专题四 课题1
一、选择题
1．下列说法正确的是( C )
A．果胶酶只存在于植物果实中
B．果胶溶于水，不溶于乙醇
C．果胶酶广泛存在于植物果实和微生物中
D．果胶酶能分解果胶和纤维素
[解析] 果胶酶广泛分布于高等植物和微生物中，所以A错，C正确；果胶不溶于水，故B错；果胶酶具有专一性，只能分解果胶，不能分解纤维素，故D错。
2．下列不能表示酶活性高低的是( C )
A．一定条件下所催化的某一化学反应的反应速度
B．单位时间内、单位体积中反应物的减少量
C．单位时间内、单位体积中酶的变化量
D．单位时间内、单位体积中产物的增加量
[解析] 酶活性的高低可以表示为在一定条件下，酶所催化某一化学反应的反应速度。酶促反应的反应速度通常用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或生成物的增加量来表示。单位时间内、单位体积中酶的变化量可以影响反应速度，却不能表示酶活性的高低。
3．探究温度对果胶酶活性的影响、pH对果胶酶活性的影响、果胶酶的用量三个实验中，实验变量依次为( D )
A．温度、酶活性、酶用量
B．苹果泥用量、pH、果汁量
C．反应时间、酶活性、酶用量
D．温度、pH、果胶酶用量
[解析] 探究温度对果胶酶活性的影响，温度为唯一变量；探究pH对果胶酶活性的影响，pH为唯一变量；探究果胶酶的用量，果胶酶用量是唯一变量。由上分析知，答案选D。
4．在“探究果胶酶的用量”实验中，下列说法不正确的是( B )
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，滤出的果汁越多
C．本实验应控制在适宜温度和pH条件下
D．反应液的pH必须相同
[解析] 本实验中的实验变量是酶用量，温度和pH属于无关变量，因此要控制好这些变量，即每个实验组、实验前后都应控制适宜且相同的温度和pH条件。实验时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。在其他条件固定不变的情况下，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，酶促反应速度也不再增大，滤出的果汁也不再增多。
5．下面两图分别表示温度、pH与酶活性的关系，下列叙述不正确的是( D )
A．曲线①上的B点对应的温度表示该酶的最适温度
B．人体内胃蛋白酶的活性变化与曲线②相似
C．曲线②③说明不同的酶有不同的最适pH
D．酶活性随温度的升高而增强
[解析] 低于最适温度时，酶活性随温度的升高而增强，超过最适温度时，随温度的升高，酶活性降低甚至变性失活。
二、非选择题
6．(2019·海南文昌中学高二期末)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，据此计算各组果胶酶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是__探究不同来源果胶酶的活性__。
(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__4组的温度设置不合适__和__各组的酶促反应受两个不同温度影响__。
(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__不能__(填“能”或“不能”)达到目的，其原因是__E组加入蒸馏水而不是缓冲液违背了单一变量原则__。
[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，据此计算各组果胶酶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，才符合实验设计应遵循单一变量原则。
专题四 课题1
一、选择题
1．下列不能产生果胶酶的是( D )
A．植物 B．霉菌
C．酵母菌 D．放线菌
[解析] 放线菌无法分解利用果胶。
2．下列不属于果胶酶的是( D )
A．多聚半乳糖醛酸酶 B．果胶分解酶
C．果胶酯酶 D．半乳糖醛酸酶
[解析] 果胶酶不包括半乳糖醛酸酶。
3．下列有关酶的正确叙述是( B )
①是由分泌功能的细胞产生的
②有的从食物中获得，有的在体内转化而来
③凡是能产生激素的细胞都能产生酶
④酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥作用，离开活细胞，酶就失去催化能力
⑤酶都是蛋白质
⑥有的酶是蛋白质，有的是RNA
⑦酶在代谢中有多种功能
⑧酶对新陈代谢和生殖发育起调控作用
⑨化学反应前后，酶的数量和化学性质不变
⑩酶的活性随温度的升高而不断升高
A．①③④ B．③⑥⑨
C．②⑤⑦ D．②⑥⑧
[解析] 本题考查了酶的概念特征及其与激素的区别。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数的是RNA，在一定温度范围内随温度的升高，酶的活性不断升高。
