1、1第 31 讲 酶的应用考纲要求 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。考点一 果胶和果胶酶1.果胶(1)果胶的化学组成：由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成，是植物细胞壁的主要成分。(2)果胶与果汁加工：果胶不仅影响出汁率，还会使果汁浑浊。2.果胶酶(1)来源：黑曲霉、苹果青霉等。(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，主要包括果胶酶和果胶甲酯酶。(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。3.探究利用苹果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 、 果 胶
2、 甲 酯 酶果胶酶的活性受温度(或 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的活性大小成正相关。果胶不溶于乙醇。(2)实验流程设计(3)实验结论：果胶酶能分解果胶，提高果汁的澄清度。2拓展提升 关于果胶酶实验的拓展实验名称(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(或澄清度)底物和酶在混合时的温度是相同的；温度梯度越小，实验结果越精确；果泥和果胶酶用量在各个试管中应相同；pH 应为最适 pH探究 pH 对果胶酶活性的影响 pH果汁量(或澄清度)温度应为最适温度；pH 梯度可用 NaOH 和盐酸调节；用玻璃棒搅拌使反应充分进
3、行探究果胶酶的用量果胶酶的用量果汁量(或澄清度)制备苹果匀浆后迅速加热，使苹果匀浆中果胶酶变性；温度、pH 应为最适且保持不变(1)果胶酶和果胶甲酯酶可水解果胶( )(2)将果胶酶用于果胶生产，既能提高果肉的出汁率又能提高果汁的澄清度( )(3)酶的活性受温度、pH 和酶用量等因素的影响( )(4)果胶起着将植物细胞粘合在一起的作用，它溶于乙醇( )(5)果胶酶不仅存在于植物细胞中，也存在于许多微生物细胞中( )(6)在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清( )(7)果胶酶由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成( )(8)煮沸的山楂泥可制成山楂糕，就是由于果胶的作用( )(9)果胶是细胞壁的重要组成成
4、分，其化学本质为多糖( )下 表 是 某 小 组 利 用 部 分 材 料 进 行 的 有 关 实 验 (“/”表 示 不 加 )。 现 有 磨 浆 机 、 质 量 分 数 为 2%的果 胶 酶 溶 液 、 蒸 馏 水 、 一 定 浓 度 的 盐 酸 和 氢 氧 化 钠 溶 液 等 实 验 材 料 及 试 剂 。 请 回 答 下 列 问 题 ：试管编号 项目甲 乙 丙 丁1 在试管中加入苹果泥 2mL 2mL 2mL 2mL2 2mL / 2mL 2mL3 加入不同的液体 2mL 蒸馏水 4mL 蒸馏水 2mL 盐酸 2mL 氢氧化钠34 摇匀，恒温处理 15 分钟 15 分钟 15 分钟 15
5、 分钟(1)表中处的内容是加入质量分数为 2%的果胶酶溶液。(2)若要验证果胶酶的作用，应把甲与乙两个试管同时取出并过滤相同时间，观察并比较，预期的实验现象与结果是甲果汁比乙果汁澄清。(3)比较试管甲、丙、丁可知，其实验目的是探究 pH 对果胶酶活性的影响。为确保实验成功，请将表中的编号正确排序(用数字和箭头表示)：2314。(4)如果要用此实验做“探究果胶酶的最适用量” ，请简要写出实验思路：配制不同浓度的果胶酶溶液，恒温下加入等量苹果泥，观察果汁的澄清度，果汁最澄清组对应的酶用量即为酶的最适用量。1.(2019湖州质检)果胶酶能够催化果胶分解，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，也
6、使得浑浊的果汁变得澄清。请回答下列有关果胶酶的问题：(1)探究温度对果胶酶活性影响的实验步骤：用搅拌器制苹果泥；取 6 个烧杯编号 1、2、3、4、5、6，依次注入适量的 30、35、40、45、50、55的水，恒温水浴；每一烧杯中放入两支试管，分别装有等量苹果泥和果胶酶，保温 3min；向每组烧杯中的苹果泥试管中加入相应的等量的果胶酶，振荡试管，反应一段时间；过滤，比较获得苹果汁的体积。a.过程中将苹果泥和果胶酶分别装在不同试管中，用相同温度恒温处理后再混合，这样处理的目的是_。b.有人认为该实验缺乏对照，应补充一组果汁和蒸馏水相混合的实验，你认为有没有必要？_。原因是_。c.若继续探究果胶
