1、知识梳理要点突破第15讲 酶的应用 知识梳理要点突破最新“加试”考纲1果汁中的果胶和果胶酶。2.淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测。知识梳理要点突破考点一 果汁中的果胶和果胶酶1果胶(1)果胶的成分与存在：果胶是的主要组成成分之一，它由组成。(2)果胶与果汁加工：果胶不仅影响，还会使果汁浑浊。植物细胞壁以及胞间层半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯出汁率知识梳理要点突破2果胶酶(1)来源：黑曲霉、苹果青霉。(2)组成：果胶酶并不是特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，主要包括果胶酶和酶。(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。果胶甲酯知识梳理要点突破3探究利用苹果
2、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(或pH)的影响，处于(或pH)时活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的成正比。果胶不溶于乙醇。果胶酶、果胶甲酯酶最适温度活性大小知识梳理要点突破(2)实验流程设计知识梳理要点突破考点二 淀粉酶的固定化及淀粉分解作用的检测1淀粉酶的固定化(1)固定化酶概念：将水溶性的酶用的方法固定在某种介质上，使之成为。方法：、交联法和包埋法等。(2)淀粉酶的固定化淀粉酶作用的最适条件：最适pH为；最适温度为。方法：法。物理或化学不溶于水而又有酶活性的制剂吸附法共价偶联法5.57.55075 吸附知识梳理
3、要点突破淀粉的水解作用：知识梳理要点突破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溶液观察几天后重复实验。洗涤知识梳理要点突破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的流速滴加过柱 流出5 mL淀粉溶液后接收0.5 mL溶液 滴加溶液，观察颜色，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 C冰箱中，几天后重复实验淀粉溶液KII2知识梳理要点突破(1)在固定化淀粉酶后，用10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。洗涤阶段收集洗涤液，用淀粉和碘碘化钾溶液检测其中无淀粉酶时，即可停止洗涤。(2)洗涤后，放尽注射器
4、里的蒸馏水，再开始加入淀粉溶液。(3)实验结束后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱是为了洗去残留的淀粉溶液及产物。知识梳理要点突破要点一 果胶酶活性实验探究1探究果胶酶活性最适条件的实验(1)酶的活性含义：指酶催化一定化学反应的能力表示方法：单位时间内，单位体积中反应物的减少量或生成物增加量(2)实验原理 果胶酶活性受温度和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活性大小呈正相关。知识梳理要点突破(3)实验流程知识梳理要点突破(4)实验结果：温度和pH在很大程度上对酶的空间结构会产生影响，过高或过低都会影响酶活性。知识梳理要点突破2探究果胶酶的最适用量(1)
5、实验流程 配制不同浓度的果胶酶溶液制备苹果泥37加热将果胶酶溶液与苹果泥混合恒温水浴甲反应20 min左右过滤果汁，测量果汁量并记录知识梳理要点突破(2)实验分析若随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足。当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤的果汁体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么这个值为酶的最适值(如右图所示M为最适用量)。知识梳理要点突破(1)探究酶的用量是建立在探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是酶的用量，其他因素都应保持相同。实验时可以配制不同浓度的酶溶液，也可以只配制一种浓度的酶溶液，然后使用不同的体积。需要注意的是，反应
6、液的pH和温度必须相同且适宜，否则将影响实验结果的准确性。(2)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，因此，可以选用10 C作为温度梯度，设置的具体温度为10 C、20 C、30 C、40 C、50 C和60 C等，也可以尝试以5 C作为温度梯度。知识梳理要点突破(3)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水100200 mL的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。(4)果泥的用量可以采用5 mL左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液2 mL。(5)水浴时间可以为2030 min。(6)过滤果汁时，漏斗中应放置
7、滤纸。知识梳理要点突破对点小练1果汁生产中果胶酶能提高果汁出汁率和澄清度。为了节约成本，某工程人员在适宜的温度和pH下，利用苹果汁和一定浓度的果胶酶溶液探究果胶酶的最适用量，实验结果如图所示。下列选项中有关对实验失误可能的原因分析及改进方法描述都合理的是()知识梳理要点突破A酶促反应时间不合理；延长反应时间B苹果汁的用量不合理；减少用量C果胶酶用量不合理；减少用量D果胶酶体积梯度不合理；增大体积梯度解析 从图中无法看出反应时间对实验结果的影响，故A错误；从图中无法看出苹果汁的用量对实验结果的影响。故B错误；提高果胶酶溶液体积，果汁体积并没有增加，说明果胶酶用量不合理，应该减少用量，故C正确；从
8、图中无法看出果胶酶体积梯度对实验结果的影响，故D错误。答案 C知识梳理要点突破2如图表示某研究小组探究果胶酶的用量的实验结果。有关说法不正确的是()知识梳理要点突破A在AB段限制反应速率的主要因素是酶的用量B在BC段限制反应速率的因素是温度、pH、反应物浓度等C在AC段增加反应物浓度，可以明显加快反应速率D在该实验给定条件下，果胶酶的最佳用量是B点对应的值解析 在AB段限制反应速率的主要因素是酶的用量，此时增加反应物浓度，反应速率不会明显加快；在BC段反应物浓度成为限制反应速率的主要因素之一，此时增加反应物浓度，反应速率会加快。答案 C知识梳理要点突破3某同学用实验来探究pH对酶活性(最适温度
9、约为50，最适pH约为7)的影响。他准备了5支含有等量果胶酶溶液的试管，用体积分数为0.1%的盐酸或氢氧化钠溶液调节至不同的pH，每支试管加五块0.1 cm3的正方体苹果块，试管均置于25 室温条件下。(1)请你帮助选取pH梯度_。(2)为使实验在更短的时间内完成，请写出一处改进实验的方法_。(3)生成果汁量与酶活性强弱的关系是_，可根据_来判断最适pH。知识梳理要点突破(4)某同学为探究温度对果胶酶活性的影响，在不同温度下，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。下列四幅曲线图能正确反映实验结果的是()知识梳理要点突破解析(1
