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1、第38讲酶的应用考纲要求1.果汁中的果胶和果胶酶。2.淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测。考点一果汁中的果胶和果胶酶1果胶：是植物细胞壁的主要成分，由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成。果胶起着将植物细胞粘合在一起的作用，去掉果胶，就会使植物细胞变得松散。鉴别果胶的方法是果胶不溶于乙醇。2果胶酶：果胶酶和果胶甲酯酶可水解果胶，与制取果汁有关。3探究利用苹果或山楂匀浆制作果汁的最佳条件的实验(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。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。果胶不溶于乙醇。(3)实验流程设计A烧杯B烧杯
2、取苹果或山楂果实，除去种子，制成匀浆5 g匀浆10 mL果胶酶溶液，间歇搅拌20 min30 min5 g匀浆10 mL清水，间歇搅拌20 min30 min1号试管4 mL混合液并加热2号试管4 mL混合液3号试管4 mL混合液并加热4号试管4 mL混合液加入95%的乙醇4 mL，观察现象易错警示酶的活性与酶促反应速率的区别(1)酶的活性：是指酶催化一定化学反应的能力。其高低可以用在一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速率来表示。(2)酶促反应速率：用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。1我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题
3、且满足不同人群的需求，可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中要用到果胶酶，某生物研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：(1)实验方法：请将图中所示的操作进行排序_。(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如下图所示。图中自变量是温度，除此之外还可用_来表示。A酶的浓度 B苹果泥的量C水的加入量 DpH图中的纵坐标还可用_来表示。步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是_。实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是_。引起曲线乙下移的原因是_(至少答出两条)。(3)下表是
4、某实验小组的详细实验结果：温度/1020304050607080果汁量/mL813152515121110上述实验结果表明，当温度为_时果汁量最多。能不能确定该温度就是果胶酶的最适温度，如果不能，请设计出进一步探究果胶酶的最适温度的实验方案： _。答案(1)acdb(2)D苹果汁的体积保证底物和酶在混合时的温度是相同的同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物量不同而改变pH、酶的浓度和苹果泥的量等因素的改变(3)40不能。应再设置多套装置，以40为中心，以更小的温差(如0.5)测量在更小范围内的温度内的果汁的产生量，果汁产量最高的温度更接近酶的最适温度解析果胶酶的活性受温度、pH等条件
5、的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所以每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。衡量实验结果的指标有两种，一是果汁的量，另一个是果汁的澄清度。为使实验达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温，达到要求后才能混合。2(2012广东理综，29)食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知，_更适宜作为食品添加剂，理由是_。蛋白酶的活力可用_的量来表示。(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下：兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.020.06 m
6、ol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.08.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。答案(1)木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化单位时间内、单位体积中底物减少(或产物增加)(2)课题名称：探究酶保护剂的浓度和提取液的pH的最佳组合提取液的pH底物的减少量(或产物的产生量)酶保护剂浓度mol/L6.06.57.07.58.00.020.030.040.050.06解析(1)题目中已经提供了信息“食品种类多，酸碱度范围广”，所以选择的食品添
