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专题03 酶的研究与应用
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酶的研究和应用
影响果汁产量的物质及处理方法
1.影响果汁产量的物质
纤维素和果胶是组成水果的重要物质,这两种物质的存在使制作果汁时存在两个问题:一是果肉的出汁率低,耗时长;二是榨取的果汁浑浊、黏度高,容易发生沉淀。
突破考点提炼方法
C1酶
CX酶
葡萄糖苷酶
2.处理方法——酶解法
常用的酶及其作用特点如下:
组成
本质
作用
果胶酶
多聚半乳糖醛酸酶
果胶分解酶
果胶酯酶
蛋白质
催化果胶分解成为可溶
性半乳糖醛
酸
纤维素酶
C1酶
CX酶
葡萄糖苷酶
蛋白质
纤维素
纤维二糖
葡萄糖
提醒 果胶酶和纤维素酶都是复合酶,并不特指某一种酶,而是一类酶的总称。
3.探究酶活性最适条件和用量的实验设计
(1)原理
①果胶酶的活性受温度(或pH)影响。处于最适温度(或pH)时活性最高。
②果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。
(2)流程
各取一支,分9组分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃的恒温水浴中加热(或各取一支,分5组分别调节苹果泥和果胶酶的pH为5、6、7、8、9,置于同一恒温水浴中)
↓
将果胶酶加入相同温度(或PH)的苹果泥内
↓
恒温保持10 min
↓
过滤果汁,用量筒测量果汁的量,并记录于设计好的表格
(3)注意事项
在苹果泥和果胶酶混合之前,一定要保证底物和酶达到所要求的温度或pH条件,以避免混合后条件的变化,确保实验结果的可信度和可靠性。
(4)衡量实验结果的指标
以果汁澄清度与果汁产量的多少确认果胶酶活性的高低。
4.探究果胶酶的最适用量
(1)原理提示
本实验是一个探究性的定量实验,所测出的最适用量是在本实验的温度、pH条件下测出的,因而果胶酶的最适用量应标明温度和pH。
(2)确定最适用量的方法
如果随酶浓度的增加,过滤到的果汁的体积也增加,说明酶的用量不足;当酶的浓度增加到某个值后,再增加酶的用量,过滤到的果汁的体积不再改变,说明酶的用量已经足够,那么,这个值就是酶的最适用量。
(3)结果分析
计算澄清苹果汁得率(R)。R=V1/V2×100%式中:V1为澄清苹果汁体积,V2为处理前苹果汁体积。
特别提醒
在探究温度或pH的影响时,不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间构成了相互对照,通过相互对照可确认果胶酶活性的温度或pH的最适值。
对位训练
1.下列说法不正确的是 ( )
A.在探究果胶酶用量实验中,虽然实验的变量发生了变化,但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的
B.植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶
C.通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法来判断果胶酶活性的高低
D.人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题
答案 C
2.下图中A、B、C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,b点所对应的温度称_ __________________。
如果你根据实验数据转换成的曲线图无法判断果胶酶的最适温度,你将如何改进? ____________。
(3)图B中,曲线ab段表明_______________,bc段表明_____________。
(4)将装有果胶酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和90℃水浴锅中,20 min后取出,转入40℃的水浴锅中保温,两试管内的反应是:甲________,乙________。
(5)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度随pH变化的曲线,实验时可根据________来判定果胶酶的最适pH。
解析 酶是生物体内具有催化能力的有机物,其催化效率受反应物浓度、温度、pH的影响。(1)A图中,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,反应速度也不增加,这时受酶浓度影响。(2)B图中,b点催化效率最高,因此它所对应的温度就是酶反应的最适温度。根据实验数据转换成的曲线图无法判断果胶酶的最适温度时,应根据适宜的温度范围尝试间隔近的温度梯度,重新实验。
(3)从a点到b点曲线上升,这是因为低于最适温度,温度升高,酶活性升高;曲线bc段下降,是因为高于最适温度,温度升高,酶活性降低。(4)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