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1、考點72 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 1．制作果汁要解決的兩個問題 一是果肉的出汁率低，耗時長； 二是榨取的果汁的渾濁度、黏度高，容易發(fā)生沉淀。 2．果膠 （1）作用：果膠是植物細胞壁及胞間層的主要組成成分之一。 （2）成分：由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物。 （3）特點：不溶于水，在果汁加工中，會影響果汁的出汁率，還會使果汁渾濁。 3．果膠酶 （1）作用：能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層，使榨取果汁變得更容易；果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，使得渾濁的果汁變得澄清。 （2）組成：不是特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分

2、解酶和果膠酯酶等。果膠酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，也能被蛋白酶水解掉。 （3）植物、霉菌、酵母菌和細菌均能產(chǎn)生果膠酶。 4．探究溫度和pH對果膠酶活性的影響 （1）實驗原理：果膠酶瓦解細胞壁及胞間層增大果汁產(chǎn)量；果膠酶催化分解果膠增大果汁澄清度。 （2）變量 ①該實驗的自變量是溫度或pH，控制方法：利用恒溫水浴保溫（或滴加酸、堿等）。 ②因變量是酶的活性，檢測因變量方法是通過測定果汁的體積或澄清度 來實現(xiàn)的。 ③根據(jù)單一變量原則，控制不變的量（無關變量）有：蘋果泥的用量、果膠酶的用量、反應的時間和過濾的時間等。 （3）實驗原則：對照原則、單一變量原則、等量原則。 （4）實驗流程：

3、制備水果泥→設置一系列溫度梯度或pH梯度→加入果膠酶反應一段時間→過濾果汁。 5．探究果膠酶的用量 （1）實驗是建立在最適溫度和最適pH對果膠酶活性影響的基礎之上的。 （2）實驗原理：在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積增加；當酶濃度達到某一數(shù)值后，再增加酶的用量，果汁的體積不再改變，此值就是酶的最適用量。 （3）變量 ①自變量：果膠酶的用量?？刂品椒ǎ嚎膳渲撇煌瑵舛鹊墓z酶溶液，也可以配制一種濃度的果膠酶溶液，使用不同的體積即可。 ②因變量：果汁的體積或澄清度。 ③無關變量：溫度、PH、反應的時間、蘋果泥的用量、過濾的時間等，應保持相同且適宜。 （4）通過果汁

4、的體積判斷果膠酶的用量： 如果隨著酶的用量增加，過濾到果汁的體積也增加，說明酶的用量不足；如果當酶的用量增加到某個值后，再增加酶的用量，過濾到的果汁的體積不再改變，說明酶的用量已經(jīng)足夠，這個值就是酶的最適用量。 考向一 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 1．下列對果膠酶的作用的敘述中，錯誤的是 A．果膠酶是一種催化劑，可以改變反應速率 B．果膠酶在蛋白酶作用下可能會被降解 C．果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸 D．果膠酶能瓦解植物的細胞壁及胞間層 【參考答案】C 2．某生物課外活動小組發(fā)現(xiàn)，新鮮水果比放置一段時間的水果硬。他們根據(jù)所學知識，認為可能的

5、原因是放置一段時間的水果果膠酶含量高，而果膠酶能將細胞壁分解，使水果細胞相互分離，導致水果變軟。為了探究上述假設是否正確，他們進行了如下探究： （1）實驗原理：______________________________________。 （2）實驗假設：______________________________________。 （3）實驗方法步驟： ①稱等量的去皮后的新鮮蘋果和放置一段時間的蘋果切成小塊，分別放在榨汁機中制成果泥。 ②用濾紙或5層紗布過濾，收集濾液(條件相同)。 ③________________________________________________

6、____________。 ④結(jié)論：__________________________________________。 ⑤根據(jù)此實驗，能否得出水果放置時間越長，營養(yǎng)價值越高的結(jié)果？________________________。 【答案】（1）果膠酶能將胞間層的果膠分解，使細胞分散，水果變軟 （2）放置一段時間的水果果膠酶含量高 （3）③觀察比較濾液的體積和澄清度 ④放置一段時間的水果果膠酶含量比新鮮水果高 ⑤不能，因為水果放置時間過久，維生素C損耗多 考向二 探究果膠酶的用量 3．關于探究果膠酶最適用量的實驗，敘述錯誤的是 A．

