高中生物 专题4 课题1 果胶酶在果汁生产中的作用练习 新人教版选修1

课题1果胶酶在果汁生产中的作用一、果胶酶的作用(1)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。在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。(2)果胶酶的作用是分解果胶变成可溶性的半乳糖醛酸。(3)果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。二、酶的活性与影响酶活性的因素(1)酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，其高低用一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。(2)酶的反应速度是指单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量。(3)影响酶活性的条件有温度、pH和酶的抑制剂等。三、果胶酶的用量生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量，用量多少常要通过实验手段探究。四、实验设计1探究温度和pH对果胶酶活性的影响(1)实验流程包括制备果泥、设置一系列温度梯度和pH梯度、加入果胶酶反应一段时间、过滤果汁。(2)该实验的自变量是温度或pH，因变量是果胶酶的活性，检测因变量是通过测定果汁的多少或澄清度来实现的。2探究果胶酶的用量(1)该实验的自变量是果胶酶的用量。除此之外，影响果汁产量的因素还有温度、pH、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等无关变量。(2)判断的思路是：如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足；如果当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已足，该值为酶的最适用量。一、选择题1下列哪种说法不属于果胶酶的特点(D)A是几种酶的统称B化学本质是蛋白质C降低了反应过程的活化能D催化过程中逐渐被消耗2下列不能表示酶活性高低的是(C)A一定条件下所催化的某一化学反应的反应速度B单位时间内、单位体积中反应物的减少量C单位时间内、单位体积中酶的变化量D单位时间内、单位体积中产物的增加量解析：酶作为催化剂，在反应前后量不变，因此单位时间内，单位体积中酶的变化量不能表示酶活性的高低。3多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，具有辅助消化的作用。其片剂是糖衣片，这样制作的目的是(B)A补充体内糖类物质的供应B防止胃液的消化作用C经唾液消化后即可迅速起作用D使其中各种酶缓慢地释放解析：考查酶的化学本质主要是蛋白质类，糖衣可以防止胃液内胃蛋白酶对蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的消化作用。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(C)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 ，酶的活性最高解析：本实验属于对照实验，其实验目的是证明果胶酶能将果胶分解。因此，首先对苹果匀浆进行加热处理，使苹果匀浆中的果胶酶变性失活，然后再分别加入果胶酶和等量的煮沸过的果胶酶，观察实验现象，加入果胶酶的匀浆澄清度高且澄清时间短，证明果胶酶能将果胶分解。5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(D)A在B点之前，果胶酶的活性和温度成正比；之后，成反比B当温度到B点时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用最高CA点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以上升DC点时，果胶酶的活性也很低，当温度降低时，酶的活性也可以上升解析：从图中可以看出，随着温度升高，果胶酶的活性在上升，当达到B点时，酶的活性达到最高；随后，随着温度的继续上升，酶的活性迅速下降。但是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，随着温度的上升，其活性也会不断上升，而C点是高温条件，当温度过高时，会破坏酶的分子结构，使酶的活性发生不可逆的变化。6下表是某同学探究温度对果胶酶活性的影响的实验结果。该结果不能说明(C)温度/ 102030405060果汁量/mL234565A.温度影响果胶酶的活性B40 与60 时酶的活性相等C40 是该酶的最适温度D若温度从10 升高到40 ，酶的活性将逐渐增强解析：温度影响酶的活性，酶都有一个最适温度，果胶酶的最适温度在4550 之间，题表不能说明40 就是最适温度。在低于最适温度时，随温度的升高，酶的活性增强；高于最适温度时，随温度的升高，酶的活性降低。温度对酶活性的影响曲线图是钟罩形的，故40 与60 时酶的催化效率相同。7关于探究果胶酶最适用量的实验，叙述错误的是(C)A配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量的该溶液B调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态C用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不同D在相同且适宜的温度条件下进行实验解析：探究果胶酶最适用量的实验是一个对照实验，必须遵循单一变量原则和等量原则。唯一的变量是果胶酶的用量，其余无关变量如pH、温度、搅拌时间、反应时间都应相同。8在用果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是(D)A加大苹果泥用量B加大果胶酶用量C进一步提高温度D用玻璃棒不时地搅拌反应混合物9某一有机物加酶后，先置于pH为2的环境中一段时间，然后把pH逐渐由2调到10，则此过程中，底物量的变化为(B)解析：过酸、过碱都能使酶变性失活，当pH为2时酶已变性失活，即使再把酶所处环境的pH调到最适值，酶促反应也不再进行，底物量不再变化。10在探究果胶酶的用量时，下列说法不正确的是(B)A在实验时可配制相同浓度的果胶酶溶液B苹果泥量一定时，酶用量越多，滤出的果汁就越多C本实验应控制在适宜温度和pH条件下D反应液的pH必须相同解析：底物量一定时，当酶的用量增加到一定值时，再增加酶的用量，滤出的果汁不再改变。根据单一变量原则，该实验中除了酶的用量为变量外，其他因素均不变。二、非选择题11果胶酶在果汁生产中具有重要作用，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：实验方法：如图1中所示的顺序进行操作。图1实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图2中曲线甲所示。图2(1)图2中的纵坐标还可用_来表示。(2)实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标在同一位置的原因是_。(3)假设图2中自变量为酶的浓度，请画出苹果汁澄清度的变化曲线，并且用A点标出酶的最适用量。解析：(1)苹果汁体积、苹果汁澄清度都可以是果胶酶活性的检测指标。(3)随酶浓度的增加果胶酶分子的总催化活性(用苹果汁澄清度来表示)增强直至达到最大值，酶活性开始达到最大值时对应的酶浓度即为酶的最适用量。答案：(1)苹果汁的体积(2)同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物的量等不同而改变(3)如图12工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某学生设计了如下实验：.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，测量果汁量(如图C)。.在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：温度/1020304050607080出汁量/mL813152515121110根据上述实验，请分析回答下列问题：果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解，产物是_。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_。 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？_。解析：在进行科学探究时，为了确保实验结果只是由实验变量的不同引起的，就应当使这两种环境中除实验变量不同外，其他条件都相同；分析表中数据可知，为探究温度对果胶酶活性的影响，该同学以温度为变量设置了不同温度条件下的多组对照实验。答案：半乳糖醛酸40 最大果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶的能力13果胶酶作用于一定量的某种物质(底物)，温度和pH保持在最适值，生成物量与反应时间关系如下图。请完成下列问题：(1)该酶包括_、_、_等，作用的底物是_，生成产物是_。(2)在35 min后，曲线变成水平，这是因为_。(3)若增加果胶酶浓度，其他条件不变，请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。(4)若果胶酶浓度和其他条件不变，反应液pH由1逐渐升高到10，则酶催化反应的速度将_，原因是_。(5)下图中能正确表示果胶酶对底物的分解速度和温度关系的是_。解析：果胶酶是分解果胶的一类酶的总称；随时间的延续，反应物消耗