1、第第2讲酶的应用讲酶的应用(1)果汁中的果胶和果胶酶。果汁中的果胶和果胶酶。(2)-淀粉酶的淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测。固定化及淀粉水解作用的检测。知识点一果汁中的果胶和果胶酶知识点一果汁中的果胶和果胶酶1果胶果胶(1)果果胶的成分与存在：果胶是胶的成分与存在：果胶是 的主的主要组成成分之一，它由要组成成分之一，它由 组组成。成。(2)果胶与果汁加工：果胶不仅影响果胶与果汁加工：果胶不仅影响 ，还会使果，还会使果汁浑浊。汁浑浊。植物细胞壁以及胞间层植物细胞壁以及胞间层半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲脂半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲脂出汁率出汁率2果胶酶果胶酶(1)来来源：黑曲霉、苹果青霉。源：黑曲霉
2、、苹果青霉。(2)组成：果胶酶并不是特指某一种酶，而是分解果胶的一组成：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，主要包括果胶酶和类酶的总称，主要包括果胶酶和 酶。酶。(3)作用：将果胶分解成可溶性的分子，使出汁率提高，也作用：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。使浑浊的果汁变得澄清。3果胶酶的应用果胶酶的应用(1)水水果加工业：水果中的果胶经果胶酶水解后，可降低果加工业：水果中的果胶经果胶酶水解后，可降低果汁的果汁的 ，有助于压榨；在葡萄酒酿造中加入果胶酶，有助于压榨；在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到能起到 作用，还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀；作用，
3、还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀；果胶酶可用于桔子脱囊衣，制造果粉和低糖果冻。果胶酶可用于桔子脱囊衣，制造果粉和低糖果冻。果胶甲酯果胶甲酯粘度粘度澄清澄清(2)饲料工业：果胶酶与饲料工业：果胶酶与 酶、半纤维素酶等配合，可降酶、半纤维素酶等配合，可降解植物细胞壁中的果胶和纤维，促使淀粉、脂类、维生素和解植物细胞壁中的果胶和纤维，促使淀粉、脂类、维生素和蛋白质等释放出来，从而提高了饲料的营养价值；果胶酶可蛋白质等释放出来，从而提高了饲料的营养价值；果胶酶可降低饲料的粘度，促进饲料在动物消化道内的降低饲料的粘度，促进饲料在动物消化道内的 。思考思考1：在在葡萄酒酿造中为何要加入果胶酶？葡萄酒酿造中
4、为何要加入果胶酶？提示：提示：在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到澄清作用，还可促在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到澄清作用，还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀。使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀。消化、吸收消化、吸收纤维素纤维素知识点二知识点二淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测1固定化酶固定化酶(1)形形成：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种成：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种 上，使之成为上，使之成为 的制剂。的制剂。(2)特性：与游离酶相比较，特性：与游离酶相比较，好，与底物和产物容易分好，与底物和产物容易分离，易于控制，能反复多次使用；便于离，易于控制，能反
5、复多次使用；便于 ，有利，有利于自动化生产。于自动化生产。2固固定化酶的制作方法：由酶的性质和载体特性所决定，主要定化酶的制作方法：由酶的性质和载体特性所决定，主要包括包括 法、共价偶联法、法、共价偶联法、法和包埋法等。法和包埋法等。介质介质不溶于水而又有酶活性不溶于水而又有酶活性稳定性稳定性运输和贮存运输和贮存吸附吸附交联交联思考思考2：与普通的酶相比较，固定化酶有什么优点？与普通的酶相比较，固定化酶有什么优点？提示：提示：酶固定化后有一定的机械强度，催化反应的过程可管酶固定化后有一定的机械强度，催化反应的过程可管道化、连续化和自动化；酶不溶解在催化反应的溶液中，产道化、连续化和自动化；酶不