7、酶的最适用量，则在实验过程中温度、_等因素应保持不变(列举两例)。(2)有关果胶酶和纤维素酶的叙述，错误的是_。A.二者都是蛋白酶B.催化果胶酶水解的酶是淀粉酶C.二者都是在核糖体上合成的D.构成纤维素酶的基本单位是氨基酸答案 (1)a.保证底物和酶在混合时的温度是相同的 b.没有必要 实验的不同温度梯度之4间可形成相互对照 c.pH、果胶酶浓度、果泥量(2)B解析 (1)a.苹果泥和果胶酶分别恒温处理再混合，目的是保证底物和酶混合时的温度是相同的，不会发生温度的变化。b.实验的不同温度梯度之间可形成相互对照，无需补充果汁和蒸馏水混合的实验。c.若探究果胶酶的最适用量，果胶酶的量是自变量，其他
8、是无关变量，应加以控制，如 pH、温度、果泥量、果胶酶浓度等。(2)果胶酶和纤维素酶的化学本质均为蛋白质，二者都是在核糖体上合成的，催化果胶酶水解的酶是蛋白酶，构成纤维素酶的基本单位是氨基酸。2.下列是有关酶的应用问题，请分析回答：工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁来提高出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某学生设计了如下实验：将果胶酶和苹果泥分装于不同试管，在 10水浴中恒温处理 10min(如图 A)。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 10min(如图 B)。将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图 C)。在不同温度条件下重复以上实验步骤
9、，并记录果汁量，结果如下表：温度/ 10 20 30 40 50 60 70 80果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10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，是因为果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解，产物是_。(2)实验结果表明，当温度为_附近时，果汁量最多，此时果胶酶的活性_。(3)为什么该实验能够通过测定过滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？_。(4)果胶酶作用于一定量的某种物质(底物)，保持温度、pH 在最适值，生成物量与反应时间的关系如图所示，在 35min 后曲线变成水平是因为_。若增加果胶酶浓度，其他条件不变，请在图中画出生成物量变
10、化的示意曲线。5答案 (1)半乳糖醛酸(2)40 最高(3)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，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶的能力(4)底物消耗完毕 如图所示考点二 -淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测1.固定化酶的概念和方法(1)概念：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。(2)方法：吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。2.-淀粉酶的固定化、淀粉水解的测定实验(1)-淀粉酶的固定化原理-淀粉酶作用的最适条件：最适 pH 为 5.57.5，最适温度为 5075。方法：吸附法。介质：石英砂。(2)淀粉水解的检测原理
11、淀粉 糊精 麦芽糖 葡萄糖 -淀 粉 酶 -淀 粉 酶 糖 化 淀 粉 酶 遇碘显蓝色 遇碘显红色 遇碘不显色(3)实验过程固定化 -淀粉酶，装入注射器中以 0.3mL/min 的流速滴加淀粉溶液过柱流出 5mL 淀粉溶液后接收 0.5mL 流出液滴加 KII 2溶液，观察颜色，用水稀释 1 倍后再观察颜色6以 10 倍柱体积的蒸馏水洗涤固定化柱，放置在 4冰箱中，几天后重复实验(4)实验结果对照组 实验组0.5mL 淀粉溶液 0.5mL 流出液 几天后重复实验中 0.5mL 流出液加 KII 2 变蓝 红色 红色再加水稀释 1倍浅蓝 浅红色 浅红色(5)实验结论：固定化 -淀粉酶能将淀粉水解
