1、专题4酶的研究与应用课题1果胶酶在果汁生产中的作用课后篇巩固提升基础巩固1.下列关于果胶酶的叙述,错误的是()A.组成植物细胞壁的主要成分是果胶和纤维素,果胶主要分布在细胞壁和胞间层B.果胶酶有多种,如多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶等C.果胶酶在食品工业中有广泛的用途,在其他方面则无用处,体现了酶的专一性D.果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶配合使用,可分解植物细胞壁中的果胶和纤维素,促进淀粉、脂肪、维生素和蛋白质的释放,以提高饲料的营养价值答案C解析果胶酶的作用是分解细胞壁和胞间层中的果胶,可以使果汁产量增加,透明度提高,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等,在食品工业中如榨果汁和提高葡萄酒
2、质量等方面有很大作用,也常与纤维素酶等共同使用,提高饲料营养和降低饲料黏度,促进饲料在动物消化道内的消化。C项错误。2.下列关于酶的说法,正确的是()A.果胶酶是果胶分解酶的简称,纤维素酶是纤维素分解酶的简称B.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸C.在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清,是果胶酶彻底分解了细胞壁的结果D.果胶酶只改变果胶分解的速度,反应前后果胶酶本身没有发生改变答案D解析果胶酶是多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等的总称,果胶酶的催化作用具有专一性,只能使果胶分解为半乳糖醛酸,不能水解细胞壁中的纤维素。纤维素酶是分解纤维素的一种复合酶,至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。果
3、胶酶只是大大加速了果胶的分解速度,酶在反应前后其数量和性质均不发生改变。3.下列有关探究pH对酶活性的影响实验的说法,不正确的是()A.自变量是不同的pHB.控制不变的量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等C.可通过测定滤出的果汁体积判断果胶酶的最适pHD.pH过低时,果胶酶活性降低,但不失活答案D解析实验过程中pH是自变量,同时要控制好温度、底物浓度等无关变量,因变量是果汁产量。pH过低或过高时酶都会丧失活性。4.在观察果胶酶对苹果匀浆的作用的实验中,将苹果匀浆放在90 恒温水中保温4 min,其目的是()A.杀灭苹果匀浆中的微生物B.使果胶分解,从而提高出汁率C.使苹果匀浆中的果胶酶变性失
4、活,以排除对实验的干扰D.果胶酶的最适温度为90 ,酶的活性最高答案C解析对苹果匀浆进行高温加热处理,是为了使苹果匀浆中的果胶酶变性失活,排除其对实验的干扰。5.下列有关果胶酶及与果胶酶实验探究的叙述,正确的是()A.探究果胶酶的用量时,pH、温度不影响实验结果B.果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等C.探究温度对果胶酶活性的影响时,温度、苹果泥、果胶酶用量及反应时间等都是变量D.可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量答案D解析探究果胶酶用量时,pH、温度会影响实验结果;葡萄糖异构酶不属于果胶酶;探究温度对果胶酶活性影响的实验中,温度为单一变量,其他因素保持不变
5、。6.为探究果胶酶用量对苹果出汁率的影响,某同学分别称取纯果胶酶1 mg、2 mg、3 mg9 mg,将其与等量苹果泥混匀。37 恒温水浴保温20 min,8 mg组测出的果汁量如图箭头所示,则4 mg果胶酶组最可能的结果是()A.B.C.D.答案C解析酶可以催化化学反应的进行,酶的含量可以影响化学反应的速率,但不会影响最终结果,所以4mg果胶酶组的反应速率慢,完全催化反应所需时间较长,但最终生成果汁的量与8mg组测出的果汁量相同,4mg果胶酶组最可能的结果为曲线。7.下图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系,下列叙述错误的是()A.在B点之前,果胶酶的活性和温度呈正相关,B点之后,呈负相关
