1、一、果胶酶在果汁生产中的作用1果胶酶的组成及作用：果胶酶包括、和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛、酸，瓦解和胞间层。2酶的活性及影响酶活性的因素(1)酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用来表示。(2)影响酶活性的因素：温度、pH和等条件都会影响酶的活性。多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶植物细胞壁反应速度酶的抑制剂3研究温度对果胶酶活性影响的实验(1)实验方案：确定探讨控制温度的方法和措施。(2)实验程序：制备水果泥制备果胶酶水果泥与果胶酶分别将水果泥和果胶酶过滤出果汁记录果汁量改变不同后，重复上面实验。(3)记录实验数据，并填入表格。(4)得出结论：获得的果汁越多，或果汁越澄清，表明果
2、胶酶的越高。温度梯度水浴保温混合保温温度活性二、探讨加酶洗衣粉的洗剂效果1加酶洗衣粉和酶制剂加酶洗衣粉是指含有的洗衣粉，常用酶制剂有四类：、脂肪酶、和纤维素酶。2加酶洗衣粉去污机理碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子水解成可溶性的氨基酸或小分子肽。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶分别把大分子脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质。酶制剂蛋白酶淀粉酶蛋白质3不同种类的洗衣粉的洗涤效果酶具有，复合酶洗衣粉中加入的种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。三、酵母细胞的固定化1固定化酶的应用实例固定化酶技术使用的反应柱上的孔应该满足酶颗粒无法通过，反应溶液自由出入的条件。专一性酶制剂2固定
3、化细胞技术(1)概念：固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在的技术。(2)方法：包括包埋法、化学结合法和。(3)酶更适合采用和物理吸附法固定，细胞多采用固定。(4)固定化细胞优点：与固定化酶相比，制备成本低，操作容易。3制备固定化酵母细胞的实验操作步骤酵母细胞的活化配制0.05molL1的CaCl2溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与混合固定化酵母细胞。一定空间内物理吸附法化学结合法包埋法酵母细胞考点一 探究果胶酶活性的影响因素及其用量 命题解读 近几年高考题中虽然本部分所占分值不大，但是每年都有所考查，形式上以简答题为主，难度较易，命题常联系果汁加工生产、加酶洗衣粉等生产生活
4、实际，考查酶特性的探究的实验分析与设计。预计2012年高考仍将延续这种考查的角度和难度。示例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：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)。：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分钟(如图乙所示)。：将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图中丙所示)。：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：果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10 温度/10 20 30 40 50
5、60 70 80 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：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_。图B中，曲线ab段表明_，曲线bc段表明_。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_。图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等
6、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。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
7、浓度再增加，反应速度也不增加，这时受酶浓度影响。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。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。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
8、小反映了果胶酶催化果胶分解的能力(3)受反应物中酶浓度的限制 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 反应速度加快 无催化反应 果汁的量 探究温度、pH对酶活性的影响及果胶酶的用量实验名称(目的)自变量 因变量 注意事项 探究温度对果胶酶活性的影响 温度 果汁量(澄清度)底物和酶在混合时的温度是相同温度梯度越小，实验结果越精确苹果泥和果胶酶用量在各个试管应相同pH应为最适pH 实验名称(目的)自变量 因变量 注意事项 探究pH对果胶酶活性的影响 pH 果汁量(澄清度)温度应为最适温度pH梯度可用NaOH和HCl调节用玻璃棒搅拌使反应充分进行 探究果胶酶的用量 果胶酶的
9、用量 果汁量(澄清度)制备苹果匀浆后迅速加热，使苹果浆中果胶酶变性温度、pH应为最适且保持不变 1下列有关果胶酶及与果胶酶实验探究的有关叙述正确的是()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影响时，温度、苹果泥、果胶酶用量及反应时间等都是变量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解析：探究果胶酶用量时，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。答案：D2关于探究果胶酶最适用量的实验，叙述错误的是()A配制不同浓度的果
10、胶酶溶液，并在各组中加入等量的该溶液B调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态C用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不同D在相同且适宜的温度条件下进行实验解析：探究果胶酶最适用量的实验是一个对照实验，必须遵循单一变量原则和等量原则。惟一的变量是果胶酶的用量，其余无关变量如pH、温度、搅拌时间、反应时间都应相同。答案：C考点二 酵母细胞的固定化 命题解读 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，形式上选择题和简答题都有出现。预计在今后高考中以生产实例来考查固定化细胞和固定化酶这两种技术的区别与联系。示例2 某一实验小组的同学，欲通过制备固定化
11、酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。(1)酵母细胞的固定化采用的方法是_。(2)请你说一说，该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞的过程中应注意的事项：(至少写出3点)_；_；_。(3)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵：请指出标号为a、b、c的名称：a_、b._、c._。从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是_。为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在 _ 条件下进行。加入反应液后的操作是_。装置的长导管起到什么作用？_。(4)实验过程中，可能得到的现象：_，实验过程中，装置内可能会发生的反应式为：_。解析 酵母细胞属于较大的细胞，用包
