《生物技术实践》《酶的研究与应用》专题复习ppt课件

学习目标,知识点一,自主预习,自我领悟,知识点二,自主预习,自我领悟,易错易混,质疑解惑,专题,4,酶的研究与应用,专题4 酶的研究与应用,生物技术实践酶的研究与应用专题复习ppt课件,直接使用酶,固定化酶,固定化细胞,酶的种类,一种或几种,一种,一系列酶,常用载体,高岭土、皂土、硅胶、凝胶,明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺,制作方法,化学结合法、物理吸附法,包埋法,是否需要营养物质,否,否,是,直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的比较,直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种类一种或几种一种一系列酶,催化反应,单一或多种,单一,一系列,反应底物,各种物质,(大分子、小分子),各种物质,(大分子、小分子),小分子物质,优点,催化效率高，低耗能、低污染等,酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时固定在载体上的酶还可以被反复利用,成本低，操作更容易,催化反应单一或多种单一一系列反应底物各种物质(大分子、小分子,不足,对强酸、强碱、高温和有机溶剂等环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量,一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的,固定后的细胞与反应物不容易接近，尤其是大分子物质，可能导致反应效率下降等,不足对强酸、强碱、高温和有机溶剂等环境条件非常敏感，容易失活,(1),实验原理：,当酶处于最适温度或最适,pH,时，酶的活性最高。,若温度过高、过酸或过碱，则导致酶变性失活。,在一定范围内，果肉的出汁率和果汁的澄清度与果胶酶的活性成正比。,探究酶活性影响因素的实验设计,(1)实验原理：探究酶活性影响因素的实验设计,(2),实验操作流程：,温度或,pH,对果胶酶活性的影响,(2)实验操作流程：,(3),结果分析：,根据实验数据绘制出温度和,pH,对果胶酶活性,(,用酶反应速度表示,),影响的曲线图,(,如图,a,、,b),，最终得到果胶酶的最适温度和,pH,。,(3)结果分析：,由于初次实验的梯度变量选择目的性不强，选择的范围有可能出现过高或过低的情况，这可以从画出的曲线中反映出来，如图所示，实验中可以根据出现的曲线进一步选择合适的梯度变量。,由于初次实验的梯度变量选择目的性不强，选择的范围有可能出现,2,探究果胶酶的最适用量：,(1),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，再增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。,(2),实验过程：,2探究果胶酶的最适用量：(2)实验过程：,(3),结果分析：,根据实验数据绘制出不同果胶酶用量对出汁率影响的曲线图,(,在浓度和体积相同的条件下，如图所示,),。,预实验,(1),概念：在正式实验前，用标准物质或只用少量样品进行实验。,(2),意义：为正式实验选择最佳实验材料，准确控制无关变量，避免造成人力、物力及财力浪费。,(3),应用：在探究酶最适温度或,pH,时，一般要设置预实验。,(3)结果分析：根据实验数据绘制出不同果胶酶用量对出汁率影响,1,探讨加酶洗衣粉的洗涤效果时，要有效地控制变量,实验,自变量,因变量,无关变量,探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果,洗衣粉种类,(,普通和加酶,),洗涤,效果,探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果,加酶洗衣粉,中酶的种类,水用量，污物量，实验用布的质地与大小，不同洗衣粉用量，搅拌、洗涤时间等,探究不同温度对加酶洗衣粉的影响,温度,有关酶的实验设计,1探讨加酶洗衣粉的洗涤效果时，要有效地控制变量实验自变量因,探讨加酶洗衣粉最适温度的实验中，根据实际生活中的情况，温度梯度可进一步设置为,20,、,25,、,30,、,35,、,40,、,45,、,50,、,55,，若测出,40,时洗涤效果较好，应设置更细的实验组，如,35,、,36,、,37,、,38,、,39,、,40,、,41,、,42,、,43,、,44,、,45,，直至测出具体的最适温度。,探讨加酶洗衣粉最适温度的实验中，根据实际生活中的情况，温度梯,2,有关酶的探究实验设计思路,在保证无关变量相同的前提下，在一恒定温度下设置,pH,梯度，可确定酶催化作用的最适,pH,；在一恒定,pH,条件下，通过设置温度梯度，可确定酶催化作用的最适温度；在温度和,pH,都相同的条件下，通过设置酶的用量梯度可以确定酶的最适用量。