12、成糊精。(1)枯草杆菌的 -淀粉酶作用的最适温度为 37( )(2)酶作为催化剂，反应前后结构不改变，所以固定化酶可永远使用下去( )(3)固定化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量( )(4)固定化酶由于被固定在载体上，所以丧失了酶的高效性和专一性的特点( )(5)用固定化 -淀粉酶进行淀粉水解实验时不需考虑温度( )(6)-淀粉酶固定化实验结束后，将固定化柱放在常温下即可( )热图解读(1)图甲、乙、丙固定化酶的方法分别是包埋法、共价偶联法和交联法、吸附法。常见固定化方法及其优缺点如下表：方法 优点 缺点吸附法 适用的酶范围广，酶活性高酶与载体的结合力较弱，酶容易脱落共价偶联法、交
13、联法结合稳定，适用范围广 制备条件不够温和，酶活性较低包埋法 酶活性高，稳定性也较高 适用范围窄固定化酶能够连续使用，但不是永久使用。酶是具有生物活性的大分子物质，因此随着使用次数的增多，酶活性也会降低，如果酶活性降低到一定程度，就会失去使用价值。(2)图甲的原理：将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中。图乙的原理：利用7共价键、离子键将酶分子相互结合，或将其结合到载体上。图丙的原理：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。1.(2018杭州模拟)酶经过固定化后，不仅能提高酶的稳定性，而且容易与产物分开，具有可反复使用等优点。如图 1 为利用枯草杆菌
14、生产 -淀粉酶及酶固定化实验流程图，请回答有关问题：(1)筛选高表达菌株的最简便方法之一是_。一般通过_、_实现。筛选出的菌株在发酵生产之前还需利用_培养基进行扩大培养。(2)利用物理或化学的方法将 -淀粉酶固定在_的介质上成为固定化酶。(3)如图 2 是实验室中 -淀粉酶的固定化装置示意图。实验过程涉及两次蒸馏水洗涤反应柱的操作，所用的蒸馏水体积为装填体积的_，第二次洗涤的目的是除去_。(4)若图 2 中的液体 X 为淀粉溶液，从反应柱下端接取少量流出液进行 KII 2颜色测试，结果未呈现红色。下列有关此现象的解释错误的是_。A.反应柱中没有 -淀粉酶被固定 B.流速过快淀粉未被水解C.接取
15、的流出液是蒸馏水 D.流速过慢淀粉被水解成葡萄糖答案 (1)单菌落分离 划线分离法 涂布分离法 液体 (2)非水溶性 (3)10 倍 残留的淀粉溶液 (4)D解析 (1)筛选高表达菌株的最简便方法之一就是单菌落分离，常用的方法是划线分离法和涂布分离法；用于扩大培养的培养基通常是液体培养基。(2)固定化酶就是利用物理或化学的方法将 -淀粉酶固定在非水溶性的介质上。(3)实验中第一次用 10 倍体积的蒸馏水洗涤层析柱以除去未吸附的游离的淀粉酶，第二次用 10 倍体积的蒸馏水洗涤层析柱以除去残留的淀粉溶液。(4)淀粉在 -淀粉酶的作用下，不会被水解成葡萄糖。82.(2018浙江绍兴 3 月联考)回答
16、与 -淀粉酶的制备和固定化过程有关的问题：(1)为了获得优良的枯草杆菌菌株，研究者取 5 克土样加到有 95mL_的三角瓶中，振荡 10 分钟，即成 101 土壤液。为了进一步稀释土壤液，应用_吸取悬液，制成102 、10 3 、10 4 、10 5 的土壤稀释液。(2)筛选产 -淀粉酶的枯草杆菌时，用较低浓度的_作为培养基中的唯一碳源，接种时宜采用_接种法。(3)-淀粉酶宜采用吸附法进行固定化，下列关于反应柱的理解，正确的是_。A.反应物和酶均可自由通过反应柱B.反应物和酶均不能通过反应柱C.反应物能通过反应柱，酶不能通过反应柱D.反应物不能通过，酶能通过(4)为了确定筛选出的 -淀粉酶的应
17、用价值，还需要进一步检测固相 -淀粉酶的活性，在该实验中，流出液中加入 KII 2指示剂后，试管中呈现_色。相对于唾液淀粉酶，枯草杆菌产生的 -淀粉酶具有_的特性，从而有利于工业生产。答案 (1)无菌水 移液器 (2)淀粉 涂布 (3)C (4)红 耐高温解析 (1)土 样 用 无 菌 水 配 成 土 壤 稀 释 液 ， 进 一 步 稀 释 时 ， 应 用 移 液 器 取 液 。 (2)用 以 淀 粉为 唯 一 碳 源 的 培 养 基 可 筛 选 含 有 -淀 粉 酶 的 枯 草 杆 菌 ， 接 种 时 应 采 用 涂 布 接 种 法 。 (3)固定 化 酶 反 应 柱 允 许 反 应 物 通