12、埋法包埋在多孔筛板里。回答“制备固定化酵母细胞的过程中应注意的事项”具有一定的开放性，按实验过程进行分析，合理即可。根据渗透作用的原理，若加入反应液的浓度过高，酵母细胞通过渗透作用失水过多，造成死亡。酵母细胞进行酒精发酵，会产生酒精和二氧化碳。答案(1)包埋法(2)配制氯化钙溶液时应用蒸馏水 海藻酸钠溶液应用小火或间断加热 海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞(3)固定化酵母 反应柱 多孔筛板 浓度过高酵母细胞因失水过多而死亡 无菌 关闭活塞1和活塞2 释放CO2，防止空气进入反应柱(4)有气泡产生、有酒味散发 C6H12O66O26H2O 6CO212H2O；C6H12O62C2H5OH2C
13、O2酶酶直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较类型 项目 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞 酶的种数 一种或几种 一种 一系列酶 常用载体 高岭土、皂土、硅胶、凝胶 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺 制作方法 化学结合固定化、物理吸附固定化 包埋法固定化 类型 项目 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞 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 不利于催化一系列的酶促反应 反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降 优点 催化效率高、耗能低、低污染 既能与反应物接触，又能与产物分离 可以反复利用 成本低、操作容易 固定化细胞使用的都是活细胞，在应用时要注意
14、为其提供适宜的生存条件。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。3在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术。(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是_。与固定化酶技术相比，固定化细胞技术固定的是_。(2)制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是_，使用了如下图所示方法 _(填出号码及名称)。(3)制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和_溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是_。解析：将酶固定化后，能使酶在催化反应之后并不进入产物溶液，可反复使用；将细胞固
15、定化后，即可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定；海藻酸钠不能参与化学反应，在高温时容易熔化，温度降低时又可以形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌的好材料；图示为共价键(化学)结合法、为吸附法、为包埋法；凝胶珠是用高温下熔化的海藻酸钠与酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸钠浓度过高或制凝胶珠时离液面太近，可能形成片状或长条形而不是圆形的凝胶珠。答案：(1)酶既能与反应物接触，又容易与反应物分离，固定在载体上的酶能反复使用 多酶系统(一系列、多种酶)(2)海藻酸钠 包埋法(3)CaCl2 海藻酸钠浓度过高(或针筒离液面过近，高度不够)示例 为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3
16、等份，进行3组实验。甲、乙两组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题：水温/10 20 30 40 50 组别 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 清除血渍时间/min 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 清除油渍时间/min 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68(1)提高洗衣粉去污能力的方法有_。甲组在洗衣粉中加入了_，乙组在洗衣粉中加入了_。(2)甲、乙两组洗涤效果的差异，说
17、明酶的作用具有_。(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80 时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由：_。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由：_。(5)加酶洗衣粉中的淀粉酶可以从霉菌中提取，用固体培养基分离、纯化霉菌的方法是_。羊毛、蚕丝等织物_(填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤，因为_。解析 血渍和油渍中既含蛋白质也含脂肪。为加速血渍和油渍中蛋白质和脂肪的分解，需要加酶或适当提高温度。对比同一温度下的三组实验可知，甲加了一种酶，乙加了两种酶。甲、乙两组洗涤效果的差异，
18、说明酶具有专一性。水温为80 时，酶失活，因而三组实验效果没有差别。固定化酶是利用物理或化学的方法将酶固定在某种介质上，可以重复使用。固体培养基分离、纯化霉菌的方法是划线分离法或涂布分离法。羊毛、蚕丝织物的主要成分是蛋白质，用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤会分解其中的蛋白质，损坏衣物。答案(1)加酶和适当提高温度 蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶(2)专一性(3)没有差异，因为高温使酶失活(4)未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的介质上，也不能重复使用(5)划线分离法或涂布分离法(选一种也可)不能 含蛋白酶的洗衣粉会分解羊毛、蚕丝等织物中的蛋白质，损坏织物1实验变量的控制实验目的 自变量的控制 比较普
19、通洗衣粉与加酶洗衣粉的洗涤效果 洗衣粉的种类 探究加酶洗衣粉的最适温度 水温(水温梯度比较小)不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果 加酶洗衣粉种类 2影响洗涤效果的因素酶制剂的种类、污物的类型、水温、水量、水质、衣物的质料、衣物的大小、洗衣粉的用量、浸泡时间、洗涤时间等。3使用时的注意事项(1)温度对酶制剂影响较大，温度低，酶的活性受到抑制，不能充分发挥作用；温度高，酶变性失活，温度以4060为宜。(2)酶制剂有极强的选择性，应根据不同的污垢选用不同的酶。(3)加酶洗衣粉不宜长期储存，一般储存期为半年，超过一年酶的活性显著下降。(4)酶在强酸、强碱中活性降低以至失活，所以加酶洗衣粉不能与强酸、强碱同用。(5)蛋白酶、淀粉酶的粉尘有害健康，应将其溶解后使用。