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1、第34讲 酶的应用考纲要求1.果汁中的果胶和果胶酶(加试)。2.淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测(加试)。考点一果汁中的果胶和果胶酶1果胶(1)果胶的化学组成：由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成，是植物细胞壁的主要成分。(2)果胶与果汁加工：果胶不仅影响出汁率，还会使果汁浑浊。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，主要包括果胶酶和果胶甲酯酶。(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澄清。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(
2、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。(2)实验流程设计思考诊断1探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实验中，因变量都相同，该因变量是什么？提示三个实验的因变量都是果汁量或果汁的澄清度。2探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实验中，都需要设置多组实验，相邻两组之间都有一定的“差值”(如“温差”、“pH差”)，该“差值”的大小与实验的误差大小有何联系？提示该差值大小与实验误差的大小成正相关，即差值越小则误差越小，差值越大则误差越大。3表格分析：下表是某小组利用部分材料进行的有关实验(“/”表示
3、不加)，提供材料如下。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剂。请答下列4个问题：编号项目试管甲乙丙丁1在试管中加入苹果泥2 mL2 mL2 mL2 mL22 mL/2 mL2 mL3加入不同的液体2 mL蒸馏水4 mL蒸馏水2 mL盐酸2 mL氢氧化钠4摇匀，恒温处理15分钟15分钟15分钟15分钟(1)表中处的内容是加入质量分数为2%的果胶酶溶液。(2)若要验证果胶酶的作用，应把甲与乙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甲果汁比乙澄清。(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
4、保实验成功，请将表中的编号正确排序(用数字和箭头表示)：2314。(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，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。1(2016鲁迅中学期末测试)下列关于“探究果胶酶最适用量的实验”的叙述，错误的是()A配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量的该溶液B实验温度为无关变量，要在相同的适宜温度条件下进行实验C用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不相同D调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态答案C解析在探究果胶酶最适用量的实验中，果胶酶量为自变量，通过配制不同浓度的果
5、胶酶溶液来控制；实验温度、搅拌时间、pH为无关变量，需要控制等量、适宜，A、B、D项正确，C项错误。2(2016温州中学测试)探究温度对果胶酶活性影响的实验中，得到如下实验结果。据此分析其中不正确的是()温度()3035404550556065707580果汁量(mL)3.54.68.610.912.311.710.15.43.94.85.6A.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答案C解析实
6、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 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。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、共价偶联法、交联法和包埋法等。(2)淀粉酶
7、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5075。方法：吸附法。淀粉的水解作用淀粉糊精麦芽糖葡萄糖遇碘显蓝色遇碘显红色遇碘不显色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，几天后重复实验思考诊断1固定化酶的优点是什么？提示固定化酶能够连续使用，但不是永久使用。酶是具有生物活性的大分子，因此随着
8、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科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。如图显示的是部分研究结果(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量)，请分析回答问题：(1)从对温度变化的适应性和应用范围的角度分析，图甲所示结果可以得出的结论是固定化酶对温度变化的适应性更强且应用范围更广。(2)图乙曲线表明包埋效果最好时海藻酸钠溶液浓度是多少？当海藻酸钠溶液浓度较低时，酶活力低的原因是什么？提示3%；海藻酸钠溶液浓度较低时包埋不紧密
9、，酶分子容易漏出，数量不足。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固定化酶易溶于水答案D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。2(2015舟山中学测试)某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验结果见下表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通淀粉酶量相同)。实验表明1号
10、试管中淀粉未被水解，最可能的原因是()1号试管2号试管固定化淀粉酶普通淀粉酶淀粉溶液60 保温5 min，取出冷却至室温，滴加碘碘化钾溶液现象变蓝不变蓝A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性B淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触C水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解D实验程序出现错误，试管中应先加入碘碘化钾溶液后保温答案B解析由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不能通过琼脂与酶充分接触，导致淀粉不能被水解而遇碘碘化钾溶液呈现蓝色。归纳提升直接使用酶和固定化酶的比较比较项目直接使用酶固定化酶制作方法吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法等是否需要营养物质否否酶的种
11、类一种或多种一种催化反应单一或多种单一反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)缺点对环境条件非常敏感，易失活；难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列反应优点催化效率高、耗能低、低污染既能与反应底物接触，又能与产物分离；可以重复使用做模拟练预测1下列有关果胶酶及果胶酶实验探究的叙述，正确的是()A探究果胶酶的用量时，pH、温度不影响实验结果B果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等C探究温度对果胶酶活性的影响时，温度、苹果泥、果胶酶的用量及反应时间等都是自变量D可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量答案D解析探究果胶酶的用量时，pH、温度会影
12、响实验结果；葡萄糖异构酶不属于果胶酶；探究温度对果胶酶活性的影响实验中，温度为单一变量，其他因素保持不变。2某同学为探究温度对果胶酶活性的影响，在不同温度条件下，将等量的果胶酶加入到等量的苹果泥中，在反应同样时间后，再将反应液过滤同样时间，用量筒测定滤出苹果汁的体积。下列曲线图能正确反映实验结果的是()答案B解析果胶酶在0 时活性较低，但也能催化苹果泥形成果汁，果汁量不为0；随着温度升高，果胶酶的活性先升高后下降，果汁量也是先升高后降低。正确的应是B曲线。3利用紫甘薯制酒可提高其附加值。请回答：(1)为提高紫甘薯的利用率，工厂化生产时，可加入果胶酶和淀粉酶，其中果胶酶可来自_等微生物。由于酶在
13、水溶液中不稳定，因此常将酶固定在某种介质上制成_。(2)果胶酶可将紫甘薯匀浆中的果胶水解成_。A半乳糖醛酸和葡萄糖B半乳糖和果糖C半乳糖醛酸甲酯和果糖D半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯(3)紫甘薯匀浆流经淀粉酶柱后，取适量流出的液体，经脱色后加入KII2溶液，结果液体呈红色，表明该液体中含有_。A淀粉 B糊精 C麦芽糖 D葡萄糖答案(1)黑曲霉(或苹果青霉)固定化酶(2)D(3)B解析(1)、(2)果胶酶可将紫甘薯匀浆中的果胶水解成半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯，以提高紫甘薯的利用率；有些微生物，如黑曲霉、苹果青霉都可用于生产果胶酶；由于酶在水溶液中不稳定，所以常将酶固定在某种介质上制成固定化酶。(3)
14、紫甘薯匀浆流经淀粉酶柱后，淀粉会被水解成糊精，糊精经脱色后加入KII2溶液后呈红色。4(2016浙江4月选考)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核糖D多糖)，它在细胞壁形成过程中的主要作用是将相邻的细胞_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_高低成正相关。(3)由于果胶不溶于乙醇，故可用乙醇对果胶粗提取物(经酶处理后的混合物)进行_处理，从而得到干制品。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)果胶是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成的，其化学本质属于多糖。果胶起着将植物细胞粘合在一起的作用。(2)
