搜索
第二讲酶的应用2．果胶酶的组成及作用知识点一果汁中的果胶和果胶酶1．果胶及其特性果胶是植物的主要成分，由和_________组成。果胶起着的作用，去掉果胶植物组织将变得。果胶乙醇中，这是鉴别果胶的一种简易的方法。细胞壁半乳糖醛酸半乳糖醛酸甲酯粘合细胞松散不溶于通常所说的果胶酶包括和酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸和，瓦解和胞间层。果胶酶果胶甲酯半乳糖醛酸甲酯植物细胞壁3．实验步骤第一步制匀浆第二步烧杯A烧杯B5g匀浆5g匀浆10mL黑曲霉提取液10mL水间歇搅拌20～30min第三步试管1试管2试管3试管4A烧杯混合物4mLA烧杯混合物4mLB烧杯混合物4mLB烧杯混合物4mL沸水浴不加热沸水浴不加热______________________________第四步加入95%酒精4mL沉淀物最少沉淀物_____沉淀物_____沉淀物_____上清液最澄清澄清浑浊较少最多较多较浑浊4．实验结论_______能分解果胶，提高。果胶酶果汁的澄清度知识点二α淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测(1)固定化酶的含义：是指将的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为而又有的制剂的方法。水溶性不溶于水酶活性(2)固定化的方法：吸附法、、交联法和等。共价偶联法包埋法(3)固定化酶的优点：①提高；②易分离；③_____。稳定性可反复利用(4)α淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测：①淀粉的水解过程：淀粉――――→α淀粉酶――――→β淀粉酶―――――→糖化淀粉酶(遇碘显蓝色)(遇碘显红色)(遇碘不显色)糊精麦芽糖葡萄糖②α淀粉酶的固定化(如右图)。5mgα淀粉酶溶于4mL，加入5mg石英砂，搅拌30min。蒸馏水③将装入含气门芯并用夹子封住的注射器中。用40mL蒸馏水用流速1mL/min来洗涤除去未吸附的。石英砂游离淀粉酶④使淀粉溶液以的流速过柱，在流出5mL后接收0.5mL流出液。加入1～2滴KII2溶液，观察颜色变化。0.3mL/min⑤实验预期结果：水解产物糊精遇碘呈。红色考点一果汁中的果胶和果胶酶探究影响果胶酶活性因素实验的分析(1)实验原则：单一变量原则、对照性原则。严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。(2)实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。(3)设计实验：①探究最适温度时，pH为无关变量，最好是最适pH；探究最适pH时，温度为无关变量，最好是最适温度。②探究果胶酶的最适用量时，最适用量是在温度、pH等适宜条件下测出来的，如果无关变量改变，最适用量也会发生变化。[典例1]下列有关果胶酶及果胶酶实验探究的叙述正确的是()A．探究果胶酶的最适用量时，pH、温度不影响实验结果B．果胶酶包括果胶酶、果胶甲脂酶和葡萄糖异构酶等C．探究温度对果胶酶活性影响时，温度、苹果泥、果胶酶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最适用量[解析]探究果胶酶的最适用量时，pH、温度会影响实验结果；葡萄糖异构酶不属于果胶酶；探究温度对果胶酶活性影响的实验中，温度为单一变量，其他因素保持不变；可以用相同时间内过滤得到的果汁体积和通过比较果汁的澄清度来确定果胶酶的最适用量。[答案]D1．果胶是细胞间的黏连成分，也是果汁中的成分，加入果胶酶可将细胞离析，增加固形物的分散度。此外，还降低了水果匀浆悬液的黏度，有利于过滤掉不溶物，并使果胶分解成半乳糖醛酸。2．品质最好的果汁应该是：①尽量保留水果中的营养成分。②具有水果的原始口味。③有更多的固形物。④分散程度好，不沉淀，不上浮。⑤有原始的水果色彩。⑥除去所有的机械组织，更易消化。因此，能使最多的水果成分溶解或分散在果汁中的条件就是最佳条件，达到这些条件的方法要温和，且对人体无害。[针对练习]1．工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高水果的出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了如下实验：Ⅰ：将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃水浴中恒温处理10分钟(如图甲所示)。Ⅱ：将步骤Ⅰ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分钟(如图乙所示)。Ⅲ：将步骤Ⅱ处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图中丙所示)。Ⅳ：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：温度/℃1020304050607080果汁量/mL813152515121110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，是因为果胶酶可以分解细胞壁中的果胶，产物是_______。(2)为什么该实验能够通过测定滤出的苹果汁量的大小来判断果胶酶活性的高低？_____________________________________________________________________________________________________。(3)下图中A、B、C图依次表示果胶酶浓度一定时，果胶酶的反应速度与反应物浓度、温度、pH之间的关系，据图完成下列问题：①图A中，反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是____________________。②图B中，曲线ab段表明______________________________，曲线bc段表明______________________________。③将装有果胶酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12℃和90℃水浴锅中，20分钟后取出转入40℃的水浴锅中保温，两支试管内的反应是：甲______________________，乙______________________。