高考生物總復(fù)習(xí) 專題10_ 生物技術(shù)實踐 第32講 酶的應(yīng)用課件

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1、第3 2講酶的應(yīng)用 加試題組考點1果汁中的果膠和果膠酶1.生產(chǎn)果汁時，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁量。回答下列相關(guān)問題：（1）某同學(xué)用三種來源的果膠酶進行三組實驗，各組實驗除酶的來源不同外，其他條件都相同，測定各組的出汁量，據(jù)此計算各組果膠酶活性的平均值并進行比較。這一實驗的目的是_。 （2）現(xiàn)有一種新分離出來的果膠酶，為探究其最適溫度，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗：取試管16支，分別加入等量的果泥、果膠酶、緩沖液，混勻，平均分為4組，分別置于0 、5 、10 、40 下保溫相同時間，然后，測定各試管中的出汁量并計算各組出汁量平均值。該實驗溫度設(shè)置的不足之處有_和_。 （3）某同學(xué)取5組試管（AE

2、）分別加入等量的同種果泥，在A、B、C、D 4個實驗組的試管中分別加入等量的緩沖液和不同量的同種果膠酶，然后，補充蒸餾水使4組試管內(nèi)液體體積相同，E組加入蒸餾水使試管中液體體積與實驗組相同。將5組試管置于適宜溫度下保溫一定時間后，測定各組的出汁量。通過AD組實驗可比較不同實驗組出汁量的差異。本實驗中，若要檢測加入酶的量等于0而其他條件均與實驗組相同時的出汁量，E組設(shè)計（填“能”或“不能”）達到目的，其原因是_。 解析（1）利用不同來源的果膠酶處理果泥，檢測各組出汁量。據(jù)此可以比較不同來源的果膠酶的活性大小。（2）探究果膠酶的最適溫度時，一般在2070 范圍內(nèi)，每隔5 進行梯度設(shè)計。顯然題中溫度

3、設(shè)置過低，溫度梯度設(shè)置不均。（3）本實驗的目的是檢測不同量的同種果膠酶下的出汁量的差異，為保證單一變量，AE組都應(yīng)加入等量緩沖溶液。答案（1）比較不同來源果膠酶的活性（其他合理答案也可）（2）溫度范圍設(shè)置不合理溫度梯度設(shè)置不合理（其他合理答案也可）（3）不能未加入緩沖液（其他合理答案也可） 2.下列是有關(guān)酶的應(yīng)用問題，請分析回答。工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細胞壁來提高出汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響，某學(xué)生設(shè)計了如下實驗：將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10 水浴中恒溫處理10 min（如圖A）。將步驟處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10 水浴中恒溫處理10 min（如圖B

4、）。將步驟處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量（如圖C）。 在不同溫度條件下重復(fù)以上實驗步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下表：溫度/10 20 30 40 50 60 70 80果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10 根據(jù)上述實驗，請分析回答下列問題：（1）果膠酶能破除細胞壁，是因為果膠酶可以促進細胞壁中果膠的水解，產(chǎn)物是_。（2）實驗結(jié)果表明，當(dāng)溫度為附近時，果汁量最多，此時果膠酶的活性。（3）為什么該實驗?zāi)軌蛲ㄟ^測定過濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？_。（4）果膠酶作用于一定量的某種物質(zhì)（底物），保持溫度、pH在最適值，生成物量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖：在35

5、min后曲線變成水平是因為_。 若增加果膠酶濃度，其他條件不變，請在圖中畫出生成物量變化的示意曲線。解析從實驗數(shù)據(jù)分析：在40 附近時，果汁量最多，說明此時的果膠酶催化活性最高。因為底物的量是一定的，所以底物消耗完時，生成物的量達到最大值，其后不再發(fā)生變化；增加酶的濃度可以使反應(yīng)更快地達到平衡點，即更早結(jié)束，但生成 物的總量不會發(fā)生變化。 答案（1）半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯（2）40 最高（3）果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反映了果膠酶催化分解果膠的能力（4）底物消耗完畢如圖 備考備查1.果膠及果膠酶半乳糖醛酸果膠果膠酶（1）組成：_和半乳糖醛酸甲

6、酯（2）作用：_的主要成分；將植物細胞粘合在一起，去掉果膠會使植物組織變得_ （3）鑒別：不溶于_（1）來源：黑曲霉、蘋果青霉（2）組成：是分解果膠的一類酶的總稱，主要包括果膠酶和_（3）作用：水解果膠、瓦解植物細胞的細胞壁和胞間層細胞壁松散乙醇果膠甲酯酶 2.探究利用蘋果或山楂勻漿制作果汁的最佳條件的實驗（1）實驗原理果膠酶的活性受溫度（或pH）的影響，處于_（或pH）時活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的 成正比。果膠不溶于乙醇。果膠酶、果膠甲酯酶最適溫度活性大小 （2）實驗流程設(shè)計 （3）實驗結(jié)論：果膠酶能分解果膠，提高果汁的澄清度。 溫馨提示1.制作果汁實驗的注意事項（1）與

7、其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬，因此，可以選用10 作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為10 、20 、30 、40 、50 和60 等，也可以嘗試以5 作為溫度梯度。（2）蘋果、橙子和葡萄等水果都可以作為反應(yīng)物，水果不用去皮。如用蘋果作為原材料，一般可按每個中等大小的蘋果加水100200 mL的比例進行攪拌，獲得稀的蘋果泥。（3）果泥的用量可以采用5 mL左右，果膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為2%的果膠酶溶液2 mL。（4）水浴時間可以為2030 min。 （5）過濾果汁時，漏斗中應(yīng)放置濾紙。 2.影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)及處理方法（1）影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)纖維素和果膠的存在使制作果汁時出

