（浙江專版）2019版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第30講 酶的利用學(xué)案

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1、 第30講　酶的利用 考點　酶的利用 一、果汁中的果膠和果膠酶 1.果膠及其特性 果膠是植物細(xì)胞壁的主要成分，由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲脂組成。果膠起著粘合細(xì)胞的作用，去掉果膠植物組織將變得松散。果膠不溶于乙醇中，這是鑒別果膠的一種簡易的方法。 2.果膠酶的組成及作用 通常所說的果膠酶包括果膠酶和果膠甲酯酶，能使果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲脂，瓦解植物細(xì)胞壁和胞間層。 3.實驗步驟 第一步 制勻漿 第二步 燒杯A 燒杯B 5 g勻漿 5 g勻漿 10 mL黑曲霉提取液 10 mL水 間歇攪拌20～30 min 第三步 試管1 試管2

2、 試管3 試管4 A燒杯混合物4 mL A燒杯混合物4 mL B燒杯混合物4 mL B燒杯混合物4 mL 沸水浴 不加熱 沸水浴 不加熱 上清液最澄清 澄清 較渾濁 渾濁 第四步 加入95%酒精4 mL 沉淀物最少 沉淀物較少 沉淀物最多 沉淀物較多 實驗結(jié)論：果膠酶能分解果膠，水浴加熱也有利于提高果汁的澄清度，水浴加熱也有利于提高出汁率和澄清度。 二、α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測 1.固定化酶 (1)固定化酶的含義：是指將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑的方法。 (2)固定化的方法：

3、吸附法、共價偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法等。 (3)固定化酶的優(yōu)點：①穩(wěn)定性提高；②易分離；③可反復(fù)利用。 2.α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測 (1)淀粉的水解過程： (2)α－淀粉酶的固定化(如圖)。5 mg α－淀粉酶溶于4 mL蒸餾水，加入5 mg石英砂，攪拌30 min。 (3)將石英砂裝入含氣門芯并用夾子封住的注射器中。用40 mL蒸餾水用流速 1 mL/min來洗滌除去未吸附的游離淀粉酶。 (4)使淀粉溶液以0.3 mL/min的流速過柱，在流出5 mL后接收0.5 mL流出液。加入1～2滴KI－I2溶液，觀察顏色變化。 (5)實驗預(yù)期結(jié)果：水解產(chǎn)物糊精遇

4、碘呈紅色。 1.(2016·4月浙江選考　節(jié)選)請回答與“果汁中的果膠和果膠酶”實驗有關(guān)的問題： (1)果膠是細(xì)胞壁的重要組成成分，其化學(xué)本質(zhì)是________(A.蛋白質(zhì)　B.脂質(zhì)　C.核酸　D.多糖)。它在細(xì)胞壁形成過程中的主要作用是將相鄰的細(xì)胞________在一起。 (2)制取果汁時，先用果膠酶將果膠分解成________和半乳糖醛酸甲酯等物質(zhì)，再用________酶處理，可得到比較澄清的果汁。用適量且濃度適宜的上述兩種酶處理時，果汁的出汁率、澄清度與酶的________高低呈正相關(guān)。 (3)由于果膠不溶于乙醇，故可用乙醇對果膠粗提物(經(jīng)酶處理后的混合物

5、)進行________處理，從而得到干制品。 解析　(1)果膠主要是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯縮聚而成的，屬于多糖。果膠主要在相鄰的植物細(xì)胞之間起粘合的作用。(2)果膠酶和果膠甲酯酶可以將果膠分解成半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯，用適量且濃度適宜的上述兩種酶處理果汁可以使果汁澄清，果汁的出汁率、澄清度與酶的活性高低呈正相關(guān)。(3)由于果膠不溶于乙醇，經(jīng)酶處理后的混合物用乙醇進行沉淀脫水處理，可獲得干制品。 答案　(1)D　粘合　(2)半乳糖醛酸　果膠甲酯　活性　(3)脫水(沉淀) 2.(2016·10月浙江選考　節(jié)選)請回答脲酶固定化實驗的有關(guān)問題： 制備固定化酶時，用石英砂吸附脲酶，裝