6、B.当温度到B点时,果胶酶的活性最高,酶的催化作用最强C.A点时,果胶酶的活性很低,但随着温度升高,果胶酶的活性可以增强D.C点时,果胶酶的活性很低,当温度降低时,酶的活性可以增强答案D解析从题图中可以看出随着温度升高,果胶酶的活性增强,到B点时,酶的活性达到最高;随后,随着温度的继续升高,酶的活性迅速下降。A点和C点相比,虽然酶的活性都很低,但是A点是低温条件,对酶的分子结构无影响,所以,随着温度的升高,其活性可以增强;而C点是高温条件,当温度过高时,会破坏酶的分子结构,使其发生不可逆的变化,导致酶活性降低。8.完成探究果胶酶的用量对苹果出汁率的影响的实验设计。(1)实验原理果胶是植物以及的
7、主要组成成分之一。在果汁加工中,果胶的存在易导致果汁出汁率,果汁。果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的及,使榨取果汁变得更容易,而果胶被分解成可溶性的,可使浑浊的果汁变得澄清。(2)实验步骤制备苹果泥:用搅拌器搅拌制苹果泥,将苹果泥置于45 水浴中保温。配制不同浓度的酶溶液:依次配制质量浓度为2 g/L、4 g/L、6 g/L、8 g/L、10 g/L的果胶酶溶液,编号为26号,置于45 水浴中保温。取6支洁净试管,编号为16号,在1号试管中加入,26号试管中加入等量相应的溶液,然后在16号试管中加入等量苹果泥,置于45 水浴中恒温处理30 min。记录结果:过滤后测量澄清苹果汁的体积并记录。答案(
8、1)细胞壁胞间层低浑浊细胞壁胞间层半乳糖醛酸(2)蒸馏水果胶酶9.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,为探究温度对果胶酶活性的影响,某同学设计了如下实验。将果胶酶与苹果泥分装于不同的试管,在10 水浴中恒温处理10 min(如图A)。将步骤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 min(如图B)。将步骤处理后的混合物过滤,收集滤液,测量果汁体积(如图C)。在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁体积,结果如下表:温度/1020304050607080果汁体积mL813152515121110根据上述实验,请分析回答下列问题。(1)果胶酶能破除
9、细胞壁,是因为果胶酶可以分解细胞壁中的果胶,产物是。(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。(3)为什么该实验能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低?。答案(1)半乳糖醛酸(2)40 最高(3)因为果胶酶能将果胶分解为小分子物质,使果汁变澄清,提高出汁率。一定条件下,果胶酶活性越强,得到的苹果汁体积越大解析(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)由题干中的表格可知,40时果汁量最多,说明该实验中40左右时,果胶酶活性最强。(3)该实验结果的表达方式有两种:一是观察在相同的时间内,滤出苹果汁体积的多少,体积多说明果胶酶活性高,将果胶
10、分解得多;二是观察果汁的澄清度。能力提升10.下图为某同学利用4种不同的酶探究温度对酶活性的影响的实验结果,其中温度梯度选择不当的是()A.B.C.D.答案D解析酶在最适温度前,酶的催化效率随温度的升高而升高;到达最适温度时,酶的催化效率最高;超过最适温度后,酶的催化效率随温度的升高而降低,因为温度超过一定数值后酶会失活而失去催化作用。题图中的四种酶的催化效率随温度的变化曲线中,曲线均能完整体现酶的催化效率随温度变化而变化的规律(其最适温度分别约为20、40、50),温度梯度的选择是恰当的;而曲线所代表的酶,其催化效率随温度的升高一直升高,不能完整体现酶的催化效率随温度变化而变化的规律(据此图
