1、3.1 3.1 酶的制备和应用酶的制备和应用 一、酶的性质和酶活力一、酶的性质和酶活力 1.酶的性质酶的性质 (1)酶是酶是 电解质，能在电解质，能在 中移动。中移动。 (2)酶的水溶液具有酶的水溶液具有 的性质，不能通过的性质，不能通过 。 (3)酶分子易受一些酶分子易受一些 因素和因素和 因素的作用而因素的作用而 ，从而丧失，从而丧失 。 两性两性 电场电场 亲水胶体亲水胶体 半透膜半透膜 物理物理 化学化学 变性变性 活力活力 2酶活力酶活力 (1)酶活力也称为酶活力也称为 ，是指酶在，是指酶在 一定的化学一定的化学 反应时表现出来的能力， 通常用反应时表现出来的能力， 通常用 来表示。
2、来表示。 (2)酶促反应速率是指酶促反应过程中，酶促反应速率是指酶促反应过程中， 底底 物的物的 或产物的或产物的 。 3度量酶活力的国际单为度量酶活力的国际单为 。 酶活性酶活性 催化催化 酶促反应的速率酶促反应的速率 单位时间内单位时间内 减少量减少量 生成量生成量 IU 1酶的数量会因参与化学反应而变化吗？酶的数量会因参与化学反应而变化吗？ 【提示提示】 酶作为催化剂，其数量和性质在化酶作为催化剂，其数量和性质在化 学反应前后不变。学反应前后不变。 思考思考 二、果胶与果胶酶二、果胶与果胶酶 1.果胶果胶 (1)存在存在 所有高等植物细胞壁和细胞间隙中的一种所有高等植物细胞壁和细胞间隙中
3、的一种 。 (2)作用作用 与植物组织中的纤维素、半纤维素、木质素以及蛋白质与植物组织中的纤维素、半纤维素、木质素以及蛋白质 等相互等相互 ，使细胞组织结构，使细胞组织结构 。 (3)性质性质 具有具有 结构多糖结构多糖 交联交联 坚固坚固 水溶性水溶性 2果胶酶果胶酶 (1)组成：是所有能够分解果胶的组成：是所有能够分解果胶的 。 (2)作用：分解作用：分解 ，促进植物组织的，促进植物组织的 ，降低细，降低细 胞内容物的胞内容物的 。 (3)应用：广泛应用于应用：广泛应用于 、 、纺织、造纸等行业、纺织、造纸等行业 中。中。 酶的总称酶的总称 果胶果胶 分解分解 黏度黏度 饲料饲料 食品食品
4、 2某果汁公司生产的一种蜜枣汁鲜甜爽口、营养某果汁公司生产的一种蜜枣汁鲜甜爽口、营养 丰富，但是在试生产时，由于果汁中有一种果胶丰富，但是在试生产时，由于果汁中有一种果胶 ，造成果汁产量低且有沉淀，你如何解决这一问，造成果汁产量低且有沉淀，你如何解决这一问 题？题？ 【提示提示】 在果汁生产中加入果胶酶把果胶分解在果汁生产中加入果胶酶把果胶分解 。 思考思考 三、酶制剂的用途三、酶制剂的用途 1.淀粉酶可以迅速水解淀粉分子链中的淀粉酶可以迅速水解淀粉分子链中的 1,4葡萄糖葡萄糖 苷键，可用于苷键，可用于 、 等食品加工。等食品加工。 2蛋白酶能把蛋白质水解成蛋白胨、多肽、氨基酸等，蛋白酶能把
5、蛋白质水解成蛋白胨、多肽、氨基酸等， 以改善食品的以改善食品的 。 3纤维素酶适用于水果和蔬菜的纤维素酶适用于水果和蔬菜的 的处理。的处理。 4脂肪酶是能将脂肪水解为脂肪酶是能将脂肪水解为 、甘油二脂、甘油、甘油二脂、甘油 单酯和甘油的水解酶类，可应用于单酯和甘油的水解酶类，可应用于 加工、加工、 酿造、酿造、 食品增香、饲料添加剂以及洗涤剂等领域。食品增香、饲料添加剂以及洗涤剂等领域。 面包面包 馒头馒头 营养价值营养价值 果浆或果渣果浆或果渣 脂肪酸脂肪酸 面粉面粉 酒类酒类 四、制备果胶酶并观察其作用四、制备果胶酶并观察其作用 1.制备果胶酶制备果胶酶 预冷预冷 10%的的NaCl 过滤
6、过滤 离心离心 2观察果胶酶对苹果匀浆液的作用观察果胶酶对苹果匀浆液的作用 制作苹果匀浆液制作苹果匀浆液 设置设置 观察观察 并得出并得出 对照实验对照实验 现象现象 结论结论 1底物浓度越高，酶活力越大。底物浓度越高，酶活力越大。() 【提示提示】 底物浓度不影响酶活力。底物浓度不影响酶活力。 2果胶酶是一种酶，借助酶的专一性水解果胶。果胶酶是一种酶，借助酶的专一性水解果胶。() 【提示提示】 果胶酶是一个多酶复合体系。果胶酶是一个多酶复合体系。 3纤维素酶适于面包、馒头等食品的加工。纤维素酶适于面包、馒头等食品的加工。() 【提示提示】 纤维素酶适于水果和蔬菜果浆或果渣的处理。纤维素酶适于