4．分别用0℃和100℃的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但( A )
A．经过0℃处理的酶活性能够恢复
B．经过100℃处理的酶活性能够恢复
C．经过0℃处理的酶的空间结构遭破坏
D．经过100℃处理的酶被水解成了氨基酸
[解析] 低温处理酶，酶的空间结构仍能保持，因此其活性可以恢复。
5．下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是( B )
[解析] 在底物浓度相同的条件下，反应速度随酶量的增加而加快。
6．下列选项符合图中所示含义的是( B )
A．pH从5升高到7，酶的活性逐渐降低
B．pH从5升高到7，酶的最适温度不变
C．温度从0到a的变化过程中，酶的活性逐渐降低
D．该酶的最适pH为7
[解析] 在化学反应中，单位时间内反应物剩余量越少，说明反应速度越快，酶活性越高。由坐标曲线图可知，在适宜温度下，pH为6时酶活性最高；pH分别为5、6、7时，在温度为a时酶的活性均最高，说明酶的最适温度没变，都是a；温度从0到a的变化过程中，反应物剩余量逐渐减少，说明催化效率在逐渐加快，酶的活性在逐渐增强。
7．在探究pH对果胶酶活性影响的实验中，需要制备一系列pH梯度的溶液，用来调节pH的溶液一般是( C )
A．物质的量浓度为0.1mol/L的NaCl溶液
B．体积分数为10%的葡萄糖溶液
C．体积分数为0.1%的NaOH溶液或盐酸
D．体积分数为95%的乙醇
[解析] 实验中通过加酸或加碱来调节pH。
8．如图所示的实验装置用于探究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。先将酶和乳汁分别放在2支试管中，然后将这2支试管放入同一温度的水中水浴加热15 min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验并记录在不同温度下凝乳需要的时间，结果如下表所示。据此实验，请判断下列叙述中正确的是( B )
装置
A
B
C
D
E
F
水浴温度/℃
10
20
30
40
50
60
凝乳时间/min
不凝乳
7.0
4.0
1.5
4.0
不凝乳
A．凝乳时间越长，凝乳酶的活性越高
B．如果将A组的水温逐渐提高，乳汁可以凝固
C．低温破坏了酶的分子结构，所以10℃温度下乳汁不会凝固
D．可以肯定凝乳酶的最适温度为40℃
[解析] 凝乳时间越长，说明凝乳酶的活性越高，A错；低温抑制了酶的活性，但低温条件下酶的分子结构没有遭到破坏，C错误；根据表中数据可知，40℃时酶的活性最高，但不能肯定40℃是酶的最适温度，D错。
9．下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明( C )
温度(℃)
10
20
30
40
50
60
果汁量(mL)
2
3
4
5
6
5
A．温度影响果胶酶的活性
B．40℃和60℃时酶的活性相等
C．50℃是该酶的最适温度
D．若温度从10℃升高到40℃，酶的活性将逐渐增强
[解析] 据表可知，50℃时果胶酶的活性最高，但实验结果不能说明50℃是该酶的最适温度。
10．一透析袋(其膜为半透膜)中装有物质M和分解它的酶，此袋放在盛有蒸馏水的烧杯中，等检查时，在蒸馏水中发现有物质X。根据这一观察，下列判断正确的是( B )
①酶分解了物质X ②M被分解
③X是物质M的组成成分 ④X能透过透析袋
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
[解析] 根据题意可知，由于第二天在蒸馏水中发现有物质X，说明M已被分解，X为物质M的分解产物，且能透过透析袋，X的相对分子质量自然比M的小。但无法证明M分解只产生了X和酶分解了物质X。
11．正确表示pH对果胶酶活性影响的曲线是( B )
[解析] 每种酶只能在一定pH范围内有活性，低于或超过这个范围，酶就会失去活性，即过酸、过碱都会使酶失活。
12．关于探究果胶酶最适用量的实验，下列有关叙述不正确的是( C )
A各组需加入等量不同浓度的果胶酶溶液
B．要保证各组具有适宜并相同的pH和温度等条件
C．需要检测不同反应时间条件下的生成物量
D．几组实验之间可形成相互对照，不需单设空白对照
[解析] 根据题干可知，本实验的自变量是果胶酶用量，所以需要设计多个实验组形成相互对照；每组加入等量的不同浓度的果胶酶溶液，其他无关变量(温度、pH等)都保持相同；检测生成物量时也要保证反应时间是相同的。
二、非选择题
13．果胶酶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，常用于果汁的生产。
(1)果胶酶用于果汁生产，是因为它能分解果胶——植物__细胞壁和胞间层__(结构)的主要组成成分之一，可解决__果肉出汁率低和果汁浑浊等__问题。
(2)为探究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计实验方案如下：
操作流程：制备苹果泥和果胶酶溶液→果胶酶与苹果泥混合水浴一段时间→过滤果汁→测量果汁体积(在不同的温度下同时进行以上实验)