7、配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等量的該溶液 B．調(diào)節(jié)pH，使各組中的pH相同而且處于適宜狀態(tài) C．用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時間可以不同 D．在相同且適宜的溫度條件下進行實驗 【參考答案】C 4．如圖表示某研究小組探究果膠酶的用量的實驗結(jié)果。下列有關說法不正確的是 A．在ab段限制反應速率的主要因素是酶的用量 B．在bc段限制反應速率的因素是溫度、pH、反應物濃度等 C．在ac段增加反應物濃度，可以明顯加快反應速率 D．在該實驗給定條件下，果膠酶的最佳用量是b點對應的值 【答案】C 【解析】由曲線圖可以看出，在ab段，隨著酶的用量的增大，酶促

8、反應速率加快，說明此階段限制反應速率的主要因素是酶的用量，此時增加反應物濃度，反應速率不會明顯加快。在bc段，隨著酶的用量的增大，酶促反應速率不再加快，此時反應物濃度成為限制反應速率的因素之一，增加反應物濃度，反應速率會加快，C項錯誤。由圖可知，在該實驗給定條件下，果膠酶的最佳用量是b點對應的值。 1．蒸熟的蘋果具有很好的止瀉作用，這是因為蘋果中果膠的“立場”不太堅定，未經(jīng)加熱的生果膠可軟化大便，與膳食纖維共同起著通便的作用，而煮過的果膠則搖身一變，不僅具有吸收細菌和毒素的作用，而且還有收斂、止瀉的功效。下列有關果膠的敘述，不正確的是 A．果膠是植物細胞壁的主要成分之一

9、 B．酵母菌可產(chǎn)生果膠酶，是因為酵母菌的細胞壁中也含有果膠 C．果膠酶能夠分解果膠 D．果膠影響出汁率 2．在“探究果膠酶的用量”的實驗中，下列說法不正確的是 A．實驗時可配制不同濃度的果膠酶溶液 B．底物濃度一定時，隨酶用量的增大濾出的果汁增多 C．本實驗應控制在適宜溫度和pH條件下 D．反應液的pH必須相同 3．探究溫度對果膠酶活性影響的實驗中，得到如下實驗結(jié)果。據(jù)此分析不正確的是 A．實驗過程中應先將蘋果泥和果膠酶分別調(diào)節(jié)到對應溫度后再混合 B．為了實驗結(jié)果的科學性，各組混合處理時間和過濾果汁時間均應相同 C．應在50～55 ℃之間設置更細溫度梯度進行實驗探究

10、果膠酶的最適溫度 D．該實驗結(jié)果表明高溫能使果膠酶失活，但高溫也可能促進果膠分解 4．用果膠酶處理蘋果泥時，為了提高出汁率，可采取的措施是 A．加大蘋果泥用量 B．大幅度提高反應溫度 C．換成大型號容器 D．用玻璃棒進行攪拌 5．某同學為了驗證果膠酶的作用，設計了如下實驗： （1）取兩個100 mL的潔凈燒杯，編號為1號、2號； （2）向兩個燒杯中分別加入20 mL的蘋果泥，向1號燒杯內(nèi)加入2 mL的蒸餾水，向2號燒杯內(nèi)加入2 mL的果膠酶； （3）把這兩個燒杯放在水浴裝置中保溫，并用玻璃棒攪拌。 下面分析中正確的是 A．1號燒杯為實驗組，2號燒杯果汁變澄清 B．2號

