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课下能力提升（九） 果胶酶在果汁生产中的作用
【基础题组】
1．下列关于果胶酶的叙述错误的是( )
A．果胶酶能够分解植物细胞壁和胞间层中的果胶
B．果胶酶能降低化学反应的活化能
C．果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物
D．果胶酶在细胞内的合成场所是核糖体
解析：选C 根据酶的专一性，果胶酶能够分解植物细胞壁和胞间层中的果胶；酶的作用机理是降低化学反应的活化能；果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物；果胶酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体。
2．蒸熟的苹果具有很好的止泻作用，这是因为苹果中果胶的“立场”不太坚定，未经加热的生果胶可软化大便，与膳食纤维共同起着通便的作用，而煮过的果胶则摇身一变，不仅具有吸收细菌和毒素的作用，而且还有收敛、止泻的功效。下列有关果胶的叙述，错误的是( )
A．果胶是植物细胞壁的主要成分之一
B．酵母菌可产生果胶酶，是因为酵母菌的细胞壁中也含有果胶
C．果胶酶能够分解果胶
D．果胶影响果泥的出汁率
解析：选B 果胶是植物细胞壁的主要成分之一，细菌、真菌等虽然有细胞壁，但其细胞壁中不含果胶。
3．在探究温度、pH对果胶酶活性的影响及探究果胶酶用量的三个实验中，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、酶用量
解析：选D 实验需人为改变的变量称自变量。探究温度对果胶酶活性的影响时，需要设置不同的温度梯度作为对照，所以温度就是自变量；同理，探究pH对果胶酶活性影响的自变量为pH；探究果胶酶的用量的实验中，实验自变量为酶的用量。
4．在探究pH对酶活性影响的实验中，错误的是( )
A．自变量是不同的pH
B．控制不变的量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等
C．可通过测定滤出的果汁体积判断果胶酶的最适pH
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D．pH过低时，果胶酶活性变小，但不失活
解析：选D pH过低或过高都可能导致酶结构发生不可逆转的变化而失活。
5．在观察果胶酶对苹果匀浆作用的实验中，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．使苹果匀浆中的酶变性失活，以排除对实验的干扰
D．果胶酶最适温度为90 ℃，此时酶的活性最高
解析：选C 该实验属于对照实验，其实验目的是证明果胶酶对果胶有分解作用，而苹果匀浆中的果胶酶属于无关变量。因此需将苹果匀浆进行加热处理，使苹果匀浆中果胶酶变性失活，从而排除苹果匀浆中原有的酶对实验结果的影响。
6．下列叙述错误的是( )
A．在探究果胶酶用量实验中，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．能产生果胶酶的生物有多种
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．人们可使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题
解析：选C 在探究影响果胶酶的活性的实验中，可以通过滤出的苹果汁的体积大小来判断酶发挥作用的最适条件。
7．下列关于探究果胶酶最适用量实验的叙述，错误的是( )
A．各组需加入等量不同浓度的果胶酶溶液
B．要保证各组具有适宜并相同的pH和温度等条件
C．需要检测不同反应时间条件下的生成物量
D．几组实验之间可形成相互对照，不需单设空白对照
解析：选C 根据题干可知，本实验的自变量是果胶酶用量，所以需要设计多个实验组形成相互对照；每组加入等量的不同浓度的果胶酶溶液，其他无关变量(温度、pH等)都保持相同且适宜；检测生成物量时也要保证反应时间是相同的。
8．关于果胶酶的探究实验，下列叙述错误的是( )
A．探究果胶酶的最适温度时，需将底物和酶分别在同等温度下处理后再混合
B．低温和高温对酶活性的影响是相同的，而过酸和过碱对酶活性的影响是不同的
C．探究果胶酶的最适温度和最适pH实验中应严格控制果泥用量、果胶酶的用量及作用时间等无关变量
D．探究果胶酶的最适用量时果泥用量应保证一致
解析：
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选B 探究果胶酶的最适温度时，需将底物和酶分别在相同温度下处理后再混合，目的是控制单一变量；高温、过酸、过碱都会破坏酶的空间结构使酶失活，酶的活性不能恢复，低温使酶活性降低，但没有破坏酶的空间结构，酶的活性可以恢复；在探究果胶酶的最适温度和最适pH实验中，要严格控制果泥用量、果胶酶的用量及作用时间等无关变量；探究果胶酶的最适用量时，各组实验的果泥用量要保持一致。