温度梯度：－30℃、0℃、20℃、40℃、60℃、80℃、100℃
问：该实验方案有无不当之处，如有请补充说明。该实验是否需要另外再增设对照组，为什么？
__①在果胶酶与苹果泥混合前应使两者在同一温度条件下水浴保温；②温度梯度过大，可设置温度为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，也可以以5℃作为温度梯度。不需要。实验的不同温度梯度之间可以相互对照。__
(3)在最适温度和最适pH条件下，测得烧杯内葡萄糖的产生量与反应时间的关系如图，请在图中分别画出温度提高5℃和酶量提高1倍时的葡萄糖产生量曲线。
__如图__
答题图
[解析] (1)果胶酶用于果汁生产，是因为它能分解果胶，果胶是植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一，可解决果肉出汁率低和果汁浑浊等问题；(2)①在果胶酶与果泥混合前应使用两者在同一温度条件下水浴保温；②温度梯度过大，可设置温度为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，也可以以5℃作为温度梯度；(3)在最适温度和最适pH条件下，温度提高5℃和酶量提高1倍时的葡萄糖产生量曲线图如下：
14．我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压、腐烂变质的现象，为解决上述问题且满足不同人群的需求，可以将水果加工制成果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中要用到果胶酶，某生物研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：
(1)实验方法：按如图所示的顺序进行操作
(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图所示：
①图中自变量是温度，除此之外果胶酶的活性还受__D__影响。
A．酶的浓度 B．苹果泥的量
C．水量 D．pH
②图中纵坐标还可用__苹果汁的产量__表示。
③实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是__同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物的量的不同而改变__。
④步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是__避免底物与果胶酶混合时影响混合物的温度，进而影响酶的活性__。
[解析] 果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所以每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。衡量实验结果的指标有两种，一种是果汁的产量，另一种是果汁的澄清度。为使实验中达到相应的设计温度，保证实验的准确性，避免因混合而造成的温度的改变，必须使酶与底物分别保温，待达到要求后再混合。
15．如图A表示温度对果胶酶活性的影响，图B表示一定量的果胶酶在催化苹果泥(足够量)水解为果汁时，温度对果汁累积量的影响(图中累积量表示在一段时间内生成果汁的总量)。
(1)在图A中，T0表示果胶酶催化反应的__最适__温度。
(2)图A中在Ta和Tb两个温度下，果胶酶催化效率都很低，两者有什么区别？
__Ta温度时温度低，酶活性较弱(酶空间结构未被破坏)，Tb温度时温度较高，酶活性降低(酶空间结构遭到破坏)。__
(3)如果图A中纵坐标表示果汁产生速率，横坐标表示温度，请画出温度对果汁产生速率的影响曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。
(3)如图：____
(4)请依据图A，在图B中画出T0位置。
(4)如图：____
(5)在图B中，标上T0后，对图B的曲线加以分段描述并说明。
__Ta至T0段随温度升高，酶的活性逐渐升高，果汁累积量增加；T0至Tc段随温度升高，酶的活性逐渐降低，但苹果泥仍在分解，果汁累积量增加；Tc至Td段温度过高，酶失活，果汁累积量不再增加。__
[解析] (1)T0时酶的活性最高，所以T0为酶催化反应的最适温度；(2)酶作为生物催化剂，有一个催化作用最强的最适温度，高于或低于这个温度，酶的活性都下降，但本质不同，低温条件下酶催化效率降低，是由于酶的活性受到抑制，当恢复到最适温度时，酶的活性仍可恢复，但高温使部分酶变性失活，酶整体催化效率降低，即使温度恢复到最适温度，酶的活性也不能恢复；(3)果汁的产生速率和果胶酶的催化速率成正比，故其变化趋势和果胶酶活性变化趋势相同；(4)T0为酶催化反应的最适温度，酶的活性最高，果汁累积量的增加速率最快，故在图B中找出增加速率最快的点即为T0；(5)描述图B所示曲线要结合图A所给的信息，注意果汁累积量与酶活性之间的关系。
