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第30讲酶的利用,考点酶的利用,1.(2018浙江4月选考节选)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。(3)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。,解析本题考查选修一酶的应用，试题侧重与社会生产中利用酶的相关内容结合。果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响。固定化酶就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质(如石英砂)上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。常用方法有吸附法、共价偶联法等。答案(1)C(2)果胶酶和果胶甲酯酶淀粉酶使淀粉分解(3)固定化的量、反应液温度控制反应器液体流量(或体积),2.(2016浙江10月选考节选)请回答脲酶固定化实验的有关问题：制备固定化酶时，用石英砂吸附脲酶，装柱。再用蒸馏水洗涤固定化酶柱，其作用是_。解析用石英砂吸附法固定化酶，装柱完成后，再用蒸馏水洗涤固定化酶柱，其作用是洗去未被吸附的酶，以免影响产物的纯度。答案除去游离的脲酶,3.(2016浙江4月选考节选)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.核酸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_高低呈正相关。(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_处理，从而得到干制品。,解析(1)果胶主要是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯缩聚而成的，属于多糖。果胶主要在相邻的植物细胞之间起粘合的作用。(2)果胶酶和果胶甲酯酶可以将果胶分解成半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯，用适量且浓度适宜的上述两种酶处理果汁可以使果汁澄清，果汁的出汁率、澄清度与酶的活性高低呈正相关。(3)由于果胶不溶于乙醇，经酶处理后的混合物用乙醇进行沉淀脱水处理，可获得干制品。答案(1)D粘合(2)半乳糖醛酸果胶甲酯活性(3)脱水(沉淀),本题组对应选修一P33P35，果汁中的果胶和果胶酶；选修一P38P40，淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,一、果汁中的果胶和果胶酶1.果胶及其特性果胶是植物的主要成分，由和组成。果胶起着的作用，去掉果胶植物组织将变得。果胶中，这是鉴别果胶的一种简易方法。2.果胶酶的组成及作用果胶酶包括和酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸和，瓦解和胞间层，果汁制作时，使用有利于提高出汁率和。,细胞壁,3.果胶酶的来源、苹果青霉等都可以用于生产果胶酶。,半乳糖醛酸,半乳糖醛酸甲酯,粘合细胞,松散,不溶于乙醇,果胶酶,果胶甲酯,半乳糖醛酸甲酯,植物细胞壁,果胶酶,澄清度,黑曲霉,二、淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测1.固定化酶(1)固定化酶的含义：是指将的酶用或的方法固定在某种介质上，使之成为而又有的制剂。(2)固定化的方法：、交联法和等。(3)固定化酶的优点：提高；易分离；。2.淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测(1)淀粉的水解过程：,水溶性,物理,化学,不溶于水,酶活性,吸附法,共价偶联法,包埋法,稳定性,可反复利用,糊精,麦芽糖,葡萄糖,(2)淀粉酶的固定化(如右图)。5mg淀粉酶溶于4mL，加入5g石英砂，搅拌30min。(3)将装入含气门心并用夹子封住的注射器中。用40mL蒸馏水用流速1mL/min来洗涤除去。(4)使淀粉溶液以0.3mL/min的流速过柱，在流出5mL后接收0.5mL流出液。加入12滴溶液，观察颜色变化。(5)实验预期结果：水解产物糊精遇碘呈。,蒸馏水,石英砂,未吸附的游离淀粉酶,KI-I2,红色,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呈正相关。果胶不溶于乙醇。,活性大小,(2)实验流程,(3)实验结论：果胶酶能分解果胶，提高果汁的出汁率和澄清度。,1、3、4,2,1、3、4,2,角度酶的利用1.(2018绍兴模拟)回答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、103、104、105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用价值，还需要进一步检测固相淀粉酶的活性，在该实验中，亲和层析洗脱液中加入KII2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_特性，从而有利于工业生产。,解析在无菌条件下，用无菌水制备土壤稀释液，产生淀粉酶的枯草杆菌能在以淀粉为唯一碳源的培养基上生长，用淀粉作为培养基中的唯一碳源，可筛选产淀粉酶的枯草杆菌。淀粉酶经固定后，装入反应柱，反应物能通过反应柱，酶不能通过反应柱，使酶与产物分离。亲和层析洗脱液是经反应柱后的流出液，含有淀粉水解后的产物糊精，加入KII2指示剂后呈红色。淀粉酶的最适温度是5075，与唾液淀粉酶相比，具有耐高温的特点。答案(1)无菌水移液器(2)淀粉涂布(3)C(4)红耐高温,2.某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。实验步骤：制备苹果汁：将苹果洗净，切成小块，用榨汁机打碎成苹果汁匀浆。加热苹果汁到100，再冷却至50左右。配制不同浓度的酶液：取5支10mL的试管，依次编号为26号。分别加入不同量的质量浓度为10g/mL的果胶酶溶液，再分别加入苹果酸定容至10mL，获得质量浓度分别为2g/mL、4g/mL、6g/mL、8g/mL、10g/mL的果胶酶溶液备用。,降解苹果汁(如下图),沉淀：向上述6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。记录并处理结果：用量筒测量澄清滤液(即苹果汁)的体积，记入表格，并计算出汁率。,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因是_。(2)步骤中，苹果汁先加热到100的目的是_。(3)步骤中，在26号试管中加入10g/mL果胶酶溶液的量分别是_；步骤中，在1号烧杯中加入1mL_。(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。,解析(1)由于果胶酶能分解果胶，瓦解细胞壁，所以在苹果泥中加入果胶酶，可以提高果汁的量和澄清度。(2)苹果汁先加热到100，可使苹果中的酶失活，防止对实验结果产生干扰。(3)根据图中果胶酶溶液的浓度(10g/mL)和各试管中配制成的果胶酶溶液的浓度(2g/mL、4g/mL、6g/mL、8g/mL、10g/mL)可知，加入果胶酶溶液的体积分别是2mL、4mL、6mL、8mL、10mL。步骤中，在1号烧杯中加入1mL苹果酸，作为对照。(4)出汁率曲线起点于纵轴某点，表明没有果胶酶时也有一定出汁率，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。,答案(1)果胶酶能分解果胶，瓦解细胞壁(2)使苹果中的酶失活，防止对实验结果产生干扰(3)2mL、4mL、6mL、8mL、10mL苹果酸(4)如图关注坐标含义、曲线变化趋势、起点、最佳浓度。,归纳小结1.直接使用酶和固定化酶的优缺点比较,2.酶的固定化方法及适用对象,3.探究影响果胶酶活性因素实验的分析(1)实验原则：单一变量原则、对照性原则。严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。(2)实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，在最适温度或pH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。(3)设计实验：探究最适温度时，pH为无关变量，最好是最适pH；探究最适pH时，温度为无关变量，最好是最适温度。探究果胶酶的最适用量时，最适用量是在温度、pH等适宜条件下测出来的，如果无关变量改变，最适用量也会发生变化。,
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