第32讲 酶的应用 植物的组织培养
知识内容 1．果汁中的果胶和果胶酶 2．α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 果胶和果胶酶
1．果胶：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。鉴别果胶的简易方法是用乙醇。
2．果胶酶
(1)来源：黑曲霉、苹果青霉。
(2)组成：果胶酶并不是特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，主要包括果胶酶和果胶甲酯酶。
(3)作用：将果胶分解成可溶性的分子，使出汁率提高，也使浑浊的果汁变得澄清。 3．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
果胶酶、果胶
①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成正相关。
③果胶不溶于乙醇。 (2)实验流程设计
实验与探究能力 考试要求 实验与探究能力 知识内容 3.植物的组织培养 考试要求 实验与探究能力
(3)实验结论：果胶酶能分解果胶，提高果汁的澄清度。
[基础诊断]
(1)果胶由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成(√) (2)鉴别果胶最简便的方法是加入乙醇(√)
(3)黑曲霉和苹果青霉属于原核生物，可用于生产果胶酶(×) (4)果胶酶和果胶甲酯酶均可水解果胶，与制备果汁有关(√) (5)通过出汁率和澄清度分析可判断果胶酶的活性(√) (6)果胶酶常存在于动物细胞，用于消化纤维素等营养成分(×)
关于果胶酶的三个实验的变量分析 实验名称(目的) 自变量 因变量 注意事项 ①底物和酶在混合时的温度是相同的； 探究温度对果胶酶活性的影响 ②温度梯度越小，实验结果越精确； 温度 果汁量(澄清度) ③果泥和果胶酶用量在各个试管中应相同； ④pH应为最适pH 探究pH对果胶酶活性的影响 ①温度应为最适温度； pH 果汁量(澄清度) ②pH梯度可用NaOH和盐酸调节； ③用玻璃棒搅拌使反应充分进行 果胶酶的用量 ①制备苹果匀浆后迅速加热，使苹果匀果汁量(澄清度) 浆中果胶酶变性； ②温度、pH应为最适且保持不变 [题组冲关] 1．如图表示某研究小组在探究果胶酶的用量时的实验结果。下列有关说法不正确的是( )
探究果胶酶的用量
A．在AB段限制反应速率的主要因素是酶的用量
B．在BC段限制反应速率的因素可以是温度、pH、底物浓度 C．在AC段增加底物浓度，可以明显加快反应速率
D．在该实验给定条件下，果胶酶的最佳用量是B点对应的值
解析：选C。应从酶的用量和活性、底物的浓度两方面进行分析。由曲线图可以看出，
在AB段，随着酶的用量的增大，酶促反应速率加快，说明此阶段限制反应速率的主要因素是酶的用量；此时增加底物浓度，反应速率不会明显加快。在BC段，随着酶的用量的增大，酶促反应速率不再加快，此时底物浓度成为限制反应速率的因素之一，增加底物浓度，反应速率会加快。
2．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：
①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 min(如图甲)。 ②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合后，再次在10 ℃ 水浴中恒温处理10 min(如图乙)。
③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图丙)。 ④在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如表所示：
温度/℃ 果汁量/mL 10 8 20 13 30 15 40 25 50 15 60 12 70 11 80 10 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，是因为果胶酶可以促进细胞壁中________的水解。
(2)实验结果表明，当温度为________左右时，果汁量最多，此时果胶酶的活性________。当温度再升高时，果汁量降低，说明________________。
(3)实验步骤①的目的是____________________________________________________ ________________________。
解析：(1)植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一是果胶，而果胶酶则是水解果胶的一类酶的总称。(2)通过表中数据可知：在40 ℃时，产生的果汁量最多，在题中所给的温度范围内，40 ℃时酶活性最高。当温度再升高时，出汁量降低，酶的催化活性降低。(3)因为酶具有高效性，使底物与酶的温度都达到预定值后再混合，避免它们事先发生反应，而引起结果不准确。
答案：(1)果胶 (2)40 ℃ 最高 酶活性降低
(3)避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度，从而影响果胶酶活性
α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测
1．固定化酶的概念和方法
(1)概念：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
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