,2有关酶的探究实验设计思路,设计遵循单一变量原则，有效地控制其他变量,(,如水质、水温等,),，具体实验程序分析,(,如下表,),：,探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验设计,易混点,1,设计遵循单一变量原则，有效地控制其他变量(如水质、水温等)，,知识点,知识点要素,梳理知识要点,加酶洗衣粉,种类,蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶,探究加酶洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果,实验流程,制备污渍物设置对照加入洗衣粉加入污渍物搅拌观察洗涤效果,实验变量,(,自变量,),洗衣粉种类,(,是否加酶,),实验结果,加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好,探究加酶洗衣粉的最适温度,实验变量,温度,实验流程,制备污渍物设置温度梯度对照加入洗衣粉加入污渍物搅拌观察洗涤效果,知识点知识点要素梳理知识要点加酶洗衣粉种类蛋白酶、脂肪酶、淀,探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果,实验变量,加酶洗衣粉中酶的种类,实验流程,三等份各类污渍物烧杯中各加入等量的不同类型的洗衣粉和水将污渍物分别放入烧杯中搅拌观察实验效果,探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果实验变量加酶洗衣粉中酶的种,【,典例,1】,有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普通洗衣粉。实验分为两组，一组衣物用加酶洗衣粉洗涤，一组衣物用普通洗衣粉洗涤。该实验设计缺少,(,),A,用加酶洗衣粉洗涤和适量普通洗衣粉洗涤的对照,B,既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照,C,用普通洗衣粉洗涤和少量加酶洗衣粉洗涤的对照,D,用少量普通洗衣粉洗涤和大量加酶洗衣粉洗涤的对照,【典例1】有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普,【,解析,】,本探究实验为定性探究实验，不涉及量的变化，缺乏空白对照，补充空白对照实验后，实验结果更具说明力。,【,答案,】B,【解析】本探究实验为定性探究实验，不涉及量的变化，缺乏空白对,酶的固定化技术,名称,原理,图示,包埋法,将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中,化学结,合法,利用共价键、离子键将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上,物理吸,附法,通过物理吸附作用，把酶固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃和离子交换树脂等载体上,易混点,2,酶的固定化技术 名称原理图示包埋法将微生物细胞均匀地包埋在不,【,典例,2】,在上个世纪,50,年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了,70,年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术，大大降低了生产成本，请回答有关问题。,(1),在实际生产中，固定化酶技术的优点是,_,。,与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是,_,。,(2),制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是,_,，使用了下图中方法,_(,填出号码及名称,),。,【典例2】在上个世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领,(3),制作固定化酵母菌细胞时，充分混合均匀的酵母细胞胶液可在饱和,_,溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是,_,。,(3)制作固定化酵母菌细胞时，充分混合均匀的酵母细胞胶液可在,【,解析,】,(1),固定化酶使酶与反应物易接触，与产物易分离，并且能反复利用，降低了生产成本。固定化酶固定的是纯净的酶，酶会失活。固定化细胞能固定一系列酶。,(2),制备固定化酵母细胞，由于细胞比酶分子体积大，难以被吸附或结合，多采用包埋法，常用的载体是海藻酸钠。