选修一专题4酶的研究与应用

结果如下表：
果汁量 /mL
Hale Waihona Puke Baidu温度/℃
8 13 15 25 15 12 11 10 10 20 30 40 50 60 70 80
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，产物是_______________________________________。 (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
考点一
探究果胶酶活性的影响因素及其用量
近几年高考题中虽然本部分所占分值不大， 命 但是每年都有所考查，形式上以简答题为主，难 题 度较易，命题常联系果汁加工生产、加酶洗衣粉 解 等生产生活实际，考查酶特性的探究的实验分析 读 与设计。预计2012年高考仍将延续这种考查的角
度和难度。
[示例1] 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 同学设计了如下实验：
细胞固定在 一定空间内 的技术。 (2)方法：包括包埋法、化学结合法和 物理吸附法 。 (3)酶更适合采用 化学结合法 和物理吸附法固定，细胞多采用
包埋法 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。 3．制备固定化酵母细胞的实验操作步骤
酵母细胞的活化→配制0.05mol·L－1的CaCl2溶液→配制海藻酸 钠溶液→海藻酸钠溶液与 酵母细胞 混合→固定化酵母细胞。
果胶酶活性的高低？_________________________________。 (3)下图中A、B、C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、pH之间的关系，据图完成下 列问题：
①图A中，反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因 是____________________________________________。 ②图B中，曲线ab段表明________________， 曲线bc段表 明________________________________________。 ③将装有果胶酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12 ℃ 和90 ℃水浴锅中，20分钟后取出转入40 ℃的水浴锅中保温， 两支试管内的反应是：甲________，乙__________。 ④图C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pH变化的曲线，实验时可根据 ________________来判定果胶酶的最适pH。
二、探讨加酶洗衣粉的洗剂效果 1．加酶洗衣粉和酶制剂
加酶洗衣粉是指含有酶制剂 的洗衣粉，常用酶制剂有四类： 蛋白酶 、脂肪酶、 淀粉酶 和纤维素酶。 2．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 蛋白质水解成 可溶性的氨基酸或小分子肽。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶 分别把大分子脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质。
响酶的活性。
3．研究温度对果胶酶活性影响的实验 (1)实验方案：确定 温度梯度 →探讨控制温度的方法和措施。 (2)实验程序：制备水果泥→制备果胶酶→水果泥与果胶酶分
别水浴保温 →将水果泥和果胶酶 混合保温→过滤出果汁→ 记录果汁量→改变不同 温度 后，重复上面实验。 (3)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 的 活性 越高。
3．不同种类的洗衣粉的洗涤效果 酶具有 专一性 ，复合酶洗衣粉中加入的 酶制剂 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 果。
三、酵母细胞的固定化 1．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 通过，反应溶液自由出入的条件。
2．固定化细胞技术 (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
应速度也不增加，这时受酶浓度影响。②从a点到b点曲线 上升，这是因为温度升高，酶活性升高。曲线bc下降，因为 温度超过最适温度，酶活性降低。③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40 ℃(酶反应的适 宜温度)的水浴锅中加热时，其反应速度迅速增加。乙试管 在90 ℃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。 ④图C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pH变化的曲线，实验时可根据果汁的 量来判定果胶酶的最适pH。
Ⅰ：将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10 ℃水浴中恒 温处理10分钟(如图甲所示)。
Ⅱ：将步骤Ⅰ处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10 ℃水 浴中恒温处理10分钟(如图乙所示)。
Ⅲ：将步骤Ⅱ处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量( 如图中丙所示)。
Ⅳ：在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，
[解析] (1)果胶酶催化植物细胞壁中的果胶分解成为半乳糖 醛酸。(2)该实验中衡量结果的指标有两项，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， 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。(3)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、pH的影响。①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； 当反应物达到一定浓度时，随反应物浓度增加， 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 度，当所有酶都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反
[答案] (1)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 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 (3)①受反应物中酶浓度的限制 ②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 ③反 应速度加快 无催化反应 ④果汁的量
一、果胶酶在果汁生产中的作用 1．果胶酶的组成及作用：果胶酶包括 多聚半乳糖醛酸酶 、
果胶分解酶 和果胶酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖 醛、酸，瓦解 植物细胞壁 和胞间层。
2．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 反应速度
来表示。 (2)影响酶活性的因素：温度、pH和 酶的抑制剂 等条件都会影