8、現(xiàn)兩個問題：一是果肉的出汁率低，耗時長；二是榨取的果汁渾濁、黏度高、容易發(fā)生沉淀。（2）處理方法酶解法 組成本質(zhì)作用果膠酶果膠酶、果膠甲酯酶蛋白質(zhì)催化果膠水解為可溶性半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯 三個實驗的變量分析實驗名稱（目的）自變量因變量注意事項探究溫度對果膠酶活性的影響溫度果汁量（澄清度）底物和酶在混合時的溫度是相同的溫度梯度越小，實驗結(jié)果越精確蘋果泥和果膠酶用量在各個試管應(yīng)相同pH應(yīng)為最適pH 探究p H對果膠酶活性的影響pH果汁量（澄清度）溫度應(yīng)為最適溫度pH梯度可用NaOH和鹽酸調(diào)節(jié)用玻璃棒攪拌使反應(yīng)充分進行探究果膠酶的用量果膠酶的用量果汁量（澄清度）制備蘋果勻漿后迅速加熱，使蘋果勻

9、漿中果膠酶變性溫度、pH應(yīng)為最適且保持不變 加試題組考點2-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測1.（2017金華十校聯(lián)考）回答下列問題：請回答與“固定化酶”實驗有關(guān)的問題：（1）淀粉酶可以通過培養(yǎng)枯草桿菌來生產(chǎn)，是篩選高表達量菌株的最簡便方法之一。篩選出的菌株在發(fā)酵生產(chǎn)之前還需利用培養(yǎng)基進行擴大培養(yǎng)。（2）利用物理或化學(xué)的方法將淀粉酶固定后，成為且又有酶活性的制劑。若用吸附法固定時，在裝柱后需要用緩慢沖洗，直至流出液不使淀粉碘混合液發(fā)生為止。 （3）將淀粉溶液以一定流速從反應(yīng)柱上端滴入，再在下端接取少量流出液進行KII2顏色測試，結(jié)果不呈現(xiàn)紅色。對此現(xiàn)象的解釋錯誤的是（A.反應(yīng)柱中沒有淀粉酶被

10、固定 B.流速過快淀粉未被水解C.接取的流出液是蒸餾水 D.流速過慢淀粉被水解成葡萄糖）答案（1）單菌落分離液體（2）不溶于水10倍體積蒸餾水褪色（3）D 2.（2015衢州模擬）果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，常用于果汁的生產(chǎn)。（1）果膠酶用于果汁生產(chǎn)，是因為它能分解果膠，可解決果肉出汁率低和等問題。（2）果膠由和組成。（3）若要檢測蘋果汁中是否還含有果膠，可取一定量的果汁與混合，若出現(xiàn)現(xiàn)象，說明果膠還沒有被完全分解。 （4）下圖為某同學(xué)進行的澄清蘋果汁生產(chǎn)實驗，下列相關(guān)敘述正確的是。A.實驗中所用的固定化果膠酶可由某些物質(zhì)吸附，吸附后的酶可永久使用B.為防止雜菌污染，圖示裝置制作完畢后需瞬

11、間高溫滅菌C.通過控制閥調(diào)節(jié)蘋果汁流出的速率，保證反應(yīng)充分進行 D.固定化果膠酶不可重復(fù)使用，每次生產(chǎn)前需重新裝填反應(yīng)柱 （5）固定化酶技術(shù)是將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使酶既能與接觸，又能與分離。（6）在“-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測”這一實驗中，-淀粉酶固定在石英砂上，使用了下圖中的。答案（1）果汁渾濁（2）半乳糖醛酸半乳糖醛酸甲酯（3）乙醇渾濁（4）C（5）底物（反應(yīng)物）產(chǎn)物（6） 備考備查1.固定化酶含義：將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。 2.常見固定化方法及其優(yōu)缺點方法優(yōu)點缺點吸附法適用的酶范圍廣，酶活性

12、高酶與載體的結(jié)合力較弱，酶容易脫落偶聯(lián)法、交聯(lián)法結(jié)合穩(wěn)定，適用范圍廣制備條件不夠溫和，酶活性較低包埋法酶活性高，穩(wěn)定性也較高適用范圍窄 3.-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測（1）-淀粉酶作用的最適條件：最適pH為5.57.5；最適溫度為50 75 。（2）-淀粉酶的固定化方法：吸附法。（3）淀粉的水解作用： （4）淀粉水解作用的檢測將灌注了固定化-淀粉酶的注射器放在注射器架上。滴加淀粉溶液，使淀粉溶液以0.3 mL/min的流速過柱。在流出5 mL淀粉溶液后接收0.5 mL流出液。加入12滴KII2溶液，觀察顏色，用水稀釋l倍后再觀察顏色。實驗后，用10倍柱體積的蒸餾水洗滌固定化柱，放置在4 冰箱中，幾天后重復(fù)上述實驗，看是否有相同的結(jié)果。 固定化酶常用方法歸納名稱原理圖示包埋法將微生物細胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中共價偶聯(lián)法和交聯(lián)法利用共價鍵、離子鍵將酶分子相互結(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到載體上吸附法通過物理吸附作用，把酶固定在纖維素、瓊脂糖、多孔玻璃和離子交換樹脂等載體上