【生物】2019届一轮复习人教版专题72果胶酶在果汁生产中的作用教案

【生物】2019届一轮复习人教版专题72果胶酶在果汁生产中的作用教案

‎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 ①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）。‎ ②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。‎ ③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．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 ①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。‎ ②因变量：果汁的体积或澄清度。‎ ③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．下列关于果胶酶的作用的叙述，错误的是 A．分解水果细胞壁中的果胶，从而瓦解细胞壁 B．可催化果胶分解，使果汁变清 C．分解水果细胞壁中的纤维素和果胶 D．可使果汁榨取变得容易，提高出汁率 ‎【参考答案】C ‎2．某生物课外活动小组发现，新鲜水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：‎ ①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。‎ ②用滤纸或5层纱布过滤，收集滤液(条件相同)。‎ ③____________________________________________________________。‎ ④结论：__________________________________________。‎ ⑤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）③观察比较滤液的体积和澄清度 ④放置一段时间的水果果胶酶含量比新鲜水果高 ⑤不能，因为水果放置时间过久，维生素C损耗多 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 探究果胶酶的用量 ‎3．关于探究果胶酶最适用量的实验，叙述错误的是 A．配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量的该溶液 B．调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态 C．用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不同 D．在相同且适宜的温度条件下进行实验 ‎【参考答案】C ‎【试题解析】由于要探究果胶酶最适用量，可配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量该溶液，A正确。该实验中pH为无关变量，故调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态，B正确。用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间必须相同，C错误。实验应在相同且适宜的温度条件下进行，D正确。‎ ‎[来源:]‎ ‎4．如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 ‎1．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，不正确的是 学#科网 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[来源:学&科&网]‎ D．果胶影响出汁率 ‎2．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、果胶酶用量及反应时间等都是变量 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 ‎3．下列哪一项说法是错误的 A．酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力 B．温度、pH和酶的抑制剂等条件会影响果胶酶的活性 C．果胶酶是能催化果胶分解，不能提高水果的出汁率，只能使果汁变得澄清的一种酶 D．生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量 ‎4．在“探究果胶酶的用量”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．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 ‎5．用果胶酶处理苹果泥时，为了提高出汁率，可采取的措施是 A．加大苹果泥用量 B．大幅度提高反应温度 C．换成大型号容器 D．用玻璃棒进行搅拌 ‎6．某同学为了验证果胶酶的作用，设计了如下实验：‎ ‎（1）取两个100 mL的洁净烧杯，编号为1号、2号；‎ ‎（2）向两个烧杯中分别加入20 mL的苹果泥，向1号烧杯内加入2 mL的蒸馏水，向2号烧杯内加入2 mL的果胶酶；‎ ‎（3）把这两个烧杯放在水浴装置中保温，并用玻璃棒搅拌。‎ 下面分析中正确的是 A．1号烧杯为实验组，2号烧杯果汁变澄清 B．2号烧杯为实验组，1号烧杯果汁变澄清 C．1号烧杯为对照组，2号烧杯果汁变澄清 D．2号烧杯为对照组，1号烧杯果汁变澄清 ‎7．探究温度对果胶酶活性的影响、pH对酶活性的影响、果胶酶的用量对酶活性的影响三个实验中，实验自变量依次为 A．反应时间、酶活性、酶用量 B．苹果泥用量、pH、果汁量 C．温度、pH、果胶酶用量 D．温度、酶活性、酶用量[来源:学&科&网]‎ ‎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．果胶酶能分解果胶等物质，可以用来澄清果蔬饮料，在食品加工业中有着广泛的应用。回答下列问题：‎ ‎（1）果胶酶是分解果胶的酶的总称，包括 、果胶分解酶和 。食品工业中之所以使用果胶酶澄清果蔬饮料，是因为果胶酶能破坏植物的 结构。‎ ‎（2）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，使用的培养基应该以 为唯一碳源；为了纯化该生物，需要在 （填“固体”或“液体”）培养基上接种菌种，最常用的接种方法有 。‎ ‎（3）在榨汁果汁前，要将果胶酶和果泥混匀保温，目的是提高出汁率；过滤后要用果胶酶处理果汁，目的是 。‎ ‎（4）根据下表实验结果， （填“能”或“不能”）确定40 ℃就是果胶酶的最适温度。‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ ‎70‎ ‎80‎ ‎8‎ ‎13‎ ‎15‎ ‎25‎ ‎15‎ ‎12‎ ‎11‎ ‎10‎ ‎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：‎ Ⅰ．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（如图甲）。‎ Ⅱ．