7、水果和蔬菜果浆或果渣的处理。 4酶的提取一般在低温、低酶的提取一般在低温、低pH下进行。下进行。() 【提示提示】 一般在低温、适宜一般在低温、适宜pH下进行。下进行。 5蛋白酶是洗衣粉中最常用的一类酶制剂。蛋白酶是洗衣粉中最常用的一类酶制剂。() 课堂探究课堂探究 一、影响酶活力的因素一、影响酶活力的因素 【问题导思问题导思】 哪些因素影响酶的活力？哪些因素影响酶的活力？ 低温和高温两种情况下对酶结构的影响低温和高温两种情况下对酶结构的影响 是否相同？是否相同？ 1温度温度 酶活力随温度的变化而变化的趋势可用图示表示：酶活力随温度的变化而变化的趋势可用图示表示： (1)温度从温度从 t1到到
8、 t 时，随着温度的升高，酶活力逐渐增强。时，随着温度的升高，酶活力逐渐增强。 (2)温度从温度从 t 到到 t2时，随着温度的升高，酶活力逐渐降低。时，随着温度的升高，酶活力逐渐降低。 (3)温度高于温度高于 t2时，酶活力全部丧失。时，酶活力全部丧失。 (4)t3、t4条件下，酶活力相同。条件下，酶活力相同。 2pH 每种酶都有一定的最适每种酶都有一定的最适 pH 范围。例如，果胶酶最适范围。例如，果胶酶最适 pH 范围为范围为 34。过酸、过碱都会使酶发生不可逆失活。过酸、过碱都会使酶发生不可逆失活。 3酶的激活酶的激活剂剂 有时加入酶的激活剂可以提高酶活力。例如，有时加入酶的激活剂可以
9、提高酶活力。例如，NaCl 可以可以 提高果胶酶的活力。提高果胶酶的活力。 4酶的抑制剂酶的抑制剂 加入酶的抑制剂后可以降低酶活力，甚至使酶加入酶的抑制剂后可以降低酶活力，甚至使酶 失去活力。例如，失去活力。例如，Fe3 、 、Cu2 、 、Zn2 等重金属 等重金属 离子对果胶酶有抑制作用。离子对果胶酶有抑制作用。 课堂探究课堂探究 二、二、 探究果胶酶活力因素的实验设计探究果胶酶活力因素的实验设计 【问题导思问题导思】 如何探究温度和如何探究温度和pHpH对果胶酶活力的影响？对果胶酶活力的影响？ 如何探究果胶酶的用量？如何探究果胶酶的用量？ 1 1探究温度和探究温度和pHpH对果胶酶活力的
10、影响对果胶酶活力的影响 (1)(1)实验原理：实验原理： 当酶处于最适温度或最适当酶处于最适温度或最适pHpH时，酶的活力最高。时，酶的活力最高。 若温度过高、过酸或过碱，则导致酶变性失活。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 胶酶的活力成正相关。胶酶的活力成正相关。 (2)(2)实验操作流程：实验操作流程： 温度或温度或pHpH对果胶酶活力的影响对果胶酶活力的影响 (3)(3)结果分析：结果分析： 根据实验数据绘制出温度和根据实验数据绘制出温度和pHpH对果胶酶活力对果胶酶活力( (用酶用酶 反应
11、速度表示反应速度表示) )影响的曲线图影响的曲线图( (如图如图a a、b)b)；不同果胶；不同果胶 酶用量对出汁率影响的曲线图酶用量对出汁率影响的曲线图( (在浓度和体积相同的在浓度和体积相同的 条件下，如图条件下，如图c)c)；并最终得到果胶酶最适温度、；并最终得到果胶酶最适温度、pHpH以以 及果胶酶的最适用量。及果胶酶的最适用量。 由于初次实验的梯度变量选择目的性不强，选择的范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映出来
