课题1　果胶酶在果汁生产中的作用教学内容概述

【专题学习指导】

酶的应用实验复习

【教材分析】

浙科版选修1《生物技术实践》第二部分《酶的应用》中包含果汁中的果胶和果胶酶、加酶洗衣粉的使用条件和效果、α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测这样三个课题的实验，人教版必修1《分子与细胞》第五章在《酶的特性》这一小节中有一个实验探究影响酶活性的条件，这是高中教材中需要同学们掌握的关于酶的相关实验。选修1中的三个课题是必修1这个实验的生活版，它们与现实生活密切联系，拉近了生物学与日常生活的关系，体现了教学内容与现实生活联系的新课程理念，是对理论知识的应用、延伸和拓展。

在复习这部分知识时应抓住“影响酶活性的条件”这一主线，把握核心知识，理解实验设计，然后与果胶酶、加酶洗衣粉和酶的固定化结合起来学习，做到融会贯通、举一反三。

【知识点击】

〖实验1〗果汁中的果胶和果胶酶

1、果胶和果胶酶

果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。

果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括原果胶酶、果胶多聚半乳糖醛酸酶和果胶甲脂水解酶等。

2、果胶酶在制作果汁中起什么作用？

在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。

3、实验步骤中用玻璃棒间歇搅拌20~30min的目的是什么？

使酶和反应物（果胶）充分接触，有利于化学反应的进行。

4、实验中加热和不加热有什么区别？为什么？

沸水浴中或酒精灯上加热会使酶失活，试管中加不加酶结果都一样；不加热时酶保持活性，加酶的试管中果胶水解，而加水的试管中果胶不能水解。

5、实验中加入95%的乙醇4ml后，出现什么现象？为什么？

果胶不溶于乙醇，可以用乙醇来鉴别果胶。加入95%的乙醇4ml后，含有果胶的试管会出现沉淀，而果胶被水解后不出现沉淀。

〖实验2〗加酶洗衣粉的使用条件和效果

1、普通洗衣粉和加酶洗衣粉的异同

（1）比较表

成分

条件

效果

表面活性剂、水软无特殊要求

去除污垢、油脂等，但去污普通洗衣粉

化剂、芳香物质、力相对较弱，不易漂洗。

增白物质等

以上物质+酶类

合适的温度、pH除去除污垢、油脂等外，还加酶洗衣粉

值等

可以清除血、汗、油、色素和食物的汁液等，效果较好。

（2）各种成分的作用

表面活性剂：一般表面活性剂中含有疏水基团和亲水基团，在洗涤过程中起乳化作用和通透作用，使 1

衣服10 20 30 40 50 水温/℃

中的脂肪类物质进入水中。

水软化剂：防止水中的钙、镁离子造成的阴离子表面活性剂失活，提高表面活性剂利用率。

芳香物质：改善洗衣粉的气味和外观，给人清新愉悦的感受，并掩盖某些化学成分的异味。

增白物质：丝、棉、毛类等天然纤维的浅色衣物容易变黄，加入增白剂后，它能够留存在衣物上，吸收阳光中的紫外线，反射出与黄光互补的蓝色光线，从而掩盖了衣物上的黄色。

酶：如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、脂肪酶等，可以催化水解相应的物质，将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易于溶于水，从而与纤维分开。

2、可用于洗涤血渍和奶渍的加酶洗衣粉能否用于丝质及羊毛衣料？为什么？

不能。因为这样的加酶洗衣粉中含有蛋白酶，蛋白酶能使蛋白质水解，而丝质及羊毛衣料中含有蛋白质，这样会损坏衣物。

3、当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变量，哪些因素应该保持不变？

温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。

〖实验3〗α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测

1、固定化酶柱的流出液在加入KI-I2指示溶液时呈现什么颜色？

淀粉水解的过程：

α-淀粉酶

β-淀粉酶

糖化淀粉酶

淀粉

糊精

麦芽糖

葡萄糖

α-淀粉酶只将淀粉水解为糊精，淀粉溶液加入KI-I2指示溶液时显现蓝色，而转变为糊精后显现红色。如果将吸附α-淀粉酶的石英砂装柱，使淀粉溶液通过柱时被转变为糊精，柱的流出液在加入KI-I2指示溶液时可看到溶液呈现暗红色。

2、如何判断洗涤固定化酶柱的流出液中有没有淀粉酶？

可以把流出液与双缩脲试剂反应，如果出现紫色则有淀粉酶，如不出现紫色则没有淀粉酶。

（说明：这个实验中知道固定化酶是淀粉酶，所以可以直接用双缩脲试剂鉴定。如果不知道是不是淀粉酶酶，可在试管中加入1mL可溶性淀粉溶液，再加入几滴淀粉酶柱的流出液，混合后用手握住试管增加温度，几分钟后加1~2滴KI-I2指示剂，如果仍显蓝色，即流出液中没有淀粉酶了；如果显红色，即流出液中有淀粉酶。）

【例题解析】

【例1】果子酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明（

）

A．酶具有专一性

B．酶的成分是蛋白质

C．酶的活性受环境影响

D．该沉淀的是氨基酸

【解析】果子酒沉淀中主要成分是植物蛋白，只能被蛋白酶催化分解，体现了酶的专一性；而只要加少量蛋白酶便起作用则体现了酶的高效性。

【参考答案】

A

【例2】为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。

2

组别

清除血渍时间/min 清除油渍时间/min 甲

乙

丙

甲

乙

丙

甲

乙

丙

甲

乙

丙

甲

乙

丙

67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 68 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 （1）提高洗衣粉去污能力的方法有________________________。甲组在洗衣粉中加入了________。乙组在洗衣粉中加入了_________。

（2）甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有_________。

（3）如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。

（4）加酶洗衣粉中的酶是特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。

【解析】本题考查酶的特性和固定化酶的概念，涉及理解能力、图表识别和分析能力等。

（1）酶的催化具有高效性的特点，在洗衣粉中加酶可以提高去污能力，而酶的活性受温度的影响，适当提高温度可以提高酶的活性，从而增强洗衣粉的去污能力。

从表中可以看出，甲组在50℃时清除血渍所用时间最短，说明洗衣粉中加入了蛋白酶。乙组在50℃时清除血渍和油渍所用时间都最短，说明洗衣粉中既加入了蛋白酶，又加入了脂肪酶。

（2）不同的酶催化不同的化学反应，体现了酶的专一性这一特点。

（3）酶的活性受温度的影响，温度过高破坏酶的空间结构使酶失活，所以酶的存在已经不起作用了，洗涤效果没有差异。

（4）固定化酶是固定在一定的载体上并能重复利用的酶，而包裹层会溶解的酶并没有固定下来，也不能重复利用，所用没有运用酶的固定化技术。

【参考答案】（1）加酶和适当提高温度

蛋白酶

蛋白酶和脂肪酶

（2）专一性

（3）没有差异，因为高温使酶失活

（4）未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用。

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