11、燒杯為實驗組，1號燒杯果汁變澄清 C．1號燒杯為對照組，2號燒杯果汁變澄清 D．2號燒杯為對照組，1號燒杯果汁變澄清 6．如圖曲線表示的是溫度和果膠酶活性之間的關系，此曲線不能說明的是 A．在b點之前，果膠酶的活性和溫度呈正相關；之后，呈負相關 B．當溫度到達b點時，果膠酶的活性最高，酶的催化效率最高 C．a(chǎn)點時，果膠酶的活性很低，但隨著溫度升高，果膠酶的活性可以升高 D．c點時，果膠酶的活性也很低，當溫度降低時，果膠酶的活性也可以升高 7．某工廠新制了50 L蘋果泥，準備生產(chǎn)果汁，但不知酶的最適用量。為了節(jié)約成本，進行了如下探究實驗：取8只試管編號1~8，分別加入30

12、mL蘋果泥，保溫一段時間，然后向各試管加入不同體積的果膠酶溶液，反應一段時間后過濾并記錄果汁體積，實驗數(shù)據(jù)如下表所示。下列分析錯誤的是 編號 1 2 3 4 5 6 7 8 果膠酶溶液體積（mL） 1 2 3 4 5 6 7 8 果汁體積（mL） 20.6 21.2 21.8 22.4 23 23.4 23.4 23.4 注解：果汁體積均不包含酶溶液體積 A．8只試管均需要調(diào)節(jié)至相同且適宜的溫度、pH，且反應時間充足 B．本實驗的測量指標還可以是蘋果泥反應完全時所需要的時間 C．在果汁生產(chǎn)中一般還應加入纖維素酶來充分瓦解細胞壁 D

13、．為得到更準確的最適用量，可以設置5~6 mL范圍內(nèi)不同果膠酶用量梯度實驗來探究 8．如圖是根據(jù)果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用的系列實驗結(jié)果得出的坐標曲線。有關說法正確的是 A．圖甲表示溫度對果膠酶活性的影響，高溫使得果膠酶結(jié)構(gòu)被破壞 B．圖乙只能表示pH對果膠酶活性的影響，最適pH通常為堿性條件 C．圖丙可表示蘋果泥中加入果膠酶后得到的果汁量隨時間的變化情況 D．圖丁可表示蘋果泥用量一定時，果膠酶用量對果汁產(chǎn)量的影響 9．果膠是植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層。請你完成以下有關果膠酶和果汁生產(chǎn)中的問題： （1）在果汁生產(chǎn)中應用

14、果膠酶可以提高___________________和____________________。 （2）某實驗小組進行了“探究果膠酶催化果膠水解最適pH”的課題研究。本課題的實驗步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥，試管中分別注入果膠酶溶液、編號、編組”之后，有下面兩種操作： 第一種：將試管中果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至4、5、6……10． 第二種：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥的pH分別調(diào)至4、5、6……10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。 ①請問哪一種操作更科學?___________________，理由是________________

15、___。 ②如果用曲線圖的方式記錄實驗結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，當橫坐標表示pH，縱坐標表示___________________時，實驗的操作和記錄是比較切實可行的。根據(jù)你對酶特性的了解，分析圖中最可能是實驗結(jié)果的曲線圖是___________________。若實驗所獲得的最適pH=m，請你在所選的曲線圖中標出“m”點的位置___________________。 10．工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細胞壁以提高水果的出汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響，某同學設計了如下實驗： Ⅰ．將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10 ℃水浴中恒溫處理10 min（如圖甲）。 Ⅱ

16、．將步驟Ⅰ處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10 ℃水浴中恒溫處理10 min（如圖乙）。 Ⅲ．將步驟Ⅱ處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量（如圖丙）。 Ⅳ．在不同溫度條件下重復以上實驗步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下表： 溫度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10 根據(jù)上述實驗，請分析并回答下列問題： （1）果膠酶能破除細胞壁，是因為果膠酶可以促進細胞壁中_________的水解。 （2）實驗步驟①的目的是_______________________________。

