2017-2018學年高中生物 專題4 酶的研究與應用 課題1 果膠酶在果汁生產中的作用優(yōu)化練習 新人教版選修1 .doc

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課題1 果膠酶在果汁生產中的作用 一、選擇題 1．果膠是植物組織的組成成分之一，它主要存在于植物組織的哪一部分中(　　) A．細胞核　　　　　　 B．細胞質 C．細胞間隙 D．細胞壁及胞間層 解析：果膠是植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之一。 答案：D 2．下列關于果膠酶的敘述，錯誤的是(　　) A．高溫和低溫均能破壞酶的空間結構使果膠酶失去活性 B．果膠酶是活細胞產生的并具有催化作用的蛋白質 C．適宜的條件有助于保持酶的高活性 D．果膠酶應放在低溫下保存 解析：在高溫下酶的空間結構被破壞，失去活性不能恢復，在低溫下酶只是活性降低，果膠酶也是如此。 答案：A 3．下列不屬于果膠酶的是(　　) A．多聚半乳糖醛酸酶 B．果膠分解酶 C．果膠酯酶 D．半乳糖醛酸酶 解析：果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等，不包括半乳糖醛酸酶。 答案：D 4．探究溫度對果膠酶活性的影響、pH對酶活性的影響、果膠酶用量三個實驗中，實驗變量依次為(　　) A．溫度、酶活性、酶用量 B．蘋果泥用量、pH、果汁量 C．反應時間、酶活性、酶用量 D．溫度、pH、果膠酶用量 解析：探究溫度對果膠酶活性的影響，溫度為實驗變量，同理pH對酶活性的影響、果膠酶用量的實驗中，實驗變量分別為pH和果膠酶用量。 答案：D 5．下列不能表示酶活性高低的是(　　) A．一定條件下所催化的某一化學反應的反應速度 B．單位時間內、單位體積中反應物的減少量 C．單位時間內、單位體積中酶的變化量 D．單位時間內、單位體積中產物的增加量 解析：酶活性的高低可以用在一定條件下，酶所催化某一化學反應的反應速度來表示，而酶促反應速度用單位時間內、單位體積中反應物的減少量或產物的增加量來表示。單位時間內、單位體積中酶的變化量可以影響反應速度，卻不能表示酶活性的高低。 答案：C 6．在探究果膠酶的用量實驗中，下列敘述不恰當?shù)氖?　　) A．各反應液的溫度、pH必須相同 B．可配制不同濃度的果膠酶溶液，加入量應保持一致 C．需用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時間應該相同 D．反應物濃度一定時，酶用量越大，濾出的果汁越多 解析：探究果膠酶最適用量的實驗中，果膠酶的用量為自變量，除此以外，其他的量是無關變量，都應該保持相同且適宜，攪拌時間也應該是相同的。在反應物濃度一定時，一段時間內，果汁體積隨酶濃度的增加而增加，但當酶濃度達到一定值時，果汁體積不再增加。 答案：D 7．在探究pH對果膠酶活性的影響實驗中，需要制備pH梯度的溶液，用來調節(jié)pH的溶液一般是(　　) A．物質的量濃度為0.1 mol/L的NaCl溶液 B．質量分數(shù)為10%的葡萄糖溶液 C．體積分數(shù)為0.1%的NaOH和鹽酸 D．體積分數(shù)為95%的乙醇 解析：在探究pH對酶活性的影響實驗中，溶液的pH需要控制在5、6、7、8、9等梯度，因此，需要利用酸性或堿性物質來調節(jié)，一般選用體積分數(shù)為0.1%的NaOH溶液和鹽酸。 答案：C 8．有人測定了甲、乙、丙、丁四種植物體內多種酶的活性與溫度的關系，結果如下圖所示。 根據圖中的信息，你認為在25 ℃條件下競爭能力最強的生物和對溫度適應范圍最廣的生物分別是(　　) A．乙和丁 B．乙和丙 C．乙和甲 D．甲和丙 解析：酶活性具有一定的溫度范圍和最適溫度，溫度過高，酶會失活；低溫會抑制酶的活性；最適溫度下，酶活性最強，生物在此溫度下生活得也最好，競爭力最強。對溫度適應范圍越廣的酶所對應的生物的分布范圍也越廣。 答案：B 9．在觀察果膠酶對蘋果勻漿的作用的實驗中，將蘋果勻漿放在90 ℃恒溫水中保溫4 min，其目的是(　　) A．殺滅蘋果勻漿中的微生物 B．使果膠分解，從而提高出汁率 C．使蘋果勻漿中原有的果膠酶變性失活，以排除對實驗的干擾 D．果膠酶的最適溫度為90 ℃，此時酶的活性最高 解析：90 ℃不可能為果膠酶的最適溫度，該溫度下酶會變性失活。由于實驗目的是要觀察果膠酶對蘋果勻漿的作用，因而實驗變量應為有無果膠酶或果膠酶量的多少，蘋果勻漿中原有的酶會影響實驗結果，因此應除去。 答案：C 10．