6、柱。再用蒸餾水洗滌固定化酶柱，其作用是________________。 解析　用石英砂吸附法固定化酶，裝柱完成后，再用蒸餾水洗滌固定化酶柱，其作用是洗去未被吸附的酶，以免影響產(chǎn)物的純度。 答案　除去游離的脲酶 本題組對應(yīng)選修一P33～P35，果汁中的果膠和果膠酶；選修一P38～P40，α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測 1.果膠是植物細(xì)胞壁的主要成分，由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯組成，果膠酶和果膠甲酯酶可以水解果膠。要使果汁澄清，需要同時使用兩種酶。鑒別果膠的一種簡易方法是果膠不溶于乙醇，如果果汁中含有比較多的果膠，加入95%乙醇后會出現(xiàn)絮狀沉淀。實驗表明，果汁制作時，使用果膠酶

7、和對果汁加熱有利于提高出汁率和澄清度。 2.固定化酶是將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。 3.固定化的方法有吸附法、共價偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法。教材中用吸附法法將a－淀粉酶固定在石英砂上。 4.淀粉以較慢的流速過柱，使底物和酶充分接觸，使反應(yīng)充分，在流出液中加入淀粉指示劑(即KI－I2溶液)，用水稀釋1倍后再觀察顏色，若出現(xiàn)紅色，則說明淀粉在α－淀粉酶作用下被水解成糊精。 角度　酶的利用 1.果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，常用于果汁的生產(chǎn)。 (1)果膠酶用于果汁生產(chǎn)，是因為它能分解果膠，可解決果肉出汁率低和________等問

8、題。 (2)果膠由________和________組成。 (3)若要檢測蘋果汁中是否還含有果膠，可取一定量的果汁與________混合，若出現(xiàn)________現(xiàn)象，說明果膠還沒有被完全分解。 (4)下圖為某同學(xué)進行的澄清蘋果汁生產(chǎn)實驗，下列相關(guān)敘述正確的是________。 A.實驗中所用的固定化果膠酶可由某些物質(zhì)吸附，吸附后的酶可永久使用 B.為防止雜菌污染，圖示裝置制作完畢后需瞬間高溫滅菌 C.通過控制閥調(diào)節(jié)蘋果汁流出的速率，保證反應(yīng)充分進行 D.固定化果膠酶不可重復(fù)使用，每次生產(chǎn)前需重新裝填反應(yīng)柱 (5)固定化酶技術(shù)是將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，

9、使酶能與________接觸，又能與________分離。 (6)在“α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測”這一實驗中，α－淀粉酶固定在石英砂上，使用了下圖中的________。 解析　果膠酶用于果汁生產(chǎn)可以提高果汁出汁率和澄清度。果膠由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯構(gòu)成。果膠不溶于乙醇，當(dāng)果膠與乙醇混合時會出現(xiàn)渾濁。固定化果膠酶可以重復(fù)使用，但不能永久使用。圖示裝置是固定化酶柱不能瞬間高溫滅菌，否則酶失活后不能重復(fù)使用了。適當(dāng)減少蘋果汁流出的速率，可以保證反應(yīng)充分進行。固定化酶可以做到既能與底物接觸發(fā)生反應(yīng)，又易與產(chǎn)物分離，提高產(chǎn)物純度。α－淀粉酶固定在石英砂上，使用了吸附法，圖中③表

10、示吸附法。 答案　(1)果汁渾濁　(2)半乳糖醛酸　半乳糖醛酸甲酯 (3)乙醇　渾濁　(4)C　(5)底物(反應(yīng)物)　產(chǎn)物　(6)③ 2.某校生物興趣小組為探究不同濃度果膠酶對澄清蘋果汁出汁率的影響，進行了如下實驗。 實驗步驟： ①制備蘋果汁：將蘋果洗凈，切成小塊，用榨汁機打碎成蘋果汁勻漿。加熱蘋果汁到100 ℃，再冷卻至50 ℃左右。 ②配制不同濃度的酶液：取5支10 mL的試管，依次編號為2～6號。分別加入不同量的質(zhì)量濃度為10 g/mL的果膠酶溶液，再分別加入蘋果酸定容至10 mL，獲得質(zhì)量濃度分別為2 g/mL、4 g/mL、6 g/mL、8 g/mL、10 g/mL的果膠

