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1、考点72 果胶酶在果汁生产中的作用高考频度: 难易程度:1制作果汁要解决的两个问题一是果肉的出汁率低,耗时长; 二是榨取的果汁的浑浊度、黏度高,容易发生沉淀。2果胶(1)作用:果胶是植物细胞壁及胞间层的主要组成成分之一。(2)成分:由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。(3)特点:不溶于水,在果汁加工中,会影响果汁的出汁率,还会使果汁浑浊。 3果胶酶(1)作用:能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得更容易;果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,使得浑浊的果汁变得澄清。(2)组成:不是特指某一种酶,而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。果胶酶的化学本
2、质是蛋白质,也能被蛋白酶水解掉。(3)来源:植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。4探究温度和pH对果胶酶活性的影响(1)实验原理:果胶酶瓦解细胞壁及胞间层增大果汁产量;果胶酶催化分解果胶增大果汁澄清度。(2)变量该实验的自变量是温度或pH,控制方法:利用恒温水浴保温(或滴加酸、碱等)。因变量是酶的活性,检测因变量方法是通过测定果汁的体积或澄清度 来实现的。根据单一变量原则,控制不变的量(无关变量)有:苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。(3)实验原则:对照原则、单一变量原则、等量原则。(4)实验流程:制备水果泥设置一系列温度梯度或pH梯度加入果胶酶反应一段时间过滤果汁。5
3、探究果胶酶的用量(1)实验是建立在最适温度和最适pH对果胶酶活性影响的基础之上的。(2)实验原理:在一定的条件下,随着酶浓度的增加,果汁的体积增加;当酶浓度达到某一数值后,再增加酶的用量,果汁的体积不再改变,此值就是酶的最适用量。(3)变量自变量:果胶酶的用量。控制方法:可配制不同浓度的果胶酶溶液,也可以配制一种浓度的果胶酶溶液,使用不同的体积即可。因变量:果汁的体积或澄清度。无关变量:温度、PH、反应的时间、苹果泥的用量、过滤的时间等,应保持相同且适宜。(4)通过果汁的体积判断果胶酶的用量:如果随着酶的用量增加,过滤到果汁的体积也增加,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
4、的用量,过滤到的果汁的体积不再改变,说明酶的用量已经足够,这个值就是酶的最适用量。考向一 果胶酶在果汁生产中的作用1下列对果胶酶的作用的叙述中,错误的是A果胶酶是一种催化剂,可以改变反应速度B在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清C果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸D果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层【参考答案】C【试题解析】A、果胶酶是一种催化剂,可以改变反应速度,A正确;B、果胶酶可催化果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,使浑浊的果汁重新变得澄清,B正确;C、果胶酶不能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸,因为酶具有专一性,C错误;D、果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层,D正确。2某生物课外活动小组发现,新鲜水
5、果比放置一段时间的水果硬。他们根据所学知识,认为可能的原因是放置一段时间的水果果胶酶含量高,而果胶酶能将细胞壁分解,使水果细胞相互分离,导致水果变软。为了探究上述假设是否正确,他们进行了如下探究:(1)实验原理:_。(2)实验假设:_。(3)实验方法步骤:称等量的去皮后的新鲜苹果和放置一段时间的苹果切成小块,分别放在榨汁机中制成果泥。用滤纸或5层纱布过滤,收集滤液(条件相同)。_。结论:_。根据此实验,能否得出水果放置时间越长,营养价值越高的结果?_。【答案】(1)果胶酶能将胞间层的果胶分解,使细胞分散,水果变软 (2)放置一段时间的水果果胶酶含量高 (3)观察比较滤液的体积和澄清度 放置一段
6、时间的水果果胶酶含量比新鲜水果高 不能,因为水果放置时间过久,维生素C损耗多【解析】(1)实验原理:水果变软是细胞壁的支持作用减弱,因此其原理应从细胞壁的成分变化入手来回答。(2)实验假设相当于未得到证实的结论,可假设为放置一段时间的水果果胶酶含量高。(3)将两种不同苹果的苹果泥滤液(果汁)分别收集好后,可通过比较滤液的体积和澄清度来判断果胶酶的含量,得到的果汁体积多、澄清度高的苹果中果胶酶含量较多。预测实验结论为放置一段时间的水果果胶酶含量比新鲜水果高。营养价值是多方面的,水果放置一段时间后,要考虑到水果中其他营养物质的损耗,如维生素C等,所以不能说水果放置越久,营养价值越高。考向二 探究果
7、胶酶的用量3下列关于探究果胶酶最适用量实验的叙述,错误的是A各组需加入不同量、相同浓度的果胶酶溶液B需要检测在不同反应时间下生成物的量C要保证各组的pH和温度等条件相同且适宜D可通过果汁澄清程度得出酶的最适用量【参考答案】B【试题解析】探究果胶酶最适用量实验中,自变量为果胶酶的量,故各组需要加入等浓度不同量的果胶酶溶液,A选项正确;由于本实验中的自变量为果胶酶的量,要控制其他无关变量相同,故在实验中需要检测在相同反应时间下生成物的量,B选项错误;pH、温度等无关变量也需要保持相同且适宜,C选项正确;果胶酶可水解果汁中的果胶,使果汁变澄清,故可通过果汁的澄清程度得出酶的最适用量,D选项正确。4如
