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1、专题23 酶的应用,考纲要求,特色梳理,选考提升,果汁中的果胶和果胶酶 1.果胶 (1)成分:由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成。 (2)特点:果胶不溶于乙醇,这是鉴别果胶的一种简易方法。 (3)作用:是植物细胞壁的主要成分,起着将植物细胞粘合在一起的作用,去掉果胶,就会使植物组织变得松散。 2.果胶酶 (1)本质:蛋白质。 (2)来源:一些微生物,如黑曲霉和苹果青霉等都可生产果胶酶。 (3)作用:果胶酶和果胶甲酯酶可水解果胶,与制取果汁有关。,特色梳理,选考提升,3.果胶酶的应用 (1)制作果汁,使细胞间的果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯,使组织细胞分散开,降低水果匀浆的黏度。 (
2、2)使浑浊的果汁变得澄清,增加出汁量。 (3)作为洗衣粉添加剂,除去衣服上的果汁、果酱等污物。 4.探究利用苹果或山楂匀浆制作果汁的最佳条件 (1)实验原理 果胶 半乳糖醛酸+半乳糖醛酸甲酯 果胶酶的活性受温度(或pH)的影响,处于最适温度(或pH)时活性最高。果汁的出汁率、澄清度与果胶酶的活性成正比。 果胶不溶于乙醇。,特色梳理,选考提升,(2)实验流程,特色梳理,选考提升,典例精析1(2016浙江4月选考,32节选)请回答与“果汁中的果胶和果胶酶”实验有关的问题。 (1)果胶是细胞壁的重要组成成分,其化学本质是 (A.蛋白质 B.脂质 C.核酸 D.多糖)。它在细胞壁的形成过程中的主要作用
3、是将相邻的细胞 在一起。 (2)制取果汁时,先用果胶酶将果胶分解成 和半乳糖醛酸甲酯等物质,再用 酶处理,可得到比较澄清的果汁。用适量且浓度适宜的上述两种酶处理时,果汁的出汁率、澄清度与酶的 高低呈正相关。 (3)由于果胶不溶于乙醇,故可用乙醇对果胶粗提物(经酶处理后的混合物)进行 处理,从而得到干制品。,特色梳理,选考提升,答案 (1)D 粘合 (2)半乳糖醛酸 果胶甲酯 活性 (3)脱水(沉淀) 解析 (1)果胶是构成细胞壁的主要成分,其化学本质为多糖,在细胞壁形成过程中,主要作用是将相邻的细胞粘合在一起。(2)制取果汁时,先用果胶酶将果胶分解成半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯,再通过果胶甲酯酶
4、处理,可获得较澄清果汁。一般而言,果汁的出汁率、澄清度等与果胶酶的活性高低成正相关。(3)果胶不溶于乙醇,这是鉴别或提纯果胶的简易方法,故可用乙醇对果胶粗提物(经酶处理后的混合物)进行脱水(沉淀)处理,从而得到干制品。,特色梳理,选考提升,导师点睛(1)果胶酶不是一种酶,而是一类酶的总称,包括果胶酶、果胶甲酯酶等。 (2)制备果汁时,果胶酶的活性可以通过果汁的出汁率和澄清度反映出来;而果汁的澄清度或出汁率的高低与果胶酶的活性或数量有关。 (3)果胶不溶于乙醇,可以利用无水乙醇制备果胶沉淀物然后将其烘干后,用于各种生产实践,如一些粘合剂等。,特色梳理,选考提升,典例精析2探究温度对果胶酶活性影响
5、的实验中,得到如下实验结果。据此分析其中不正确的是( ),A.实验过程中应先将苹果泥和果胶酶分别调节到对应温度后再混合 B.为了实验结果的科学性,各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同 C.应在5055 设置更细温度梯度进行实验,探究果胶酶的最适温度 D.该实验结果表明高温能使果胶酶失活,但高温也可能促进果胶分解,C,特色梳理,选考提升,解析 实验过程中应先将苹果泥和果胶酶分别调节到对应温度后再混合,A项正确;为了实验结果的科学性和控制单一变量,各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同,B项正确;实验中的温度梯度跨度较大,要想确定最适温度,需要设置更细温度梯度进行实验,分析数据可知,应在4555