某同學為探究溫度對果膠酶活性的影響，在不同溫度下，將等量的果膠酶加入到等量的蘋果泥中，在反應相同時間后，再將反應液過濾相同時間，用量筒測定濾出蘋果汁的體積。下列曲線圖能正確反映實驗結果的是(　　) 解析：在0 ℃時果膠酶活性較低，但也能催化蘋果泥形成果汁，果汁體積不為0。隨著溫度升高，果膠酶的活性升高，果汁體積增加，當超過最適溫度時，果膠酶活性降低，果汁體積減少。 答案：B 11．下表是某同學探究溫度對果膠酶活性影響的實驗結果。該結果不能說明(　　) 溫度(℃) 10 20 30 40 50 60 果汁量(mL) 2 3 4 5 6 5 A.溫度影響果膠酶的活性 B．40 ℃與60 ℃時酶的活性相同 C．50 ℃是該酶的最適溫度 D．若溫度從10 ℃升高到40 ℃，酶的活性將逐漸增強 解析：據表可知，在不同溫度下果汁量不同，所以溫度影響果膠酶的活性；40 ℃與60 ℃時出汁量相同，所以酶的活性相同；要確定50 ℃是否是該酶的最適溫度，應在40～60 ℃設置溫度梯度，繼續(xù)實驗；若溫度從10 ℃升高到40 ℃，出汁量逐漸增加，所以酶的活性將逐漸增強。 答案：C 12．下列有關果膠酶的敘述，錯誤的是(　　) A．探究果膠酶的最適溫度時，需將底物和酶分別在相同溫度下處理后再混合 B．探究果膠酶的最適pH時，可用體積分數(shù)為0.1%的NaOH溶液和鹽酸進行pH調節(jié) C．探究果膠酶的最適溫度和最適pH的實驗中，應嚴格控制酶的作用時間，待酶作用完后立即煮沸使其失活 D．低溫和高溫對果膠酶活性的影響是相同的，而過酸和過堿對果膠酶活性的影響是不同的 解析：低溫抑制酶的活性，但適宜溫度條件下酶活性可以恢復；而高溫、過酸、過堿都能使酶變性失活，且酶活性不能恢復。 答案：D 二、非選擇題 13．葡萄收獲的季節(jié)性較強，并且不易運輸，易造成積壓，腐爛變質。為了解決此問題且滿足不同人群的需求，可以將其加工制作成果汁、果酒、果醋等。下面是簡單的生產流程圖，結合所學知識回答下列問題： (1)果膠酶的使用過程①中，需要對酶的活性、酶的用量進行研究。在甲、乙兩條曲線中，果膠酶活性受環(huán)境因素影響的變化曲線是________；乙曲線中縱軸還可以用________來表示。自變量X可以代表________；自變量Y可以代表________。 (2)果膠酶的最適用量是上圖中的________點對應的量。 (3)③→⑤過程中不用滅菌一般也不會受到雜菌的污染，原因是_____________ ________________________________________________________________________。 (4)果酒與果醋的制作過程相比，從發(fā)酵條件來看，二者不同之處是______________。 (5)果汁發(fā)酵后是否有酒精產生，可用____________來檢驗。在酸性條件下，該試劑與酒精反應呈現(xiàn)____________。 解析：(1)果膠酶的活性受溫度、pH等條件的影響，每一種酶的最適pH和最適溫度是一定的。衡量實驗結果的指標有兩種，一是果汁的產生量，另一種是果汁的澄清度。(2)果膠酶的最適用量是過濾得到果汁澄清度最高時對應的最小酶量，B點后酶量增加而澄清度不再增加，因此B點對應的量為果膠酶的最適用量。(3)缺氧條件不利于大多數(shù)細菌的生存，同時酵母菌無氧呼吸產生酒精，抑制了絕大多數(shù)細菌的生長繁殖。(4)酒精發(fā)酵為無氧發(fā)酵，醋酸發(fā)酵為需氧發(fā)酵。(5)檢測酒精時應用酸性重鉻酸鉀，與酒精反應呈現(xiàn)灰綠色。 答案：(1)甲　過濾得到的果汁體積　溫度、pH等　果膠酶的濃度(或用量)　(2)B　(3)培養(yǎng)液中缺氧環(huán)境及酵母菌產生的酒精能抑制絕大多數(shù)細菌的生長繁殖　(4)酒精發(fā)酵需要無氧條件，醋酸發(fā)酵需要充足的氧氣　(5)重鉻酸鉀　灰綠色 14．生產果汁時，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁率?；卮鹣铝邢嚓P問題： (1)某同學用三種不同的果膠酶進行三組實驗，各組實驗除酶的來源不同外，其他條件都相同，測定各組的出汁量，據此計算各組果膠酶的活性的平均值并進行比較。這一實驗的目的是________________________________________________________________________。 (2)現(xiàn)有一種新分離出來的果膠酶，為探究其最適溫度，某同學設計了如下實驗：取試管16支，分別加入等量的果泥、果膠酶、緩沖液，混勻，平均分為4組，分別置于0 ℃、5 ℃、10 ℃、40 ℃下保溫相同時間，然后，測定各試管中的出汁量并計算各組出汁量平均值。該實驗溫度設置的不足之處有__________________和__________________。 (3)某同學取5組試管(A～E)分別加入等量的同種果泥，在A、B、C、D 4個實驗組的試管中分別加入等量的緩沖液和不同量的同種果膠酶，然后，補充蒸餾水使4組試管內液體體積相同；E組加入蒸餾水使試管中液體體積與實驗組相同。將5組試管置于適宜溫度下保溫一定時間后，測定各組的出汁量。通過A～D組實驗可比較不同實驗組出汁量的差異。本實驗中，若要檢測加入酶的量等于0而其他條件均與實驗組相同時的出汁量，E組設計________(填“能”或“不能”)達到目的，其原因是___________________________。 解析：(1)根據題意，用三種不同的果膠酶進行三組實驗，各組實驗除酶的來源不同外，其他條件都相同，測定各組的出汁量，據此計算各組果膠酶的活性的平均值并進行比較，可見實驗的自變量是果膠酶的來源不同，因變量是果膠酶的活性，所以該實驗目的是探究不同來源果膠酶的活性。(2)根據實驗設計可知，該實驗是探究果膠酶的最適溫度，所以自變量是溫度，因變量是果膠酶的活性，用出汁量進行衡量，出汁量越多則果膠酶活性越高。該實驗方案中，溫度應該在常溫范圍內設置系列溫度梯度且梯度差值相等，所以4組的溫度應分別設置為15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃；另外探究溫度對酶活性的影響時，應保證酶促反應只能在設定的溫度下進行，同一實驗組的反應溫度只能是一個，所以實驗操作應該是將各組盛有果膠酶的試管與盛有果泥的試管分別在設定溫度下處理一定時間后再將兩支試管混合，才能保證實驗在設定的溫度下進行。(3)根據題意，本實驗的自變量是果膠酶的量，因變量是出汁量，對照實驗的設計應遵循單一變量原則和對照原則，根據實驗設置，通過A～D組實驗可比較不同實驗組出汁量的差異。若要檢測加入酶的量等于0而其他條件均與實驗組相同時的出汁量，則E組應加入緩沖液而不是蒸餾水，使試管中液體體積與實驗組相同，才符合實驗設計應遵循的單一變量原則。 答案：(1)探究不同來源果膠酶的活性　(2)4組的溫度設置不合適　各組的酶促反應受兩個不同溫度影響(每一設定溫度的兩支試管應先達到預定溫度，然后再混合)(其他答案合理也可)　(3)不能　E組加入蒸餾水而不是緩沖液違背了單一變量原則 15．某實驗小組進行了“探究果膠酶催化果膠水解最適pH”的課題研究。本課題的實驗步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥，試管中分別注入果膠酶溶液、編號、編組”之后，有下面兩種操作： 方法一：將試管中果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調至4、5、6……10。 方法二：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥pH分別調至4、5、6……10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。 (1)請問哪一種方法更科學？________________________________________________________________________。 理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)如果用曲線圖的方式記錄實驗結果，在現(xiàn)有的條件下，當橫坐標表示pH，縱坐標表示________時，實驗的操作和記錄是比較切實可行的。根據你對酶特性的了解，分析圖中最可能是實驗結果的曲線圖是________。若實驗所獲得的最適pH＝m，請你在所選的曲線圖中標出“m”點的位置。 解析：實驗關鍵是分別將果膠酶溶液和蘋果泥調至一定的pH，然后把pH相等的這兩種溶液混合，否則，在達到預定pH之前就會發(fā)生酶的催化反應。如圖甲所示，果膠酶的活性隨pH增大而升高，達到最適pH之后，酶活性逐漸降低，若過酸或過堿，則酶活性喪失。 答案： (1)方法二　方法二的操作能夠確保酶的反應環(huán)境從一開始便達到實驗預設的pH環(huán)境(或方法一的操作會在達到預定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應)　(2)果汁體積　甲　如圖所示