2019-2020学年名师同步人教版生物选修一课下提能：专题4　课题1　果胶酶在果汁生产中的作用 9页

专题 4 课题 1 果胶酶在果汁生产中的作用 课下提能 一、选择题 1．下列关于果胶酶和纤维素酶的叙述，正确的是( ) A．二者都不是一种酶 B．催化果胶酶水解的酶是淀粉酶 C．二者都是在高尔基体中合成的 D．构成纤维素酶的基本单位是葡萄糖 解析：选 A 纤维素酶是一种复合酶，而果胶酶是一类酶。纤维素酶和果胶 酶的成分均是蛋白质，在核糖体上合成。 2．下列对果胶酶作用的叙述，错误的是( ) A．果胶酶是催化剂，可以改变反应速度 B．果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层 C．在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清 D．果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸 解析：选 D 果胶酶是催化剂，所以可以改变反应速度；果胶是植物细胞壁 以及胞间层的主要组成成分之一，是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合 物，不溶于水，果胶酶能够把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变 得澄清。 3．在观察果胶酶对苹果匀浆的作用的实验中，将苹果匀浆放在 90 ℃恒温 水中保温 4 min，其目的是( ) A．杀灭苹果匀浆中的微生物 B．使果胶分解，从而提高出汁率 C．使苹果匀浆中原有的果胶酶变性失活，以排除对实验的干扰 D．果胶酶的最适温度为 90 ℃，此时酶的活性最高 解析：选 C 90 ℃不可能为果胶酶的最适温度，该温度下酶会变性失活。 由于实验目的是要观察果胶酶对苹果匀浆的作用，因而实验变量应为有无果胶酶 或果胶酶量的多少，苹果匀浆中原有的酶会影响实验结果，因此应除去。 4．小明吃早餐时不小心把粥洒在了衣服上，妈妈用加酶洗衣粉将他的衣服 洗干净了。这主要是加酶洗衣粉中的哪种酶的作用( ) A．蛋白酶 B．淀粉酶 C．脂肪酶 D．纤维素酶 解析：选 B 粥是用大米熬制的，大米的主要成分是淀粉。因此，根据酶的 专一性原理可知，这主要是加酶洗衣粉中的淀粉酶的作用。 5．由反应生成物的量可知酶反应的速度(酶作用强度)，下列实验中最必要 的两项是( ) ①设其他条件最适，改变温度，观察反应生成物的量 ②设其他条件最适，改变酶的浓度，观察反应生成物的量 ③设其他条件最适，改变底物的浓度，观察反应生成物的量 ④设其他条件最适，改变温度，观察反应物的量 ⑤设其他条件最适，改变酶的浓度，观察反应物的量 A．①② B．③④ C．②④ D．①③ 解析：选 D 由题意可知，酶的浓度一定，观察反应生成物的量，而温度、 底物的浓度都能影响酶的活性，所以①③正确，②不是必要的，④⑤观察的是反 应物的量。 6．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 ( ) 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 ℃与 60 ℃时酶的活性相同 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：选 C 据表可知，在不同温度下果汁量不同，所以温度影响果胶酶的 活性；40 ℃与 60 ℃时出汁量相同，所以酶的活性相同；要确定 50 ℃是否是该 酶的最适温度，应在 40～60 ℃设置温度梯度，继续实验；若温度从 10 ℃升高 到 40 ℃，出汁量逐渐增加，所以酶的活性将逐渐增强。 7．(2019·西安检测)用果胶酶处理苹果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化 反应，应采取的措施是( ) A．加大苹果泥用量 B．大幅度提高反应温度 C．换成大型号容器 D．用玻璃棒进行搅拌 解析：选 D 增加底物浓度不一定能提高反应速率，A错误；温度过高时， 可能会使酶的活性下降甚至丧失，B错误；换成大型号容器不影响反应的速率， C错误；在用果胶酶处理苹果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应使其 与果胶充分混合，可用玻璃棒搅拌，增大酶与底物的接触面积，D正确。 8．下图表示某研究小组探究果胶酶的用量的实验结果。有关说法正确的是 ( ) A．在 ac段限制反应速度的主要因素是酶的用量 B．在 bc段限制反应速度的因素是温度、pH、反应物浓度等 C．在 ac段增加反应物浓度，可以明显加快反应速度 D．在 a点提高温度，反应速度一定提高 解析：选 B 由曲线图可以看出，在 ab段，随着酶的用量的增大，酶促反 应速度加快，说明此阶段限制反应速度的主要因素是酶的用量；此时增加反应物 浓度，反应速度不会明显加快。在 bc段，随着酶的用量的增大，酶促反应速度 不再加快，此时反应物浓度成为限制反应速度的因素之一，增加反应物浓度，反 应速度会加快；此实验条件下的温度不确定，所以在 a点时提高温度，不一定提 高反应速度。 