11、酶溶液備用。 ③降解蘋果汁(如下圖) ④沉淀：向上述6只燒杯中添加明膠、活性炭等物質(zhì)攪拌處理，充分混勻后靜置，分別過濾。 記錄并處理結(jié)果：用量筒測量澄清濾液(即蘋果汁)的體積，記入表格，并計算出汁率。 請回答下列問題： (1)果膠酶能提高蘋果的出汁率并使果汁澄清的原因是 ___________________________________________________________。 (2)步驟①中，蘋果汁先加熱到100 ℃的目的是__________________ __________________________________________________

12、_________。 (3)步驟②中，在2～6號試管中加入10 g/mL果膠酶溶液的量分別是________________；步驟③中，在1號燒杯中加入1 mL________。 (4)根據(jù)預(yù)期結(jié)果，請繪制出澄清蘋果汁出汁率與果膠酶濃度之間大致的關(guān)系曲線，并在坐標(biāo)軸上標(biāo)出澄清蘋果汁最高出汁率所需的果膠酶最佳濃度。 解析　(1)由于果膠酶能分解果膠，瓦解細(xì)胞壁，所以在蘋果泥中加入果膠酶，可以提高果汁的量和澄清度。(2)蘋果汁先加熱到100 ℃，可使蘋果中的酶失活，防止對實驗結(jié)果產(chǎn)生干擾。(3)根據(jù)圖中果膠酶溶液的濃度(10 g/mL)和各試管中配制成的果膠酶溶液的濃度(2 g/mL、4 g

13、/mL、6 g/mL、8 g/mL、10 g/mL)可知，加入果膠酶溶液的體積分別是2 mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL。步驟③中，在1號燒杯中加入1 mL蘋果酸，作為對照。(4)出汁率曲線起點于縱軸某點，表明沒有果膠酶時也有一定出汁率，在一定范圍內(nèi)隨果膠酶濃度升高，出汁率上升達(dá)飽和點后可穩(wěn)定。 答案　(1)果膠酶能分解果膠，瓦解細(xì)胞壁　(2)使蘋果中的酶失活，防止對實驗結(jié)果產(chǎn)生干擾　(3)2 mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL　蘋果酸　(4)如圖　關(guān)注坐標(biāo)含義、曲線變化趨勢、起點、最佳濃度。 [歸納小結(jié)] 1.直接使用酶和固定化酶的優(yōu)缺點比較 直接使

14、用酶 固定化酶 酶的種數(shù) 一種或幾種 一種 常用載體 高嶺土、皂土、硅膠、凝膠 制作方法 化學(xué)結(jié)合固定化、物理吸附固定化 是否需要營養(yǎng)物質(zhì) 否 否 催化反應(yīng) 單一或多種 單一 反應(yīng)底物 各種物質(zhì)(大分子、小分子) 各種物質(zhì)(大分子、小分子) 缺點 ①對環(huán)境條件非常敏感，易失活；②難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量 不利于催化一系列的酶促反應(yīng) 優(yōu)點 催化效率高、耗能低、低污染 ①既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；②可以反復(fù)利用 2.酶的固定化方法及適用對象 名稱 原理 圖示 包埋法 將微生物細(xì)胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中

