酶的研究与应用

专题4酶的研究与应用

果胶酶在果汁生产中的作用

目标导航 1.简述果胶酶的作用。2.检测果胶酶的活性。3.探究温度、pH和酶的抑制剂对果胶酶活性的影响及果胶酶的最适用量。

一、基础知识

1．果胶酶的作用

(1)果胶的成分及作用：果胶是植物________以及________的主要组成成分之一，它是由________________聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。

(2)果胶酶的作用：果胶酶能够把果胶分解成可溶性的________________。

(3)果胶酶的组成：果胶酶并不特指某一种酶，而是____________的一类酶的总称，包括________________、________________和____________等。

提醒由于原核生物的细胞壁的主要成分是肽聚糖，真菌细胞壁的主要成分是几丁质，因此这两类生物的细胞壁均不能用纤维素酶和果胶酶除去。

(4)果胶酶的来源：______、________、________和________均能产生果胶酶。由________发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一，被广泛地应用于果汁加工业。2．酶的活性与影响酶活性的因素

(1)酶的活性：是指酶________________的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的____________来表示。

(2)酶的反应速度：用____________内、____________中反应物的________或产物的________来表示。影响酶活性的因素主要有________、________和____________等。

3．酶的用量

酶用量过多，会导致酶的________；酶用量过少，会________酶促反应的速度。因此要得到适宜的酶用量，需通过设计实验进行探究。

二、实验设计

1．探究温度对酶活性的影响

(1)实验原理

①果胶酶活性受温度影响。在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐________；超过一定温度之后，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低；当达到一定温度后，酶的活性____________。酶的活性随温度的升高而变化的趋势可用下图表示：

②通过测定____________内滤出的________________大小来判断果胶酶的活性的原理是：果胶酶将果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸，半乳糖醛酸可通过滤纸，因此________________和________________反映了果胶酶催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH条件下，果胶酶的活性越高，苹果汁的体积就________，同时果汁也越________。

(2)实验分析

①本实验的温度为________，属于探究性的定量实验。这类实验的自变量通常是通过设置梯度来确定最适值。第一轮实验设置的梯度差通常较大，缩小范围后，在第二轮实验中可设置较小的梯度差。酶遇高温变性后，很难再恢复活性，不宜再回收利用。

②在混合苹果泥和果胶酶之前，要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，其目的是____________________________相同，避免苹果泥与果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶的活性。

提醒(1)探究不同温度(或pH)对果胶酶活性的影响，温度(或pH)为自变量，且应严格控制其他无关变量均相同，通过设置合理的温度(或pH)梯度来确定最适值。

(2)在苹果泥和果胶酶混合之前，一定要保证底物和酶先达到相同的条件(温度或pH)，避免混合后条件发生变化，以确保实验结果的准确性。

2．探究pH对酶活性的影响

(1)实验原理

大部分酶的活性受pH的影响，在一定pH下，酶促反应具有最大速度，高于或低于此pH，反应速度都下降，通常称此pH为酶反应的________。

pH对酶活性的影响可用下图表示：

注意制取苹果泥时，可先将苹果切成小块放入搅拌器中，加入适量的水后再进行搅拌；如果用橙子做实验，不必去皮。

注意a．苹果泥的用量和果胶酶的用量比例要适当。

b．恒温水浴的温度可用上一实验测出的最适温度。

注意a．在探究不同pH对果胶酶活性的影响时，可以用体积分数为0.1%的NaOH溶液或盐酸调节pH。

b．在用果胶酶处理苹果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物。

3.探究果胶酶的用量

(1)实验原理

实验中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____________；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____________，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是酶的____________。

知识点一果胶酶在果汁生产中的作用

1．下列关于果胶酶的说法，正确的是()

A．果胶酶可以分解细胞壁的主要成分——纤维素

B．果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物

C．果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称

D．果胶酶的化学本质是RNA

2．果胶酶的作用底物是果胶，下列有关叙述正确的是()

A．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一

B．果胶酶可催化果胶分解成可溶性的半乳糖，使得浑浊的果汁变澄清

C．果胶是由半乳糖聚合而成的一种高分子化合物

D．果胶酶就是果胶分解酶的简称

知识点二实验设计

3．探究温度对果胶酶活性的影响、pH对酶活性的影响、果胶酶的用量三个实验中，实验变量依次为()

A．温度、酶活性、酶用量B．苹果泥用量、pH、果汁量

C．反应时间、酶活性、酶用量D．温度、pH、果胶酶用量

4．下列操作错误的是()

A．用橙子做本课题的实验，应去掉橙皮

B．用体积分数为0.1%的NaOH溶液或盐酸调节pH

C．为了使果胶酶能够充分地进行催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物

D．制作苹果泥时，可先将苹果切成小块放入榨汁机中

一、选择题

1．在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适于除去细胞壁() A．蛋白酶B．盐酸C．果胶酶D．淀粉酶

2．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()