6、溶解在催化反应的溶液中，产物更易纯化；固定化酶可反复使用，更经济，更利于工厂化物更易纯化；固定化酶可反复使用，更经济，更利于工厂化生产；固定化酶提高了酶的稳定性，可较长时间地贮存和使生产；固定化酶提高了酶的稳定性，可较长时间地贮存和使用。用。麦芽糖麦芽糖红红探究影响果胶酶活性的因素探究影响果胶酶活性的因素(温度或温度或pH)的实验分析的实验分析(1)实实验原理：果胶酶的活性受温度、验原理：果胶酶的活性受温度、pH和酶抑制剂的影响，和酶抑制剂的影响，在最适温度或在最适温度或pH时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄时，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。清度都与果胶酶的
7、活性大小成正比。(2)实验流程实验流程提醒提醒在混合苹果泥和果胶酶之前，要将苹果泥和果胶酶分在混合苹果泥和果胶酶之前，要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中，每组进行同温装在不同的试管中，每组进行同温(或同或同pH)处理，其目的是处理，其目的是保证底物和酶在混合时的温度保证底物和酶在混合时的温度(或或pH)相同，避免苹果泥与果相同，避免苹果泥与果胶酶混合时影响混合物的温度胶酶混合时影响混合物的温度(或或pH)，从而影响果胶酶的活，从而影响果胶酶的活性。性。闪记闪记一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞
8、个大，而酶化，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易分子很小；个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。从包埋材料中漏出。判断正误判断正误(1)果果胶酶只存在于植物细胞中胶酶只存在于植物细胞中()(2)果胶易溶于乙醇，这是鉴别果胶的一种简易方法果胶易溶于乙醇，这是鉴别果胶的一种简易方法()(3)酶的固定化方法有吸附法，共价偶联法、交联法和包埋法酶的固定化方法有吸附法，共价偶联法、交联法和包埋法等，将等，将-淀粉酶固定在石英砂上应属吸附法淀粉酶固定在石英砂上应属吸附法()酶的应用酶的应用 高考地位：高考地位：5年年4
9、考考(2012广东理综，广东理综，29，2011江苏江苏单科，单科，15)【典例典例1】(2010浙江自选，浙江自选，17)某某同学进行苹果汁制作实验，工艺同学进行苹果汁制作实验，工艺如下图所示。如下图所示。请回答下列问题。请回答下列问题。(1)图中用图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是溶液浸泡苹果的目的是_。黑曲霉。黑曲霉提取液中含有的提取液中含有的_可水解果胶，从而使果汁澄清。固可水解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过定化柱中填充的石英砂通过_方式将酶固定化，酶被方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去_。(2)实验中，操作
10、流程实验中，操作流程A和和B的先后次序为的先后次序为_。在苹果。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是_。要测定从。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的与等量的_混合，如果出现混合，如果出现_现象，说明现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调_。(3)实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被该固定化
11、柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被_使用。使用。解析解析(1)KMnO4可用于消毒；从黑曲霉和苹果青霉中可以可用于消毒；从黑曲霉和苹果青霉中可以提取得到果胶酶；石英砂可以通过吸附的方式将酶固定化，提取得到果胶酶；石英砂可以通过吸附的方式将酶固定化，常见的固定化酶方法还有共价偶联法、交联法和包埋法。通常见的固定化酶方法还有共价偶联法、交联法和包埋法。通过吸附法固定酶后，总有少量酶没有被固定住，所以要用蒸过吸附法固定酶后，总有少量酶没有被固定住，所以要用蒸馏水洗涤固定化柱，以洗去没有固定的酶，以免影响实验效馏水洗涤固定化柱，以洗去没有固定的酶，以免影响实验效果。果。(2)实验过程中要先获得
12、果胶酶，把果胶酶通过吸附法固定在实验过程中要先获得果胶酶，把果胶酶通过吸附法固定在石英砂上，再将石英砂装柱，然后向固定化柱中加苹果汁。石英砂上，再将石英砂装柱，然后向固定化柱中加苹果汁。果胶酶装柱后，就应关闭阀果胶酶装柱后，就应关闭阀1。根据果胶不溶于乙醇，可以。根据果胶不溶于乙醇，可以鉴定是否有果胶的存在。鉴定是否有果胶的存在。(3)实验结束后可以用一定量的蒸馏实验结束后可以用一定量的蒸馏水洗涤固定化柱，低温环境中保存固定化柱，几天后仍可重水洗涤固定化柱，低温环境中保存固定化柱，几天后仍可重复使用。复使用。答案答案(1)消消毒果胶酶吸附未被固定的酶等毒果胶酶吸附未被固定的酶等(2)AB阀阀1