15、化學(xué)結(jié)合法 利用共價鍵、離子鍵將酶分子或細(xì)胞相互結(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到載體上 物理吸附法 通過物理吸附作用，把酶固定在纖維素、瓊脂糖、多孔玻璃或離子交換樹脂等載體上 3.探究影響果膠酶活性因素實驗的分析 (1)實驗原則：單一變量原則、對照性原則。嚴(yán)格控制變量，盡量減少無關(guān)變量的影響。 (2)實驗原理：果膠酶活性受溫度、pH或酶抑制劑的影響，在最適溫度或pH時，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小成正比。 (3)設(shè)計實驗： ①探究最適溫度時，pH為無關(guān)變量，最好是最適pH；探究最適pH時，溫度為無關(guān)變量，最好是最適溫度。 ②探究果膠酶的最適用量時，最適用

16、量是在溫度、pH等適宜條件下測出來的，如果無關(guān)變量改變，最適用量也會發(fā)生變化。 (時間：40分鐘　分?jǐn)?shù)：100分) 1.(原創(chuàng)題)請回答與“果汁中的果膠和果膠酶”實驗有關(guān)的問題： (1)果膠是植物細(xì)胞壁的重要組成成分，制取果汁時，先用果膠酶將果膠分解成半乳糖醛酸和__________________等物質(zhì)，可得到比較澄清的果汁。 (2)實驗中先制取蘋果勻漿，再將適量且濃度適宜的__________加入勻漿，并在________下攪拌20～30 min。若再通過________處理可以進一步提高果汁的出汁率、澄清度。由于果膠不溶于乙醇，故可用95%乙醇對果汁中果膠含量進行

17、初步檢測。 (3)果膠酶可通過培養(yǎng)______________(微生物)來生產(chǎn)，果汁的出汁率、澄清度與酶的活性高低呈正相關(guān)。 (4)為提高果膠酶的利用率和果汁的純度，可將果膠酶制成____________用于生產(chǎn)，這種新型酶制劑除上述優(yōu)點外，還有____________________________的優(yōu)點。 解析　(1)果膠酶可以將果膠分解成半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯。(2)制取果汁應(yīng)先制水果勻漿，再向水果勻漿中加入果膠酶，并在適宜溫度下反應(yīng)足夠長時間，將果汁中的果膠完全水解。在此基礎(chǔ)上通過加熱使果膠發(fā)生凝聚，可以進一步提高果汁的出汁率、澄清度。(3)果膠酶可通過培養(yǎng)黑曲霉和蘋果青霉來

18、生產(chǎn)。 (4)將果膠酶制成固定化酶，可以提高果膠酶的利用率和果汁的純度，體現(xiàn)了固定化酶可以重復(fù)利用和容易從產(chǎn)物中分離的優(yōu)點，此外，固定化酶還有可以使酶的穩(wěn)定性提高的優(yōu)點。 答案　(1)半乳糖醛酸甲酯　(2)果膠酶溶液　適宜溫度　加熱　(3)黑曲霉和蘋果青霉　(4)固定化酶　　 酶的穩(wěn)定性提高(或不溶于水) 2.某同學(xué)進行蘋果汁制作實驗，工藝如下圖所示。 請據(jù)圖回答： (1)圖中用KMnO4溶液浸泡蘋果的目的是________。黑曲霉提取液中含有的________可水解果膠，從而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通過________方式將酶固定化，酶被固定后用蒸餾水洗滌固定化柱是為

19、了除去________。 (2)實驗中，操作流程A和B的先后順序為________。在蘋果汁澄清過程中，應(yīng)關(guān)閉的流速調(diào)節(jié)閥是________。要測定從固定化柱流出的蘋果汁中是否有果膠，可取一定量的果汁與等量的________混合，如果出現(xiàn)________現(xiàn)象，說明果膠還沒有被完全水解。為使果膠完全水解，應(yīng)將流速調(diào)________。 (3)實驗后，將洗滌過的固定化柱在低溫環(huán)境中保存若干天，該固定化柱仍可用于蘋果汁制作實驗，說明固定化酶可被________使用。 解析　(1)KMnO4有殺菌消毒的作用，可將蘋果表面的雜菌殺死。果汁中因含有果膠等而使蘋果汁渾濁，用果膠酶處理可使果膠水解，使果汁