课件65张PPT。专题四酶的研究与应用
趣 味 导 学 尿激酶是一种具有溶解血栓功能的碱性蛋白酶，主要存在于人和其他哺乳类动物的尿液中。尿激酶在人尿中的平均含量为5～6 IU/mL，因此，可以从尿液中分离得到。尿激酶可以激活纤溶酶原成为有溶解血纤维蛋白活性的纤溶酶，催化血纤维蛋白，血纤维蛋白原，凝血因子V、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ等蛋白质或多肽水解，因而具有溶解血栓和抗凝血的功效。临床上用于治疗各种血栓性疾病，如心肌梗死、脑血栓、肺血栓、四肢动脉血栓、视网膜血管闭塞、风湿性关节炎等。
这几种药用酶属于酶的研究与应用。通过本专题的学习，应该掌握测定酶活力的简单方法；能够研究影响酶活性的因素；理解固定化酶和固定化细胞的原理和方法；探讨酶在生产生活中的应用。酶是生物催化剂，具有高效、专一和所需反应条件温和的优点。目前，酶已广泛应用于食品、环保和化工等各个行业，取得了良好的经济效益。本专题在必修课的基础上，通过实验研究影响酶活性的因素以及酶在日常生活和工业生产上的应用。课题1《果胶酶在果汁生产中的作用》从实际出发，在了解果胶、果胶酶的基础上，介绍了酶的活性与影响酶活性的因素，并结合资料进行实验设计，加以探究。课题2《探讨加酶洗衣粉的洗涤效果》介绍了加酶洗衣粉的作用，通过科学的实验设计探讨加酶洗衣粉使用的最适条件。课题3《酵母细胞的固定化》首先结合固定化酶的应用实际，介绍了固定化细胞技术，其次说明了制备固定化酵母细胞的操作过程，从而加深对基础知识的理解。专 题 概 述 专题重点：温度和pH对果胶酶活性的影响；制备固定化酵母细胞；区别不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物的洗涤效果。
专题难点：果胶酶的最适用量；制备固定化酵母细胞；实验过程中各种变量的控制。本专题是在必修课“酶是生物催化剂，具有高效性、专一性和所需反应条件温和的特点”等基础知识上，通过实验研究影响酶活性的因素以及酶在日常生活和工业生产上的应用。
课题1和课题2的内容与日常生活联系紧密，比较偏重实验方案的设计，考虑的变量相对较多，还涉及实验变量的梯度设计，因此，要进行多次实验和摸索。课题3需要严格按照教材提供的实验步骤进行操作，通过比较法明确固定酶的三种方法。学 法 指 导 课题1 果胶酶在果汁生产中的作用自 主 学 习一、果胶和果胶酶
1．果胶
(1)作用：是植物__________及__________的主要组成成分之一。
(2)成分：由_____________聚合而成的一种高分子化合物，不溶于______。
2．果胶酶
(1)作用：能把________分解成为可溶性______________。
(2)组成：是分解果胶的__________的总称，包括____________________、果胶分解酶和____________等。细胞壁 胞间层 半乳糖醛酸 水 果胶 半乳糖醛酸 一类酶 多聚半乳糖醛酸酶 果胶酯酶 二、酶的活性与影响酶活性的因素
1．酶的活性是指酶________一定化学反应的能力，其高低用一定条件下酶所催化的某一化学反应的____________来表示。
2．酶的反应速度是指____________内，____________中反应物的__________或产物的__________。
3．影响酶活性的条件有________、______和____________等。催化 反应速度 单位时间 单位体积 减少量 增加量 温度 pH 酶抑制剂 三、实验设计
1．探究温度(pH)对果胶酶活性的影响
(1)两个实验的自变量分别是________和______，因变量是____________，检测因变量的方法是测定果汁的__________或__________。
(2)实验流程包括制备苹果泥、设置________梯度和______梯度、加入果胶酶反应一段时间、____________。
2．探究果胶酶的用量
该实验的自变量是____________，除此之外，影响果汁产量的因素还有______、________、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等无关变量。温度 pH 酶的活性 产生量 澄清度 温度 pH 过滤果汁 酶的用量 pH 温度
1．酶的本质和特征是什么？
提示：大多数酶是蛋白质，少数是RNA，酶具有高效性、专一性，酶的催化需适宜的温度和pH。
2．在生产果汁过程中，处理果泥时，为尽可能地消除沉淀，使果汁澄清，除加入果胶酶外，还应加入哪种酶？
提示：还应加入纤维素酶，浑浊和沉淀主要是细胞壁和胞间层造成的，主要成分包括果胶和纤维素，故处理时还应加入纤维素酶。1．果胶酶能够瓦解植物的细胞壁和胞间层，也能瓦解细菌的细胞壁。
( )
分析：细菌的细胞壁成分与植物细胞壁的成分不同，根据酶作用的专一性，果胶酶不能瓦解细菌的细胞壁。
2．果胶酶的活性可用果汁的体积或果汁的澄清度表示。( )
3．果胶酶能将果胶分解成半乳糖。( )