11、不能确定其最适温度),因此曲线温度梯度的选择是不当的,故选D。11.某有机物加入酶后,置于0 至80 环境中,有机物的分解总量与温度的关系如下图所示。根据该图判断,如果把这些物质置于80 至0 的环境中处理,在AD四图中,符合其关系的图是(注:纵坐标为有机物的分解总量)()答案B解析高温使酶变性失活,降低温度后,酶的活性也不能恢复,因此分解物总量也就不再变化。12.下图是研究人员对黑曲霉A1果胶酶性质的研究结果,据图分析温度、pH和Ca2+浓度等与酶活力的关系。(1)从上图可以看出,对酶活力影响最小的是。(2)这三个图的共同点说明。(3)若探究温度对黑曲霉A1果胶酶活力的影响,则在该实验中,实
12、验组和对照组的pH及Ca2+浓度是否需要进行调节?。若需要调节,则pH及Ca2+浓度分别调节到和。其原因是。答案(1)Ca2+浓度(2)在最适条件下,酶的活力最高(3)需要41 mol/L遵循单一变量原则,无关变量相同且适宜解析(1)图中曲线变动趋势表明,Ca2+浓度对酶活力影响最小。(2)三种曲线变动趋势均显示在最适条件下酶活力最高。(3)欲探究温度对酶活性的影响,应遵循单一变量原则,pH、Ca2+浓度等为无关变量,应保持最适值。13.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层。请完成以下有关果胶酶和果汁生产的问题。(1)在果汁生产中应用果胶酶
13、可以提高和。(2)某实验小组进行了“探究果胶酶催化果胶分解的最适pH”的课题研究。本课题的实验步骤中,在完成“烧杯中分别加入苹果泥、试管中分别加入果胶酶溶液、编号、编组”之后,有下面两种操作方法。方法一:将试管中果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合,再把混合液的pH分别调至4,5,6,10。方法二:将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥pH分别调至4,5,6,10,再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。请问哪一种方法更为科学?,并说明理由。实验操作中要用玻璃棒不时搅拌,其目的是,以减少实验误差。如果用曲线图的方式记录实验结果,在现有的条件下,当横坐标表示pH,纵坐标表示时,实验的操作和记录是比较切实可
14、行的。根据你对酶特性的了解,在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图:。若实验所获得的最适pH=m,请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。答案(1)出汁率果汁澄清度(2)方法二方法二的操作能够确保酶的反应环境从一甲开始便达到实验预设的pH环境(或方法一的操作会在达到预设pH之前就发生酶的催化反应)使酶和反应物(果胶)充分接触果汁体积甲如右图所示解析果胶酶可以提高果汁的出汁率和澄清度。方法一先将果胶酶溶液和苹果泥混合再调pH,在达到预设pH前,酶和果胶就会发生反应,造成误差。方法二是将试管中的果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调至4,5,6,10,再把pH相等的两溶液相混合,这样操作能够确保酶
15、的反应环境从一开始便达到实验预设的pH环境。实验操作中要用玻璃棒不时搅拌的目的是使酶和反应物(果胶)充分地接触,以减少实验误差。实验中的坐标图,横坐标表示pH,纵坐标表示果汁体积最合适。在一定范围内,随pH增大,酶的活性增强,生产的果汁多,体积增大;超过最适pH,随pH增大,酶的活性减弱,生产的果汁少,体积减小。14.某校生物兴趣小组为探究不同浓度的果胶酶对苹果匀浆出汁率的影响,进行了如下实验。制备苹果匀浆。将苹果洗净,切成小块,用榨汁机打碎成苹果匀浆。加热苹果匀浆到100 ,再冷却至50 左右。配制不同浓度的酶液。取5支10 mL的试管,依次编号为26号。分别加入不同量的质量浓度为10 g/
16、L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/L、4 g/L、6 g/L、8 g/L、10 g/L的果胶酶溶液,备用。降解苹果匀浆(如图所示)。沉淀。向上述6只烧杯中添加明胶、活性炭等物质并进行搅拌处理,充分混匀后静置,分别过滤。记录并处理结果:用量筒测量澄清滤液(即苹果汁)的体积,记入表格,并计算出汁率。请回答下列问题。(1)果胶酶能提高苹果的出汁率并使果汁澄清的原理是。(2)过程中,将苹果匀浆加热到100 的目的是。(3)过程中,在26号试管中加入10 g/L果胶酶溶液的量分别是;过程中,在1号烧杯中加入1 mL。(4)根据预期结果,请在下图中绘制出苹果匀浆出