13、乙醇浑浊乙醇浑浊(沉淀沉淀)慢慢(3)重复重复近五年课标试题中，本考点主要考查内容是酶在生产生活中近五年课标试题中，本考点主要考查内容是酶在生产生活中的应用，浙江省的应用，浙江省2010年的自选模块考查了本考点的果胶酶的年的自选模块考查了本考点的果胶酶的应用，应用，2012广东理综，广东理综，29考查了酶在食品加工中的应用及考查了酶在食品加工中的应用及酶活力测定内容，预计酶活力测定内容，预计2014年还可能与酶在实际生产、生活年还可能与酶在实际生产、生活实践中应用相结合，考查本考点知识。实践中应用相结合，考查本考点知识。(2)实验流程实验流程 2注意事项注意事项在实际在实际的操作过程中，还需要
14、注意下列事项：的操作过程中，还需要注意下列事项：(1)与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用比较宽泛，因此，可以选用10 作为温度梯度，设置的作为温度梯度，设置的具体温度为具体温度为10、20、30、40、50 和和 60 等，等，也可以尝试以也可以尝试以5 作为温度梯度。作为温度梯度。(2)苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物，水果不用去苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物，水果不用去皮。如用苹果作为原材料，一般可按每个中等大小的苹果加皮。如用苹果作为原材料，一般可按每个中等大小的苹果加水水100200 mL的
15、比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。(3)果泥果泥的用量可以采用的用量可以采用5 mL左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液的果胶酶溶液2 mL。(4)水浴时间可以为水浴时间可以为2030 min。(5)过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。酶活力测定的一般原理和方法酶活力测定的一般原理和方法(1)酶酶活力的含义：酶的活性是指酶催化一定化学反应的能活力的含义：酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。力。(2)酶活力测定的一般原理和方法：酶的活力通常以单位时酶活力测定的一般原理和方法：酶的活力通常以单位时
16、间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成量来表示。间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成量来表示。例如，通过测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶例如，通过测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的活力。由于麦芽糖与的活力。由于麦芽糖与3,5-二硝基水杨酸试剂反应，能生二硝基水杨酸试剂反应，能生成黄褐色产物，利用分光光度法进行比色，可以测出麦芽成黄褐色产物，利用分光光度法进行比色，可以测出麦芽糖的生成量。另外，还可以通过测定单位时间内淀粉的消糖的生成量。另外，还可以通过测定单位时间内淀粉的消耗量来检测淀粉酶的活力。耗量来检测淀粉酶的活力。【训练训练1】某某校生物兴趣小组为探究不同浓度果
17、胶酶对澄清苹果汁出校生物兴趣小组为探究不同浓度果胶酶对澄清苹果汁出汁率的影响，进行了如下实验。汁率的影响，进行了如下实验。实验步骤：实验步骤：制备苹果汁将苹果洗净，切成小块，用榨汁机打碎成制备苹果汁将苹果洗净，切成小块，用榨汁机打碎成苹果汁匀浆。加热苹果汁到苹果汁匀浆。加热苹果汁到100，再冷却至，再冷却至50 左右。左右。配制不同浓度的酶液取配制不同浓度的酶液取5支支10 mL的试管，依次编号为的试管，依次编号为26号。分别加入不同量的质量浓度为号。分别加入不同量的质量浓度为10 g/mL的果胶酶溶的果胶酶溶液，再分别加入苹果酸定容至液，再分别加入苹果酸定容至10 mL，获得质量浓度分别，获
18、得质量浓度分别为为2 g/mL、4 g/mL、6 g/mL、8 g/mL、10 g/mL的果胶酶溶的果胶酶溶液备用。液备用。降解苹果汁降解苹果汁(如下图如下图)沉淀向上述沉淀向上述6只烧杯中添加明胶、活性炭等物质搅拌处只烧杯中添加明胶、活性炭等物质搅拌处理，充分混匀后静置，分别过滤。理，充分混匀后静置，分别过滤。记录并处理结果用量筒测量澄清滤液记录并处理结果用量筒测量澄清滤液(即苹果汁即苹果汁)的体积，的体积，记入表格，并计算出汁率。记入表格，并计算出汁率。请回答下列问题。请回答下列问题。(1)果胶酶能提高苹果的出汁率并使果汁澄清的原理是果胶酶能提高苹果的出汁率并使果汁澄清的原理是_。(2)步