分析：果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物，被果胶酶分解的产物是半乳糖醛酸，而不是半乳糖。判断题× √ × 4．酶的活性即酶反应速度。( )
分析：酶的活性是酶本身具有的特性，而酶反应速度由酶的活性、酶的浓度和底物浓度、酶的抑制剂等多种因素共同决定。
5．制作果汁时可同时加入果胶酶和纤维素酶。( )
6．高温和低温均会导致果胶酶变性失活。( )
分析：高温能使果胶酶变性失活，低温只是抑制果胶酶的活性，不会导致果胶酶变性失活。
7．探究温度和pH对酶活性的影响时，实验组越多，实验结果越精确。
( )
分析：探究实验的结果精确度是由实验变量的梯度差决定的，在同一温度或pH范围内，实验组越多，实验结果越精确。× √ × × 8．底物浓度一定时，酶用量越大，滤出的果汁越多。( )
分析：在一定范围内，随着酶用量的增多，酶反应速度加快，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，酶反应速度也不再增大，滤出的果汁也不再增多。× 新 知 解 读1．纤维素与果胶知识点1 果胶酶与纤维素酶2．纤维素酶与果胶酶知识贴士
①由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此可以用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁。
②由于原核生物的细胞壁的主要成分是肽聚糖，真菌细胞壁的主要成分是几丁质，因此这两类生物的细胞壁均不能用纤维素酶和果胶酶去除。 关于果胶酶的说法正确的是( )
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．果胶酶并不特指某一种酶，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] 果胶酶并不特指某一种酶，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，其基本组成单位是氨基酸。果胶酶作为酶的一种，具有一般酶的特性，即专一性、高效性、受温度与酸碱度的影响。因此它只能将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，而不能将纤维素分解为葡萄糖。答案为C。C 〔变式训练1〕 下列关于果胶酶的叙述，错误的是( )
A．果胶酶能够分解植物细胞壁中果胶
B．果胶酶能降低化学反应的活化能
C．果胶酶是由半乳糖醛酸聚合成的高分子化合物
D．果胶酶在细胞内合成场所是核糖体
[解析] 根据酶的专一性，果胶酶能够分解植物细胞壁中果胶，A正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，B正确；果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，C错误；果胶酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体，D正确。故选C。C 1．酶的活性
(1)含义：指酶催化一定化学反应的能力。
(2)表示方法：其高低用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。酶的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。知识点2 酶的活性与影响酶活性的因素2．影响酶活性的因素
(1)温度：
①在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强。
②超过一定温度后，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低直到活性全部丧失。如下图所示：(2)pH：如图所示，过酸或过碱都能使酶不可逆转的失活。酶促反应都有一个最适酸碱度。
(3)酶的抑制剂：某些物质虽然不能引起酶变性，但能使酶分子中某些必须基团(主要是酶活性中心上的一些基团)发生变化，引起酶活性下降，甚至失活，致使酶促反应速度降低。能引起这种抑制作用的物质称为酶的抑制剂。 如图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，下列叙述错误的是( )
A．在B点之前，果胶酶的活性和温度成正比，之后，成反比
B．当温度到B点时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用最强
C．A点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以上升
D．C点时，果胶酶的活性也很低，当温度降低时，酶的活性也可以上升D [解析] 从图中可以看出随着温度升高，果胶酶的活性在上升，达到B点时，酶的活性达到最高；随着温度的继续上升，酶的活性迅速下降。A点和C点相比，虽然酶的活性都很低，但是A点是低温条件，对酶的分子结构无影响，所以，随着温度的上升，其活性也会不断上升；而C点是高温条件，当温度过高时，会破坏酶的分子结构，使酶的活性发生不可逆的变化。答案为D。〔变式训练2〕 下列与酶的活性有关的说法不准确的是( )
