Question

【題目】果膠酶能分解果膠等物質，澄清果蔬飲料，在食品加工業中有著廣泛的應用。某興趣小組的同學對三種不同品牌的果膠酶制劑（制劑中果膠酶濃度相同）進行了探究，其實驗設計及實驗結果如下表所示。

分組	蒸餾水 （mL）	緩沖液 （mL）	果汁 （mL）	果膠酶制劑（mL）			果汁渾 濁程度
				甲	乙	丙
1	2	2	5	2	0	0	＋
2	2	2	5	0	2	0	＋＋＋
3	2	2	5	0	0	2	＋＋
4	X	2	5	0	0	0	Y
注：“+”越多表示果汁越渾濁。

（1）表中X所代表的數值應為 ， Y的果汁渾濁程度應表示為（用若干個“+”表示）。
（2）除了觀察果汁渾濁程度外，還可以通過檢測的變化量來判斷不同品牌果膠酶制劑的效果。若使用該方法，相關物質變化量最大的是組。
（3）微生物是生產果膠酶的優良生物資源。分離和篩選能產生果膠酶的微生物，使用的培養基應以為唯一碳源；如需進一步純化果膠酶，可根據果膠酶分子的、 （至少寫出兩點）等特性進行分離提純。由于果膠酶的活性容易受到外界環境因素的干擾，所以應利用技術減少影響從而保護酶的活性。
（4）該興趣小組進一步探究了一定嘗試的果膠酶制劑乙在不同濃度果汁下的作用，實驗結果如右圖曲線。請在圖中畫出同樣條件下果膠酶制劑丙的作用曲線。

Answer 1

【答案】
（1）4；++++（或多于++++）
（2）反應物（或“果膠”、“生成物”、“半乳糖醛酸”、“產物”）；1
（3）果膠；性狀；大小（或“所帶電荷性質和多少”、“溶解度”、“吸附性質和對其它分子的親和力”等）；固定化酶（或固定化細胞）
（4）如圖

【解析】（1）依題意可知，各組加入的溶液總體積為無關變量，無關變量應控制相同。觀察表中的數據可知，1、2、3組加入的溶液總體積均為11 mL,所以表中X所代表的數值應為11－（5＋2）＝4 mL。由于4組中沒有加入果膠酶制劑，果汁中的果膠無法被分解，所以Y的果汁渾濁程度應大于其他各組，可表示為 ++++（或多于++++）。（2）果膠酶可催化果膠分解，生成可溶性的半乳糖醛酸，使得渾濁的果汁變得澄清，所以判斷不同品牌果膠酶制劑的效果，除了觀察果汁渾濁程度外，還可以通過檢測單位時間內反應物（或果膠）的減少量，或生成物（或半乳糖醛酸或產物）的增加量來加以判斷。表中顯示的結果是第1組的果汁渾濁程度最低，說明果膠酶制劑甲的活性最高。所以，若使用該方法，相關物質變化量最大的是第1組。（3）分離和篩選能產生果膠酶的微生物，使用的培養基應以果膠為唯一碳源。果膠酶的化學成分為蛋白質，欲進一步純化果膠酶，可根據果膠酶分子的形狀和大小、所帶電荷的性質和多少、溶解度、吸附性質和對其它分子的親和力等特性進行分離提純。因果膠酶的活性容易受到外界環境因素的干擾，所以應利用固定化酶（或固定化細胞）技術減少影響從而保護酶的活性。（4）表中結果說明果膠酶制劑丙的活性高于乙，因而在同樣條件下，在一定果汁濃度的范圍內，果膠酶制劑丙所催化的酶促反應速率較快，果汁渾濁程度比加入果膠酶制劑乙的低，但當果汁濃度足夠大時，因酶量有限，最終加入兩種酶制劑的果汁渾濁程度相同，所畫曲線如圖答案所示。本題考查果膠酶在果汁生產中的應用、微生物的培養與應用、蛋白質的分離、固定化酶的相關知識，意在考查學生能理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯系，能從圖表中提取有效信息并結合這些信息，運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確結論的能力。