17、（3）實驗步驟中也有玻璃棒攪拌的操作，其目的是使__________，以減少實驗誤差。 （4）實驗結(jié)果表明，在上述8組實驗中，當溫度為________時果汁量最多，此時果膠酶的活性________。當溫度再升高時，果汁量降低，說明________________。 （5）能不能確定該溫度就是果膠酶的最適溫度？如果不能，請設計出進一步探究果膠酶的最適溫度的實驗方案：____________________________________________________________。 11．（2015·海南卷）生產(chǎn)果汁時，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁率?；卮鹣铝邢嚓P問題： （

18、1）某同學用三種不同的果膠酶進行三組實驗，各組實驗除酶的來源不同外，其他條件都相同，測定各組的出汁量，據(jù)此計算各組果膠的活性的平均值并進行比較。這一實驗的目的是＿＿＿＿＿＿。 （2）現(xiàn)有一種新分離出來的果膠酶，為探究其最適溫度，某同學設計了如下實驗：取試管16支，分別加入等量的果泥、果膠酶、緩沖液，混勻，平均分為4組，分別置于0 ℃、5 ℃、10 ℃、40 ℃下保溫相同時間，然后，測定各試管中的出汁量并計算各組出汁量平均值。該實驗溫度設置的不足之處有_____________________和______________________。 （3）某同學取5組試管（A～E）分別加入等量的同種

19、果泥，在A、B、C、D 4個實驗組的試管中分別加入等量的緩沖液和不同量的同種果膠酶，然后，補充蒸餾水使4組試管內(nèi)液體體積相同；E組加入蒸餾水使試管中液體體積與實驗組相同。將5組試管置于適宜溫度下保溫一定時間后，測定各組的出汁量。通過A～D組實驗可比較不同實驗組出汁量的差異。本實驗中，若要檢測加入酶的量等于0而其他條件均與實驗組相同時的出汁量，E組設計＿＿＿（填“能”或“不能”）達到目的，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 1．【答案】B 【解析】植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，A正確；酵母菌雖然有細胞壁，但其細胞壁中不含果膠成分，B錯誤；果膠酶能夠分解果膠形成可溶性半乳糖醛酸，C正確

20、；在果汁加工中，果膠影響果汁的出汁率和澄清度，D正確。 2．【答案】B 3．【答案】C 【解析】實驗過程中應先將蘋果泥和果膠酶分別調(diào)節(jié)到對應溫度后再混合，A正確；為了實驗結(jié)果的科學性和控制單一變量，各組混合處理時間和過濾果汁時間均應相同，B正確；實驗中的溫度梯度跨度較大，要想確定最適溫度，需要設置更細溫度梯度進行實驗，分析數(shù)據(jù)，應該在45～55 ℃之間設置更細溫度梯度進行實驗探究果膠酶的最適溫度，C錯誤；高溫可以使酶失活，由表格數(shù)據(jù)可以看出，高溫也可能促進果膠分解，D正確。 4．【答案】D 【解析】果膠酶能分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層，使榨取果汁更容易。用玻璃棒攪拌，可以

21、使酶和底物之間接觸的更加充分，細胞壁被分解的速度更快，提高出汁率。故答案選D。 5．【答案】C 【解析】驗證果膠酶作用的實驗中，1號燒杯內(nèi)加入2 mL的蒸餾水，作為空白對照。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層，使榨取果汁變得容易，也使果汁變得澄清。因此2號燒杯果汁變澄清，所以C選項是正確的。 6．【答案】D 【解析】由圖可知，溫度到達b點時，果膠酶活性最高，酶的催化效率最高，在b點之前，果膠酶的活性和溫度呈正相關；b點之后，果膠酶的活性和溫度呈負相關，A、B正確；a點時，果膠酶的活性很低，但隨著溫度升高，果膠酶的活性可以上升，C正確；c點時酶已經(jīng)變性失活，D錯誤。 7．【答

