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1、,第九单元 生物技术实践,第31讲 酶的应用,KAO GANG YAO QIU,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。,NEI RONG SUO YIN,内容索引,考点一,果胶和果胶酶,知识梳理,1.果胶,(1)果胶的化学组成：由 组成，是_的主要成分。 (2)果胶与果汁加工：果胶不仅影响出汁率，还会使果汁 。,2.果胶酶,(1)来源：黑曲霉、苹果青霉等。 (2)组成：果胶酶并不是特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，主要包括 酶和 酶。 (3)作用：将果胶分解成可溶性的分子，使出汁率提高，也使浑浊的果汁变得_。,半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯,植物细
2、胞壁,浑浊,果胶,果胶甲酯,澄清,答案,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,答案,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 成正相关。 果胶不溶于乙醇。,活性大小,(2)实验流程设计,不加热,95%的乙醇,(3)实验结论：果胶酶能分解果胶，提高果汁的澄清度。,答案,关于果胶酶实验的拓展,拓展提升,常考基础诊断,CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN,(1)果胶酶和果胶甲酯酶可水解果胶( ) (2)将果胶酶用于果胶生产，既能提高果肉的出汁率又能提高果汁的澄清度( ) (3)酶的活性受温
3、度、pH和酶用量等因素的影响( ) (4)果胶起着将植物细胞粘合在一起的作用，它溶于乙醇( ) (5)果胶酶不仅存在于植物细胞中，也存在于许多微生物细胞中( ) (6)在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清( ) (7)果胶酶由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成( ) (8)煮沸的山楂泥可制成山楂糕，就是由于果胶的作用( ) (9)果胶是细胞壁的重要组成成分，其化学本质为多糖( ),答案,教材热点拓展,JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN,下表是某小组利用部分材料进行的有关实验(“/”表示不加)。现有磨浆机、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液等实验材料及试
4、剂。请回答下列问题：,(1)表中处的内容是 。,加入质量分数为2%的果胶酶溶液,答案,(2)若要验证果胶酶的作用，应把 两个试管同时取出并过滤相同时间，观察并比较，预期的实验现象与结果是 。 (3)比较试管甲、丙、丁可知，其实验目的是探究pH对果胶酶活性的影响。为确保实验成功，请将表中的编号正确排序(用数字和箭头表示)： 。,甲与乙,甲果汁比乙果汁澄清,2314,答案,(4)如果要用此实验做“探究果胶酶的最适用量”，请简要写出实验思路：_。,配制不同浓度的果胶酶溶液，恒温下加入等量苹果泥，观察果汁的澄清度，果汁最澄清组对应的酶用量即为酶的最适用量,答案,命题探究,1.(2019湖州质检)果胶酶
5、能够催化果胶分解，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，也使得浑浊的果汁变得澄清。请回答下列有关果胶酶的问题： (1)探究温度对果胶酶活性影响的实验步骤： 用搅拌器制苹果泥； 取6个烧杯编号1、2、3、4、5、6，依次注入适量的30 、35 、40 、45 、50 、55 的水，恒温水浴； 每一烧杯中放入两支试管，分别装有等量苹果泥和果胶酶，保温3 min； 向每组烧杯中的苹果泥试管中加入相应的等量的果胶酶，振荡试管，反应一段时间； 过滤，比较获得苹果汁的体积。,a.过程中将苹果泥和果胶酶分别装在不同试管中，用相同温度恒温处理后再混合，这样处理的目的是_。 b.有人认为该实验缺乏对照，应
6、补充一组果汁和蒸馏水相混合的实验，你认为有没有必要？_。原因是_。 c.若继续探究果胶酶的最适用量，则在实验过程中温度、_ _等因素应保持不变(列举两例)。,保证底物和酶在混合时的温度是相同的,没有必要,解析 a.苹果泥和果胶酶分别恒温处理再混合，目的是保证底物和酶混合时的温度是相同的，不会发生温度的变化。 b.实验的不同温度梯度之间可形成相互对照，无需补充果汁和蒸馏水混合的实验。 c.若探究果胶酶的最适用量，果胶酶的量是自变量，其他是无关变量，应加以控制，如 pH、温度、果泥量、果胶酶浓度等。,实验的不同温度梯度之间可形成相互对照,pH、果胶酶浓度、,果泥量,答案,解析,(2)有关果胶酶和纤
7、维素酶的叙述，错误的是_。 A.二者都是蛋白酶 B.催化果胶酶水解的酶是淀粉酶 C.二者都是在核糖体上合成的 D.构成纤维素酶的基本单位是氨基酸,解析 果胶酶和纤维素酶的化学本质均为蛋白质，二者都是在核糖体上合成的，催化果胶酶水解的酶是蛋白酶，构成纤维素酶的基本单位是氨基酸。,答案,解析,2.下列是有关酶的应用问题，请分析回答： 工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁来提高出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某学生设计了如下实验： 将果胶酶和苹果泥分装于不同试管，在10 水浴中恒温处理10 min(如图A)。 将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10 水浴中恒温处理10 min (
