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1、,专题4 酶的研究与应用,一、果胶与果胶酶 1果胶 是植物细胞壁及 的主要成分之一，它是由 聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。,胞间层,半乳糖,醛酸,2果胶酶 (1)作用：能够把果胶分解成可溶性的 。 (2)组成：果胶酶并不特指 ，而是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、 、 酶等。 (3)来源：植物、 、酵母菌和 均能产生果胶酶。由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一，被广泛地应用于果汁加工业。,半乳糖醛酸,某一种酶,果胶分解酶,果胶酯,霉菌,细菌,果胶酶与纤维素酶的比较,二、酶的活性与影响酶活性的因素 1酶的活性 指 的能力，酶活性的高低可用在一定条件下，
2、酶所催化的某一化学反应的 来表示。 2酶的反应速度 用单位时间内、单位体积中 或产物的 来表示。 3影响酶活性的因素 、 、酶的 等。,酶催化一定化学反应,反应速度,反应物的减少量,增加量,温度,pH,抑制剂,三、探究pH和温度对酶活性的影响 1设计思路 在一恒定温度下，通过设置 来确定酶催化反应的最适pH；在一恒定的pH下；通过设置 来确定酶催化反应的最适温度。 2检测方法 (1)在研究温度和pH对唾液淀粉酶活性的影响时，通过用 检测反应后的溶液是否变 来判断酶是否具有活性。 (2)定量测定果胶酶的活性，判断标准：一是果汁的 ，二是果汁的 。,H梯度,温度梯度,碘液,蓝,出汁率,澄清度,四、
3、探究果胶酶的用量 (1)意义：生产果汁时，为了使果胶酶得到充分利用，节约成本，需控制好酶的 。 (2)自变量： 。 (3)其他影响因素： pH、温度、酶催化反应的 、苹果泥的 等。,用量,酶的用量,时间,用量,普通洗衣粉,表面活性剂，水软化剂，碱剂，漂白剂等成分，有的洗衣粉中还含有增白剂，香精和色素，以及填充剂等,洗衣粉主要成分：,作用：洗衣粉的主要成分，优先吸附在各种界面上，降低水的表面张力，改变体系界面的状态，去除衣物的污渍,表面活性剂,种类：阴离子、阳离子、非离子和两性离子等四大类，但用于洗涤的表面活性剂则以阴离子和非离子为主.,一般表面活性剂中含有疏水基团和亲水基团，在洗涤过程中其乳化
4、作用和通透作用，是衣服中的脂肪类物质进入水中。,应用：表面活性剂有最普通、最传统的阴离子表面活性剂就是人类使用了几百年的肥皂（高级脂肪酸钠）。合成洗涤工业问世之后，使用最普遍的是十二烷基苯磺酸钠，非离子表面活性剂应用最广泛的是聚氧乙烯醚类,应用：三聚磷酸钠广泛应用于各种洗衣粉中，无磷洗衣粉中不含有三聚磷酸钠。,作用：防止水中的钙、镁离子造成的阴离子表面活性剂失活，提高表面活性剂利用率。,种类：三聚磷酸钠是最为常用的一种水软化剂，它具有软化水质、分散污垢、缓冲碱剂及抗结块性能等特点,水软化剂,漂白剂：可延缓衣物的泛黄程度，但对衣物有一定的损伤。,碱剂：,作用：在适当的碱度下，纤维和污垢可被最大限
5、度地离子化，更易于污垢的水解和分散。,应用：一般洗衣粉配方中都含有纯碱和硅酸钠，其中硅酸钠还具有使污垢颗粒悬浮、防止再沉积的作用。,增白剂,香精和色素,丝、棉、毛类等天然纤维的浅色衣物容易变黄，加入增白剂后，它能够留存在衣物上，吸收阳光中的紫外线，反射出与黄光互补的蓝色光线，从而掩盖了衣物上的黄色。,改善洗衣粉的气味和外观，给人清新愉悦的感受，并掩盖某些化学成分的异味。,种类,洗衣粉含磷量,无磷洗衣粉、含磷洗衣粉,助洗剂：结合钙镁离子，阻止污垢再沉积，有助于提高表面活性剂的去污能力。,含磷洗衣粉：以磷酸盐为主要助洗剂的一类产品。,无磷洗衣粉：不用磷酸盐作助洗剂的一类产品，无水质富营养化这一特点
6、，有利于水体环境保护。,洗涤效果,普通洗衣粉、浓缩洗衣粉,普通洗衣粉：颗粒大而疏松，溶解性好，泡沫较为丰富，但去污力相对较弱，不易漂洗，一般适用于手洗。,浓缩洗衣粉：颗粒小，密度大，泡沫较少，但去污力至少是普通洗衣粉的两倍，易于清洗，节约水，一般适用于机洗。,加酶洗衣粉,1、定义：,含有酶制剂的洗衣粉,2、成分,除含有普通洗衣粉的成分外，还含有多种酶制剂：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶，复合酶。,蛋白酶：,应用：有助于取出例如汗渍，血渍，青草，粘液，粪便以及各种食品类的蛋白质污垢。,作用：碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的小分子肽和氨基酸,碱性蛋白酶是应用最广泛、效果最明显,蛋白质 多肽
7、氨基酸,蛋白酶,肽酶,脂肪酶,应用：可以催化水解各类动植物油脂和人体皮脂腺分泌物及化妆品污垢，,碱性脂肪酶也是应用最广泛、效果最明显,作用：将大分子的脂肪水解为小分子的物质，甘油和脂肪酸,淀粉酶,应用：可以去除例如来自面条、巧克力、肉汁和婴儿食品中含有淀粉的污垢。,作用：将淀粉水解成小分子物质。,纤维素酶,应用：去除棉纺织品表面的浮毛，使洗涤后的棉纺织品柔软蓬松，织纹清晰，色泽更加鲜艳，穿着更加舒适。,作用：碱性纤维素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深层的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，从而达到更好的去污效果但过量使用，也能损伤棉麻等天然性织物。,复
8、合酶,实际污垢组成复杂，往往蛋白污垢被脂肪污垢或淀粉污垢覆盖，单一酶的作用一般达不到彻底清除污垢的作用。而复合酶可以发挥其独特的“协同效应”。,试验测定，单独使用蛋白酶或淀粉酶，得到的洗涤效果远不如把每种酶用量减半后放在一起使用的效果。即给定酶的用量，复合酶的效果远远超过单一酶的效果。原因是淀粉酶分解了污渍表面的淀粉污垢，使蛋白酶能以更有效的方式向蛋白质污垢进攻。,普通洗衣粉和加酶洗衣粉的异同,相同点：,表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂分子分散开；水软化剂可以分散污垢；等。,不同点：,酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易于溶于水，从而与纤维分开。,解释现象资料分析：,1、若
