1970 美国的Smith 发现限制性内切酶(1979年诺贝尔奖) 1986 美国cech和Altnan发现核酶(1989年诺贝尔奖)
酶的分子修饰可分为化学修饰和选择性遗传 修饰。
退出
(三)酶的高效应用
3.非水相催化 1984年,美国麻省理工学院从事非水系统内
酶反应的研究,取得成果,由此产生一个全 新的分支学科--非水酶学 非水相催化的特点: 大多数有机物在非水系统内溶解度高。 一些在水中不可能进行的反应,有可能在非 水系统内进行。 非水系统内酶的稳定性更好。 退出 在非水系统内酶很容易回收和反复使用。
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【解析】 血渍和油渍中既含蛋白质也含 脂肪。为加速血渍和油渍中蛋白质和脂肪的分 解,需要加酶或适当提高温度。对比同一温度 下的三组实验可知,甲加了一种酶,乙加了两 种酶。甲、乙两组洗涤效果的差异,说明酶具 有专一性。水温为80℃时,酶失活,因而三组 实验效果没有差别。固定化酶是利用物理或化 学的方法将酶固定在某种介质上,可以重复使 用。固体培养基分离、纯化霉菌的方法是划线 分离法或涂布分离法。羊毛、蚕丝织物的主要 成分是蛋白质,用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤会 分解其中的蛋白质,损坏衣物。
休眠
正常的生活状态
蒸馏水
小火或间断 焦糊
冷却至室温
注射器
CaCl2
凝Байду номын сангаас珠 CaCl2
问题探究2:CaCl2溶液有何作用? 提示: 使海藻酸钠胶体发生聚沉,形成凝 胶珠。
1 . (2012· 江苏单科 ) 下列关于酶和固定化 酵母细胞的研究与应用的叙述,错误的是 ( ) A.从酶的固定方式看,吸附法比化学结合 法对酶活性影响小 B.作为消化酶使用时,蛋白酶制剂以口服 方式给药 C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧 化氢酶,可以反复使用 D.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗,目的
【解析】 本题考查固定化酶和酵母细胞 的固定化的基本知识。酶的固定方法通常有化 学结合和物理吸附,前者可能引起酶分子结构 发生改变而改变酶的活性,后者则不会,故 A 正确;消化酶在消化道中起作用,故 B 正确; 尿糖试纸是用来鉴定尿液中是否含有葡萄糖的 ,只能利用一次,故 C错误;将溶化后的海藻 酸钠液冷却至室温,加入已活化的酵母细胞充 分搅拌混合均匀后移至注射器中,然后以恒定 速度缓慢滴加至 CaCl2 中而形成凝胶珠,再用 无菌水冲洗2~3次,所以无菌水冲洗的目的是 洗去CaCl2和杂菌,故D正确。
(对应学生用书P247)
一、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
加 酶 洗 衣 粉
含义:是指含酶制剂的洗衣粉 碱性蛋白酶 蛋白酶:效果明显的是 脂肪酶:效果明显的是 碱性脂肪酶 常用酶制剂 淀粉酶 纤维素酶 肽酶 蛋白质蛋白酶 ――→ 多肽――→氨基酸 脂肪酶 脂肪 ――→ 甘油和脂肪酸 淀粉酶 原理 淀粉 ――→ 麦芽糖或葡萄糖 纤维素酶 纤维素 ――→ 葡萄糖 耐 酸、碱 、忍受 表面活性剂 和较高温度 酶制剂特点 需要 包裹:遇水溶解
(4) 加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质 包裹的,遇水后包裹层很快溶解,释放出来的 酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶 的 固 定 化 技 术 及 其 理 由 : ________________________________________ ____________。 (5) 加酶洗衣粉中的淀粉酶可以从霉菌中提 取,用固体培养基分离、纯化霉菌的方法是 ________ 。羊毛、蚕丝等织物 ________( 填“ 能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤,因为 ________________________________________ ___________。
2.纤维素酶能催化纤维素的水解,在植物 细胞工程方面有着广泛的应用,你认为从下列 哪种生物提取纤维素酶比较合理 ( ) A.酿酒酵母 B.在腐木上生 长的霉菌 C.高等植物细胞 D.人体内的大 肠杆菌 【解析】 在腐木上生长的霉菌能分解腐 木中的纤维素,细胞中含有纤维素酶。 【答案】 B
3.为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将一 种无酶洗衣粉分成3等份,进行3组实验。甲、 乙两组在洗衣粉中加入1种或2种酶,丙组不加 酶,在不同温度下清洗同种化纤布上的 2 种污
单一变量原则 原则 对照 原则 实 验比较普通洗衣粉和加酶 变量为 洗衣粉的类型 设洗衣粉的洗涤效果实验 控制其他无关变量 计 变量为 温度 探讨加酶洗衣粉 最适温度实验 不同实验组之间形成 对照
问题探究1:有位同学打算用丝绸做实验材 料,探讨含有蛋白酶的洗衣粉的洗涤效果,你 认为他这样做合适吗?试分析原因。 提示:不合适。因为丝绸的主要成分是蛋 白质,它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解,损 坏衣物。
固定化酶和固定化细胞: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 固 结合时多 包埋法:细胞个体大,难以 吸附或结合 定 采用 化 方 化学结合法 法 酶分子小,易 从包埋材料中漏出 时多 细 物理吸附法 胞 采用 技 明胶 、琼脂糖、 海藻酸钠 、醋 常用的固定化载体: 术 酸纤维素和聚丙烯酰胺等 成本 低 固定化细胞优点 易 操作
水 渍,其他实验条件均相同,下表为实验记录。 温 10 20 30 40 50 /℃ 请回答下列问题: 组 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 别 清 除 血 渍 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67
(1) 提 高 洗 衣 粉 去 污 能 力 的 方 法 有 _________________。 甲组在洗衣粉中加入了 ________________ ,乙组在洗衣粉中加入了________________。 (2) 甲、乙两组洗涤效果的差异,说明酶的 作 用 具 有 ________________________________________ ___________。 (3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗 涤同一种污渍,请比较这 3 组洗涤效果之间的 差异并说明理由:
二、酵母细胞的固定化
固 定 化 酶 的 应 用
领域:食品、化工、轻纺、医药等 强碱、高温 易失活:通常对强酸、 酶的应用限制 和有机溶剂敏感 再次 利用,提高了生产成本 因素难 回收 :不能被 影响产品质量:反应后酶混在 产物 中 葡萄糖异构酶 原理:葡萄糖 ――→ 果糖 实例: 酶颗粒:酶固定在一种 颗粒状载体 上 高果 反应柱 酶颗粒 无法通过 糖浆 筛板小孔 反应液 可自由出入 生产 优点:降低 成本 ,提高果糖的 产量 和 质量
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