【配套K12】[学习]2018-2019学年高中生物 专题4 酶的研究与应用 课题1 果胶酶在果汁生

课题1 果胶酶在果汁生产中的作用
1．下列关于果胶酶的叙述，正确的是( )
①具有分泌功能的细胞产生的②凡是活细胞都能产生果胶酶③果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸④植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶⑤果胶酶特指分解果胶的一种酶⑥纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁⑦组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸
A．①②⑦B．②③⑥
C．③④⑥D．③④⑤
答案：C
2．啤酒等放久后易产生蛋白质沉淀而使其浑浊，加入少量菠萝蛋白酶可以分解蛋白质，防止浑浊，加入其他种类的酶则无济于事，这个事实说明( )
A．酶的催化作用受环境的影响
B．酶的化学本质主要是蛋白质
C．酶的催化作用具有高效性
D．酶的催化作用具有专一性
解析：对蛋白质起水解作用的酶是蛋白酶，这是由酶的专一性决定的。

答案：D
3．葡萄收获的季节性较强，并且不易运输，易造成积压，腐烂变质。

为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以将其加工制作成果汁、果酒、果醋等。

下面是简单的生产流程图，结合所学知识回答下列问题。

(1)果胶酶的使用过程①中，需要对酶的活性、酶的用量进行研究。

在甲、乙两个曲线中，果胶酶活性受环境因素影响的变化曲线是________，纵轴还可以用______________来表示。

自变量X可以代表________；自变量Y可代表________。

(2)果胶酶的最适用量是上图中的________点对应的量。

(3)③→⑤过程中不用灭菌一般也不会受到杂菌的污染，原因是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。

(4)果酒和果醋的制作过程相比，从发酵条件来看，二者不同之处是____________________________________________________
_____________________________________________________。

解析：(1)果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。

衡量实验结果的指标有两个，一个是果汁的量，另一个是果汁的澄清度。

(2)果胶酶的最适用量是过滤得到果汁澄清度最高时对应的最小酶量，B点后酶量增加而澄清度不再增加，因此B点对应的量为最适用量。

(3)缺氧条件不利于大多数细菌的生存，同时酒精有杀菌作用。

(4)酒精发酵为厌氧发酵，醋酸发酵为需氧发酵。

答案：(1)甲过滤到的果汁体积温度、pH等果胶酶的浓度(或用量) (2)B (3)培养液中缺氧环境及酵母菌产生的酒精能抑制绝大多数微生物的生长繁殖
(4)酒精发酵需要厌氧条件，醋酸发酵需要充足的氧气
A级基础巩固
1．下列哪种说法不属于果胶酶的特点( )
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
答案：D
2．下列不能表示酶活性高低的是( )
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。

答案：C
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( )
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。

答案：B
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。

答案：C
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( )
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。

答案：D
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( )
A.
B．40℃与60 ℃时酶的活性相等
C．40 ℃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40～50 ℃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。

答案：C
B级能力训练
7．下列说法不正确的是( )
A．在探究果胶酶用量的实验中，虽然实验的变量发生了变化，但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的
B．植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶
C．通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法来判断果胶酶活性的高低
D．人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题
解析：果胶酶活性越高，果汁的出汁量越高，故可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：C
8．实验研究pH对酶活性的影响，准备5支含有等量胃蛋白酶溶液，但pH各不相同的试管，每支试管加1块1 cm3的正方体凝固蛋白块，试管均置于25 ℃室温条件下，将各试管蛋白块消失的时间记录于下表：
(1)
____________________________________________________。

(2)酶活性最强时的pH是________。

(3)请以两种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成。

方法Ⅰ：_____________________________________________。

方法Ⅱ：_____________________________________________。

(4)在人体消化道中，能分泌本实验中酶的部位是________。

(5)为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验进行什么设计？
答案：(1)酶活性越大，蛋白质分解越快，蛋白块消失的时间越短(2)2
(3)将原题中温度25 ℃提高至大约37 ℃将原题中正方体蛋白块处理得更小(如切成0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm＝0.125 cm3)
(4)胃(5)加一支试管，内加蛋白块和水，pH值为2.0，作为对照组。

9．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
10．果粒生产在中国尚属起步阶段。

果粒除了可直接食用外，还可作为配料加入到酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。

果粒的硬度和形状直接影响着最终产品的质量。

如酸奶用果粒必须符合以下质量标准：a.果粒含量高；b.相同的果粒分布和正确的黏稠度。

但大部分果粒经高温处理或机械泵出后成形果粒量少，且果粒硬度不够，这势必会影响下一步的生产。

果胶酶作为一种新型加工助剂，可将果粒的组织结构损坏程度降到最小，最大限度地提高成形果粒的含量。

根据以上内容回答下列问题：
(1)果胶酶是指________________，包括________________等。

(2)果胶酶作为一种果粒加工助剂，它能将果胶分解成可溶性的________________。

(3)在果粒制作时按“每千克水果2 mL酶”的量加入酶制剂，加热至40～45 ℃，缓慢搅拌处理10～15 min。

最后加热到90～92 ℃，再冷却罐装。

在此过程中按“每千克水果2 mL酶”的量加入酶的意义在于_______________________________________________ _____________________________________________________。

在温度为40～45 ℃时搅拌处理的原因是___________________
_____________________________________________________。

最后升温到90～92 ℃再冷却罐装的目的是_________________
_____________________________________________________。

解析：本题通过分析材料，筛选和鉴别相关信息，建立已有知识与新信息之间的联系，考查知识的应用能力。

果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，不是特指一种酶。

果胶酶的活性受温度、pH等因素影响，在果粒生产中，应该为果胶酶提供适宜的温度，以提高酶的活性。

答案：(1)分解果胶的一类酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶
(2)半乳糖醛酸
(3)控制好酶的用量，一方面使果胶酶充分利用，节约成本，另一方面不能多用，以免造成浪费在温度为40～45 ℃时果胶酶活性最高灭菌
11．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，最适温度为50 ℃左右，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。