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果胶酶在果汁生产中的作用
一、选择题
1．下列关于果胶酶和纤维素酶的叙述，正确的是( )
A．二者都不是一种酶
B．催化果胶酶水解的酶是淀粉酶
C．二者都是在高尔基体中合成的
D．构成纤维素酶的基本单位是葡萄糖
解析：选A 纤维素酶是一种复合酶，而果胶酶是一类酶。纤维素酶和果胶酶的成分均是蛋白质，在核糖体上合成。
2．下列对果胶酶作用的叙述，错误的是( )
A．果胶酶是催化剂，可以改变反应速度
B．果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层
C．在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清
D．果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸
解析：选D 果胶酶是催化剂，所以可以改变反应速度；果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水，果胶酶能够把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清。
3．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．使苹果匀浆中原有的果胶酶变性失活，以排除对实验的干扰
D．果胶酶的最适温度为90 ℃，此时酶的活性最高
解析：选C 90 ℃不可能为果胶酶的最适温度，该温度下酶会变性失活。由于实验目的是要观察果胶酶对苹果匀浆的作用，因而实验变量应为有无果胶酶或果胶酶量的多少，苹果匀浆中原有的酶会影响实验结果，因此应除去。
4．某同学为探究温度对果胶酶活性的影响，在不同温度下，将等量的果胶酶加入到等量的苹果泥中，在反应相同时间后，再将反应液过滤相同时间，用量筒测定滤出苹果汁的体积。下列曲线图能正确反映实验结果的是( )
解析：选B 在0
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℃时果胶酶活性较低，但也能催化苹果泥形成果汁，果汁体积不为0。随着温度升高，果胶酶的活性升高，果汁体积增加；当超过最适温度时，果胶酶活性降低，果汁体积减少。
5．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，①、②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，③、⑥正确；果胶酶的成分是蛋白质，其组成单位只能是氨基酸，⑦错误；果胶酶特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。
6．下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明( )
温度(℃)
10
20
30
40
50
60
果汁量(mL)
2
3
4
5
6
5
A.温度影响果胶酶的活性
B．40 ℃与60 ℃时酶的活性相同
C．50 ℃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：选C 据表可知，在不同温度下果汁量不同，所以温度影响果胶酶的活性；40 ℃与60 ℃时出汁量相同，所以酶的活性相同；要确定50 ℃是否是该酶的最适温度，应在40～60 ℃设置温度梯度，继续实验；若温度从10 ℃升高到40 ℃，出汁量逐渐增加，所以酶的活性将逐渐增强。
7．下列有关果胶酶的叙述，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相同温度下处理后再混合
B．探究果胶酶的最适pH时，可用体积分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸进行pH调节
C．探究果胶酶的最适温度和最适pH的实验中，应严格控制酶的作用时间，待酶作用完后立即煮沸使其失活
D．低温和高温对果胶酶活性的影响是相同的，而过酸和过碱对果胶酶活性的影响是不同的
解析：选D 低温抑制酶的活性，但适宜温度条件下酶活性可以恢复；而高温、过酸、过碱都能使酶变性失活，且酶活性不能恢复。
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8.如图表示某研究小组探究果胶酶的用量的实验结果。有关说法错误的是( )
A．在ab段限制反应速度的主要因素是酶的用量
B．在bc段限制反应速度的因素是温度、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度
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
解析：选C 由曲线图可以看出，在ab段，随着酶的用量的增大，酶促反应速度加快，说明此阶段限制反应速度的主要因素是酶的用量；此时增加反应物浓度，反应速度不会明显加快。在bc段，随着酶的用量的增大，酶促反应速度不再加快，此时反应物浓度成为限制反应速度的因素之一，增加反应物浓度，反应速度会加快。
9．探究温度对果胶酶活性影响的实验中，下列说法错误的是( )
A．可准备一组烧杯，分别盛有不同温度的水
B．将苹果泥和果胶酶混合后放在不同温度的烧杯中恒温水浴处理
C．不同温度之间可形成相互对照
D．温度过高时，果胶酶会变性失活
解析：选B 探究温度对酶活性的影响时，要分别把酶溶液和反应物的温度控制好，然后再将它们混合。否则，实验缺乏严密性，结果不可靠。
10．下列有关果胶酶及果胶酶实验探究的叙述，正确的是( )
A．探究果胶酶的用量时，pH、温度不影响实验结果
B．果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等
C．探究温度对果胶酶活性影响时，温度、苹果泥用量、果胶酶用量及反应时间等都是自变量
D．可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量
解析：选D 探究果胶酶用量时，pH、温度会影响实验结果；葡萄糖异构酶不属于果胶酶；探究温度对果胶酶活性影响的实验中，温度为自变量，其他因素应保持相同且适宜。
二、非选择题
11．(海南高考)生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题：
(1)某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是________________________________________________________________________。
(2)现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0 ℃、5 ℃、10 ℃、40
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℃下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有_______________________________________________和______________________________________________________________________。