A．酶的活性是由蛋白质结构决定的，不受外界条件的影响
B．酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力
C．酶的活性受温度、pH等因素的影响
D．酶活性的高低与反应物浓度无关
[解析] 酶的活性是由蛋白质的结构决定的，不同酶的结构不同，活性也不同；同时酶的活性又受外界条件的影响，如温度、pH和酶的抑制剂等条件都会影响酶的活性；在其他条件不变时，一定范围内反应速度随底物浓度的增加而加快，当底物浓度达到一定限度时，反应速度不再变化，即反应速度大小与反应物浓度有关，但是酶活性高低与反应物浓度无关。A 1．探究温度对酶活性的影响
(1)实验原理：果胶酶活性受温度影响，处于最适温度时，酶活性最高。低于或高于最适温度，酶活性受抑制。即果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。
(2)实验思路：设置一系列温度梯度，从中选出酶活性最高的温度，然后再以该温度为中心，缩小温度梯度向两个方向各设置温度梯度，以进一步确定最适温度范围。知识点3 探究酶活性影响因素的实验设计(3)实验操作流程(4)实验结果记录
2．探究pH对酶活性的影响
(1)实验原理：酶活性受环境pH的影响，在一定pH下，酶具有最大活性，通常称此pH为最适pH，高于或低于最适pH，酶活性都一定程度受到抑制，反应速度下降，甚至变性失活。
(2)实验思路：设置pH梯度从中选出反应速度最大的pH，进一步缩小pH梯度，选择最适pH。(3)实验操作流程 一般不作为果胶酶活性检测指标的是( )
A．等量的果泥产生等量的果汁所用的时间
B．等量的果泥在相同时间内的出汁量
C．等量的果泥在相同时间内的澄清度
D．等量的果泥在相同时间内产生气泡的数量
[解析] 果胶酶把果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸，能使果汁变得澄清，也能提高出汁率，所以果汁的澄清度、出汁量以及果汁的产出时间都可作为果胶分解速率即果胶酶活性的检测指标。果胶被果胶酶分解的过程中不产生气泡。D 〔变式训练3〕 如图是小麦淀粉酶在不同温度条件下的催化效率变化曲线，请回答下列问题：
(1)在35℃时，小麦淀粉酶的催化效率________。最高 (2)在_______和_________时，催化效率都降为0，但在恢复35℃时，______图的催化效率可望恢复，请在图中画出恢复曲线。__________。由此表明______中酶的结构已受到破坏。
0℃ 100℃ 甲 如右图 乙 [解析] 本题考查酶的催化效率与温度的关系。从图中可以看出，小麦淀粉酶在35℃时催化效率最高，当温度降低为0℃或温度升高到100℃时催化效率降为0，但淀粉酶的化学本质是蛋白质，当温度升高到100℃，酶的分子结构会发生变化(即蛋白质变性)，从而使酶失去活性，当温度再恢复到35℃时，酶也不会有活性。而温度降到0℃时，酶的结构并没有发生变化，所以当温度恢复到35℃时，酶的活性会慢慢恢复。1．实验原理
随着酶浓度的增加，过滤到的果汁体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，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，那么，这个值就是酶的最适用量。
2．实验变量
自变量：果胶酶用量。因变量：果汁澄清度和出汁率。知识点4 探究果胶酶的用量3．实验流程4．不同果胶酶用量对出汁量的影响曲线，如图。5．实验应注意的问题
(1)实验中所用的果胶酶应尽量使用其纯酶制剂，以免影响对酶用量的估算。
(2)由于本实验是一个探究性实验，实验结果也会因各种无关变量影响而发生改变。各种实验参数应根据具体情况调整，以期达到最佳实验效果。
(3)如果设定的酶的浓度梯度无法满足实验，即出现过高或过低现象，应及时调整。探究果胶酶的最适用量是建立在探究温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持不变。 右图表示某研究小组在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
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。〔变式训练4〕 (2019·康杰中学高二期中)果汁生产中果胶酶能提高果汁出汁率和澄清度。为了节约成本，某工程人员在适宜的温度和pH下，利用苹果汁和一定浓度的果胶酶溶液探究果胶酶的最适用量，实验结果如图。对实验失误最可能的原因分析及改进方法都合理的是( )
A．酶促反应时间不合理；延长反应时间
B．苹果汁的用量不合理；减少用量
C．果胶酶用量不合理；减少用量
