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1、一、果胶酶在果汁生产中的作用一、果胶酶在果汁生产中的作用1果胶酶的组成及作用：果胶酶的组成及作用：果胶酶包括果胶酶包括 、和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖 醛、酸，瓦解醛、酸，瓦解 和胞间层。和胞间层。2酶的活性及影响酶活性的因素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，可用酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用 来表示。来表示。(2)影响酶活性的因素：温度、影响酶活性的因素：温度、pH和和 等条件都会等条件都会影影 响酶的活性。响酶的活性。多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶分解酶植物细胞壁植物细胞壁反
2、应速度反应速度酶的抑制剂酶的抑制剂3研究温度对果胶酶活性影响的实验研究温度对果胶酶活性影响的实验(1)实验方案：确定实验方案：确定 探讨控制温度的方法和措施。探讨控制温度的方法和措施。(2)实验程序：制备水果泥实验程序：制备水果泥制备果胶酶制备果胶酶水果泥与果胶酶分水果泥与果胶酶分 别别 将水果泥和果胶酶将水果泥和果胶酶 过滤出果汁过滤出果汁 记录果汁量记录果汁量改变不同改变不同 后，重复上面实验。后，重复上面实验。(3)记录实验数据，并填入表格。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，表明果胶酶得出结论：获得的果汁越多，或果汁越澄清，表明果胶酶 的的 越高。越
3、高。温度梯度温度梯度水浴保温水浴保温混合保温混合保温温度温度活性活性二、探讨加酶洗衣粉的洗剂效果二、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和酶制剂 加酶洗衣粉是指含有加酶洗衣粉是指含有 的洗衣粉，常用酶制剂有四类：的洗衣粉，常用酶制剂有四类：、脂肪酶、脂肪酶、和纤维素酶。和纤维素酶。2加酶洗衣粉去污机理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碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子 水解成水解成 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。分别把大分子脂肪、
4、淀粉和纤维素水解为小分子物质。酶制剂酶制剂蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶蛋白质蛋白质3不同种类的洗衣粉的洗涤效果不同种类的洗衣粉的洗涤效果 酶具有酶具有 ，复合酶洗衣粉中加入的，复合酶洗衣粉中加入的 种类较多，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与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效 果。果。三、酵母细胞的固定化三、酵母细胞的固定化1固定化酶的应用实例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。通过，反应溶液自由出入的条件。专一性专一性酶制剂酶制剂2固定化细胞技术固
5、定化细胞技术(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 细胞固定在细胞固定在 的技术。的技术。(2)方法：包括包埋法、化学结合法和方法：包括包埋法、化学结合法和 。(3)酶更适合采用酶更适合采用 和物理吸附法固定，细胞多采用和物理吸附法固定，细胞多采用 固定。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。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制备固定化酵母细胞的实验操作步骤 酵母细胞的活化酵母细胞的活化配制配制0.05molL1的的CaCl2溶液溶液配制海藻
6、酸配制海藻酸 钠溶液钠溶液海藻酸钠溶液与海藻酸钠溶液与 混合混合固定化酵母细胞。固定化酵母细胞。一定空间内一定空间内物理吸附法物理吸附法化学结合法化学结合法包埋法包埋法酵母细胞酵母细胞考点一考点一探究果胶酶活性的影响因素及其用量探究果胶酶活性的影响因素及其用量命命题题解解读读 近几年高考题中虽然本部分所占分值不大，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、加酶洗衣粉度较易，命题常联系果汁加工生产、加酶洗衣粉等生产生活实际，考查酶特性的探究的实验分析等生产生活实际，考查酶特性的探究的实
7、验分析与设计。预计与设计。预计2012年高考仍将延续这种考查的角年高考仍将延续这种考查的角度和难度。度和难度。示例示例1工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁工业生产果汁时，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：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：将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10 水浴中恒水浴中恒 温处理温处理10分钟分钟(如图甲所示如图甲所示)。：将步骤：将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10 水水 浴中恒温
8、处理浴中恒温处理10分钟分钟(如图乙所示如图乙所示)。：将步骤：将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图中丙所示如图中丙所示)。：在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，：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：结果如下表：果汁量果汁量/mL813152515121110温度温度/1020304050607080根据上述实验，请分析回答下列问题：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，产物是果胶，产物是_。(
