1、高中生物 实验 4 果汁中的果胶和果胶酶课堂导航 浙科版 核心解读 HEXINJIEDU 1酶的概念、化学本质及其特点是什么？ 酶是活细胞产生的，具有催化作 用的一类有机物，大多数为蛋白质，少数为 RNA。酶 作为生物催化剂，它可以降低生化反应的活化能，使各类生化反应能在常温、常压下进行， 且具有高效性、专一性，但 是温度、pH 等都会影响其活性。 2果胶酶的组成及特点有哪些？ 果胶酶不是一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，它又由果胶多聚半乳糖醛酸酶、 原果胶酶、果胶甲酯水解酶等组成。这类酶能将果胶水解生成半乳糖醛酸。果胶酶的化学 本质是蛋白质，能被蛋白酶水解掉；果胶酶具有酶的通性：只改变反应
2、速度，不改变反应 的平衡点。 3为什么果胶酶能在果汁加工中提高果汁的澄清度？ 果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，是一种高分子化合物，不溶于水。 果胶是细胞间的黏连成分，也是果汁中的成分。在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率， 还会使果汁浑浊。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使细胞离析，增加 固形物的分散度，使榨取果汁变得容易；此外果胶被果胶酶水解后生成的半 乳糖醛酸，能 溶解于水中，也使浑浊的果汁变得澄清，还能提高出汁率。最后，还能降低水果匀浆悬液 的黏度，有利于过滤掉不溶物，为果汁的进一步过滤澄清提供了更好的条件。 4什么是酶的活性？哪些因素会影响酶活性？如何影响果胶
3、酶呢？ (1)酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力。 (2)酶催化能力高低的衡量标准 在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度。酶反应速度用单位时间内、单 位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。 (3)影响酶活性的因素 温度 A温度对酶的影响 在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐 渐提高，达到最适温度时，酶的催化 能力最高，但高于最适温度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。(见下图) B果胶酶的最适温度 果胶酶的最适温度为 4550 。 C讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？为什么？ 不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造成不可逆的破坏。低温使酶
4、的活 性丧失后，缓慢恢复温度其活性仍可恢复。 pH ApH 对酶的影响 酶的催化能力的发挥有一个最适 pH，pH 过高或过低都会使蛋白质变性，当蛋白质变 性后，酶也就完全丧失了活性。 B果胶酶的最适 pH 果胶酶的最适 pH 范围为 3.06.0。 酶的抑制剂 Fe3 、Ca 2 、Zn 2 等金属离子对果胶酶有抑制作用。 5制作果汁的最佳条件是什么？ 品质最好的果汁应该是：尽量保留水果中的营养成分。具有水果的原始口味。 有更多的固形物。分散程度好，不沉淀，不上浮。有原始的水果色彩。除去所有的 机械组织，更易消化。因此，能使最多的水果成分溶解或分散在果汁中的条件就是最佳条 件，达到这些条件的方
5、法要温和，且对人体无害。 6果胶酶除了在制作果汁中起重要作用外，还可能有什么作用呢？ 果胶酶除用于制备果汁外，还能：(1)可用于果酒澄清。(2)也作为洗衣粉的添加剂。加 了果胶酶的洗衣粉可除去衣服上的果汁、果酱等污垢。(3) 使果实由硬变软。在植物未成熟 的果实中，果胶质含量较多，果肉细胞结合得很紧密，因此果实较硬。在果实成熟过程中， 果实细胞不断生成果胶酶，将果胶分解，从而使果肉细胞相互分离，果实由硬变软。 7只有果胶酶能水解果胶吗？果汁的澄清度只与果胶酶 有关吗？为什么？ 除了果胶酶，果胶甲酯酶也能水解果胶。因此，要使果汁澄清，应同时使用果胶酶和 果胶甲酯酶。只有这两种酶共同使用，才能使果
6、胶完全降解成半乳糖醛酸，如果果胶不能 完全降解成半乳糖醛酸，则不可能减少组织的分散性，许多水果中的固形物不能除去，这 样会降低果汁的营养成分，也影响其澄清度，而果胶完全降解成半乳糖醛酸，在果胶酶和 果胶甲酯酶的共同作用下效果更好。 题例领悟 TILILINGWU 【例题 1】 下列关于果胶的叙述，不正确的是( ) A果胶是植物细胞壁的主要成分 B果胶由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成 C果胶不溶于水，但能溶解于酒精 D果胶对果汁的澄清度会产生影响 解析：该题是对本实验最基础的知识点果胶的考查，这一知识点是掌握本实验的 基石，只有掌握了“果胶”才能掌握“果胶酶” ，才能明确“果胶”与“果胶酶”的关