22、案】A 【解析】8只試管如果反應時間充足，則各組過濾的果汁體積應相同，與表格中的實驗結(jié)果不符合，A錯誤；本實驗中蘋果泥反應完全時各試管過濾的果汁體積相同，可以利用蘋果泥反應完全所需的時間作為本實驗的測量指標，B正確；植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，所以在果汁生產(chǎn)中還應加入纖維素酶來瓦解細胞壁，C正確；由表格數(shù)據(jù)可知，設置5~6 mL范圍內(nèi)不同果膠酶用量梯度實驗可用來探究更準確的最適用量，D正確。 8．【答案】C 9．【答案】（1）出汁率 澄清度 （2）①第二種 第二種的操作能夠確保酶的反應環(huán)境從一開始便達到實驗預設的pH環(huán)境（或第一種的操作會在達到預定pH之前

23、就發(fā)生了酶的催化反應） ②果汁體積 甲 如圖 【解析】（1）果膠酶可以分解果膠，提高出汁率和澄清度。（2）①本課題的目的是“探究果膠酶催化果膠水解最適pH”，實驗的關鍵是分別將果膠酶溶液和蘋果泥調(diào)至一定的pH，然后把pH相等的這兩種溶液混合，否則，在達到預定pH之前就會發(fā)生酶的催化反應，導致實驗結(jié)果不準確?？梢姡诙N的操作能夠確保酶的反應環(huán)境從一開始便達到實驗預設的pH環(huán)境（或第一種的操作會在達到預定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應），因此第二種的操作更科學。②本課題的目的是“探究果膠酶催化果膠水解最適pH”，自變量是不同pH，因變量是果汁體積。如果用曲線圖的方

24、式記錄實驗結(jié)果，則橫坐標表示pH，縱坐標表示果汁體積。在一定pH范圍內(nèi)，酶的活性隨著pH的升高而逐漸增強，達到最適pH后，酶的活性隨pH繼續(xù)升高而逐漸下降，過酸或過堿會使酶永久失活，據(jù)此可推知：圖甲最可能是實驗結(jié)果的曲線圖。過圖甲曲線的峰值畫一條與縱坐標相平行的線，該線與橫坐標的交點即為m。 10．【答案】（1）果膠 （2）使果膠酶與蘋果泥處于同一溫度條件下 （3）酶和反應物(果膠)充分地接觸 （4）40℃ 相對最強 溫度升高，降低了酶的活性 （5）不能，可以再設置多套裝置，以40 ℃為中心，以更小的溫差(如0.5 ℃)測量在更小溫度范圍內(nèi)的果汁的產(chǎn)生量，果汁的

25、產(chǎn)量對應最高的溫度更接近酶的最適宜溫度 11．【答案】（1）探究不同來源果膠酶的活性 （2）溫度范圍設置不合適 溫度梯度設置不合理（或各組的酶促反應受兩個不同溫度影響） （3）不能 未加入緩沖液 【解析】（1）根據(jù)題意可知，用三種不同的果膠酶進行三組實驗，各組實驗除酶的來源不同外，其他條件都相同，據(jù)此計算各組果膠的活性的平均值并進行比較，說明該實驗的自變量是果膠酶的來源，因變量是果膠酶的活性，所以該實驗的目的是探究不同來源果膠酶的活性。（2）根據(jù)實驗設計可知，該實驗是探究果膠酶的最適溫度，所以自變量是溫度，因變量是果膠酶的活性，用出汁量進行衡量，出汁量越多則果膠

26、酶活性越高。該實驗方案中，溫度應該在常溫范圍內(nèi)設置系列溫度梯度且梯度差值相等，所以4組的溫度應分別設置為15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃；另外探究溫度對酶活性的影響時，應保證酶促反應只能在設定的溫度下進行，同一實驗組的反應溫度只能是一個，所以實驗操作應該是將各組盛有果膠酶的試管與盛有果泥的試管分別在設定溫度下處理一定時間后再將兩只試管混合，才能保證實驗在設定的溫度下進行。（3）根據(jù)題意，若要檢測加入酶的量等于0而其他條件均與實驗組相同時的出汁量，則實驗的自變量是果膠酶的量，因變量是出汁量。對照實驗的設計應遵循單一變量原則和對照原則，根據(jù)實驗設置，E組應加入緩沖液而不是蒸餾水，才符合實驗設計的單一變量原則。 13