6、 设置更细温度梯度进行实验,探究果胶酶的最适温度,C项错误;高温可以使酶失活,由表格数据可以看出,高温也可能促进果胶分解,D项正确。,特色梳理,选考提升,知识强化探究制备果汁的最佳条件实验过程中一些注意事项 (1)探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时,研究的变量是果胶酶的用量,其他因素都应保持不变。 (2)实验时可以配制不同浓度的果胶酶溶液,也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液,然后使用不同的体积即可。需要注意的是,反应液的pH必须相同,否则将影响实验结果的准确性。,特色梳理,选考提升,(3)“果胶”“果胶酶”“果汁澄清度”,这是3个彼此存在密切关联,但又截
7、然不同的3个概念。具体关系见下图。,(4)如果提取存在于细胞内的酶,需要破碎生物组织细胞,可用破碎仪、研磨器或匀浆器等机械将组织细胞破碎,使酶从活细胞中释放出来,进入细胞外的溶液中,经过滤、离心制备成粗酶液。,特色梳理,选考提升,-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 1.固定化酶 (1)概念:将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。 (2)方法:吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。 2.-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用检测 (1)淀粉的水解作用检测的原理,遇碘显蓝色 遇碘显红色 遇碘不显色,特色梳理,选考提升,(2)制备-淀粉酶固定化酶柱,特色梳理,
8、选考提升,(3)淀粉水解检测 固定化-淀粉酶柱置于实验台上 以0.3 mL/min的流速滴加淀粉溶液过柱 流出5 mL淀粉溶液后接收0.5 mL流出液 滴加KII2溶液,观察颜色,用水稀释1倍后再观察颜色 以10倍柱体积的蒸馏水洗涤固定化柱,放置在4 冰箱中,几天后重复实验,特色梳理,选考提升,典例精析1下列关于固定化酶的说法,错误的是( ) A.固定化酶的不足之处是不能催化一系列反应 B.固定化酶可再次利用,降低了生产成本 C.固定后的酶既能与反应物接触,又能与反应物分离 D.固定化酶易溶于水,解析 由于酶具有专一性,因此固定化酶不能催化一系列反应,A项正确;固定化酶可反复利用,降低了生产成
9、本,B项正确;固定后的酶既能与反应物接触,又能与反应物分离,C项正确;固定化酶不易溶于水,易与反应物分离,D项错误。,D,特色梳理,选考提升,知识强化固定化酶和直接使用酶比较,特色梳理,选考提升,典例精析2酶经过固定化后,不仅能提高酶的稳定性,而且容易与产物分开,具有可反复使用等优点。下图为利用枯草杆菌生产-淀粉酶及酶固定化实验流程图,回答有关问题。,(1)筛选高表达菌株的最简便方法之一是 。一般通过 、 两种手段实现。筛选出的菌株在发酵生产之前还需利用 培养基进行扩大培养。 (2)利用物理或化学的方法将-淀粉酶固定在 的介质上成为固定化酶。,特色梳理,选考提升,(3)右图是实验室中-淀粉酶的
10、固定化装置示意图。实验过程涉及两次蒸馏水洗涤反应柱的操作,所用的蒸馏水体积为装填体积的 ,第二次洗涤的目的是除去 。 (4)若右图中的液体X为淀粉溶液,从反应柱下端接取少量流出液进行KII2颜色测试,结果未呈现红色。下列有关此现象的解释错误的是( ) A. 反应柱中没有-淀粉酶被固定 B. 流速过快淀粉未被水解 C. 接取的流出液是蒸馏水 D. 流速过慢淀粉被水解成葡萄糖,特色梳理,选考提升,答案 (1)单菌落分离 划线分离 (稀释)涂布分离 液体 (2)非水溶性 (3)10倍 残留的淀粉溶液 (4)D,特色梳理,选考提升,解析 (1)筛选高表达菌株的最简便方法之一是单菌落分离。一般通过划线分
11、离和涂布分离两种手段实现。对筛选的菌种进行扩大培养,采用LB液体培养基。(2)固定化酶技术指通过物理或化学的方法将水溶性的酶固定在某种介质上,使其具有酶活性而又不溶于水,因此利用物理或化学的方法将-淀粉酶固定在不溶于水(非水溶性)的介质上成为固定化酶。(3)固定化酶柱制作及催化淀粉水解过程中,涉及两次用10倍体积蒸馏水洗涤固定化酶柱,第一次洗涤是去除未吸附的-淀粉酶,第二次洗涤是洗去未反应残留的淀粉溶液。(4)淀粉水解时,淀粉溶液低速通过固定化酶柱,若流速过快可能未能反应,检测流出液未呈红色,也可能酶未被固定化;由于在淀粉溶液流经酶柱之前,用蒸馏水洗涤过酶柱,因此,可能刚开始时收集到的是蒸馏水;淀粉被-淀粉酶水解产生糊精,不可能产生葡萄糖。,特色梳理,选考提升,导师点睛-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测实验中两次洗涤固定化酶柱目的,