18、 过 ， 但 酶 不 能 通 过 反 应 柱 。 (4)若 酶 活 性 正 常 ， 淀 粉 水 解 产 生糊 精 ， 加 入 KI I2指 示 剂 后 呈 现 红 色 。 枯 草 杆 菌 产 生 的 -淀 粉 酶 最 适 温 度 为 50 75 ，具 有 耐 高 温 的 特 性 。直接使用酶和固定化酶的比较比较项目 直接使用酶 固定化酶制作方法 / 吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法等是否需要营养物质否 否酶的种类 一种或多种 一种催化反应 单一或多种 单一反应底物 各种物质(大分子、小分子) 各种物质(大分子、小分子)缺点对环境条件非常敏感，易失活；难回收，成本高，影响产品质量不能催化一系列
19、反应9优点 催化效率高、耗能低、低污染既能与反应底物接触，又能与产物分离；可以重复使用探究真题 预测考向1.(2018浙江 4 月选考)回答与果胶、淀粉等提取和利用有关的问题：某植物富含有果胶、淀粉、蛋白质和纤维素成分。某小组开展了该植物综合利用的研究。(1)果胶提取工艺研究结果表明，原料先经过一段时间沸水漂洗的果胶得率(提取得到的果胶占原料质量的百分率)显著高于常温水漂洗的果胶得率，最主要原因是沸水漂洗_(A.有助于清洗杂质和去除可溶性糖 B.使植物组织变得松散 C.使有关酶失活 D.有利于细胞破裂和原料粉碎制浆)。(2)在淀粉分离生产工艺研究中，为促进淀粉絮凝沉降，添加生物絮凝剂(乳酸菌菌
20、液)，其菌株起重要作用。为了消除絮凝剂中的杂菌，通常将生产上使用的菌液，采用_，进行单菌落分离，然后将其_，并进行特性鉴定，筛选得到纯的菌株。(3)在用以上提取过果胶和淀粉后的剩渣加工饮料工艺研究中，将剩渣制成的汁液经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后，发现仍存在浑浊和沉淀问题。可添加_使果胶彻底分解成半乳糖醛酸，再添加_，以解决汁液浑浊和沉淀问题。(4)在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的_(答出 2 点即可)、反应 pH 和酶反应时间等因素。其中，酶反应时间可通过_来调节。答案 (1)C (2)划线分离法(
21、或涂布分离法) 扩大培养 (3)果胶酶和果胶甲酯酶 淀粉酶使淀粉分解 (4)固定化酶的量、反应液温度 控制反应器液体流量(或体积)2.(2016浙江 4 月选考)请回答与“果汁中的果胶和果胶酶”实验有关的问题：(1)果胶是细胞壁的重要组成成分，其化学本质是_(A.蛋白质 B.脂质 C.核糖 D.多糖)，它在细胞壁形成过程中的主要作用是将相邻的细胞_在一起。(2)制取果汁时，先用果胶酶将果胶分解成_和半乳糖醛酸甲酯等物质，再用_酶处理，可得到比较澄清的果汁，用适量且浓度适宜的上述两种酶处理时，果汁的出汁率、澄清度与酶的_高低成正相关。(3)由于果胶不溶于乙醇，故可用乙醇对果胶粗提取物(经酶处理后
22、的混合物)进行_处理，从而得到干制品。答案 (1)D 粘合(2)半乳糖醛酸 果胶甲酯 活性(3)脱水(沉淀)10解析 (1)果胶是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成的，其化学本质属于多糖。果胶起着将植物细胞粘合在一起的作用。(2)果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯等物质。要使果汁更澄清，应同时使用果胶酶和果胶甲酯酶。用适量且浓度适宜的上述两种酶处理时，果汁的出汁率、澄清度与酶的活性高低成正相关。(3)由于果胶不溶于乙醇，故可用乙醇对果胶粗提取物(经酶处理后的混合物)进行沉淀处理，从而得到干制品。3.(2014浙江自选)下面是关于固定化酶和细菌培养实验的问题。请回答：(1)某兴趣小组欲
23、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(mLmin 1 )甲 10 0.3乙 10 0.5丙 15 0.3丁 15 0.5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_。按上表分组，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 KI-I2检测。若流出液呈红色，表明有_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中，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导致流出液中含有淀粉C.各组实验所