D．果胶酶体积梯度不合理；增大体积梯度C [解析] 据图分析，该实验的自变量是果胶酶溶液的体积，酶促反应时间是无关变量，各组应相同，A错误；实验无法确定苹果汁的用量对实验结果的影响，B错误；提高果胶酶溶液体积，果汁体积并没有增加，说明果胶酶用量不合理，应该减少用量，C正确；实验无法得出果胶酶体积梯度对实验结果有无影响，D错误。指 点 迷 津影响酶促反应速度的因素及相关的实验设计
1．影响酶促反应速度的因素及相关曲线分析2．实验设计
(1)思路：在保证无关变量相同的前提下，在一恒定温度下，通过设置pH梯度，可确定酶催化作用的最适pH；在一恒定pH条件下，通过设置温度梯度，可确定酶催化作用的最适温度；在温度和pH都相同的条件下，通过设置酶的用量梯度，可以确定酶的最适用量。
(2)原则：对照原则、单一变量原则、平行重复原则。其中的变量就是所研究的对象。在分析实验问题时，要紧紧抓住研究变量，把其他可能影响实验结果的变量变为常量，才能保证实验结果的严密性和准确性。 A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题。
(1)图A中，反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因是__________________________。
(2)图B中，a点所对应的温度称为____________________。受反应液中酶浓度的限制 酶反应的最适温度 (3)图B中，a点到b点曲线急剧下降，
其原因是________________________。
(4)将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃水浴锅中，20 min后取出转入37℃的水浴锅中保温，两试管内反应速度的变化情况分别应为：甲________________，乙__________。
(5)若图C表示的是果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速度随pH变化的曲线，实验时可根据______________来判定果胶酶的最适pH。温度升高使酶活性下降 反应速度加快 无变化 果汁的体积 [解析] 酶的催化作用受温度、pH的影响，还受底物浓度的影响。其他条件不变时，在一定范围内反应速度随底物浓度的增加而加快，当底物浓度达到一定限度时，反应速度不再变化。酶一般是蛋白质，较高的温度能使其变性，从而丧失催化功能，当再恢复其正常温度后也不再具有催化能力。而低温通常只是让酶活性降低，不使酶变性。探究果胶酶的最适pH时，可根据果汁的体积判定最适pH，获得果汁越多，说明酶活性越高，pH越接近最适值。核 心 素 养 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？检测的是反应物还是产物？
__________________________________________________________________________。pH 酶浓度 反应物浓度(或产物浓度) 碘液与淀粉反应，检测的是反应物；斐林试剂与还原糖反应生色，检测的是产物 (3)假设实验结果如下表，请绘图反映实验结果。[思维过程] 题干：普通淀粉酶和极端耐热淀粉酶的最适温度。
小题：(1)思考此实验的变量。(2)思考碘液和斐林试剂检测的物质、反应产生的颜色变化。(3)利用数学方法描点连线。
[解析] 酶的活性受多种因素的影响，如反应物的浓度以及温度、pH、激活剂、抑制剂等，此外实验操作顺序也会对实验结果产生一定的影响；对于实验结果来说，可以检测反应物的剩余量或产物的生成量，本实验提供的试剂中碘液检测的是反应物，斐林试剂检测的是产物；绘坐标图时要注意纵横坐标轴的含义及单位，准确定制单位大小；曲线尽量平滑等。[规律总结] 高温使酶的活性丧失后不能恢复，因为高温破坏了酶的分子结构，对酶造成不可逆的破坏，但低温使酶的活性降低后，如果再缓慢升高温度，酶的活性仍可恢复。
酶只有在最适宜的温度和最适宜的pH下，活性才最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显下降。而过酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而变性失活。问 题 释 疑教材P44“旁栏思考题”
1．将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。
2．需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。
3．A同学将温度或pH作为自变量，控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。B同学对于变量的处理应该与A同学相同，只是观察因变量的角度不同。
4．果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。
5．温度是自变量，应控制苹果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。知 识 构 建