【能力题组】
9．下列关于果胶酶的叙述正确的是( )
①凡具有分泌功能的细胞都能产生果胶酶 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部分植物、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．①②⑤ B．②③⑦
C．③④⑥ D．③④⑤
解析：选C 所有活细胞都能产生酶，但不同细胞产生的酶的种类不一定相同，产生果胶酶的生物有植物、霉菌、酵母菌和细菌等，①②错误，④正确；果胶酶的作用是将果胶分解成半乳糖醛酸，植物细胞壁主要由纤维素和果胶组成，可用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，③⑥正确；果胶酶是指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，⑤错误；果胶酶的本质是蛋白质，其组成单位只能是氨基酸，⑦错误。
10．下列关于探究果胶酶用量实验的叙述，错误的是( )
A．实验时可配制不同浓度梯度的果胶酶溶液
B．底物浓度一定时，酶用量越大滤出的果汁一定越多
C．本实验应在适宜的温度和pH条件下进行
D．用玻璃棒搅拌加过酶的果泥时，各组的搅拌力度和搅拌时间应保持相同
解析：选B 底物浓度一定时，起初随着酶用量增大，滤出果汁增多，但当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，滤出的果汁量也不再变化。
11．在原材料有限的情况下，能正确表示相同时间内果胶酶的用量对果汁产量影响的曲线是( )
解析：选C 在一定的条件下(温度、pH、反应时间均相同且适宜)，随着酶用量的增加，果汁的体积增加，由于原材料有限，当酶的用量达到一定数值后，即使再增加酶的用量，果汁的体积也不再改变。
12．(2018·成都月考)
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探究温度对果胶酶活性影响的实验中，得到如表所示实验结果。据此分析错误的是( )
温度(℃)
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
果汁量(mL)
3.5
4.6
8.6
10.9
12.3
11.7
10.1
5.4
3.9
4.8
5.6
A.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
B．为了实验结果的科学性和控制单一变量，各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同
C．该实验自变量为温度，因变量为果汁量，pH、混合处理时间和过滤时间等为无关变量
D．若要探究果胶酶的最适温度，应在50～55 ℃之间设置更小温度梯度进行实验
解析：选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，以保证反应温度为设定的温度；为了实验结果的科学性和控制单一变量，各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同；该实验的自变量为温度，因变量为果汁量，pH、混合处理时间和过滤时间等为无关变量；分析表中数据，在50 ℃时果汁量最大，所以应在45～55 ℃之间设置更小温度梯度进行实验探究果胶酶的最适温度。
13．果胶酶是水果加工过程中常用的添加剂，用于分解果胶，提高出汁率和澄清度。请完成有关果胶酶和果汁生产的实验课题。
(1)实验用具和材料：磨浆机，烧杯，试管，量筒，刀片，玻璃棒，漏斗，纱布，苹果。质量分数为2%的果胶酶溶液，蒸馏水等。
(2)实验步骤：
①将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。
②取两个100 mL洁净的烧杯，编号为1、2，按相应程序进行操作，请把表中未填写的内容填上。
顺序
操作过程
烧杯
1
2
A
在烧杯中加入苹果泥
20 mL
20 mL
B
注入________
2 mL
－
C
注入蒸馏水
－
2 mL
D
在恒温水浴中保温，并用玻璃棒不时搅拌
10 min
10 min
③取出两个烧杯，同时进行过滤。观察或比较相同时间内______________________________，并记录结果。
(3)实验结果的预测及结论：
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如果相同时间内__________________________________________________________，则说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用。
(4)问题探究：
该实验中，自变量是______________________，对照组是________。