20、澄清。固定化酶技術(shù)是將酶固定在固定化柱的載體上，固定化柱內(nèi)填充的石英砂可以起到很好的吸附作用。酶被固定后用蒸餾水沖洗是為了除去未被固定的游離的酶。(2)具體操作時，先將閥1打開，將提取的果膠酶固定在固定化柱中，再將閥門1關(guān)閉，閥2打開，使蘋果汁進入固定化柱，與酶接觸，固定的果膠酶就能將果汁中的果膠分解，而果膠酶不流失。果汁中的果膠不溶于乙醇中會形成沉淀，故可用乙醇鑒定果汁中的果膠，如有渾濁現(xiàn)象，說明果汁中仍有果膠存在，為使果膠完全水解，應(yīng)控制閥門2的流量，調(diào)慢果汁流速。(3)酶被固定化后，便于與反應(yīng)物和產(chǎn)物分離，可重復(fù)利用，提高酶的利用率。 答案　(1)消毒　果膠酶　吸附　未被固定的酶等　(

21、2)A、B　閥1　乙醇　渾濁(沉淀)　慢　(3)重復(fù) 3.下列是有關(guān)固定化酶及細(xì)菌培養(yǎng)與分離的問題。請回答： (1)固定化酶是將水溶性的酶用物理或________的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為________而又有酶活性的制劑?？捎胈_______法將α－淀粉酶固定在石英砂上形成固定化酶柱。 (2)為獲取土壤中的含脲酶的細(xì)菌，某同學(xué)進行了相關(guān)實驗，操作流程如下。 上圖中步驟A為________，步驟B為________。要判斷培養(yǎng)基滅菌是否徹底，可采用的方法是________。為獲取含脲酶的細(xì)菌，在制備培養(yǎng)基時需加入________為唯一氮源。 (3)在實驗過程中需對實驗器具進

22、行嚴(yán)格的消毒滅菌，對以下器具的消毒需用到酒精的是________。 A.接種環(huán) B.培養(yǎng)皿 C.玻璃刮刀 D.G6玻璃砂漏斗 (4)根據(jù)培養(yǎng)基上出現(xiàn)的菌落數(shù)目和稀釋倍數(shù)計算得出的細(xì)菌數(shù)目往往比實際數(shù)目低，原因是_________________________________________________。 解析　(1)固定化酶是將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑?？捎梦椒▽ⅵ粒矸勖腹潭ㄔ谑⑸吧闲纬晒潭ɑ钢?2)操作流程圖中步驟A為制平板，步驟B為涂布分離過程。將滅菌后的空白培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時間后觀察是否出現(xiàn)菌落，可以判斷培

23、養(yǎng)基滅菌是否徹底。為獲取含脲酶的細(xì)菌，在制備培養(yǎng)基時需加入尿素為唯一氮源。(3)對接種環(huán)、培養(yǎng)皿和G6玻璃砂漏斗需要高壓蒸汽滅菌，玻璃刮刀需要用酒精消毒。(4)在涂布分離時，若兩個或多個細(xì)菌連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落，這樣計數(shù)的結(jié)果會比實際數(shù)目低。 答案　(1)化學(xué)　不溶于水　吸附　(2)制平板　涂布分離　將滅菌后的培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時間后觀察是否出現(xiàn)菌落　尿素　(3)C　(4)當(dāng)兩個或多個細(xì)菌連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落 4.某工廠為了生產(chǎn)耐高溫植酸酶飼料添加劑，開展了產(chǎn)該酶菌株的篩選、酶的固定化及其特性分析研究，其流程如下圖所示。 →→→→→ 請回答： (1)土

24、壤懸液首先經(jīng)80 ℃處理15分鐘，其目的是篩選出________。 (2)在無菌條件下，將經(jīng)過處理的土壤懸液________，然后涂布于含有植酸鈉的固體培養(yǎng)基上。培養(yǎng)后觀察到________，其周圍出現(xiàn)透明水解圈，圈的直徑大小與________強弱相關(guān)。 (3)篩選獲得的菌株經(jīng)鑒定后，將優(yōu)良菌株進行液體擴大培養(yǎng)。培養(yǎng)時需要振蕩，其主要目的是______________。液體培養(yǎng)基與固體培養(yǎng)基相比，不含有的成分是________。 (4)在合適條件下，將提純的植酸酶與海藻酸鈉混合后，滴加到一定濃度的鈣離子溶液中，使液滴形成凝膠固體小球。該過程是對酶進行________。 A.吸附 B.