9、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？果胶酶活性的高低？_。(3)下图中下图中A、B、C图依次表示果胶酶浓度一定时，果胶酶的反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、应速度与反应物浓度、温度、pH之间的关系，据图完成下之间的关系，据图完成下 列问题：列问题：图图A中，反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因中，反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是是_。图图B中，曲线中，曲线ab段表明段表明_，曲线曲线bc段表段表明明_。将装有果胶酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入将装有果胶
10、酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12 和和90 水浴锅中，水浴锅中，20分钟后取出转入分钟后取出转入40 的水浴锅中保温，的水浴锅中保温，两支试管内的反应是：甲两支试管内的反应是：甲_，乙，乙_。图图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速率随酶催化反应的速率随pH变化的曲线，实验时可根据变化的曲线，实验时可根据_来判定果胶酶的最适来判定果胶酶的最适pH。解析解析(1)果胶酶催化植物细胞壁中的果胶分解成为半乳糖果胶酶催化植物细胞壁中的果胶分解成为半乳糖醛酸。醛酸。(2)该实验中衡量结果的指标有两项，一是观察在相同该实验中衡量
11、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，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。度。(3)酶是生物体内具有催化能力的有机物，绝大多数是蛋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、白质，其催化效率受反应物浓度、温度、pH的影响。图的影响。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；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，当反应
12、物达到一定浓度时，随反应物浓度增加，反应速度不反应速度不再增加。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，反应物浓度再增加，反度，当所有酶都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反应速度也不增加，这时受酶浓度影响。从应速度也不增加，这时受酶浓度影响。从a点到点到b点曲线点曲线上升，这是因为温度升高，酶活性升高。曲线上升，这是因为温度升高，酶活性升高。曲线bc下降，因为下降，因为温度超过最适温度，酶活性降低。由于甲试管温度较低，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
13、所以酶活性较低，反应速度很慢，当转入40(酶反应的适酶反应的适宜温度宜温度)的水浴锅中加热时，其反应速度迅速增加。乙试管的水浴锅中加热时，其反应速度迅速增加。乙试管在在90 高温下，酶结构被破坏，酶变性失活，当转入高温下，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。的水浴锅中保温时，酶活性也不再恢复，故无催化反应。图图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速率随催化反应的速率随pH变化的曲线，实验时可根据果汁的量变化的曲线，实验时可根据果汁的量来判定果胶酶的最适来判定果胶酶的最适p
14、H。答案答案(1)半乳糖醛酸半乳糖醛酸(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，因此苹果汁量的大小反映了果胶酶催化果胶分解的滤纸，因此苹果汁量的大小反映了果胶酶催化果胶分解的能力能力(3)受反应物中酶浓度的限制果胶酶的活性随温度升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应速度加快无催化反应果汁的量探究温度、探究温度、pH对酶活性的影响及果胶酶的用量对酶活性的影响及果胶酶的用量实验名称实验名称(目的目的)自变自变量
15、量因变量因变量注意事项注意事项探究温度探究温度对果胶酶对果胶酶活性的影活性的影响响温度温度果汁量果汁量(澄清度澄清度)底物和酶在混合时的温度是相同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苹果泥和果胶酶用量在各个试管应相同应相同pH应为最适应为最适pH实验名称实验名称(目的目的)自变自变量量因变量因变量注意事项注意事项探究探究pH对对果胶酶活果胶酶活性的影响性的影响pH果汁量果汁量(澄清度澄清度)温度应为最适温度温度应为最适温度pH梯度可用梯度可用NaOH和和HCl调调节节用玻璃棒搅拌使反应充分进用玻璃棒搅拌使反应充分进行行
16、探究果胶探究果胶酶的用量酶的用量果胶果胶酶的酶的用量用量果汁量果汁量(澄清度澄清度)制备苹果匀浆后迅速加热，制备苹果匀浆后迅速加热，使苹果浆中果胶酶变性使苹果浆中果胶酶变性温度、温度、pH应为最适且保持不变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 是是 ()A探究果胶酶的用量时，探究果胶酶的用量时，pH、温度不影响实验结果、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 的用量的用量解析：解析：探究果胶酶用量时，探究果胶酶用量时，pH、温度会影响实验结果；、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