9、某洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，说明该洗衣粉中加入的是什么酶？为什么？,蛋白酶，因为血渍和奶渍的主要成分是蛋白质，蛋白酶能分解血渍和奶渍中的蛋白质。,2、为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时？如何缩短衣物的浸泡时间？,是为了使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白质污渍；用温水浸泡衣物，因为酶的催化作用需要适宜的温度。,3、为什么不能在60以上的水中使用此洗衣粉？,使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度，温度过高会使酶变性失活。在低温下酶的活性下降。,4、试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料？,因为蛋白酶能使蛋白质水解，而丝质及羊毛衣料中含有蛋白质，这样会损坏衣物,5.
10、为什么使用加酶洗衣粉洗衣后，须彻底清洗双手？,此外：加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活力损失。,探究不同类型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： 自变量：酶的种类或不同种类的洗衣粉。 无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。根据单一变量原则和等量原则可知，水的用量、污染物的量，所用实验用布的质地、大小、两种洗衣粉的用量，搅拌洗涤时间及水温应一致。,【总结提升】 (1) 在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶达到所要求的温度或pH条件，以避免混
11、合后条件的变化，确保实验结果的可靠性。 (2) 同等条件下的酶促反应速率的快慢可以表示酶活性的高低，但酶活性与酶促反应速率仍然是两个完全不同的概念，其影响因素也不完全相同，如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促反应速率，但不能影响酶的活性。 (3) 比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中，实验变量为洗涤剂，设计时应遵循单一变量原则，对照性原则，有效地控制其他变量，如水的用量、污物的量、所用实验用布的质地大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。,【总结提升】 (4) 探究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，
12、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。 (5) 在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件，如最适温度、pH，还要考虑衣物的承受能力，如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物；也要考虑洗涤成本问题；因为污渍的成分比较复杂， 一般选择复合加酶洗衣粉，以减少用量。,【加固训练】加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题： (1)为了探究某加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果的关系，某同学通过实验获得下图所示的结果。由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是%，本实验的自变量是 。,0.6 碱性蛋
13、白酶的含量,【解析】 (1)根据本实验的目的可知，碱性蛋白酶的含量为自变量。从坐标图可以看出，碱性蛋白酶含量在0.6%时为最适含量，既达到了最好的效果，又不至于造成浪费。,(2)下表是围绕加酶洗衣粉的一项研究结果：,上述实验结果可以得出的结论有： ； 。,(3)在使用加酶洗衣粉过程中，对于特别脏的衣服、较大的洗衣量，写出两项提高洗涤效果的措施。 ； 。,在相同温度条件下加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉强使用加酶洗衣粉时的适宜温度为45左右(或4050),用温水浸泡延长浸泡时间增加洗衣粉的用量等(任两项即可),(4)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的实验记录，请据表回答：,该实验设
14、计体现了 原则。若实验组1号洗净所需时间接近7分钟，最可能的原因是_。,对照、单一变量 酶失活,【解析】 (1)根据本实验的目的可知，碱性蛋白酶的含量为自变量。从坐标图可以看出，碱性蛋白酶含量在0.6%时为最适含量，既达到了最好的效果，又不至于造成浪费。(2)从表格可以看出，有温度和洗衣粉种类两个变量，并且比较实验结果可以得出结论：在相同温度条件下加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉强；使用加酶洗衣粉时的适宜温度为45左右。(3)用温水浸泡(提高酶的活性)，延长浸泡时间(以便污渍与酶充分接触)，增加洗衣粉用量等都能提高加酶洗衣粉的洗涤效果。,【 2015 海南高考 30题（15分）】生产果汁时，用果
15、胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题：（1）某同学用三种不同来源的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是。（2）现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0、5、10、40下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有 和。,比较不同来源果胶酶的活性,温度范围设置不合理,温度梯度设置不合理,（3）某同学取5组试管（AE）分别加入等量的同
16、种果泥，在A、B、C、D4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。 将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过AD组实验可比较不同实验组出汁量的差异。 本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计（填“能”或“不能”）达到目的，其原因是。,不能,未加入缓冲液,【 2013 海南高考 30题】摘选（6分）：根据相关知识，回答胡萝卜素提取和酶应用方面的问题：（）若要提高衣物上血渍的去除效果，可在洗衣粉中加入酶，因为该酶能将血红蛋白水解成可溶性的或；若要提高衣物上油渍的去除效果，洗衣粉中可添加酶；使用加酶洗衣粉时，水温过低或过高时洗涤效果不好的原因分别是 。,碱性蛋白 氨基酸 小分子肽 脂 肪 水温过低时酶活性较低，水温过高会使酶变性失活,谢 谢,下节课预告：微生物的培养和计数,
