Question

工業生產果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細胞壁以提高水果的出汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響，某同學設計了如下實驗：

　 Ⅰ.將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10℃水浴中恒溫處理10分鐘(如圖甲)。

　 Ⅱ.將步驟Ⅰ處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10℃水浴中恒溫處理10分鐘(如圖乙)。

　 Ⅲ.將步驟Ⅱ處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量(如圖丙)。

　 Ⅳ.在不同溫度條件下重復以上實驗步驟，并記錄果汁量，結果如下表：

果汁量/mL	8	13	15	25	15	12	11	10
溫度/℃	10	20	30	40	50	60	70	80

　 根據上述實驗，請分析回答下列問題：

　 (1)果膠酶能破除細胞壁，是因為果膠酶可以分解細胞壁中的果膠，產物是________。

　 (2)實驗結果表明，當溫度為________左右時，果汁量最多，此時果膠酶的活性________。

　 (3)為什么該實驗能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？

　 ________________________________________________________________________

　 ________________________________________________________________________。

　 (4)下列A、B、C圖依次表示果膠酶濃度一定時，果膠酶的反應速度與反應物濃度、溫度、pH之間的關系，據圖完成下列問題：

　 ①圖A中，反應物達到某一濃度時反應速度不再上升的原因是________。

　 ②圖B中，曲線ab段表明________，曲線bc段表明________。

　 ③將裝有果膠酶與反應物的甲、乙兩支試管分別放入12℃和90℃水浴鍋中，20分鐘后取出轉入40℃的水浴鍋中保溫，兩支試管內的反應是：甲________，乙________。

　 ④圖C表示果膠酶濃度、反應物濃度、溫度等一定時，果膠酶催化反應的速率隨pH變化的曲線，實驗時可根據________來判定果膠酶的最適pH。

 

Answer 1

(1)半乳糖醛酸　(2)40℃　最高　(3)果膠酶將果膠分解為小分子物質，小分子物質可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反映了果膠酶催化果膠分解的能力　(4)①受反應物中酶濃度的限制　②果膠酶的活性隨溫度升高而升高　果膠酶的活性隨溫度的繼續升高而下降　③反應速度加快　無催化反應　④果汁的量

(1)果膠酶催化植物細胞壁中的果膠分解成為半乳糖醛酸。(2)由題干中的表格可知，40℃時果汁量最多，說明此溫度下酶活性最強。(3)該實驗中衡量結果的指標有兩項，一是觀察在相同的時間內，濾出蘋果汁的體積的多少。體積多說明果膠酶活性高，將果膠分解得多，使果汁更好地流出。二是觀察果汁的澄清度。(4)酶是生物體內具有催化作用的有機物，絕大多數酶是蛋白質，其催化效率受反應物濃度、溫度、pH的影響。①圖A中，當反應物在低濃度范圍內增加時，反應速度迅速上升；當反應物達到一定濃度時，隨反應物濃度增加，反應速度不再增加。這是因為酶雖然有高效性，但催化能力也有一定限度，當所有酶都發揮了最高效能后，反應物濃度再增加，反應速度也不增加，這時受酶濃度影響。②從a點到b點曲線上升，這是因為溫度升高，酶活性升高。曲線bc段下降，因為溫度超過最適溫度，酶活性隨溫度升高而降低。③由于甲試管溫度較低，所以酶活性較低，反應速度很慢，當轉入40℃(酶反應的適宜溫度)的水浴鍋中加熱時，其反應速度迅速增加。乙試管在90℃高溫下，酶結構被破壞，酶變性失活，當轉入40℃的水浴鍋中保溫時，酶活性也不再恢復，故無催化反應。④圖C表示果膠酶濃度、反應物濃度、溫度等一定時，果膠酶催化反應的速率隨pH變化的曲線，實驗時可根據果汁的量來判定果膠酶的最適pH。