,(3),酵母细胞胶液能在饱和的,CaCl,2,溶液中形成凝胶珠。若海藻酸钠浓度过高或针筒距离液面过近，得到的凝胶珠可能不是圆形。,【解析】(1)固定化酶使酶与反应物易接触，与产物易分离，并,【,答案,】,(1),酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复利用多酶系统,(,一系列酶、多种酶,),(2),海藻酸钠包埋法,(3)CaCl,2,海藻酸钠浓度过高,(,或针筒口离液面距离过近，高度不够,),【答案】(1)酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，固定在,【,例,1】,下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是,(,),。,A,酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶,B,透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化,C,棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤,D,多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层,高考典例示范,【例1】下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是()。,【,解析,】,利用酶解法和吸水涨破法使细胞解体，用于制备胞内酶；酶的纯化和分离的方法有透析法、离心沉降法和电泳法；纤维素酶能去除棉纺织品表面浮毛，平整织物表面，故可用添加纤维素酶的洗衣粉洗涤棉织物；多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的最外层，保持其他酶在胃中不被破坏。,【,答案,】A,【解析】利用酶解法和吸水涨破法使细胞解体，用于制备胞内酶；酶,【,例,2】,回答下列关于微生物和酶的问题。,环境污染物多聚联苯难以降解，研究发现联苯降解菌内的联苯水解酶是催化多聚联苯降解的关键酶。,(1),下列培养基中能有效分离联苯降解菌的是,_,，原因是,_,。,A,培养基,(g/L),：某生长因子,2.0,，,(NH,4,),2,SO,4,2.0,，,K,2,HPO,4,3.0,，,MgSO,4,1.0,，,pH 7.4,，多聚联苯,50mL,B,培养基,(g/L),：牛肉膏,10.0,，蛋白胨,20.0,，葡萄糖,20.0,，,NaCl 5.0,，,pH7.4,【例2】回答下列关于微生物和酶的问题。,C,培养基,(g/L),：某生长因子,2.0,，淀粉,20.0,，,NH,4,NO,3,2.5,，,MgCl,2,0.5,，,K,2,HPO,4,3.0,，多聚联苯,50 mL,，,pH 7.4,进一步研究发现，不同的金属离子对联苯水解酶的活性有一定影响，结果见下表：,C培养基(g/L)：某生长因子2.0，淀粉20.0，NH4N,(2),依据表中结果，金属离子,_,对该酶的活性有一定的促进作用。金属离子对酶的活性有促进或抑制作用，可能的原因是,_,。,(3),通过酶工程可将联苯水解酶用于生产实践。酶工程通常包括酶的生产、,_,、酶的固定化和酶的应用等方面。酶固定化的好处是,_,。,(4),下图实线表示联苯水解酶催化的反应速度与酶浓度的关系，虚线表示在其他条件不变的情况下，底物浓度增加一倍，反应速度与酶浓度的关系，能正确表示两者关系的是,_,。,(2)依据表中结果，金属离子_对该酶的活性有一,生物技术实践酶的研究与应用专题复习ppt课件,(5),红球菌和假单孢菌都能降解多聚联苯，但研究发现以每克菌体计算，两种菌降解多聚联苯的能力有所不同，对此现象合理的假设是,_,或,_,。,(5)红球菌和假单孢菌都能降解多聚联苯，但研究发现以每克菌体,【,解析,】,(1)A,培养基中只有多聚联苯一种碳源，只有联苯降解菌可以利用这一种碳源而生存。因此，,A,培养基可以作为分离联苯降解菌的选择培养基。,(2),根据表格数据，当培养基中添加,Mn,2,时，能使联苯水解酶的活性升高。金属离子是通过与酶结合后，改变酶的空间结构来影响酶活性的。,(3),酶具有专一性、高效性，酶催化后，酶分子结构不改变，如果能利用酶工程将酶固定下来，便可以重复利用，使酶的催化反应连续进行。酶工程的操作包括酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和酶的应用等几个方面。,【解析】(1)A培养基中只有多聚联苯一种碳源，只有联苯降解,(4),影响酶促反应速度的因素有酶浓度、底物浓度和温度、,pH,等反应条件。在反应条件适宜，酶量不足的情况下，增加底物量，酶促反应速度不增加，此时酶促反应速度的限制因子是酶浓度。随着酶浓度的增加，当酶浓度不是