④图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速率随pH变化的曲线，实验时可根据______________来判定果胶酶的最适pH。解析：(1)果胶酶催化植物细胞壁中的果胶分解成为半乳糖醛酸。(2)该实验中衡量结果的指标有两项，一是观察在相同的时间内，滤出苹果汁的量的多少，量多说明果胶酶活性高，将果胶分解得多，使果汁更好地流出；二是观察果汁的澄清度。(3)酶是生物体内具有催化能力的有机物，绝大多数是蛋白质，其催化效率受反应物浓度、温度、pH的影响。①图A中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速度迅速上升；当反应物达到一定浓度时，随反应物浓度增加，反应速度不再增加。这是因为酶虽然有高效性，但催化能力也有一定限度，当所有酶都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反应速度也不增加，这时受酶浓度影响。②从a点到b点曲线上升，这是因为温度升高，酶活性升高。曲线bc下降，因为温度超过最适温度，酶活性降低。③由于甲试管温度较低，所以酶活性较低，反应速度很慢，当转入40℃(酶反应的适宜温度)的水浴锅中加热时，其反应速度迅速增加。乙试管在90℃高温下，酶结构被破坏，酶变性失活，当转入40℃的水浴锅中保温时，酶活性也不再恢复，故无催化反应。④图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速率随pH变化的曲线，实验时可根据果汁的量来判定果胶酶的最适pH。答案：(1)半乳糖醛酸(2)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，因此苹果汁量的大小反映了果胶酶催化果胶分解的能力(3)①受反应物中酶浓度的限制②果胶酶的活性随温度升高而升高果胶酶的活性随温度的继续升高而下降③反应速度加快无催化反应④果汁的量考点二α淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测直接使用酶、固定化酶的比较化学结合固定化、物理吸附固定化制作方法高岭土、皂土、硅胶、凝胶常用载体一种一种或几种酶的种数固定化酶直接使用酶比较项目①既能与反应物接触，又能与产物分离；②可以反复利用催化效率高、耗能低、低污染优点不利于催化一系列的酶促反应①对环境条件非常敏感，易失活；②难回收，成本高，影响产品质量缺点各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)反应底物单一单一或多种催化反应否否是否需要营养物质固定化酶直接使用酶比较项目[典例2]试分析下图中，与石英砂载体制备固定化α淀粉酶相似的是()[解析]A是吸附法；B是化学结合法；C和D是包埋法，C一般是将酶包埋在细微网格里，D是将酶包埋在凝胶中。石英砂可以吸附酶分子，所以与A相似。[答案]A1．α淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测(1)原理：用吸附法将α淀粉酶固定在石英砂上，一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后，可使淀粉水解成糊精，用淀粉指示剂溶液测试，流出物呈红色，表明水解产物糊精生成。(2)淀粉水解作用的检测：①原理：淀粉遇碘显蓝色，糊精遇碘显红色，麦芽糖遇碘不显色，本实验使用的是枯草杆菌的α淀粉酶，其作用的最适pH为5.5～7.5，最适温度为50～75℃。②水解过程如下：淀粉遇碘显蓝色――――→α淀粉酶糊精遇碘显红色2．证明洗涤固定化淀粉酶柱的流出液中没有淀粉酶的方法可在试管中加入1mL可溶性淀粉溶液，再加入几滴淀粉酶柱的流出液，混合后用手握住试管增加温度，几分钟后加1～2滴KII2指示剂，如仍显蓝色，即流出液中没有淀粉酶了。用固定在石英砂上的淀粉酶柱再作用于淀粉溶液，使其自柱中流出，才能表明是淀粉酶的固相酶作用的结果。[针对练习]2．(2015·富阳3月周考)下列是有关固定化酶及细菌培养与分离的问题。请回答：(1)固定化酶是将水溶性的酶用物理或________的方法固定在某种介质上，使之成为________而又有酶活性的制剂。可用________法将α淀粉酶固定在石英砂上形成固定化酶柱。(2)为获取土壤中的芽孢杆菌，某同学进行了相关实验，操作流程如下：上图中步骤A为________，步骤B为________。要判断培养基灭菌是否彻底，可采用的方法是__________________________________________________________________________。(3)下列消毒灭菌方法中，常用于接种环灭菌的是________。A．70%酒精浸泡B．紫外线照射C．灼烧D．高压蒸汽(4)请分析划线分离法能得到单菌落的原因：________________________________________________________________。答案：(1)化学不溶于水吸附(2)制平板培养将灭菌后的培养基培养一段时间后观察是否出现菌落(3)C(4)划线过程中接种环上的菌液逐渐减少，到划线最后部分细菌间距离加大，经培养后能得到单菌落[课堂对点练]题组一果胶酶的应用1．用果胶酶处理苹果泥时为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是()A．加大苹果泥用量B．大幅度提高反应温度C．换成大型号容器D．用玻璃棒进行搅拌解析：为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是增大酶和反应物的接触面积，搅拌可以达到此目的。只换大型号容器不一定能加快反应。大幅度提高温度有可能会出现温度过高而使酶活性降低的现象。如果反应物已足够多，那么增加反应物也不能改变反应速率。答案：D2．下列关于固定化酶的说法，错误的是()A．固定化酶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．固定化酶易溶于水题组二固定化酶解析：酶的固定方式有包埋法、化学结合法和物理吸附法，酶经固定化后作为制剂使用有许多优点，如既能与反应物接触，又能与产物分离；不溶于水可以反复利用；稳定性提高。固定化酶的缺点是不利于催化一系列的酶促反应。答案：D