最新高考生物考点一遍过讲义 考点72 果胶酶在果汁生产中的作用

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2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。
不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。
这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。
这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
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 \* GB3 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 \* GB3 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 \* GB3 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 \* GB3 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 \* GB3 ②因变量：果汁的体积或澄清度。
= 3 \* GB3 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，可以改变反应速率
B．果胶酶在蛋白酶作用下可能会被降解
C．果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸
D．果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层
【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 \* GB3 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 \* GB3 ②用滤纸或5层纱布过滤，收集滤液(条件相同)。
= 3 \* GB3 ③____________________________________________________________。
= 4 \* GB3 ④结论：__________________________________________。
= 5 \* GB3 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 \* GB3 ③观察比较滤液的体积和澄清度 = 4 \* GB3 ④放置一段时间的水果果胶酶含量比新鲜水果高 = 5 \* GB3 ⑤不能，因为水果放置时间过久，维生素C损耗多
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
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
【解析】由曲线图可以看出，在ab段，随着酶的用量的增大，酶促反应速率加快，说明此阶段限制反应速率的主要因素是酶的用量，此时增加反应物浓度，反应速率不会明显加快。在bc段，随着酶的用量的增大，酶促反应速率不再加快，此时反应物浓度成为限制反应速率的因素之一，增加反应物浓度，反应速率会加快，C项错误。由图可知，在该实验给定条件下，果胶酶的最佳用量是b点对应的值。
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
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．果胶影响出汁率
2．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
3．探究温度对果胶酶活性影响的实验中，得到如下实验结果。据此分析不正确的是
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，各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同
C．应在50～55 ℃之间设置更细温度梯度进行实验探究果胶酶的最适温度
D．该实验结果表明高温能使果胶酶失活，但高温也可能促进果胶分解
4．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
5．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
6．如图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，此曲线不能说明的是
A．在b点之前，果胶酶的活性和温度呈正相关；之后，呈负相关
B．当温度到达b点时，果胶酶的活性最高，酶的催化效率最高
C．a点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以升高
D．c点时，果胶酶的活性也很低，当温度降低时，果胶酶的活性也可以升高
7．某工厂新制了50 L苹果泥，准备生产果汁，但不知酶的最适用量。为了节约成本，进行了如下探究实验：取8只试管编号1~8，分别加入30 mL苹果泥，保温一段时间，然后向各试管加入不同体积的果胶酶溶液，反应一段时间后过滤并记录果汁体积，实验数据如下表所示。下列分析错误的是
注解：果汁体积均不包含酶溶液体积
A．8只试管均需要调节至相同且适宜的温度、pH，且反应时间充足
B．本实验的测量指标还可以是苹果泥反应完全时所需要的时间
C．在果汁生产中一般还应加入纤维素酶来充分瓦解细胞壁
D．为得到更准确的最适用量，可以设置5~6 mL范围内不同果胶酶用量梯度实验来探究
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．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。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水解最适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、编组”之后，有下面两种操作：
第一种：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．
第二种：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的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请问哪一种操作更科学?___________________，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，分析图中最可能是实验结果的曲线图是___________________。若实验所获得的最适pH=m，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置___________________。
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：
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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
果胶酶溶液体积（mL）
1
2
3
4
5
6
7
8
果汁体积（mL）
20.6
21.2
21.8
22.4
23
23.4
23.4
23.4
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
80
果汁量/mL
8
13
15
25
15
12
11
10
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】B
3．【答案】C
【解析】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，A正确；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，B正确；实验中的温度梯度跨度较大，要想确定最适温度，需要设置更细温度梯度进行实验，分析数据，应该在45～55 ℃之间设置更细温度梯度进行实验探究果胶酶的最适温度，C错误；高温可以使酶失活，由表格数据可以看出，高温也可能促进果胶分解，D正确。
4．【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。
5．【答案】C
【解析】验证果胶酶作用的实验中，1号烧杯内加入2 mL的蒸馏水，作为空白对照。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得容易，也使果汁变得澄清。因此2号烧杯果汁变澄清，所以C选项是正确的。
6．【答案】D
【解析】由图可知，温度到达b点时，果胶酶活性最高，酶的催化效率最高，在b点之前，果胶酶的活性和温度呈正相关；b点之后，果胶酶的活性和温度呈负相关，A、B正确；a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，C正确；c点时酶已经变性失活，D错误。
7．【答案】A
【解析】8只试管如果反应时间充足，则各组过滤的果汁体积应相同，与表格中的实验结果不符合，A错误；本实验中苹果泥反应完全时各试管过滤的果汁体积相同，可以利用苹果泥反应完全所需的时间作为本实验的测量指标，B正确；植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以在果汁生产中还应加入纤维素酶来瓦解细胞壁，C正确；由表格数据可知，设置5~6 mL范围内不同果胶酶用量梯度实验可用来探究更准确的最适用量，D正确。
8．【答案】C
9．【答案】（1）出汁率 澄清度
（2） = 1 \* GB3 ①第二种 第二种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（或第一种的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应） = 2 \* GB3 ②果汁体积 甲 如图
【解析】（1）果胶酶可以分解果胶，提高出汁率和澄清度。（2）①本课题的目的是“探究果胶酶催化果胶水解最适pH”，实验的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，导致实验结果不准确。可见，第二种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（或第一种的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应），因此第二种的操作更科学。②本课题的目的是“探究果胶酶催化果胶水解最适pH”，自变量是不同pH，因变量是果汁体积。如果用曲线图的方式记录实验结果，则横坐标表示pH，纵坐标表示果汁体积。在一定pH范围内，酶的活性随着pH的升高而逐渐增强，达到最适pH后，酶的活性随pH继续升高而逐渐下降，过酸或过碱会使酶永久失活，据此可推知：图甲最可能是实验结果的曲线图。过图甲曲线的峰值画一条与纵坐标相平行的线，该线与横坐标的交点即为m。
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
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。