果胶酶在果汁生产中的作用
一、选择题
1.果胶是构成哪一部分的成分( )
A.细胞核 B.细胞质
C.细胞间隙 D.细胞壁及胞间层
解析 果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种不溶于水的高分子化合物,是构成细胞壁和胞间层的主要组成成分之一。
答案 D
2.果胶酶能将果胶分解为( )
A.透明果汁 B.半乳糖醛酸
C.丙酮酸 D.酶制剂
解析 果胶酶的作用是分解果胶,瓦解植物的细胞壁和胞间层,把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,同时使浑浊的果汁变得澄清。
答案 B
3.关于果胶酶说法正确的是( )
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蛋白质或RNA
解析 从果胶酶的化学本质和生理作用两方面分析。果胶酶可以分解细胞壁中的果胶;果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物;果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括多种酶,其化学本质是蛋白质。
答案 C
4.下列不是果胶酶成分的是( )
A.纤维素酶 B.果胶分解酶
C.多聚半乳糖醛酸酶 D.果胶酯酶
解析 果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括果胶分解酶,多聚半乳糖醛酸酶和果胶酯酶,不包括纤维素酶。在生产实践中,果胶酶常与纤维素酶配合使用,分解细胞壁中果胶和纤维素。
答案 A
5.酶是活细胞产生的,下列关于酶的论述错误的是( )
A.有些酶是核酸
B.酶的数量因参与化学反应而减少
C.酶的活性与pH有关
D.酶的催化效率很高
解析 酶是活细胞产生的具催化能力的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶在生物体中含量很少;但作为催化剂却具有高效性、专一性等特点;催化剂改变化学反应速率,在反应前后本身质量和化学性质没有变化;酶的活性受温度、pH等影响。
答案 B
6.果胶酶的作用底物是果胶,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
解析 果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物,水解最终形成半乳糖醛酸;果胶酶是多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶的总称。
答案 A
7.pH对果胶酶活性影响的实验中,不正确的是( )
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最适pH
D.pH过低时,果胶酶活性变小,但不失活
解析 在影响酶活性因素中,强酸、强碱、高温均会导致酶变性失活,而低温只是使果胶酶活性降低,但不会变性失活。
答案 D
8.在“探索果胶酶的用量”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,酶用量越大,滤出果汁越多
C.本实验应控制在适宜温度和pH条件下
D.反应液pH必须相同
解析 底物浓度一定时,在一定范围内,随酶用量增加,滤出果汁逐渐增多,当酶量增加到一定值时,再增加酶的用量,滤出果汁体积将不再增加。该实验变量为果胶酶的量,根据单一变量原则,其他条件应保持相同且适宜。
答案 B
9.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,应采取的措施是( )
A.加大苹果泥用量
B.加大果胶酶用量
C.进一步提高温度
D.用玻璃棒不时地搅拌反应混合物
解析 在用果胶酶处理苹果泥时,若让果胶酶充分催化反应,可用玻璃棒不时地搅拌反应混合物,扩大果胶酶和苹果泥的接触面积。
答案 D
10.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 因为苹果匀浆中含有果胶酶,而实验需验证果胶酶的作用,故实验前应使原来存在的酶失活,以保证变量的控制,从而排除其对实验的影响。
答案 C
11.在果胶酶溶液中加入双缩脲试剂,其结果应该是( )
A.产生气泡 B.溶液呈蓝色
C.溶液呈紫色 D.产生砖红色沉淀
解析 果胶酶本质是蛋白质,加入双缩脲试剂,溶液呈紫色。
答案 C
12.关于果胶酶的叙述中错误的是( )
A.组成植物细胞壁的主要成分是果胶和纤维素,用果胶酶可去除植物细胞壁
B.果胶有多种,果胶酶也有多种,如半乳糖醛酸酶、果胶分解酶等
C.果胶酶在食品工业中有广泛的用途,在其他方面则无用处,体现了酶的专一性
D.果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶配合使用,可分解植物细胞壁中的果胶和纤维素,促使淀粉、脂质、维生素和蛋白质的释放,以提高饲料的营养价值
解析 果胶酶的作用是分解细胞壁中的果胶,可以使果汁产量增加,提高透明度。果胶酶包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等,在食品工业如制作果汁、提高葡萄酒质量等方面作用很大,也常与纤维素酶等共同使用,提高饲料营养和降低饲料黏度,促进饲料在动物消化道内的消化等。因此C项错误。
答案 C
13.下列实验操作错误的是( )
A.测定pH和温度对酶活性的影响时,两个条件同时变化
B.用体积分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸进行pH调节
C.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
D.制作苹果泥时,可先将苹果切成小块放入榨汁机中
解析 实验设计过程中,要保持单一变量,所以A错。
答案 A
14.将肠液和果胶酶混合一段时间后,向混合液中加入果汁,果汁会( )
A.变得澄清 B.仍然浑浊
C.无色透明 D.无法判断
解析 果胶酶本质是蛋白质,肠液中含有蛋白酶,把果胶酶水解,失去催化能力,故果汁无变化。
答案 B
15.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.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.果胶酶能将半乳糖醛酸分解成多聚半乳糖醛酸
解析 果胶酶是一种催化剂,所以可以改变反应速度,A项正确;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,果胶酶能够分解果胶使果胶分解成半乳糖醛酸,使浑浊的果汁变的澄清,B、C项正确,D项错。
答案 D
二、非选择题
16.
胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底物),温度保持在37 ℃,pH保持在最适值,生成物量与反应时间的关系如图所示,请回答下列问题:
(1)该酶作用的底物是________。
(2)在140 min后,曲线变成水平,这是因为________________________________________________________________________。
(3)若增加胰蛋白酶浓度,其他条件不变,请在原来图上画出生成物量变化的示意曲线。
(4)若胰蛋白酶浓度和其他条件不变,反应液pH由2逐渐升高到10,则酶催化反应的速度将________,原因是________________。
(5)下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是________。
解析 酶具有专一性,所以蛋白酶催化的底物为蛋白质,改变酶的浓度,只改变反应速率,不改变反应结果,故反应加快,反应时间变短,最终生成物量不变。酶催化活性受pH影响,pH=2时,胰蛋白酶已失活且为不可逆,故pH改变,活性也不会改变,酶催化受温度影响,胰蛋白酶最适温度为37 ℃,高于或低于37 ℃,酶活性均会降低。
答案 (1)蛋白质
(2)酶量一定,底物已被耗尽
(3)如下图虚线
(4)不变 在pH=2时酶已失活
(5)C
17.生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40~60 ℃之间,而极端耐热淀粉酶在100 ℃仍能保持较高的活性,因此具有更为广泛的应用前景,某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响,其中有些问题需要你的帮助。
(1)此实验中除自变量和因变量外,还需要考虑______________、______________及________等因素。
(2)在此实验中,因变量可以用碘液和斐林试剂检测,两种试剂各与何种物质反应生色?检测的是底物还是产物?
________________________________________________________________________。
(3)假设实验结果如下表。请以坐标图的形式呈现出实验结果:
解析 (1)在这个实验中,温度是自变量,可以改变酶的催化活性。但在整个实验过程中,我们是通过测定反应速率来推知酶的活性的,因此,只要是影响酶活性的pH或直接影响反应速率的其他因素,如反应物的浓度,甚至实验的操作顺序都需要考虑在内。
(2)碘液遇淀粉呈蓝色,该实验中,淀粉是反应物(即底物)。斐林试剂与还原糖在沸水浴的条件下生成砖红色沉淀,该实验中,淀粉在酶的催化下水解成麦芽糖,是还原糖,因此斐林试剂鉴定的是产物。
(3)自变量温度一般作为横坐标,酶的相对活性作为纵坐标。
答案 (1)底物淀粉液的浓度和数量 pH及添加试剂的量 实验操作顺序
(2)碘液与淀粉反应,碘液检测的是底物;斐林试剂与还原糖反应,检测的是产物
(3)
18.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的内容。
(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“探索果胶酶催化果胶水解最适宜的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:
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请问哪一种方法更为科学:__________________,并说明理由________________________________________________________________________。
②实验操作中要用玻璃棒不时搅拌,其目的是________________________________________,以减少实验误差。
③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,在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图:________。若实验所获得的最适宜pH=m,请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。
解析 果胶酶的作用是分解细胞壁中果胶成分和胞间层的果胶,使果汁榨出更容易,也使果汁澄清度提高,为保证酶在实验设定条件下进行,应先将酶与底物在混合前调至所需条件。在生产中,一定时间内生产的果汁体积可反映酶活性的强弱。在最适pH下,果汁产量最大。
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(或回答“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”也得分) ②使酶和反应物(果胶)充分地接触 ③果汁体积 甲 如下图
19.果汁是日常生活中的常用饮料,为提高果汁的出汁率及使果汁变得澄清,在果汁生产中常用到果胶酶。请根据有关材料回答下列问题:
下面是A同学探究温度对果胶酶活性影响的实验步骤:
用搅拌器制苹果泥,适量且等量的注入编号为1、2、3、4、5、6的6支试管中;分别向这6支试管依次注入适量且等量的果胶酶溶液,并混合均匀;
将6支试管分别放入25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃的恒温水浴锅保温10 min;过滤,比较获得果汁的体积。
(1)①上述实验步骤中有两处明显不严谨,请指出并改进
________________________________________________________________________________________________________________________________________________;
②有同学认为该实验缺乏对照,应补充一组果汁和蒸馏水相混合的实验,你认为有没有必要?说明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)B同学探究的是35 ℃和45 ℃下果胶酶的最适用量,他在实验过程中除了温度以外还应该控制________________等因素保持不变(列举两个)。下表是该同学的实验结果,请根据他的实验结果画出曲线,并得出结论。
解析 (1)探究温度对果胶酶活性影响的实验,单一变量是温度,因变量是获得果汁的体积。据题意,步骤有两处明显不严谨:没有遵循重复性原则,应该每个温度下至少设置3个重复,防止偶然因素对实验结果的影响,因为酶具有高效性,不应将果泥和果胶酶混合后,再置于不同温度水浴,应先将果泥和果胶酶分别置于不同温度下,再将二者混合均匀。实验中已设置了相互对照,不需要空白对照。(2)探究35 ℃和45 ℃下果胶酶的最适用量,自变量是果胶酶的最适用量,无关变量有温度、pH、果泥量、反应时间等。根据表格和曲线图信息得出35 ℃下,最适酶浓度是0.6%,45 ℃下,最适酶浓度是0.4%;在相同的酶浓度下,35 ℃时果胶酶活性较45 ℃时高。
答案 (1)①没有遵循重复性原则,应该每个温度下至少设置3个重复;不应将果泥和果胶酶混合后,再置于不同温度水浴,应先将果泥和果胶酶分别置于不同温度下,再将二者混合均匀;②没有必要,A同学的实验中已设置了相互对照
(2)pH、果泥量、反应时间(合理均可) 横、纵坐标分别标出自变量和因变量、标出刻度及曲线上的标点、画出2条曲线、标明曲线名称。结论:35 ℃下,最适酶浓度是0.6%,45 ℃下,最适酶浓度是0.4%;在相同的酶浓度下,35 ℃时果胶酶活性较45 ℃高。
¥29.8
¥9.9
¥59.8