19、骤中，苹果汁先加热到步骤中，苹果汁先加热到100 的目的是的目的是_。(3)步骤中，在步骤中，在26号试管中加入号试管中加入10 g/mL果胶酶溶液的量分果胶酶溶液的量分别是别是_；步骤中，在；步骤中，在1号烧杯中加入号烧杯中加入1 mL_。(4)根据预期结果，请绘制出澄清苹果汁出汁率与果胶酶浓度之根据预期结果，请绘制出澄清苹果汁出汁率与果胶酶浓度之间大致的关系曲线，并在坐标轴上标出澄清苹果汁最高出汁率间大致的关系曲线，并在坐标轴上标出澄清苹果汁最高出汁率所需的果胶酶最佳浓度。所需的果胶酶最佳浓度。解析解析(1)果胶酶能分解果胶，瓦解细胞壁从而提高出汁率并果胶酶能分解果胶，瓦解细胞壁从而提高出
20、汁率并使果汁澄清。使果汁澄清。(2)将苹果汁加热到将苹果汁加热到100，可使苹果中原有酶失活防止对实，可使苹果中原有酶失活防止对实验结果的干扰。验结果的干扰。(3)欲获得欲获得x g/mL的浓度，应加入的浓度，应加入x mL果胶酶量。果胶酶量。(4)出汁率曲线起点于纵轴某点，在一定范围内随果胶酶浓度出汁率曲线起点于纵轴某点，在一定范围内随果胶酶浓度升高，出汁率上升达饱和点后可稳定。升高，出汁率上升达饱和点后可稳定。答案答案(1)果果胶酶能分解果胶，瓦解细胞壁胶酶能分解果胶，瓦解细胞壁(2)使苹果中的使苹果中的酶失活，防止对实验结果产生干扰酶失活，防止对实验结果产生干扰(3)2 mL、4 mL、
21、6 mL、8 mL、10 mL苹果酸苹果酸(4)如图关注坐标含义，曲线变化如图关注坐标含义，曲线变化趋势，起点，最佳浓度趋势，起点，最佳浓度-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 高考地位：高考地位：5年年4考考(2012江苏，江苏，17、2011江苏，江苏，15)【典例典例2】(2010浙江嘉兴二模浙江嘉兴二模)如如图是固定化酶反应柱，请回答下图是固定化酶反应柱，请回答下列问题。列问题。(1)将将淀粉酶溶于水中，再加入石英砂，不时搅拌，这淀粉酶溶于水中，再加入石英砂，不时搅拌，这样样淀粉酶就可以固定在石英砂上。这种固定化的方法淀粉酶就可以固定在石英砂上。这种固
22、定化的方法称为称为_。30 min后，装入如图所示的反应器中，后，装入如图所示的反应器中，构成固定化酶反应柱，并用构成固定化酶反应柱，并用10倍体积的倍体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的是是_。洗涤时，蒸馏水流速洗涤时，蒸馏水流速_(填填“能能”或或“不能不能”)过快。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，并以粉溶液，并以0.3 mL/min的流速过柱，控制流速的目的是的流速过柱，控制流速的目的是_。在流出在流出5 mL后，接收后，接收0.5 mL流出液，加入流出液，加入12滴滴_
23、，观察颜色。为了使观察到的颜色变化明显，可采用观察颜色。为了使观察到的颜色变化明显，可采用_后再观察。如果溶液呈红色，说明淀粉水解成为后再观察。如果溶液呈红色，说明淀粉水解成为_。(3)实验后，用实验后，用10倍体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的倍体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的是是_。洗涤后，放置在洗涤后，放置在4 冰箱中保存。几天后，可重复使用。冰箱中保存。几天后，可重复使用。(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。验，却没有了相同的结果，试分析可能的原因。解析解析(1)固定化
24、酶的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和固定化酶的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法，本题所示为吸附法。用蒸馏水洗涤是除去未吸附的包埋法，本题所示为吸附法。用蒸馏水洗涤是除去未吸附的一些游离的酶，在洗涤时蒸馏水流速不能过快，流速为一些游离的酶，在洗涤时蒸馏水流速不能过快，流速为1 mL/min。(2)以相对较慢的速度使淀粉溶液流过反应柱，可以相对较慢的速度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。根据以让吸附着的酶与底物充分反应。根据KII2与淀粉反应呈与淀粉反应呈蓝色，与糊精反应呈红色的原理来鉴定反应情况。蓝色，与糊精反应呈红色的原理来鉴定反应情况。(3)实验完实验完成后还需
25、要对反应柱进行洗涤，以除去参与反应的反应物及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。生成的产物，以便重复使用。(4)一段时间后重复使用得不到一段时间后重复使用得不到相同的结果，排除反应物本身的问题，肯定是酶出了问题，相同的结果，排除反应物本身的问题，肯定是酶出了问题，可能这些酶已经失活或再次操作时相应的反应条件可能这些酶已经失活或再次操作时相应的反应条件(如温度如温度)不适合等。不适合等。答案答案(1)吸吸附法除去未吸附的游离淀粉酶不能附法除去未吸附的游离淀粉酶不能(2)使淀粉溶液与淀粉酶充分接触充分反应使淀粉溶液与淀粉酶充分接触充分反应KI-I2稀释稀释