12、，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。合适的梯度变量。 2 2探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量 (1)(1)实验原理：在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果实验原理：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。用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。 (2)(2)实验过程：实验过程： 课堂探究课堂探究 三、探究洗衣粉中的酶在洗涤中作用的实验设计三、探究洗衣粉中的酶在洗涤中作用的实验设计 【问题导思问题导思】 如何在加酶洗衣粉
13、的探究实验中控制单一变量？如何在加酶洗衣粉的探究实验中控制单一变量？ 在该探究实验中应注意哪些问题？在该探究实验中应注意哪些问题？ 1 1探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果 (1)(1)实验准备实验准备 带有污染物的实验用布的制取：称取一定量的污染物带有污染物的实验用布的制取：称取一定量的污染物 制成溶液，取等量污染物滴加在相同大小、质地的新布制成溶液，取等量污染物滴加在相同大小、质地的新布 上。上。 称取等量的洗衣粉：用天平准确称取等量普通洗衣称取等量的洗衣粉：用天平准确称取等量普通洗衣 粉和加酶洗衣粉。粉和加酶洗衣粉。 (2)(2)
14、实验步骤实验步骤 取大烧杯两个，用量筒量取等量水放入其中。取大烧杯两个，用量筒量取等量水放入其中。 分别向两烧杯中加入称量好的两种洗衣粉，然后同分别向两烧杯中加入称量好的两种洗衣粉，然后同 时放入制好的污染布块。时放入制好的污染布块。 用玻璃棒同时充分搅拌，一段时间后可重复进行。用玻璃棒同时充分搅拌，一段时间后可重复进行。 相同时间后观察洗涤效果。相同时间后观察洗涤效果。 (3)(3)实验结论实验结论 加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好。加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好。 2 2探究使用加酶洗衣粉的最适温度探究使用加酶洗衣粉的最适温度 (1)(1)实验原理实验原理 温度可以影响酶的结构，从而
15、影响酶的活性，进而影温度可以影响酶的结构，从而影响酶的活性，进而影 响加酶洗衣粉的洗涤效果。响加酶洗衣粉的洗涤效果。 (2)(2)实验步骤实验步骤 同上一实验，不同的是，需设置温度梯度，如同上一实验，不同的是，需设置温度梯度，如10 10 、15 15 、55 55 ，若测出在，若测出在40 40 时洗涤效果时洗涤效果 较好，可设置更细的实验组，如较好，可设置更细的实验组，如35 35 、36 45 36 45 ，直至测出具体的最适温度。，直至测出具体的最适温度。 3 3探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果 (1)(1)实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗
16、衣实验原理：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。各种污渍都有较好的洗涤效果。 (2)(2)实验步骤实验步骤 制备各种污渍物，分成多份，取制备各种污渍物，分成多份，取1 000 mL1 000 mL烧杯多个，烧杯多个， 各加入各加入500 mL500 mL水和水和1 g1 g不同类型的洗衣粉，作好记录。不同类型的洗衣粉，作好记录。 将污物分别放入不同烧杯中，用玻璃棒搅拌，洗涤相将污物分别放入不同烧杯中，用玻璃棒搅拌，洗涤相 同时间。同时间。 观察比较洗涤效果，得出结论。观察比较洗涤效果，得出结论。