解析：(2)②该实验研究的是果胶酶在果汁生产中的作用，实验自变量为是否加入果胶酶，根据探究实验的对照原则、单一变量原则，进行填表。③取出两个烧杯，同时进行过滤。观察或比较相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度。(3)如果相同时间内1号烧杯滤出的果汁比2号烧杯滤出的果汁体积大，澄清度高，说明果胶酶对果胶的分解具有催化作用。(4)该实验中，自变量是是否加入果胶酶，对照组是2号烧杯。
答案：(2)②果胶酶溶液 ③滤出的果汁体积和果汁的澄清度 (3)1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大、澄清度高 (4)是否加入果胶酶 2号烧杯
14．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。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分解最适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、分组”之后，有下面两种操作：
方法一：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、6……10。
方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥pH分别调至4、5、6……10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。
①请问哪一种方法更科学？________。理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②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，分析最可能是实验结果曲线图的是________(填图号)。
解析：
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(1)果胶酶可以分解果胶，提高出汁率和澄清度，但果胶酶的催化作用需要一定的条件，如适宜的温度和pH等。(2)①本题探究pH对果胶酶活性的影响，实验关键是分别将果胶酶溶液和苹果泥调至一定的pH，然后把pH相等的这两种溶液混合，否则，在达到预定pH之前就会发生酶的催化反应。②如图甲所示，在一定范围内，果胶酶的活性随pH增大而升高，达到最适pH之后，酶活性逐步降低，若过酸或过碱，则酶活性丧失。
答案：(1)出汁率 澄清度 (2)①方法二 方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH环境(或方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应) ②果汁体积 甲
15．(2018·长沙校级月考)果胶酶能分解果胶等物质，澄清果蔬饮料，在食品加工业中有着广泛的应用。某兴趣小组对三种不同品牌的果胶酶制剂(制剂中果胶酶浓度相同)进行了探究，其实验设计及实验结果如表所示。
分组编号
蒸馏水(mL)
缓冲液(mL)
果汁(mL)
果胶酶制剂(mL)
果汁浑浊程度
甲
乙
丙
1
2
2
5
2
0
0
＋
2
2
2
5
0
2
0
＋＋＋
3
2
2
5
0
0
2
＋＋
4
X
2
5
0
0
0
Y
注：“＋”越多表示果汁越浑浊。
(1)表中X所代表的数值应为________；Y所代表的果汁浑浊程度应为________(用若干个“＋”表示)。
(2)除了观察果汁浑浊程度外，还可以通过检测______的变化量来判断不同品牌果胶酶制剂的效果。若使用该方法，相关物质变化量最大的是第________(填分组编号)组。
(3)微生物是生产果胶酶的优良生物资源。分离和筛选能产生果胶酶的微生物，使用的培养基应以________为唯一碳源。
(4)该兴趣小组进一步探究了一定浓度的果胶酶制剂乙在一定范围的不同浓度果汁下的作用效果，实验结果如图所示。请在图中画出同等条件下果胶酶制剂丙的作用曲线。
解析：(1)据表分析，第4组为对照组，溶液的总量应该与实验组相同，所以表中X所代表的数值应为4。由于第4组没有加果胶酶制剂，而果胶酶能分解果胶等物质，澄清果蔬饮料，所以Y所代表的果汁浑浊程度应为＋＋＋＋(或多于4个“＋”)。(2)除了观察果汁浑浊程度外，还可以通过检测反应物(或“果胶”“半乳糖醛酸”“生成物”“产物”
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)的变化量来判断不同品牌果胶酶制剂的效果。由于第1组果汁浑浊程度最小，所以相关物质变化量最大的应是第1组。(3)分离和筛选能够产生果胶酶的微生物时，应该使用以果胶为唯一碳源的选择培养基。(4)据表分析，乙的果汁的浑浊程度大于丙。
答案：(1)4 ＋＋＋＋(或多于4个“＋”) (2)反应物(或“果胶”“半乳糖醛酸”“生成物”“产物”) 1 (3)果胶 (4)如图所示
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