25、包埋 C.裝柱 D.洗滌 (5)溫度與植酸酶相對酶活性的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯誤的是________。 A.測試溫度中，固定化與非固定化植酸酶的最適溫度分別為60 ℃和45 ℃ B.測試溫度范圍內(nèi)，固定化植酸酶的相對酶活性波動低于非固定化植酸酶 C.固定化與非固定化植酸酶相比，相對酶活性在80%以上時的溫度范圍較寬 D.65 ℃時固定化與非固定化植酸酶的相對酶活性因蛋白質(zhì)變性而位于最低點 解析　土壤懸液經(jīng)80 ℃處理15分鐘，土壤中耐高溫微生物能生存，能篩選出耐高溫菌株。采用稀釋涂布法分離菌種時，需要先在在無菌條件下對土壤懸液進行稀釋操作，再進行涂布操作。稀釋涂布后可

26、以在平板上發(fā)現(xiàn)單菌落，若某單菌落周圍出現(xiàn)透明圈，說明該菌種能利用植酸鈉，圈的直徑大小與植酸酶的活性強弱相關(guān)。擴大培養(yǎng)一般用液體培養(yǎng)基，并采用振蕩培養(yǎng)，以提供菌種生長所需氧氣，液體培養(yǎng)基中不含凝固劑(瓊脂)保持液體狀態(tài)。將植酸酶與海藻酸鈉混合，制成凝膠固體小球，是采用包埋法對植酸酶進行固定化的方法。分析溫度與植酸酶相對酶活性的關(guān)系圖不難發(fā)現(xiàn)，固定化植酸酶的相對酶活性在65 ℃時仍然很高，說明固定化植酸酶的耐高溫能力很強，并沒有發(fā)生蛋白質(zhì)變性。 答案　(1)耐高溫菌株　(2)稀釋　單菌落　植酸酶的活性　(3)供氧　瓊脂　(4)B　(5)D 5.(2017·金華十校聯(lián)考　節(jié)選)請回答與“固定化酶

27、”實驗有關(guān)的問題： (1)α－淀粉酶可以通過培養(yǎng)枯草桿菌來生產(chǎn)，________是篩選高表達(dá)量菌株的最簡便方法之一。篩選出的菌株在發(fā)酵生產(chǎn)之前還需利用________培養(yǎng)基進行擴大培養(yǎng)。 (2)利用物理或化學(xué)的方法將α－淀粉酶固定后，成為________且又有酶活性的制劑。若用吸附法固定時，在裝柱后需要用________緩慢沖洗，直至流出液不使淀粉－碘混合液發(fā)生________為止。 (3)將淀粉溶液以一定流速從反應(yīng)柱上端滴入，再在下端接取少量流出液進行KI－I2顏色測試，結(jié)果不呈現(xiàn)紅色。對此現(xiàn)象的解釋錯誤的是________(A.反應(yīng)柱中沒有α－淀粉酶被固定　B.流速過快淀粉未被水解　