24、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(3)现有一份污水样品，某兴趣小组欲检测其中的细菌数，进行以下实验。将一定量的污水样品进行浓度梯度稀释。取适量不同稀释度的稀释液，用_法分别接种于固体平面培养基上，经培养后进行计数。该实验应注意，接种前，从盛有_的容器中将玻璃刮刀取出，放在酒精灯火焰上灼烧，冷却后待用；分组时，需用_作为对照。(4)在上述细菌培养实验中进行计数时，应计数的是接种了_。A.各个稀释度样品的培养基上的细菌数B.合理稀释度样品的培养基上的细菌数C.各个稀释度样品的培养基上的菌落数D.合理稀释度样品的培养基上的菌落数答案 (1)未吸附的 -淀粉酶 糊精 丙 (
25、2)A (3)涂布分离 70%酒精 未接种的培养基 (4)D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 -11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(KI I2)检 测 糊 精 ， 则 呈 现 红 色 。 酶 的 量 不
26、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 。(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。(3)细菌的分离与
27、计数常用涂布分离法，即用玻璃刮刀将一定体积的稀释液涂布到固体平面培养基上。玻璃刮刀在使用前需进行灭菌处理，即将其浸入体积分数为 70%的酒精中，随后取出放在酒精灯火焰上灼烧，冷却后待用。为排除其他因素的影响，提高实验的可信度，实验中要设置空白对照。(4)将菌液涂布到固体平面培养基上后，倒置放在恒温箱中培养，培养一段时间后，统计菌落数。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，这样通过统计菌落数就可估算出待测样品的细菌数目，所以要选择合理稀释度的样品。课时作业一、选择题1.下列有关果胶酶及果胶酶实验探究的叙述，正确的是( )A.探究果胶酶的用量时，pH、温度
28、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的影响时，温度、苹果泥、果胶酶的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用量答案 D解析 探究果胶酶的用量时，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的影响实验中，温度为单一变量，其他因素保持不变。2.下列关于固定化酶的说法，错误的是( )A.固定化酶的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.固定化酶易溶于水答案 D12解析 由于酶具有专一性，因此固定化
29、酶不能催化一系列反应，A 项正确；固定化酶可反复利用，降低了生产成本，B 项正确；固定后的酶既能与反应物接触，又能与反应物分离，C项正确；固定化酶不易溶于水，易与反应物分离，D 项错误。3.某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定 -淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验结果见下表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通 -淀粉酶量相同)。实验表明 1 号试管中淀粉未被水解，最可能的原因是( )1 号试管 2 号试管固定化淀粉酶 普通 -淀粉酶 淀粉溶液 60保温 5min，取出冷却至室温，滴加碘碘化钾溶液现象 变蓝 不变蓝A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性B.淀粉是大分子物质，难以通过
30、琼脂与淀粉酶接触C.水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解D.实验程序出现错误，试管中应先加入碘碘化钾溶液后保温答案 B解析 由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不能通过琼脂与酶充分接触，导致淀粉不能被水解而遇碘碘化钾溶液呈现蓝色。4.下图为某同学探究温度对果胶酶活性的影响的实验操作流程图，下列叙述错误的是( )底物 酶液 在所控制温度下处理一段时间底物与酶混合在所需温度下保温一段时间检测A.底物为苹果泥，酶液为果胶酶溶液B.底物与酶混合前的同温处理可以取消C.实验的自变量为底物与酶混合后的温度13D.检测的是果汁的体积或果汁的澄清度答案 B二、非选择题5.(2018浙江丽