26、糊精糊精(3)洗去残留的反应物和产物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，合理答案从酶的活性、酶的数量、反应条件等方面分析，合理答案均可。均可。固定化酶和固定化细胞在生产中可节约成本，具有重要的科固定化酶和固定化细胞在生产中可节约成本，具有重要的科研价值，成为近几年高考考查的热点之一，形式上选择题和研价值，成为近几年高考考查的热点之一，形式上选择题和简答题都有所呈现。预计简答题都有所呈现。预计2014年高考仍会以生产实例来考查年高考仍会以生产实例来考查固定化细胞和固定化酶技术操作与实践应用。固定化细胞和固定化酶技术操作与实践应用。1直接使用酶和固定化酶的优缺点较
27、直接使用酶和固定化酶的优缺点较优点优点不足不足直接直接使用使用酶酶催化效率高，低耗能、催化效率高，低耗能、低污染等低污染等a.对环境条件非常敏感，容易失活对环境条件非常敏感，容易失活b.溶液中的酶很难回收，不能被再溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本次利用，提高了生产成本c.反应后酶会混在产物中，可能影反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量响产品质量固定固定化酶化酶a.酶既能与反应物接酶既能与反应物接触，又能与产物分离触，又能与产物分离b.固定在载体上的酶固定在载体上的酶还可以被反复利用还可以被反复利用一种酶只能催化一种化学反应，而一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多
28、产物的形成是在生产实践中，很多产物的形成是通过一系列的酶促反应得到的通过一系列的酶促反应得到的2.-淀粉酶的固定化实验检测流程淀粉酶的固定化实验检测流程固固定定-淀粉酶淀粉酶滴管滴加淀粉溶液滴管滴加淀粉溶液加加KI-I2溶液溶液观察观察洗涤洗涤几天后重复实验。几天后重复实验。“淀粉酶的固定化及淀粉水解作用检测淀粉酶的固定化及淀粉水解作用检测”查漏补缺查漏补缺(1)“淀淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”实验中实验中使用的是枯草杆菌的使用的是枯草杆菌的淀粉酶，其作用的最适温度为淀粉酶，其作用的最适温度为5075；最适；最适pH为为5.57.5。(2)如何证明洗涤固
29、定化淀粉酶柱的流出液中没有淀粉酶？如何证明洗涤固定化淀粉酶柱的流出液中没有淀粉酶？可在试管中加入可在试管中加入1 mL可溶性淀粉液，再加入几滴淀粉酶柱的可溶性淀粉液，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，几分钟后加流出液，混合后用手握住试管增加温度，几分钟后加12滴滴KII2指示剂，如仍显蓝色，即流出液中没有淀粉酶了。用指示剂，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液，使其自柱中流固定在石英砂上的淀粉酶柱再作用于淀粉液，使其自柱中流出，作用的结果才能表明是淀粉酶的固相酶作用的结果。出，作用的结果才能表明是淀粉酶的固相酶作用的结果。(3)两次
30、使用两次使用10倍柱体积蒸馏水的目的：倍柱体积蒸馏水的目的：在固定化在固定化淀粉酶后常用淀粉酶后常用10倍柱体积的蒸馏水洗涤注射器倍柱体积的蒸馏水洗涤注射器以除去未吸附的游离淀粉酶。以除去未吸附的游离淀粉酶。实验结束后，用实验结束后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱是为了洗去倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱是为了洗去残留的淀粉溶液和产物。残留的淀粉溶液和产物。【训练训练2】某某大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂剂(使酶相互连接使酶相互连接)，海藻酸钠来包埋小麦酯酶，研究固定，海藻酸钠来包埋小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探
31、究。下图显化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果。示的是部分研究结果。(注：酶活力为固定化酶催化化学注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶的活性和酶的数量反应的总效率，包括酶的活性和酶的数量)(1)从图从图1可以看出：固定化小麦酯酶比游离的小麦酯酶对温可以看出：固定化小麦酯酶比游离的小麦酯酶对温度变化的适应性更度变化的适应性更_。(2)从图从图2可以看出：海藻酸钠浓度为可以看出：海藻酸钠浓度为_时的小麦酯酶时的小麦酯酶活力最强。当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因是活力最强。当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因是_。解析解析从对温度变化适应性和应用范围