7、系， 才能理解“果胶” “果胶酶”与“果汁澄清度”的关系。本题就果胶进行了 4 个方面的 叙 述，其中 C 是错误的，因为果胶既不溶于水，也不溶于酒精，后者正是鉴别果胶的一种简 易方法。 答案：C “果胶” “果胶酶” “果汁澄清度” ，这是 3 个彼此存在密切关联，但又截然不同的 3 个 概念。我们学习时，应该从 3 者的因果关系上进行区分、把握(具体见下图) 。 【例题 2】 下列关于果胶酶的说法，不正确的是 ( ) A果胶酶的化学本质是蛋白质 B果胶酶并不是唯一能水解果胶的酶 C有些微生物可用于生产果胶酶 D果胶酶是一种能水解果胶的酶 解析：本题考查对“果胶酶”知识点的掌握情况。题目中
8、A 选项涉及果胶酶的化学本 质为：蛋白质，完全正确。B 选项要求了解果胶酶的作用是什么？果胶酶的作用是水解果 胶，但又要准确知道，果胶不是只能被果胶酶水解，果胶甲酯酶也能水解果胶；虽然果胶 酶在植物细胞中被熟知、发现，但是它却利用微生物进行大规模生产，这是因为：很多微 生物中也含有果胶酶，如：黑曲霉、苹果青霉等，更主要的是由于微生物代谢旺盛，繁殖 快，培养方便，因此常被用于生产。所以 C 选项也是正确的。但是 D 选项却错了，因为果 胶酶并不是一种酶，而是一类酶的总称。 答案：D 果胶与果胶酶存在密切的关系：果胶酶能将果胶水解，但是毕竟这是 2 种完全不同的 物质，我 们学习时还应该对两者存在
9、的不同进行比较。 【例题 3】 果胶酶是一种生物催化剂，很多因素都会影响该酶的活性，下列叙述中正 确的是( ) A本实验中沸水浴或酒精灯加热会使果胶酶失去活性，但温度下降后，其活性能再 恢复了 B实验中间歇搅拌 2030 min 的目的就是 为了让果胶酶与果胶充分接触，增加生成 物的量 C实验最后滴加乙醇所依据的原理是：果胶不溶解于酒精 D实验中选用黑曲霉提取液的原因是：果胶酶只有在生物体内才能发挥 催化作用 解析：本题从影响酶活性的因素的角度来考查对本实验过程的掌握情况。本题 A 中表 达内容，错在高温使酶失去活性后，酶的空间结构被彻底破坏，即使再降到适宜的温度， 其活性还是不能恢复了。但是
10、低温却没有破坏酶的空间结构，当温度升高至 适宜后，其活 性仍然能恢复 。 B 错在酶是催化剂，不能改变反应生成物的量。C 是正确的。而 D 错在酶 虽然是活细胞产生的，但是在任何地方只要温度适宜，它都能发挥催化作用。 答案：C 任何实验在取材和步骤的设计中都是有原因的，大家在明确实验步骤的同时，还要多 问自己几个“为什么” ，做到知其然，知其所以然。这是学习实验的重要环节。 随堂训练 SUITANGXUNLIAN 1 下列关于果胶的叙述，正确的是( ) A果胶是细胞壁组成成分中含量最多的物质 B煮沸的山楂泥可制成山楂糕，是由于果胶酶的作用 C果胶只能被果胶酶水解 D植物细胞中若去掉果胶，就会使
11、植物组织变得松散 答案：D 解析：果胶是细胞壁的主要组成成分，但细胞壁中含量最多的物质却是纤 维素，所以 A 错；B 选项中认为煮沸的山楂泥可制成山楂糕，是由于果胶酶的作用，也是 错误的，应该是果胶作用的结果；C 选项叙述了能水解果胶的酶只有果胶酶，也是错的， 因为果胶甲酯酶也能水解果胶。本题只有 D 是正确的，这也正是果胶影响果汁澄清度的原 因。 2 下面是果胶与果胶酶关系的内容，其中正确的是( ) A果胶酶是一种能水解果胶的酶 B果胶酶能水解果胶，因此，它与制取果汁有关 C由于果胶酶能水解果胶，使植物组织变松散，因此在植物的细胞中不存在果胶酶 D在山楂的果实中由于果胶酶含量最高，因此，本实
12、验的材料之一是山楂 答案：B 解析：A 错在：果胶酶不是一种酶，而是一类酶的总称。B 是正确的。C 项 阐述是错误的，因为虽然果胶酶能水解果胶，使植物组织变松散，但是在植物的细胞 中果 胶酶还是存在的，只是不同生长时期，其含量不同，如成熟果实就比幼嫩果实的果胶酶含 量高，这也是成熟 果实比较柔软的原因。 D 错在本实验确实选用山楂为其中一个实验材料， 但是并非因其果胶酶含量高，而是果胶的含量最高。 3 本实验的设计分了两部分，但每部分都有彼此对应的对照实验组，它们之间仅存在 1 个变量之差，下列叙述中不是本实验互为对照实验变量的是( ) AA 号烧杯与 B 烧杯有无添加果胶酶 BA 1 与 A2 烧杯有无加热处理 CA 1 与 B4 烧杯中有无果胶酶 DA 2 与 B4 烧杯中有无果胶酶 答案：C 解析：设计实验应该遵循单一变量原则、对照原则和等量原则。本题就本 实验中变量的确定进行了考查。其中 C 选项不正确，因为 A1 与 B2 除了有无加热这 1 个变 量外， 还有 1 个变量就是有无添加果胶酶。因此不符合实验设计。
