高中生物知識點:酶的制備和活力的測定

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中生物 來源: 高中學習網(wǎng)
酶的制備和活力的測定:

酶活力(enzymeactivity):也稱為酶活性,是指酶在催化一定的化學反應時表現(xiàn)出來的能力,通常用酶促反應的速率即酶促反應過程中單位時間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的生成量來表示。酶活力的高低會受溫度、pH、激活劑等多種因素的影響。酶的提取一般選擇在低溫和適合的pH下進行,有時還要加入酶的激活劑以提高酶活力。例如,從植物材料中提取果膠酶就是在低溫、偏酸性的提取液和NaCl作激活劑的條件下進行的。
一、制備果膠酶
1、實驗材料和器具:新鮮的水果或蔬菜;質(zhì)量分數(shù)為10%的NaCl溶液,0.1mol/L冰醋酸;研缽,剪刀,漏斗,紗布或濾紙,燒杯,精密pH試紙,試管,酒精燈,離心機,榨汁機等。
2、果膠酶的制備:
(1)將50g新鮮的水果或蔬菜洗凈,在預冷的研缽內(nèi)用剪刀迅速剪碎后研磨,邊研磨邊加入質(zhì)量分數(shù)為10%NaCl溶液50mL,制成勻漿。
(2)漏斗中放置濾紙或5層紗布過濾勻漿液,收集濾液。
(3)以4000r/min的離心速率離心濾液15min。注意使用同一規(guī)格的離心管,離心管內(nèi)濾液的高度不超過離心管長度的2/3,離心前要確保在離心機中對稱放置的離心管(內(nèi)含濾液)的質(zhì)量相等。(4)離心完畢后,果膠酶主要存在于離心管的上清液中,迅速地將上清液倒入潔凈的小燒杯內(nèi),用0.1mol/L冰醋酸將pH調(diào)至3~4,在0~4℃下保存?zhèn)溆谩?BR>二、觀察果膠酶對蘋果勻漿液的作用
1、用榨汁機制作蘋果勻漿液,將勻漿液置于90℃的恒溫水浴中保溫4min。冷卻后再過濾,收集濾液。
2、取兩支試管,編號為1和2,分別加入30mL濾液,再向試管1中加入30mL保存?zhèn)溆玫纳锨逡,向試?中加入經(jīng)過90℃水浴保溫4min后的上清液30mL,振蕩搖勻兩支試管,置于室溫下。
3、觀察兩支試管中蘋果勻漿液的澄清程度變化,并將結果記錄在下表中。























項目


蘋果勻漿液/mL


上清液/mL


90℃水浴保溫4min后的上清液/mL


現(xiàn)象


澄清時間


試管1 (樣品管)


30


30


試管2 (對照管)


30


30



知識點撥:

注意事項:
在溫度、pH影響酶活性的實驗中,始終都貫穿著對照原則,而在設置對照實驗時最重要的是運用單一變量原則,其中的變量就是我們所研究的對象,所以在分析實驗問題時,要緊緊抓住研究變量,把其他可能影響實驗結果的變量變?yōu)槌A浚拍鼙WC對照實驗結果的嚴密性和準確性。對于溫度對酶活性影響的關系曲線,在低于最適溫度時,活性受溫度影響比高于最適溫度時的小。


相關高中生物知識點:探討加酶洗衣粉的洗滌效果

探討加酶洗衣粉的洗滌效果:

1、衣領凈的相關敘述:衣領凈或領潔凈是一種專用洗滌劑,是專門為洗滌襯衫、T恤以及內(nèi)衣的領口和袖口污垢設計的。它也像其它洗滌劑一樣含有陰離子表面活性劑等洗滌活性成份。同時還含有一種叫做堿性蛋白酶的成份,這是一種生物酶制劑。對于人體分泌的油脂、汗?jié)n有很好的分解能力,而且非常適合在堿性的洗滌液中發(fā)揮功能。
2、探討加酶洗衣粉的洗滌效果
(1)實驗原理
①加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉,目前常用的酶制劑有四類:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶,其中,應用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。
②堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽,使污跡從衣物上脫落。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質(zhì),使洗衣粉具有更好的去污能力。
③在本課題中,我們主要探究有關加酶洗衣粉的三個問題:一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有什么不同;二是在什么溫度下使用加酶洗衣粉效果最好,三是添加不同種類的酶的的洗衣粉,其洗劑效果有哪些區(qū)別。
(2)實驗步驟
①探究用加酶洗衣粉與普通洗衣粉洗滌的效果的不同
a、在2個編號的燒杯里,分別注入500mL清水。
b、取2塊大小相等的白棉布,用滴管在每塊白布上分別滴上等量的墨水,分別放入燒杯里,用玻璃棒攪拌。
c、將2個燒杯分別放入同等溫度的溫水中,保溫5分鐘。
d、稱取5克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉2份,分別放入2個燒杯中,用玻璃棒均勻攪拌。保溫10分鐘。
e、觀察并記錄2個燒杯中的洗滌效果
②探究用加酶洗衣粉洗滌的最佳溫度條件
a、在3個編號的燒杯里,分別注入500mL清水。
b、取3塊大小相等的白棉布,用滴管在每塊白布上分別滴上一滴食用油、雞血、牛奶,分別放入燒杯里,用玻璃棒攪拌。
c、將3個燒杯分別放入50攝氏度的熱水、沸水和冰塊中,保溫5分鐘。
d、稱取5克加酶洗衣粉3份,分別放入3個燒杯中,用玻璃棒均勻攪拌。保溫10分鐘。
e、觀察并記錄3個燒杯中的洗滌效果。


知識點撥:

注意事項
(1)變量的分析和控制
影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素有水溫、水量、水質(zhì)、洗衣粉的用量,衣物的質(zhì)料、大小及浸泡時間和洗滌的時間等。在這些因素中,水溫是我們要研究的對象,而其他因素應在實驗中保持不變。選擇什么樣的水溫進行實驗需要實驗者根據(jù)當?shù)匾荒曛械膶嶋H氣溫變化來確定水溫,通常情況下,冬季、春季、秋季和夏季可分別選取5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水溫,因為這4個水溫是比較符合實際情況的,對現(xiàn)實也有指導意義。
(2)洗滌方式和材料的選擇。
(3)水量、水質(zhì)和洗衣粉用量的問題。
用滴管控制污物的量,待污物干燥后再進行實驗;布料應放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時間;采用玻璃棒或筷子攪拌的方式模擬洗衣過程;模擬攪拌的時間、次數(shù)和力量應基本相同。
(4)影響加酶洗衣粉活性的條件:溫度、pH和水量。影響加酶洗衣粉的效果的因素:水溫、水量、水質(zhì)、洗衣粉的用量、衣物的質(zhì)地、大小、浸泡和洗滌的時間。
(5)加酶洗衣粉中目前常用的酶制劑有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。
(6)不能用加酶洗衣粉洗滌的衣物是:毛類衣物。
(7)加酶洗衣粉的酶不易失活,原因:該酶是通過基因工程生產(chǎn)出的特殊酶;用特殊化學物質(zhì)將酶包裹,使其與洗滌劑隔離;加酶洗衣粉的酶能耐酸、耐堿、耐較高溫度和能忍受表面活性劑。

知識拓展:

1、一般來說,絲綢類的衣物不可以使用加酶洗衣粉洗滌,是因為蛋白酶會水解蛋白質(zhì)類的絲綢。
2、酶的催化作用需要適宜的溫度,用溫水浸泡衣物可以縮短衣物的浸泡時間,加快洗滌。
3、人體皮膚細胞有蛋白質(zhì),如不徹底清洗雙手,就會使手的皮膚受到腐蝕,而使人患過敏性皮炎、濕疹等,因此,應避免與這類洗衣粉長時間的接觸。