32、的角度分析，图从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，图1反反映了固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强且应用范映了固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强且应用范围较广。图围较广。图2曲线表明浓度为曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低原因是海藻酸钠浓度较当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低原因是海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足。低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足。答案答案(1)强强(2)3%酶的数量不足酶的数量不足易混点易混点1混淆酶活性探究实验中的变量混淆酶活性探究实验中的变量点拨点拨(1)探究影响果胶
33、酶活性因素实验的分析探究影响果胶酶活性因素实验的分析实验原则：遵循单一变量原则、对照原则，严格控制变量，实验原则：遵循单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。尽量减少无关变量的影响。实验原理：果胶酶活性受温度、实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，或酶抑制剂的影响，在最适温度或在最适温度或pH时，其活性最高，果肉的出汁率、果汁的时，其活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正相关。澄清度都与果胶酶的活性大小成正相关。规避规避2个易混点个易混点(2)三个实验的变量分析三个实验的变量分析实验名称实验名称(目的目的)自变量自变量 因变量因变量注意事
34、项注意事项探究温度对果探究温度对果胶酶活性的影胶酶活性的影响响温度温度果汁量果汁量(澄清澄清度度)底物和酶在混合时的温度是底物和酶在混合时的温度是相同的相同的温度梯度越小，实验结果越温度梯度越小，实验结果越精确精确苹果泥和果胶酶用量在各个苹果泥和果胶酶用量在各个试管应相同试管应相同pH应为最适应为最适pH探究探究pH对果对果胶酶活性的胶酶活性的影响影响pH果汁量果汁量(澄清度澄清度)温度应为最适温度温度应为最适温度pH梯度可梯度可用用NaOH和盐酸调节和盐酸调节用玻璃棒搅拌使反应充分进行用玻璃棒搅拌使反应充分进行探究果胶酶探究果胶酶的用量的用量果胶果胶酶的酶的用量用量果汁量果汁量(澄清度澄清度
35、)制备苹果匀浆后迅速加热，使制备苹果匀浆后迅速加热，使苹果匀浆中果胶酶变性苹果匀浆中果胶酶变性温度、温度、pH应为最适且保持不变应为最适且保持不变易混点易混点2混淆酶的固定化方法及适用对象混淆酶的固定化方法及适用对象点拨点拨固定化酶常用方法归纳固定化酶常用方法归纳名称名称原理原理图示图示包埋法包埋法将微生物细胞均匀地包埋在将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中不溶于水的多孔性载体中化学化学结合结合法法利用共价键、离子键将利用共价键、离子键将酶分子或细胞相互结合，酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上或将其结合到载体上物理物理吸附吸附法法通过物理吸附作用，把通过物理吸附作用，把酶固定在
36、纤维素、琼脂酶固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃和离子交糖、多孔玻璃和离子交换树脂等载体上换树脂等载体上注：注：(1)固定化细胞使用的都是活细胞，在应用时要注意为其固定化细胞使用的都是活细胞，在应用时要注意为其提供适宜的生存条件。提供适宜的生存条件。(2)固定化细胞由于保证了细胞的完整性，因而酶的环境改变固定化细胞由于保证了细胞的完整性，因而酶的环境改变小，所以对酶活性影响较小。小，所以对酶活性影响较小。纠错演练纠错演练1在在探究果胶酶催化果胶水解的最适探究果胶酶催化果胶水解的最适pH中，进行果胶酶溶中，进行果胶酶溶液和苹果泥的混合并调整液和苹果泥的混合并调整pH时有下面两种操作：时有下面两种操作
37、：方法一方法一将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的合，再把混合液的pH分别调至分别调至4、5、610。方法二方法二将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH分别调至分别调至4、5、610，再把，再把pH相等的果胶酶溶液和苹相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。果泥相混合。(1)请问上述哪一种操作更科学：请问上述哪一种操作更科学：_。并说明理。并说明理由由_。(2)如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示横坐标表示pH，纵坐标表示，纵坐