8、如图B)。 将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图C)。,在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：,根据上述实验，请分析回答下列问题： (1)果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解，产物是_。 (2)实验结果表明，当温度为_附近时，果汁量最多，此时果胶酶的活性_。 (3)为什么该实验能够通过测定过滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？_ _。,半乳糖醛酸,40 ,最高,果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶的能力,答案,(4)果胶酶作用于一定量的某种物质(底物)，保持温度、
9、pH在最适值，生成物量与反应时间的关系如图所示，在35 min后曲线变成水平是因为_。若增加果胶酶浓度，其他条件不变，请在图中画出生成物量变化的示意曲线。,答案 如图所示,底物消耗完毕,答案,考点二,-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,知识梳理,1.固定化酶的概念和方法,(1)概念：将水溶性的酶用 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、 、交联法和包埋法等。,2. -淀粉酶的固定化、淀粉水解的测定实验,(1)-淀粉酶的固定化原理 -淀粉酶作用的最适条件：最适pH为 ，最适温度为 。 方法： 法。 介质：石英砂。,物理或化学,共价偶联法,5.57.5
10、,5075 ,吸附,答案,(2)淀粉水解的检测原理,答案,遇碘显蓝色 遇碘显红色 遇碘不显色,糊精,麦芽糖,(3)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 过柱 流出5 mL淀粉溶液后接收0.5 mL流出液 滴加 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,淀粉溶液,KII2,答案,(4)实验结果,变蓝,红色,红色,浅蓝,(5)实验结论：固定化-淀粉酶能将淀粉水解成 。,糊精,答案,常考基础诊断,CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN,(1)枯草杆菌的-淀粉酶作用的最适温度为37
11、( ) (2)酶作为催化剂，反应前后结构不改变，所以固定化酶可永远使用下去( ) (3)固定化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量( ) (4)固定化酶由于被固定在载体上，所以丧失了酶的高效性和专一性的特点 ( ) (5)用固定化-淀粉酶进行淀粉水解实验时不需考虑温度( ) (6)-淀粉酶固定化实验结束后，将固定化柱放在常温下即可( ),答案,教材热点拓展,JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN,热图解读 (1)图甲、乙、丙固定化酶的方法分别是 、 、 。常见固定化方法及其优缺点如下表：,包埋法,共价偶联法和交联法,吸附法,范围广,活性高,脱落,活性较低,答案,固定化酶能够
12、连续使用，但不是永久使用。酶是具有生物活性的大分子物质，因此随着使用次数的增多，酶活性也会降低，如果酶活性降低到一定程度，就会失去使用价值。 (2)图甲的原理：将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的 中。图乙的原理：利用 键、离子键将 相互结合，或将其结合到载体上。图丙的原理：通过 作用，把酶固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃和离子交换树脂等载体上。,答案,多孔性载体,共价,酶分子,物理吸附,命题探究,1.(2018杭州模拟)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。如图1为利用枯草杆菌生产-淀粉酶及酶固定化实验流程图，请回答有关问题： (1)筛选高表达菌株的最简
13、 便方法之一是_。 一般通过_、 _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。,单菌落分离,划线分离法,解析 筛选高表达菌株的最简便方法之一就是单菌落分离，常用的方法是划线分离法和涂布分离法；用于扩大培养的培养基通常是液体培养基。,涂布分离法,液体,答案,解析,(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。,解析 固定化酶就是利用物理或化学的方法将-淀粉酶固定在非水溶性的介质上。,(3)如图2是实验室中-淀粉酶的固定化装置示意图。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_。,非水,10倍,残留的淀
14、粉溶液,解析 实验中第一次用10倍体积的蒸馏水洗涤层析柱以除去未吸附的游离的淀粉酶，第二次用10倍体积的蒸馏水洗涤层析柱以除去残留的淀粉溶液。,溶性,答案,解析,(4)若图2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,解析 淀粉在-淀粉酶的作用下，不会被水解成葡萄糖。,答案,解析,2.(2018浙江绍兴3月联考)回答与-淀粉酶的制备和固定化过程有关的问题： (1)为了获得优良的枯草杆菌菌株，研究者取5克土样加到有95
