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1、 世纪金榜 圆您梦想 专题4酶的研究与应用第12课时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)
2、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
3、，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：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)实验操作流程各取一支分9组，分别放入30、35、40、45、50、55、60、65和70的恒温水箱中恒温加热恒温保持10 min比较果汁的澄清度，或过滤果汁，用量筒测量果汁的量，并记录结果(3)记录结果实验温度303540455055606570果汁
4、量(mL)(4)实验分析本实验的实验对象是_，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。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
5、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：(2)实验流程及注意问题用搅拌器搅拌制取苹果泥，苹果泥来源要_(最好是同一个苹果)。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。将分别装有_和_的试管在恒温水浴中保温。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。将
6、苹果泥和果胶酶分别加入9组实验用的试管中(pH梯度可设置为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)，并快速混合调节pH。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。放进恒温水浴中反应一段时间。将试管中混合物过滤，并用量筒量取果汁体积，比较果汁多少。记录实验结果，确定最适pH。pH5.05.56.06.57.07.58.08.59.0果汁量(mL)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
7、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_。(2)实验流程准确称取纯的果胶酶1 mg、2 mg、3 mg、4 mg、5 mg、6 mg、7 mg、8 mg、9 mg，配制成_体积的酶的水溶液，取等量放入9支试管中，依次编号为19号。制取苹果泥并称45 g苹果泥，分装入9支试管中，每支试管中分装5 g，依次编号为19号。将上述分别装有果胶酶和苹果泥的试管放入37的恒温水浴中平衡内外温度。一段时间后将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水浴中。记录反应时间，约20 min。过滤后测量果汁
8、体积。试管123456789果汁量(mL)(3)结果分析及评价温度和pH在很大程度上对酶的空间结构会产生巨大的影响。因有其他无关变量影响，实际用量比理论值稍多。一般为50 mg/L左右，因为用此浓度处理果汁24 h后出汁率增加10%后不再增加。当然，不同果汁的使用量有较大差别。实验中所用的果胶酶尽量使用其纯酶制剂或不含抑制物的粗酶制剂，以免影响对酶用量的估算。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RNA2果胶酶的
9、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pHC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
10、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()A在B点之前，果胶酶的活性和温度成正比，之后，成反比B当温度到B点时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用最高CA点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以上升DC点时，果胶酶的活性也很低，当温度降低时，酶的活性也可以上升3下列关于果胶酶作用的叙述，错误的是()A果胶酶是一种催化剂，可以改变反应速度B果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层C在果汁中加入果胶酶后可
11、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4下列各项能表示酶活性高低的是()A单位时间、单位体积内反应物的总量B一段时间后生成物的总量C一段时间后，一定体积中消耗的反应物的量D单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量5在“探究温度对酶活性的影响”实验中，下列说法不正确的是()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不同温度梯度之间可相互对照D温度过高时，果胶酶会变性失活6在“探究pH对酶活性的影响”实验中，不正确的是()A自变量是不同的pH梯度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
12、断果胶酶的最适pHDpH过低时，果胶酶活性变小，但不失活7在“探究果胶酶的用量”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底物浓度一定时，随酶用量的增大滤出的果汁增多C本实验应控制在适宜温度和pH条件下D反应液的pH必须相同8下列关于果胶酶的叙述，正确的是()具有分泌功能的细胞产生的凡是活细胞都能产生果胶酶果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶果胶酶特指分解果胶的一种酶纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸A BC D二、简答题9某同学用实验来探究pH对果胶酶活性的影响。他准备了5份含有等量果胶酶溶液的试管，用0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液调节至不同的pH，每支试管加五块0.1 cm3的正方体苹果块，试管均置于25室温条件下。(1)请你帮助选取pH梯度：_。(2)请设计两种方法改进实验，使实验在更短时间内完成。_。(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是：_