38、标表示_，实验的操作和记录，实验的操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在图中选择一是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在图中选择一个最可能是实验结果的曲线图：个最可能是实验结果的曲线图：_。解析解析实验是探究在一定温度条件下果胶酶催化果胶水解的实验是探究在一定温度条件下果胶酶催化果胶水解的最适最适pH，比较方法一和方法二可发现，方法二避免了在达，比较方法一和方法二可发现，方法二避免了在达到预设到预设pH之前就发生酶的催化反应。实验的因变量是果汁之前就发生酶的催化反应。实验的因变量是果汁的体积和澄清度，但由于的体积和澄清度，但由于pH梯度间隔不大，所以用果汁体梯度间隔不大，所以
39、用果汁体积来做因变量探究酶的特性相对较为简单。实验结果若用坐积来做因变量探究酶的特性相对较为简单。实验结果若用坐标图表示，可设置纵坐标为果汁体积。在一定范围内，随标图表示，可设置纵坐标为果汁体积。在一定范围内，随pH增加，果汁体积增加，当增加，果汁体积增加，当pH超过最适值，则随超过最适值，则随pH增加而增加而酶活性降低，果汁体积减小。酶活性降低，果汁体积减小。答案答案(1)方法二方法二的操作能确保酶的反应环境从一开方法二方法二的操作能确保酶的反应环境从一开始便达到实验的预设始便达到实验的预设pH(2)果汁体积甲果汁体积甲2下图中所示的酶固定化技术中属于包埋法的一组是下图中所示的酶固定化技术中
40、属于包埋法的一组是()。ABCD解析解析包埋法即将酶包埋于网格或胶囊中如图、所包埋法即将酶包埋于网格或胶囊中如图、所示，图中为吸附法，为化学结合法。示，图中为吸附法，为化学结合法。答案答案D1(2012江苏卷，江苏卷，17)下下列关于酶和固定化酵母细胞的研究列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是与应用的叙述，错误的是()。A从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小响小B作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药C尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以尿糖试纸含有固定化的葡萄糖
41、酶和过氧化氢酶，可以反复使用反复使用D将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌和杂菌解析解析酶的固定方式有包埋法、化学结合法和物理吸附法，物酶的固定方式有包埋法、化学结合法和物理吸附法，物理吸附法是利用吸附剂本身的表面张力对附近的分子产生吸附，理吸附法是利用吸附剂本身的表面张力对附近的分子产生吸附，与化学结合法相比，不会使被吸附物质的性质发生改变，所以与化学结合法相比，不会使被吸附物质的性质发生改变，所以吸附法对酶活性影响较小，吸附法对酶活性影响较小，A项说法正确；消化酶在人体消化项说法正确；消化酶在人体消化道内发挥作用，蛋白酶制剂一般在
42、最外面加上糖衣后通过口服道内发挥作用，蛋白酶制剂一般在最外面加上糖衣后通过口服方式给药，方式给药，B项说法正确；尿糖试纸是一种将葡萄糖氧化酶、项说法正确；尿糖试纸是一种将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成的酶试纸，过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成的酶试纸，不能反复利用，不能反复利用，C项说法错误；制作固定化酵母细胞时，将海项说法错误；制作固定化酵母细胞时，将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗的目的是洗去藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗的目的是洗去CaCl2和杂菌，防止凝和杂菌，防止凝胶珠硬度过大和杂菌污染，胶珠硬度过大和杂菌污染，D项说法正确。项说法正确。答案答案C2(20
43、12广东理综，广东理综，29)食食品种类多，酸碱度范围广。生物品种类多，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，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：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，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，理由是更适宜作为食品添加剂，理由是_。蛋白酶的活力可用蛋白酶的活力可用_的量来表示。的量来表示。兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在结果显示，酶保护剂浓度在0.020.