相關高中生物知識點:細胞和酶的固定化

細胞核酶的固定化:

1、概念:使用固定化酶技術,將這種酶固定在一種顆粒狀的載體上,再將這些酶顆粒裝到一個反應柱內(nèi),柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板的小孔,而反應溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過程中,將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入,使葡萄糖溶液流過反應柱,與固定化葡萄糖異構酶接觸,轉化成果糖,從反應柱的下端流出。反應柱能連續(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。
2、固定方法:





















名稱原理圖示適用范圍
包埋法將微生物細胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中 多用于細胞的固定
化學結合法利用共價鏈、離子鍵將酶分子或細胞相互結合,或將其結合到載體上多用于酶的固定
物理吸附法歐諾個過物理吸附作用,把酶固定在纖維素、瓊脂糖、多孔玻璃和離子交換樹脂等載體上

3、載體:包埋法 固定化細胞常用的是不容于水的多孔性載體材料,如明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。
4、優(yōu)點:
(1)固定化酶優(yōu)點:使酶既能與反應物接觸,又能與產(chǎn)物分離,還可以被反復利用。
(2)固定化細胞優(yōu)點:成本更低,操作更容易,可以催化一系列的化學反應。
5、固定化沒的反應實例??生產(chǎn)高果糖漿
(1)高果糖漿的生產(chǎn)原理

(2)葡萄糖異構酶的固定:將葡萄糖異構酶固定在顆粒狀載體上,裝入反應柱中。
(3)高果糖漿的生產(chǎn)操作:(如圖)從反應柱上端注入葡萄糖溶液,從下端流出果糖溶液,一個反應拄可連續(xù)使用半年。
6、固定化細胞的應用實例??固定化酵母細胞



知識點撥:

1、注意事項
(1)配制海藻酸鈉溶液:小火、間斷加熱、定容,如果加熱太快,海藻酸鈉會發(fā)生焦糊。
(2)海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合:冷卻后再混合,注意混合均勻,不要進入氣泡
(3)制備固定化酵母細胞:高度適宜,并勻速滴入
(4)剛形成的凝膠珠應在CaCl2溶液中浸泡一段時間,以便Ca2+與Na+充分交換,形成的凝膠珠穩(wěn)定。檢驗凝膠珠是否形成,可用下列方法:用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓,如果不容易破裂,沒有液體流出就表明成功地制成了凝膠珠,還可以用手將凝膠珠在實驗桌上用力摔打,如果凝膠珠很容易彈起,也表明制備的凝膠珠是成功的。
(5)凝膠珠的顏色和形狀
如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色,說明海藻酸鈉的濃度偏低,固定的酵母細胞數(shù)目較少;如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,則說明海藻酸鈉的濃度偏高,制作失敗,需要再作嘗試。
(6) 海藻酸鈉在水中溶解的速度較慢,需要通過加熱促進其溶解。溶解海藻酸鈉,最好采用小火間斷加熱的方法。例如,加熱幾分鐘后,從石棉網(wǎng)上去下燒杯冷卻片刻,并不斷攪拌,再將燒杯放回石棉網(wǎng)繼續(xù)加熱,如此重復數(shù)次,直至海藻酸鈉完全溶化。如果加熱太快,海藻酸鈉會發(fā)生焦糊。
2、酵母菌活化時體積會變大,因此活化前應選擇體積足夠大的容器,防止酵母菌細胞的活化液溢出。
3、海藻酸鈉溶液的配制是固定化酵母細胞的關鍵,因為如果海藻酸鈉濃度過高,將很難形成凝膠珠,如果濃度過低,形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數(shù)量少,也會影響實驗效果。
4、溶化海藻酸鈉時要用小火或間斷加熱,避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊。
5、將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫,再與酵母菌混合,避免高溫殺死酵母細胞。

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