17、汁率与果胶酶浓度之间大致的关系曲线,并在坐标轴上标出苹果匀浆最高出汁率所对应的果胶酶最佳浓度。答案(1)果胶酶能分解果胶,瓦解细胞壁及胞间层(2)使苹果中的酶失活,防止对实验结果产生干扰(3)2 mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL苹果酸(4)如右图所示(要求标明坐标含义和最佳浓度)解析(1)果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。在果汁加工中,果胶不仅影响出汁率,还会使果汁浑浊。果胶酶能分解果胶,瓦解植物细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,也使浑浊的果汁变得澄清。(2)在研究酶浓度对出汁率影响的实验中,将苹果匀浆加热到100可使苹果中的酶失活,排除苹果中的酶对实验结果的影响。
18、(3)1号烧杯作空白对照,26号烧杯中分别加入一定浓度梯度的酶溶液。(4)在一定浓度范围内,随酶浓度的增加,出汁率增加,超过一定范围后,出汁率不再变化。15.某生物课外活动小组发现,新鲜水果比放置一段时间的水果硬。他们根据所学知识,认为可能的原因是放置一段时间的水果中果胶酶含量高,而果胶酶能够瓦解植物的细胞壁和胞间层,使水果的细胞相互分离,导致水果变软。为探究上述假设是否正确,他们进行了如下探究。(1)实验原理:。(2)实验假设:。(3)实验步骤:称同种等量的新鲜苹果和放置一段时间的苹果,分别切成小块,放在搅拌器中,制成苹果泥。用滤纸或5层纱布过滤,收集滤液。最可能得到的结论是。根据此实验,能
19、否得出“水果放置时间越长,营养价值越高”的结论?。答案(1)果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁和胞间层,使细胞分散,导致水果变软(2)与新鲜水果相比,放置一段时间的水果中果胶酶含量高(3)观察比较滤液的体积和澄清度放置一段时间的水果中果胶酶含量比新鲜水果中的高不能。因为水果中果胶酶含量与营养价值没有直接关系解析水果变软是因为细胞壁的支持作用减弱,因此应从细胞壁的成分变化来回答。实验假设相当于“未得到证实的结论”,可假设为与新鲜水果相比,放置一段时间的水果中果胶酶含量高。实验步骤中,在两种苹果泥滤液分别收集好后,可通过比较滤液的体积和澄清度来判断果胶酶的含量,制得的果汁越多、澄清度越高,果胶酶
20、含量较多。16.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁和胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶在果汁生产中的作用的实验课题。实验用具和材料:磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布等;苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。课题:验证果胶酶在果汁生产中的作用。实验方法及步骤:(1)将苹果洗净去皮,用磨浆机制成苹果泥,加入适量蒸馏水备用。(2)取两个100 mL的洁净烧杯,编号1、2,按相应程序进行操作,请把表中未填写的内容填上。操作顺序项目烧杯12在烧杯中加入苹果泥20 mL20 mL2 mL注入蒸馏水在恒温水浴装置中保温,并用玻璃棒不时搅拌10 min10 min(3)取两个烧杯,同时进行过滤。观察(或比较),并记录结果。(4)实验结果的预测及结论:如果,则说明果胶酶对果胶的分解具有催化作用。答案(2)注入果胶酶溶液2 mL(3)相同时间内滤出的果汁体积和果汁澄清度(4)相同时间内1号烧杯滤出的果汁比2号烧杯滤出的果汁体积大,澄清度高解析课题的实验目的很明确:“验证果胶酶可以提高出汁率和澄清度。”从中不难找出对照实验的单一变量,即是否含有果胶酶溶液。由于是验证性实验,结果应与实验目的相对应,即相同时间内1号烧杯滤出的果汁比2号烧杯滤出的果汁体积大,澄清度高。