44、06 mol/L范围内，酶活力范围内，酶活力较高；提取液较高；提取液pH在在6.08.0范围内，酶活力较高。他们认为，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需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探进行优化，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。究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。解析解析本题主要考查本题主要考查pH等外因对酶活力的影响以及酶活力等外因对酶活力的影响以及酶活力的实验探究方法。的实验探究方法。(1)通过分析通过分析pH对
45、三种蛋白酶的影响可知，对三种蛋白酶的影响可知，在在pH为为49范围内木瓜蛋白酶的活力较高且维持稳定，所范围内木瓜蛋白酶的活力较高且维持稳定，所以木瓜蛋白酶更适宜作为食品添加剂，酶的活力常用反应物以木瓜蛋白酶更适宜作为食品添加剂，酶的活力常用反应物的消耗量或生成物的产生量来表示。的消耗量或生成物的产生量来表示。(2)根据题意知，由于酶根据题意知，由于酶保护剂浓度和提取液保护剂浓度和提取液pH都会影响酶的活力，所以为进一步都会影响酶的活力，所以为进一步提高粗酶制剂的酶活力，应该通过实验探究酶活力最高时酶提高粗酶制剂的酶活力，应该通过实验探究酶活力最高时酶保护剂浓度及提取液保护剂浓度及提取液pH的大
46、小。该实验的自变量是酶保护的大小。该实验的自变量是酶保护剂浓度及提取液剂浓度及提取液pH的大小，因变量是酶活力，据此绘制出的大小，因变量是酶活力，据此绘制出相关表格即可。相关表格即可。答案答案(1)木木瓜蛋白酶在瓜蛋白酶在pH49范围内，木瓜蛋白酶的活范围内，木瓜蛋白酶的活力高、稳定单位时间内产物增加力高、稳定单位时间内产物增加(单位时间内反应底物减单位时间内反应底物减少少)(2)课题名称：探究酶保护剂浓度和提取液课题名称：探究酶保护剂浓度和提取液pH对木瓜蛋白酶对木瓜蛋白酶提取效果的影响提取效果的影响实验结果记录表实验结果记录表酶活力酶活力(单位：单位：U)酶保护剂酶保护剂/(molL1)提
47、取提取液液pH6.00.020.040.067.08.03(2012上海单科，上海单科，(四四)回回答下列关于微生物和酶的问题。答下列关于微生物和酶的问题。高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌，其筛者从热泉中筛选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如图所示。选过程如图所示。(1)过程称为过程称为_，过程是为了，过程是为了_。(2)号培养基称为号培养基称为_(按功能分按功能分)；该培养基中除了加入；该培养基中除了加入淀粉外，还需加入另一种重要的营养成分淀粉外，还需加入另一种重要的营养成分_。
48、A琼脂琼脂 B葡萄糖葡萄糖 C硝酸铵硝酸铵 D碳酸氢钠碳酸氢钠(3)一般对配制的培养基采用高压灭菌，其中一般对配制的培养基采用高压灭菌，其中“高压高压”是为了是为了_。在高温淀粉酶运用到工业生产前，需对该酶的最佳温度范围在高温淀粉酶运用到工业生产前，需对该酶的最佳温度范围进行测定。图中的曲线表示酶在各种温度下酶活性相对最进行测定。图中的曲线表示酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比。将酶在不同温度下保温足够长的时间，高酶活性的百分比。将酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，由此得到的数据再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，由此得到的数据为酶的热稳定性数据，
49、即图中的曲线。为酶的热稳定性数据，即图中的曲线。(4)根据图中的数据，判断该酶使用的最佳温度范围是根据图中的数据，判断该酶使用的最佳温度范围是_。A4050 B5060 C6070 D7080(5)据图判断下列叙述错误的是据图判断下列叙述错误的是_。A该酶只能在最佳温度范围内测出活性该酶只能在最佳温度范围内测出活性B曲线曲线35 数据点是在数据点是在80 时测得的时测得的C曲线表明曲线表明80 是该酶活性最高的温度是该酶活性最高的温度D曲线表明该酶的热稳定性在曲线表明该酶的热稳定性在70 之后急剧下降之后急剧下降解析解析本题主要考查微生物培养及酶的相关知识。欲培养和本题主要考查微生物培养及酶的
50、相关知识。欲培养和分离嗜热菌单个菌落可采用稀释涂布平板法；为稀释过程，分离嗜热菌单个菌落可采用稀释涂布平板法；为稀释过程，为筛选过程；为筛选过程；号培养基为选择培养基，加入硝酸铵的目号培养基为选择培养基，加入硝酸铵的目的主要是补充氮元素；高温灭菌的目的是杀死包括细菌芽孢的主要是补充氮元素；高温灭菌的目的是杀死包括细菌芽孢等在内的全部生物；据图可知，工业生产中该酶的最佳温度等在内的全部生物；据图可知，工业生产中该酶的最佳温度范围为范围为6070。答案答案(1)稀稀释单个菌落的筛选释单个菌落的筛选(或筛选或筛选)(2)选择培养基选择培养基C(3)杀死培养基中的细菌芽孢杀死培养基中的细菌芽孢(4)C
