2020版高考生物(浙江选考)一轮复习讲义：第30讲 酶的利用Word版含答案

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P33～P35，果汁中的果胶和果胶酶；选修一P38～P40，α－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
果胶是植物细胞壁的主要成分，由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成。

果胶起着粘合细胞的作用，去掉果胶植物组织将变得松散。

果胶不溶于乙醇中，这是鉴别果胶的一种简易方法。

2.果胶酶的组成及作用
果胶酶包括果胶酶和果胶甲酯酶，能使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯，瓦解植物细胞壁和胞间层，果汁制作时，使用果胶酶有利于提高出汁率和澄清度。

3.果胶酶的来源
黑曲霉、苹果青霉等都可以用于生产果胶酶。

二、α－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：是指将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。

(2)固定化的方法：吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。

(3)固定化酶的优点：①稳定性提高；②易分离；③可反复利用。

2.α－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：
(2)α－淀粉酶的固定化(如右图)。

5 mg α－淀粉酶溶于4 mL蒸
馏水，加入5 g石英砂，搅拌30 min。

(3)将石英砂装入含气门心并用夹子封住的注射器中。

用40 mL
蒸馏水用流速1 mL/min来洗涤除去未吸附的游离淀粉酶。

(4)使淀粉溶液以0.3 mL/min的流速过柱，在流出5 mL后接收
0.5 mL流出液。

加入1～2滴KI－I2溶液，观察颜色变化。

(5)实验预期结果：水解产物糊精遇碘呈红色。

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
①果胶――→果胶酶、果胶甲酯酶
半乳糖醛酸＋半乳糖醛酸甲酯。

②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活性大小呈正相关。

③果胶不溶于乙醇。

(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。

角度 酶的利用
1.(2018·绍兴模拟)回答与α－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95 mL________的三角瓶中，振荡10分钟，即成10－1土壤液。

为了进一步稀释土壤液，应用________吸取悬液，制成10－2、10－3、10－4、10－5的土壤稀释液。

(2)筛选产α－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)α－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α－淀粉酶的活性，在该实验中，亲和层析洗脱液中加入KI－I2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α－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α－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α－淀粉酶的枯草杆菌。

α－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KI－I2指示剂后呈红色。

α－淀粉酶的最适温度是50～75 ℃，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：
①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。

②配制不同浓度的酶液：取5支10 mL的试管，依次编号为2～6号。

分别加入不同量的质量浓度为10 g/mL的果胶酶溶液，再分别加入苹果酸定容至10 mL，获得质量浓度分别为2 g/mL、4 g/mL、6 g/mL、8 g/mL、10 g/mL的果胶酶溶液备用。

③降解苹果汁(如下图)。