31、衢湖联考)回答下列果汁中的果胶和果胶酶的相关问题：(1)自制的果汁很浑浊，主要是含有大量杂质，杂质的主要成分是_，可用_检测。市售果汁为达到澄清透明且不降低品质的要求，常用_处理。(2)市售果汁在制作过程中要进行灭菌，灭菌是指使用强烈的理化因素杀死_。不同的物质灭菌有所区别，如葡萄糖，为防止_，要用 500g/cm2压力(90以上)灭菌 30min，而尿素只能用 G6 玻璃砂漏斗过滤灭菌，原因是_。(3)果汁饮料要求细菌总数100 个/mL，大肠杆菌3 个/100 mL。为了检测某成品受细菌污染情况，需要培养和计数，其中所用的细菌分离方法是_。答案 (1)果胶 乙醇 果胶酶(或果胶酶和果胶甲酯
32、酶) (2)(物体内外)所有的微生物 葡萄糖分解碳化 尿素加热会分解 (3)涂布分离法解析 (1)果汁中含有大量的果胶而显得浑浊，果胶不溶于乙醇，可以用乙醇来对其进行检测，这是简便的鉴定方法，为了去除果胶又不影响果汁质量，可以用果胶酶来提高果汁的澄清度。(2)灭菌是指使用强烈的理化因素杀死所有的微生物。不同的物质灭菌有所区别，如葡萄糖，为防止葡萄糖分解碳化，要用 500g/cm2压力(90以上)灭菌 30min；而尿素因为加热会被分解，所以只能用 G6 玻璃砂漏斗过滤灭菌。(3)对饮料中的细菌进行培养和计数要用活菌计数法，即涂布分离法。6.果胶酶能分解果胶等物质，澄清果蔬饮料，在食品加工业中有
33、着广泛的应用。某兴趣小组的同学对三种不同品牌的果胶酶制剂(制剂中果胶酶浓度相同)进行了探究，其实验设计及实验结果如表所示。果胶酶制剂(mL)分组 蒸馏水(mL) 缓冲液(mL) 果汁(mL)甲 乙 丙果汁浑浊程度1 2 2 5 2 0 0 2 2 2 5 0 2 0 3 2 2 5 0 0 2 4 X 2 5 0 0 0 Y注：“”越多表示果汁越浑浊。请回答下列问题：(1)表中 X 所代表的数值应为_，Y 的果汁浑浊程度应表示为_(用若干14个“”表示)。(2)除了观察果汁浑浊程度外，还可以通过检测_的变化量来判断不同品牌果胶酶制剂的效果。若使用该方法，相关物质变化量最大的是_组。(3)微生物
34、是生产果胶酶的优良生物资源。分离和筛选能产生果胶酶的微生物，使用的培养基应以_为唯一碳源；如需进一步纯化果胶酶，可根据果胶酶分子的_(至少写出两点)等特性进行分离提纯。由于果胶酶的活性容易受到外界环境因素的干扰，所以应利用_技术减少影响从而保护酶的活性。答案 (1)4 (或多于) (2)反应物(或半乳糖醛酸) 1 (3)果胶 形状和大小(或所带电荷性质和多少、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等) 固定化酶解析 (1)对照实验应遵循单一变量原则，要严格控制无关变量相同且适宜。由题中实验分组处理可知，第 4 组实验中没有添加果胶酶制剂，为保证各组实验溶液体积相同，X 应为4；果胶酶能分解果胶等
35、物质以澄清果蔬饮料，故没有添加果胶酶制剂的第 4 组的果汁浑浊程度应当最高。(2)果胶酶可水解果胶，可通过反应中反应物的减少量或生成物的增加量来表示果胶酶的作用效果。(3)果胶可作为微生物培养的碳源，并且果胶的水解需要果胶酶，故在分离和筛选能产生果胶酶的微生物时，要使用以果胶作为唯一碳源的培养基。分离提纯物质一般根据其物质的相关特性设置分离提纯方法，如：“形状和大小” “所带电荷性质和多少” “溶解度” “吸附性质和对其他分子的亲和力”等。固定化酶技术能有效地减少外界环境对酶的影响。7.固定化酶是从 20 世纪 60 年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛
36、作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量)，分析回答：(1)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是_。(2)乙图曲线表明浓度为_的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因是_。(3)固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酶一般可重复使用_次，以后酶活力明显下降。15(4)固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，同时用戊二醛作交联剂，这是因为_。答案 (1)固 定 化 酶 比