将步骤Ⅰ处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10 ℃水浴中恒温处理10 min（如图乙）。‎ Ⅲ．将步骤Ⅱ处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量（如图丙）。‎ Ⅳ．在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：‎ 温度/℃‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ ‎70‎ ‎80‎ 果汁量/mL ‎8‎ ‎13‎ ‎15‎ ‎25‎ ‎15‎ ‎12‎ ‎11‎ ‎10‎ 根据上述实验，请分析并回答下列问题：‎ ‎（1）果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中_________的水解。‎ ‎（2）实验步骤①的目的是_______________________________。‎ ‎（3）实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使__________，以减少实验误差。‎ ‎（4）实验结果表明，在上述8组实验中，当温度为________时果汁量最多，此时果胶酶的活性________。当温度再升高时，果汁量降低，说明________________。‎ ‎（5）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：____________________________________________________________。‎ ‎11．（2015·海南卷）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，据此计算各组果胶的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 ℃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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。学%科#网 ‎1．【答案】B ‎【解析】植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，A正确；酵母菌虽然有细胞壁，但其细胞壁中不含果胶成分，B错误；果胶酶能够分解果胶形成可溶性半乳糖醛酸，C正确；在果汁加工中，果胶影响果汁的出汁率和澄清度，D正确。‎ ‎2．【答案】D 确定果胶酶的用量，D正确。‎ ‎3．【答案】C ‎【解析】酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，酶活性的高低可以用在一定条件下，酶催化的某一化学反应的反应速度来表示，A正确；温度、pH和酶的抑制剂等条件会影响酶的活性，果胶酶也是这样，B正确；果胶酶能够分解果胶，瓦解植物细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清，果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，C错误；生产果汁时，在最适温度和最适pH条件下，控制好酶的用量，可以使果胶酶得到充分的利用，节约成本，D正确。‎ ‎4．【答案】B ‎【解析】实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液。在其他条件不变的情况下，在一定范围内，随着酶用量的增多，酶促反应速度加快，滤出的果汁也增多，当酶用量达到一定量，底物成为限制因素时，再增加酶的用量，酶促反应速度不再增大，滤出的果汁也不再增多。本实验中的实验变量是酶用量，温度和pH属于无关变量，因此要控制好，即每个实验组实验前后都应控制相同且适宜的温度和pH。‎ ‎5．【答案】D ‎【解析】果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易。用玻璃棒搅拌，可以使酶和底物之间接触的更加充分，细胞壁被分解的速度更快，提高出汁率。故答案选D。‎ ‎6．【答案】C 所以C选项是正确的。‎ ‎7．【答案】C ‎【解析】探究温度对果胶酶活性的影响影响实验中，温度是自变量；探究pH对酶活性的影响实验中，pH是自变量；探究果胶酶的用量对酶活性的影响实验中，果胶酶是自变量，故选C。‎ ‎8．【答案】C ‎【解析】酶的活性随温度变化而变化，低温时酶活性受到抑制，活性较低，高温会破坏酶的空间结构，使酶失活，因此图像应与乙图类似，且曲线右端最终应与横坐标相交，A错误；图乙中曲线不能用来表示酶的活性随pH变化的特性，因为酶在过酸或过碱的条件下都会失活，因此曲线两端应该与横坐标相交，且从乙图中无法判断果胶酶最适pH为碱性条件，B错误；果胶酶可分解植物细胞壁，增加果汁的出汁率，使水果更快到达出汁的最大值，如图丙所示，C正确；苹果泥用量一定时，果汁产量也为一定值，因此果汁产量应达到一定值后不再变化， D错误。‎ ‎9．【答案】（1）多聚半乳糖醛酸酶 果胶酯酶 细胞壁 ‎（2）果胶 固体 平板划线法或稀释涂布平板法 ‎（3）使果汁变澄清 ‎（4）不能 ‎【解析】（1）果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等，它们能催化果胶的分解，瓦解植物细胞壁。（2）筛选和分离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；为了纯化该生物，需要在固体培养基上进行，最常用的接种方法有平板划线法或稀释涂布平板法。（3）榨制果汁前，要将果胶酶与果泥混匀保温，目的是分解细胞壁，提高出汁率；过滤后要用果胶酶处理果汁，目的是分解果汁中的果胶，使果汁变澄清。（4）该实验只能得出在所设计的温度下，40℃的酶活性高，由于没有设计40℃左右，缩小温度梯度的实验，如梯度为1的实验，观察果汁量，因此不能确定40℃就是果胶酶的最适温度。‎ ‎10．【答案】（1）果胶 ‎ ‎（2）使果胶酶与苹果泥处于同一温度条件下 ‎ ‎（3）酶和反应物(果胶)充分地接触 ‎ ‎（4）40℃ 相对最强　 温度升高，降低了酶的活性 ‎ ‎（5）不能，可以再设置多套装置，以40 ℃为中心，以更小的温差(如0.5‎ ‎ ℃)测量在更小温度范围内的果汁的产生量，果汁的产量对应最高的温度更接近酶的最适宜温度 为中心，以更小的温差(如0.5 ℃)测量在更小温度范围内的果汁的产生量，果汁的产量最高对应的温度更接近酶的最适宜温度。‎ ‎11．【答案】（1）探究不同来源果胶酶的活性 ‎ ‎（2）温度范围设置不合适 温度梯度设置不合理（或各组的酶促反应受两个不同温度影响） ‎ ‎（3）不能 未加入缓冲液 ‎【解析】（1）根据题意可知，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，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较，说明该实验的自变量是果胶酶的来源，因变量是果胶酶的活性，所以该实验的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只试管混合，才能保证实验在设定的温度下进行。（3）根据题意，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，E组应加入缓冲液而不是蒸馏水，才符合实验设计的单一变量原则。‎