28、C.接取的流出液是蒸餾水　D.流速過慢淀粉被水解成葡萄糖) 解析　(1)單菌落分離是消除雜菌污染的通用方法，也是篩選高表達(dá)量菌株的最簡便方法之一。通常使用液體培養(yǎng)基對微生物菌種進行擴大培養(yǎng)。(2)利用物理或化學(xué)的方法將α－淀粉酶固定后，成為不溶于水且又有酶活性的制劑，這就是固定化酶。若用吸附法固定時，在裝柱后需要用10倍體積蒸餾水緩慢沖洗，直至流出液不使淀粉－碘混合液發(fā)生藍(lán)色褪色為止，因為淀粉的水解產(chǎn)物不能使碘液呈現(xiàn)藍(lán)色，如此說明流出液中沒有了α－淀粉酶。(3)淀粉水解產(chǎn)生的糊精會使KI－I2呈現(xiàn)紅色，若不出現(xiàn)紅色說明流出液中沒有糊精，可能的原因是反應(yīng)柱中沒有 α－淀粉酶，或流速過快淀粉未

29、被水解，或接取的流出液是蒸餾水，但流速過慢淀粉被水解成葡萄糖是錯的，因為α－淀粉酶不會使淀粉水解成葡萄糖，D錯誤。 答案　(1)單菌落分離　液體　(2)不溶于水　10倍體積蒸餾水　褪色　(3)D 6.(1)酶是生物體中生化反應(yīng)的催化劑，酶催化的反應(yīng)是在________條件下進行的，酶催化的應(yīng)用日益廣泛。在歷史悠久的食品工業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用。在年輕人群中果汁有相當(dāng)大的消費群體。食品工業(yè)中應(yīng)用酶大量生產(chǎn)果汁，果汁生產(chǎn)的原料來源是水果粉碎后的果肉漿。要獲得澄清的果汁需要用到________酶和________酶，這兩種酶的作用對象是________，該物質(zhì)在植物體內(nèi)的功能是________。

30、在探究溫度對果膠酶活性的影響實驗中，實驗自變量是________。在探究利用果膠酶制作果汁的最佳條件實驗中，加入95%乙醇的目的是________。 (2)固定化酶是將________的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為________的制劑。教材實驗中用吸附法將α－淀粉酶固定在________上。 解析　酶催化的反應(yīng)是在溫和適宜條件下進行的。要獲得澄清的果汁需要用到果膠酶和果膠甲酯酶，這兩種酶的作用對象是果膠，果膠在植物體內(nèi)的功能是將植物細(xì)胞粘合在一起的作用。在探究溫度對果膠酶活性的影響實驗中，實驗自變量是溫度。在探究利用果膠酶制作果汁的最佳條件實驗中，加入95%乙醇的目的是

31、鑒別果膠是否存在。固定化酶是將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。教材實驗中用吸附法將α－淀粉酶固定在石英砂上。 答案　(1)溫和適宜　果膠　果膠甲酯　果膠　細(xì)胞間的粘連成分(或?qū)⒅参锛?xì)胞粘合在一起的作用)　溫度　利用果膠不溶于乙醇的特性來鑒別果膠　(2)水溶性　不溶于水而又有酶活性　石英砂 7.某實驗小組為探究果膠酶的最適溫度，設(shè)計了以下實驗： ①用攪拌器攪拌制取一定量果泥備用； ②配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液備用； ③按以下操作步驟進行： 試管號 操作 1 2 3 4 5 6 加入果泥/mL 8 A B C

32、 D E 水浴恒溫/℃ 10 20 30 40 50 60 加入果膠酶/mL 2 F G H I J 反應(yīng)時間/min 30 30 30 30 30 30 比較果汁澄清度 過濾比較出汁量 (1)該實驗的自變量是________，因變量是________。 (2)請?zhí)顚懕砀裰凶帜杆淼臄?shù)值，并解釋原因。________________ ___________________________________________________________。 (3)為使效果更明顯，本實驗還要考

33、慮其他因素對酶的影響。請列舉三點：___________________________________________________________。 (4)本實驗檢測因變量的方法有兩種，分別為________、________。 解析　實驗的目的是“探究果膠酶的最適溫度”，所以溫度是自變量，因變量就是由于溫度不同而形成的最終的結(jié)果即果汁澄清度或果汁出汁量。由于溫度是自變量，其他無關(guān)變量都要相同，如加入果膠酶各組都應(yīng)該是2 mL，這樣可以確保單一變量，得到正確的實驗結(jié)果。影響本實驗中酶的其他因素還有很多，如：合適的pH、酶與底物的充分接觸等。本實驗檢測因變量可以是果汁澄清度，也可以是出