37、游 离 酶 对 温 度 变 化 适 应 性 更 强 且 应 用 范 围 更 广 (2)3% 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 (3)3 (4)直 接 包 埋 不 紧 密 ， 酶 分 子 容 易 漏出解析 (1)由题图甲可知，固定化酶比游离酶对温度变化适应性更强且应用范围更广。(2)由题图乙可知，浓度为 3%时，酶活力最好，说明该浓度时海藻酸钠包埋效果最好。(3)观察题图丙可知，固定化酶一般可重复使用 3 次，使用了 3 次以后，曲线下降明显，说明酶活力下降很多。(4)直接包埋不紧密，酶分子容易漏出，所以一般要用戊二醛作交联
38、剂。8.(2018浙江超级全能生 3 月联考)耐高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。如图表示从热泉的嗜热菌样品中进行筛选分离菌种，经过耐高温淀粉酶的提纯和固定化后，用于工业化生产的过程。请回答：(1)过程进行的操作为_，过程实施的是_分离法；可根据号培养基上_的大小，来确定需扩大培养的目标菌种。(2)号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是_(A.琼脂 B.葡萄糖 C.硝酸铵 D.碳酸氢钠)，并放在高温条件下培养。(3)将适量经提纯的耐高温淀粉酶通过_法固定在石英砂上，形成固定化酶柱，此后用一定浓度的淀粉溶液进行过柱试验，可往流出液中滴加_溶液检测酶的催化效果，但结果发
39、现流出液显蓝色，请分析在上述操作中存在的问题可能是_(至少写出两点)。答案 (1)稀释 涂布 菌落周围透明圈 (2)C (3)吸附 KII 2 未取反应一段时间后的流出液进行显色反应；液体过柱的流速过快解析 (1)图示代表菌种的稀释、分离和扩大培养等过程；号培养基上的菌落分布是涂布分离的结果，号培养基上的菌落分布是划线分离的结果，目标菌种应选择菌落周围透明圈较大的。(2)号培养基的目的是筛选到目标菌种，故为选择培养基；除淀粉作为碳源外，还应满足氮源的需要，硝酸铵作为无机氮源，能满足需要。(3)石英砂具有较强的吸附性，用其进行的固定化方法为吸附法；过柱后流出液中的淀粉是否完全分解为糊精，可通过加
40、入KII 2溶液进行检测；分析流出液中仍存在淀粉的可能原因，要求熟悉教材实验的操作流程，分别从洗柱、过柱、调速、检测等环节寻找可能的原因。9.为了提高果胶酶的利用率，科学家进行了固定化果胶酶的相关研究。16(1)果胶酶的固定化：取磁性壳聚糖微球固体颗粒，加入果胶酶溶液，30条件下振荡 1h，装入图甲反应柱中，用蒸馏水洗去_，放置在 4冰箱中保存。上述固定化果胶酶的方法属于_。A.包埋法 B.吸附法C.共价偶联法 D.交联法(2)果胶酶活力测定方法：以果胶酶单位时间内催化产生的主要产物_的量计算酶的活力。已知 3，5-二硝基水杨酸与果胶水解的主要产物共热能产生棕红色的氨基化合物，在一定范围内产物
41、的量和反应液颜色深浅成正比，可用_法测定产物的量。此方法需要制作标准曲线，如图乙所示，其中纵坐标一般为_。(3)下图是固定化果胶酶的部分研究结果，据图可知用上述方法制备的固定化果胶酶与游离酶相比最适温度_(填“升高”或“降低”)，最适 pH_(填“升高”或“降低”)。(4)在果汁生产中使用固定化果胶酶具有很多优点，以下说法中不属于其优点的是_。A.固定化果胶酶可以重复回收，多次利用B.固定化果胶酶可以提高酶的稳定性和果汁的质量C.便于果汁加工工艺操作的连续化、自动化D.用于处理破碎果实，可以提高出汁率，促进澄清答案 (1)未固定的游离果胶酶 B (2)半乳糖醛酸 光电比色 光密度值(或 OD
42、值) (3)升高 降低 (4)D10.葡萄收获的季节性较强，并且不易运输，易造成积压，腐烂变质。为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以将其加工制作成果汁、果酒、果醋等。如图 1 是简单的生产流程17图，结合所学知识回答下列问题：图 1图 2(1)果胶酶的使用过程中，需要对酶的活性、酶的用量进行研究。在图 2 甲、乙两个曲线中，果胶酶活性受环境因素影响的变化曲线是_，纵轴还可以用_来表示，自变量 X 可以代表_等；自变量 Y 可代表_。(2)果胶酶的最适用量是图 2 中的_点对应的量。(3)过程中不用灭菌一般也不会受到杂菌的污染，原因是_。答案 (1)甲 过滤得到的果汁的体积 温度、pH 果胶酶的浓度(或用量) (2)B (3)培养液中缺氧环境及酵母菌产生的酒精能抑制绝大多数微生物的生长繁殖解析 (1)果胶酶的活性受温度、pH 等条件的影响，每一种酶的最适 pH 和最适温度是一定的，衡量实验结果的指标有两个，一个是果汁的体积，另一个是果汁的澄清度。(2)果胶酶的最适用量是过滤得到果汁澄清度最高时对应的最小酶量，B 点后酶量增加而澄清度不再增加，因此 B 点对应的量为最适用量。(3)缺氧条件不利于大多数细菌的生存，同时酵母菌产生的酒精有杀菌作用。18