8、图表示某研究小组探究果胶酶的用量的实验结果。下列有关说法不正确的是A在ab段限制反应速率的主要因素是酶的用量B在bc段限制反应速率的因素是温度、pH、反应物浓度等C在ac段增加反应物浓度,可以明显加快反应速率D在该实验给定条件下,果胶酶的最佳用量是b点对应的值【答案】C【解析】由曲线图可以看出,在ab段,随着酶的用量的增大,酶促反应速率加快,说明此阶段限制反应速率的主要因素是酶的用量,此时增加反应物浓度,反应速率不会明显加快。在bc段,随着酶的用量的增大,酶促反应速率不再加快,此时反应物浓度成为限制反应速率的因素之一,增加反应物浓度,反应速率会加快,C项错误。由图可知,在该实验给定条件下,果胶
9、酶的最佳用量是b点对应的值。1在果汁中加入果胶酶的目的是 A增加果汁的营养成分B增加果汁的黏稠度C使榨取果汁变的更容易,并使果汁澄清D分解纤维素2在探究温度对酶活性的影响的实验中,下列操作中正确的是A将适量的苹果泥与果胶酶混合,放入不同温度下保温B将适量的苹果泥放在不同温度下保温,再加入果胶酶C将果胶酶放在不同温度下保温,再加入适量的苹果泥D将适量的苹果泥和果胶酶分别在不同温度下保温,然后再将酶加入对应温度下的苹果泥中3探究温度对果胶酶活性影响的实验中,得到如下实验结果。据此分析不正确的是温度()3035404550556065707580果汁量(mL)3.54.68.610.912.311.
10、710.15.43.94.85.6A应在5055之间设置更细温度梯度进行实验探究果胶酶的最适温度B为了实验结果的科学性,各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同C该实验结果表明高温能使果胶酶失活,但高温也可能促进果胶分解D实验过程中应先将苹果泥和果胶酶分别调节到对应温度后再混合4在探究果胶酶最适用量的实验中,下列说法不正确的是A实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液B当底物浓度一定时,酶用量越大,滤出的果汁越多C本实验应控制在适宜温度和pH下D反应溶液的pH必须相同5下面给出的措施中,不能达到提高果汁产量目的的是A适当增加果胶酶的用量B把果胶酶和果泥的混合物放到适宜的温度条件下C对果胶酶固定化后再使用
11、D用搅拌器充分搅拌果泥6果汁生产中果胶酶能提高出汁率和澄清度。为了节约成本,某工作人员在适宜的温 度和 pH 下,利用苹果汁和一定浓度的果胶酶溶液探究果胶酶的最适用量,实验结果如图。对实验失误可能的原因分析及改进方法都合理的是A酶促反应时间不合理;延长反应时间B苹果汁的用量不合理;增加用量C果胶酶用量不合理;增加用量D果胶酶体积梯度不合理;增大体积梯度7某工厂新制了50 L苹果泥,准备生产果汁,但不知酶的最适用量。为了节约成本,进行了如下探究实验:取8只试管编号18,分别加入30 mL苹果泥,保温一段时间,然后向各试管加入不同体积的果胶酶溶液,反应一段时间后过滤并记录果汁体积,实验数据如下表所
12、示。下列分析错误的是编号12345678果胶酶溶液体积(mL)12345678果汁体积(mL)20.621.221.822.42323.423.423.4注解:果汁体积均不包含酶溶液体积A8只试管均需要调节至相同且适宜的温度、pH,且反应时间充足B本实验的测量指标还可以是苹果泥反应完全时所需要的时间C在果汁生产中一般还应加入纤维素酶来充分瓦解细胞壁D为得到更准确的最适用量,可以设置56 mL范围内不同果胶酶用量梯度实验来探究8如图是根据果胶酶在果汁生产中的作用的系列实验结果得出的坐标曲线。有关说法正确的是A图甲表示温度对果胶酶活性的影响,高温使得果胶酶结构被破坏B图乙只能表示pH对果胶酶活性的
13、影响,最适pH通常为碱性条件C图丙可表示苹果泥中加入果胶酶后得到的果汁量随时间的变化情况D图丁可表示苹果泥用量一定时,果胶酶用量对果汁产量的影响9果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层。请你完成以下有关果胶酶和果汁生产中的问题:(1)在果汁生产中应用果胶酶可以提高_和_。(2)某实验小组进行了“探究果胶酶催化果胶水解最适pH”的课题研究。本课题的实验步骤中,在完成“烧杯中分别加入苹果泥,试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后,有下面两种操作:第一种:将试管中果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合,再把混合液的pH分别调至4、5、610第二种:将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调至4、5、610,再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。请问哪一种操作更科学?_,理由是_。如果用曲线图的方式记录实验结果,在现有的条件下,当横坐标表示pH,纵坐标表示_时,实验的操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解,分析图中最可能是实验结果的曲线图是_。若实验所获得的最适pH=m,请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置_。10工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高水果的出汁率,为研究温度对果胶酶活性的影响,某同学设计了如下实验: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(