7、加剂应该有较广的酸碱度适应范围，由图可知，木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化，所以可以选作食品添加剂。酶的活力可用单位时间内、单位体积中底物的减少量(或产物的增加量)来表示。(2)由题中信息可知酶保护剂的适宜浓度范围和提取液pH的适宜范围，故实验的自变量是酶保护剂的浓度和提取液的pH，需在适宜范围内确定较小的梯度进行实验。实验结果记录表要包含自变量酶保护剂的浓度和提取液的pH以及因变量底物的减少量(或产物的产生量)。考点二 淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测1淀粉酶的固定化(1)固定化酶概念：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。方法：吸附法、共
8、价偶联法、交联法和包埋法等。(2)淀粉酶的固定化淀粉酶作用的最适条件：最适pH为5.57.5；最适温度为50_75_。方法：吸附法。淀粉的水解作用：淀粉糊精麦芽糖遇碘显蓝色遇碘显红色遇碘不显色葡萄糖2淀粉水解的测定实验固定淀粉酶滴管滴加淀粉溶液加KII2溶液观察洗涤几天后重复实验。3淀粉酶固定化实验过程固定化淀粉酶，装入注射器中以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滴加KII2溶液，观察颜色，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3如图是固定化酶反应柱，请回答下列问题。(1)将淀粉酶溶于水中，再加入石英
9、砂，不时搅拌，这样淀粉酶就可以固定在石英砂上。这种固定化的方法称为_。30 min后，装入如图所示的反应器中，构成固定化酶反应柱，并用10倍体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的是_。洗涤时，蒸馏水流速_(填“能”或“不能”)过快。(2)实验时，将此反应柱固定在支架上，用滴管滴加可溶性淀粉溶液，并以0.3 mL/min的流速过柱，控制流速的目的是_。在流出5 mL后接收0.5 mL流出液，加入12滴_，观察颜色。为了使观察到的颜色变化明显，可_后再观察。如果溶液呈红色，说明淀粉水解成为_。(3)实验后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的是_。洗涤后，放置在4 冰箱中保存。几天后，可重
10、复使用。(4)一段时间后，某同学从冰箱中取出此反应柱，重复上述实验，却没有了相同的结果，试分析可能的原因。_。答案(1)吸附法除去未吸附的游离淀粉酶不能(2)使淀粉溶液与溶粉酶充分接触充分反应KII2溶液稀释糊精(3)洗去残留的反应物和产物(4)从酶的活性、酶的数量、反应条件等方面分析，合理答案均得分。解析(1)固定化酶的制作方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法，本题所示为吸附法。洗涤是除去未吸附的一些游离的酶，在洗涤时流速不能过快，为1 mL/min。(2)以相对较慢的流速使淀粉溶液流过反应柱，可以让吸附着的酶与底物充分反应。根据KII2溶液与淀粉反应呈蓝色，与糊精反应呈红色的原理来鉴定
11、反应情况。(3)实验完成后还需要对反应柱进行洗涤，以除去参与反应的反应物及生成的产物，以便重复使用。(4)一段时间后重复使用得不到相同的结果，排除反应物本身，肯定是酶出了问题，可能这些酶已经失活，再次操作时相应的反应条件(如温度)不适合等。4(1)酶是生物体中生化反应的催化剂，酶催化的反应是在_条件下进行的，酶催化的应用日益广泛。在历史悠久的食品工业中也有广泛的应用。在年轻人群中果汁有相当大的消费群体。食品工业中应用酶大量生产果汁，果汁生产的原料来源是水果粉碎后的果肉浆。要获得澄清的果汁需要用到_酶和_酶，这两种酶的作用对象是_，该物质在植物体内的功能是_。在探究温度对果胶酶活性的影响实验中，
12、实验自变量是_。在探究利用果胶酶制作果汁的最佳条件实验中，加入95%乙醇的目的是_。(2)固定化酶是将_的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为_的制剂。教材实验中用吸附法将淀粉酶固定在_上。答案(1)温和适宜果胶果胶甲酯果胶细胞间的黏连成分(或将植物细胞粘合在一起的作用)温度利用果胶不溶于乙醇的特性来鉴别果胶(2)水溶性不溶于水而又有酶活性石英砂1假设你已经探究了果胶酶的最适温度(为45 )和最适pH(为 4.8)，若还想进一步研究果胶酶的最适用量，此时，实验的自变量是_。合理设置果胶酶用量的梯度后，可通过苹果泥出汁的多少来判断酶的用量是否合适。请根据所给的材料和用具完成以下探究实验。(1)材料用具：制备好的苹果泥、恒温水浴装置、试管、漏斗、滤纸、量筒、试管夹、质量分数为2%的果胶酶溶液、质量分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸。(2)实验步骤：取6支试管，编号为