10、)由于酶发挥作用的最适pH在7附近，故可选择5、6、7、8、9梯度。(2)反应温度和反应底物与酶的接触面积都会影响反应速度，故可将温度由25 提高到大约50(或升高温度)或将正方体苹果块处理成苹果泥。(3)在一定范围内，果汁量与酶活性呈正相关，酶活性越大，果胶分解越快，生成的果汁越多。(4)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升高，果汁量增加。当超过最适温度时，果胶酶活性降低，果汁量减少，正确的曲线应是B图所示。知识梳理要点突破答案(1)5、6、7、8、9(说明：其他合理答案也可)(2)将温度由25 提高到大约50(或升高温度)或将正方体苹果
11、块处理成苹果泥(3)在一定范围的酶活性越大，果胶分解越快，生成的果汁越多 生成果汁量的多少(果汁的澄清度)(4)B知识梳理要点突破要点二 固定化酶及其应用1固定化酶常用方法归纳名称原理图示包埋法将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中共价偶联法和交联法利用共价键、离子键将酶分子相互结合，或将其结合到载体上知识梳理要点突破吸附法通过物理吸附作用，把酶固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃和离子交换树脂等载体上知识梳理要点突破2.直接使用酶和固定化酶的比较项目直接使用酶固定化酶酶的种类一种或几种一种制作方法/化学结合法固定化、物理吸附法固定化是否需要营养物质否否催化反应单一或多种单一知识梳理要点突破
12、反应底物各种物质(大、小分子)各种物质(大、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的酶促反应优点催化效率高、耗能低、低污染既能与反应物接触，又能与产物分离；可以重复利用知识梳理要点突破对点小练1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，又能与产物分离D固定化酶易溶于水解析 固定化酶是将酶固定在不溶于水的载体上，所以固定化酶难溶于水。固定化酶使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。答案 D知识梳理要点突破2下面是关于
13、固定化酶和细菌培养实验的问题。请回答：(1)某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验，分组见下表。组别固定化酶柱长度/cm淀粉溶液的流速/(mLmin1)甲100.3乙100.5丙150.3丁150.5知识梳理要点突破将吸附了淀粉酶的石英砂装入柱中后，需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱，以除去_。按表中分组，将配制好的淀粉溶液加入到固定化酶柱中，然后取一定量的流出液进行KII2检测。若流出液呈红色，表明了_生成；若各组呈现的颜色有显著差异，则流出液中淀粉水解产物浓度最高的是_组。(2)下列关于上述固定化酶实验的叙述，错误的是()A固定化酶柱长度和淀粉溶液流速决定了酶柱中酶的含量B淀粉溶液流速过快会
14、导致流出液中含有淀粉C各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同D淀粉溶液的pH对实验结果有影响知识梳理要点突破解析(1)利用固定化酶进行酶解淀粉的实验时，先要将酶固定化。此题中利用石英砂吸附淀粉酶，装入固定化酶柱时有些酶没有完全吸附在石英砂上，需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱，以除去未吸附的游离的淀粉酶。淀粉酶可使淀粉水解成糊精，如果用淀粉指示剂(KII2)检测糊精，则呈现红色。酶的量不同，水解的效果也不同，丙组固定化酶柱的长度较长，其固定化酶的总量较多，且柱中淀粉溶液的流速也较慢，反应充分，故产物浓度高，颜色最深。知识梳理要点突破(2)A项，固定化酶柱的长度决定了酶的含量，反应是否充分与淀粉溶液的流速有
15、关，从而决定了产物的浓度。B项，如果淀粉溶液的流速过快，则淀粉与酶接触不充分，从而使淀粉不能被充分水解。C项，各组淀粉溶液的浓度是实验的无关变量，故各组实验所用的淀粉溶液浓度应该相同。D项，温度、pH会影响酶的活性，从而对实验结果造成影响。答案(1)未吸附的淀粉酶 糊精 丙(2)A知识梳理要点突破3如图是固定化酶反应柱，请回答下列问题。知识梳理要点突破(1)将淀粉酶溶于水中，再加入石英砂，不时搅拌，这样淀粉酶就可以固定在石英砂上。这种固定化的方法称为_。30min后，装入如图所示的反应器中，构成固定化酶反应柱，并用10倍体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的是_。洗涤时，蒸馏水流速_(填“能”或
16、“不能”)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粉溶液，并以0.3 mL/min的流速过柱，控制流速的目的是_。在流出5 mL后，接收0.5 mL流出液，加入12滴_，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_。知识梳理要点突破(3)实验后，用10倍体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的是_。洗涤后，放置在4 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，重复上述实验，却没有了相同的结果，试分析可能的原因_。知识梳理要点突破解析(1)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
17、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1 mL/min。(2)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KII2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。(3)实验完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。(4)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，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)不适合等。知识梳理要点突破答案(1)吸附法 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 KII2 稀释 糊精(3)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，合理答案均可
