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
2、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
3、；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，
4、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
5、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，果胶酶的活性可以上升D C 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
6、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/ 10 20 30 40 50 60果汁量/mL 2 3 4 5 6 5A.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
7、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
8、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
9、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
10、)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
11、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/ 10 20 30 40 50 60 70 80出汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10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；
12、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，反应物消耗尽后，生成物不再增加；如增加酶的用量，会缩短化学反应达到平衡的时间，但不会增加生成物的量，因为反应物是一定的。果胶酶在 pH 为 1 时已经失活；在不同温度下，酶的催化效率不 同，果胶酶的最适温度为 50 左右，在低于 50 时，酶的活性随温度升高而增大。答案：(1)多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶 果胶酯酶 果胶 半乳糖醛酸 (2)底物消耗完毕 (3)略 (4)不变 pH 为 1 时，酶已变性失去活性 (5)C