(3)某同学取5组试管(A～E)分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D 4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计________(填“能”或“不能”)达到目的，其原因是_________________________________。
解析：(1)根据题意，用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较，可见实验的自变量是果胶酶的来源不同，因变量是果胶酶的活性，所以该实验目的是探究不同来源果胶酶的活性。(2)根据实验设计可知，该实验是探究果胶酶的最适温度，所以自变量是温度，因变量是果胶酶的活性，用出汁量进行衡量，出汁量越多则果胶酶活性越高。该实验方案中，温度应该在常温范围内设置系列温度梯度且梯度差值相等，所以4组的温度应分别设置为15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃；另外探究温度对酶活性的影响时，应保证酶促反应只能在设定的温度下进行，同一实验组的反应温度只能是一个，所以实验操作应该是将各组盛有果胶酶的试管与盛有果泥的试管分别在设定温度下处理一定时间后再将两支试管混合，才能保证实验在设定的温度下进行。(3)根据题意，本实验的自变量是果胶酶的量，因变量是出汁量，对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则，根据实验设置，通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，则E组应加入缓冲液而不是蒸馏水，使试管中液体体积与实验组相同，才符合实验设计应遵循的单一变量原则。
答案：(1)探究不同来源果胶酶的活性 (2)4组的温度设置不合适 各组的酶促反应受两个不同温度影响(每一设定温度的两支试管应先达到预定温度，然后再混合)(其他答案合理也可) (3)不能 E组加入蒸馏水而不是缓冲液违背了单一变量原则
12．果粒除了可直接食用外还可作为配料加入到酸奶、果冻等食品中。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减到最小，最大限度地提高成型果粒的含量。根据以上内容回答下列问题。
(1)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____________，由酶的________性可知，组成果粒的另一成分________不会被分解。
(2)在40～45 ℃下搅拌处理的原因是________________________；最后升温到90～92 ℃再冷却罐装的目的是___________________________________________。
(3)甲图表示温度对果胶酶活性的影响，如果纵坐标表示果粒的生成速率，横坐标表示温度，请在乙图中画出果粒生成速率的曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。
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解析：(1)果胶酶能将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，由于酶具有专一性，故纤维素不会被分解。(2)在40～45 ℃下搅拌处理的原因是此温度下果胶酶活性最高，最后升温到90～92 ℃再冷却罐装的目的是灭菌。(3)酶活性越高，果粒生成速率越快。
答案：(1)半乳糖醛酸 专一 纤维素 (2)此温度下果胶酶活性最高 灭菌 (3)如图所示：
13．在果汁生产中要用到果胶酶，某生物研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下所示实验。
(1)实验方法：请将图1中所示的操作进行排序_______________________________________________________。
(2)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。
①图中自变量是温度，除此之外还可用________表示。
A．酶的浓度 B．苹果泥的量
C．水的加入量 D．pH
②图2中的纵坐标还可用________________来表示。
③步骤c中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中进行恒温处理的目的是________________________________________________。
④实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，两次实验中苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是_______________________________。
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(3)下表是某实验小组的详细实验结果：
温度(℃)
10
20
30
40
50
60
70
80
果汁的产量(mL)
8
13
15
25
15
12
11
10
根据上述实验结果可知，当温度为________时，果汁的产量最多，能不能确定该温度就是果胶酶的最适温度，如果不能，请设计出进一步探究果胶酶的最适温度的实验方案：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)实验顺序：搅拌器搅拌制苹果泥，将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水浴中保温，苹果泥和果胶酶混合保温、过滤果汁后用量筒计量。(2)果胶酶的活性受温度、pH等的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系。衡量实验结果的指标有两个，一个是果汁的产量，另一个是果汁的澄清度。为使实验中反应的温度达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温达到设计温度后才能混合。每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。(3)根据表格数据可知，在40 ℃时产生果汁量最多，因此40 ℃比较接近酶的最适温度。要将最适温度确定得更加精确，可以40 ℃为中心，以更小的温度梯度(如0.5 ℃)设置自变量。
答案：(1)acdb (2)①D ②苹果汁的体积 ③保证底物和酶在混合时的温度是相同的 ④同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物的量的不同而改变 (3)40 ℃ 不能。可以再设置多组实验，以40 ℃为中心，以更小的温度梯度(如0.5 ℃)设置自变量，测量在更小的温度范围内的果汁的产量，果汁的产量最高的一组对应的温度更接近酶的最适温度
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