34、汁量。 答案　(1)溫度　果汁澄清度或果汁出汁量　(2)A、B、C、D、E均為8，F(xiàn)、G、H、I、J均為2　這樣可保證除自變量不同以外，其他無關(guān)變量都相同　(3)本實驗應(yīng)將反應(yīng)混合物調(diào)到果膠酶的最適pH；為了使果膠酶與果泥能充分接觸，應(yīng)盡量將水果粉碎；在反應(yīng)過程中適當(dāng)攪拌　(4)測果汁澄清度　比較出汁量 8.某同學(xué)進行葡萄產(chǎn)品開發(fā)的實驗，設(shè)計的簡易工藝流程如下圖所示。 葡萄→渾濁的葡萄汁→固定化酶→澄清的葡萄汁→葡萄酒 (1)渾濁的葡萄汁通過固定化酶后變得澄清，這是________催化果膠水解的結(jié)果。 (2)固定化酶的方法有吸附法、________、________和包埋法等。 (

35、3)制作葡萄酒所需的微生物是________，從野生菌群中分離純化菌種，常使用的方法是________和________。 (4)利用果酒發(fā)酵生產(chǎn)果醋，需要接種________，將發(fā)酵溫度改變?yōu)?0～35 ℃，并________。 (5)圖中能表示葡萄汁發(fā)酵過程pH變化的曲線是________。 解析　果膠酶催化果膠水解，使果汁變得澄清。固定化酶的方法有吸附法、共價偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法等。制作葡萄酒所需的微生物是酵母菌，分離純化菌種常使用的方法是劃線分離法和涂布分離法。利用果酒發(fā)酵生產(chǎn)果醋，需要接種醋化醋桿菌，將發(fā)酵溫度改變?yōu)?0～35 ℃，并適時通過充氣口充氣。葡萄汁發(fā)酵過程pH

36、不斷下降，即曲線②表示pH變化。 答案　(1)果膠酶　(2)共價偶聯(lián)法　交聯(lián)法　(3)酵母菌　劃線分離法　涂布分離法　(4)醋化醋桿菌　適時通過充氣口充氣　(5)② 9.工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁來提高出汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響，某學(xué)生設(shè)計了如下實驗： ①將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10 ℃水浴中恒溫處理10 min(如圖A)。 ②將步驟①處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10 ℃水浴中恒溫處理 10 min(如圖B)。 ③將步驟②處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量(如圖C)。 ④在不同溫度條件下重復(fù)以上實驗步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下

37、表： 溫度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10 根據(jù)上述實驗，請分析回答下列問題： (1)果膠酶能破除細(xì)胞壁，是因為果膠酶可以促進細(xì)胞壁中果膠的水解，產(chǎn)物是________。 (2)實驗結(jié)果表明，當(dāng)溫度為________附近時，果汁量最多，此時果膠酶的活性________。 (3)為什么該實驗?zāi)軌蛲ㄟ^測定過濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？___________________________________________________________ __

38、_________________________________________________________。 (4)果膠酶作用于一定量的某種物質(zhì)(底物)，保持溫度、pH在最適值，生成物量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖：在35 min后曲線變成水平是因為________。若增加果膠酶濃度，其他條件不變，請在下圖中畫出生成物量變化的示意曲線。 解析　從實驗數(shù)據(jù)分析：在40 ℃附近時，果汁量最多，說明此時的果膠酶催化活性最高。因為底物的量是一定的，所以底物消耗完時，生成物的量達(dá)到最大值，其后不再發(fā)生變化；增加酶的濃度可以使反應(yīng)更快地達(dá)到平衡點，即更早結(jié)束，但生成物的總量不會發(fā)生變化。 答案　(1)半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯　(2)40 ℃　最高　(3)果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反映了果膠酶催化分解果膠的能力　(4)底物消耗完畢　如圖 15