9．探究温度对果胶酶活性影响的实验中，下列说法不正确的是( ) A．可准备一组烧杯，分别盛有不同温度的水 B．将苹果泥和果胶酶混合后放在不同温度的烧杯中恒温水浴处理 C．不同温度之间可形成相互对照 D．温度过高时，果胶酶会变性失活 解析：选 B 探究温度对酶活性的影响时，要分别把酶溶液和反应物的温度 控制好，然后再将它们混合。否则，实验缺乏严密性，结果不可靠。 10．下列有关果胶酶及与果胶酶实验探究的有关叙述，正确的是( ) A．探究果胶酶的用量时，pH、温度不影响实验结果 B．果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等 C．探究温度对果胶酶活性影响时，温度、苹果泥用量、果胶酶用量及反应 时间等都是自变量 D．可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量 解析：选 D 探究果胶酶用量时，pH、温度会影响实验结果；葡萄糖异构 酶不属于果胶酶；探究温度对果胶酶活性影响的实验中，温度为自变量，其他因 素应保持相同且适宜。 二、非选择题 11．下图是果胶酶在不同温度条件下的酶活性变化曲线，请回答下列问题： (1)在 35℃时，果胶酶的活性________。 (2)在________和________时，果胶酶的活性都降为 0，但恢复至 35℃时， 图________所示酶的催性活性可能恢复，请在图中画出恢复曲线，由此表明图 ________所示酶的结构未受到破坏。 解析：从图中看出，果胶酶在 35℃时催化效率最高，当温度降到 0℃或升 高至 100℃时，催化效率均降到 0。果胶酶的化学本质是蛋白质，当温度升高至 100 ℃时，果胶酶的分子结构发生改变，从而使酶变性失活，当温度再恢复到 35℃时，酶也不会恢复活性。而温度降至 0℃时，酶的结构并没有发生变化， 再恢复到 35℃时，活性还会恢复。 答案：(1)最高 (2)0℃ 100℃ 甲 如下图所示 甲 12．工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率，为研 究温度对果胶酶活性的影响，某学生设计了如下实验： ①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在 10℃水浴中恒温处理 10 min(如图 A) ②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在 10℃水浴中恒温处理 10 min(如图 B) ③将步骤②处理后的混合物过滤，收集过滤，测果汁量(如图 C) ④在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量如下： 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10 根据上述实验，请分析回答下列问题： (1)果胶酶能除去细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中________的水解。 (2)实验结果表明，当温度为________时果汁量最多，此时果胶酶的活性 ________。当温度再升高时，果汁量降低，说明________________。 (3)实验步骤①的目的是_____________________________________ _________________________________________________________。 解析：(1)高等植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一是果胶，而果胶酶 则是水解果胶的一类酶的总称。(2)通过表中数据可知：在 40℃时，产生的果汁 量最多，在题中所给的温度范围内，40℃时酶活性最高。当温度再升高时，出 汁量降低，酶的活性降低。(3)因为酶具有高效性，使底物与酶的温度都达到预 定值后再混合，可避免其事先发生反应，而引起结果的不准确。 答案：(1)果胶 (2)40℃ 最高 酶活性降低 (3)避免果汁和果胶酶混合时 影响混合物温度，从而影响果胶酶活性 13．现有磨浆机、烧杯、滴管、量筒、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、试管、 质量分数为 2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液，下表 是某小组利用上述材料进行的有关实验(“/”表示不加)，请回答下列问题： 操作顺 序 项目 烧杯 甲 乙 丙 丁 1 在烧杯中加 入苹果泥 20 mL 20 mL 20 mL 20 mL 2 ① 2 mL / 2 mL 2 mL 3 加入不同的 液体 2 mL蒸馏水 4 mL蒸 馏水 2 mL盐 酸 2 mL 氢 氧化钠 4 水浴恒温，玻 璃棒搅拌 15分钟 15分钟 15分钟 15分钟 (1)磨浆机的作用是__________________________________。 (2)表中①处的内容是__________________________________。 (3)若要验证果胶酶的作用，应把________两个烧杯同时取出并__________， 观 察 并 比 较 ________________ 。 预 期 的 实 验 现 象 与 结 果 是 ： _________________________________________________________。 (4)比较烧杯甲、丙、丁可知：________能影响酶的活性。 (5)请你设计一张表格，用来记录利用上述材料“探究果胶酶最适用量”的 实验结果。 解析：(1)实验中磨浆机的作用是制取苹果泥。(2)依据实验条件可推知表中 ①处的内容是：质量分数为 2%的果胶酶溶液。(3)若要验证果胶酶的作用，应把 甲(实验组)与乙(对照组)两个烧杯同时取出并过滤相同时间后，通过观察并比较 果汁的体积与澄清度来判断果胶酶的作用。其实验结果是：加入果胶酶的烧杯甲 的果汁的体积多于乙，且比乙澄清。(4)甲、丙、丁的条件差异为 pH值不同，因 此比较烧杯甲、丙、丁的结果可知：pH值(酸碱度) 能影响酶的活性。(5)设计表 格时要注意：表格各栏目内容为组号、加入苹果泥的量(mL)、质量分数为 2%的 果胶酶溶液量(mL)、所得果汁的体积(mL)。单位可以不用 mL，如用滴数表示等， 组数也不定。 答案：(1)制取苹果泥 (2)质量分数为 2%的果胶酶溶液 (3)甲与乙 过滤相 同时间 果汁的体积与澄清度 甲果汁的体积多于乙，且比乙澄清 (4)pH值(酸 碱度) (5)如下表，合理即可。 组号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 … 加入苹果泥的 量(mL) 质量分数为 2% 的果胶酶溶液 量(mL) 所得果汁的体 积(mL) 14.葡萄收获的季节性较强，并且不易运输，易造成积压，腐烂变质。为了 解决此问题且满足不同人群的需求，可以将其加工制作成果汁、果酒、果醋等。 下面是简单的生产流程图，结合所学知识回答下列问题： (1)果胶酶的使用过程①中，需要对酶的活性、酶的用量进行研究。在甲、 乙两条曲线中，果胶酶活性受环境因素影响的变化曲线是________；乙曲线中纵 轴还可以用__________________来表示。自变量 X 可以代表__________；自变 量 Y可以代表________________。 (2)果胶酶的最适用量是上图中的________点对应的量。 (3)③→⑤过程中不用灭菌一般也不会受到杂菌的污染，原因是 _____________________________________________________________________ _____________________________________________。 (4)果酒与果醋的制作过程相比，从发酵条件来看，二者不同之处是 _____________________________________________________________________ _____________________________________________。 (5)果汁发酵后是否有酒精产生，可用____________来检验。在酸性条件下， 该试剂与酒精反应呈现_________________________________________。 解析：(1)果胶酶的活性受温度、pH 等条件的影响，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，一是果汁的产生量，另一种是 果汁的澄清度。(2)果胶酶的最适用量是过滤得到果汁澄清度最高时对应的最小 酶量，B点后酶量增加而澄清度不再增加，因此 B点对应的量为果胶酶的最适用 量。(3)缺氧条件不利于大多数细菌的生存，同时酵母菌无氧呼吸产生酒精，抑 制了绝大多数细菌的生长繁殖。(4)酒精发酵为无氧发酵，醋酸发酵为需氧发酵。 (5)检测酒精时应用酸性重铬酸钾，与酒精反应呈现灰绿色。 答案：(1)甲 过滤得到的果汁体积 温度、pH 等 果胶酶的浓度(或用量) (2)B (3)培养液中缺氧环境及酵母菌产生的酒精能抑制绝大多数细菌的生长繁 殖 (4)酒精发酵需要无氧条件，醋酸发酵需要充足的氧气 (5)重铬酸钾 灰绿色 15．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，进行了如图所示实验。 (1)实验方法：请将图中所示的操作进行排序____________________。 (2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图中曲线甲 所示。 ①图中自变量是温度，除此之外还可用________表示。 A．酶的浓度 B．苹果泥的量 C．水的加入量 D．pH ②图中的纵坐标还可用________________来表示。 ③步骤 c中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中进行恒温处 理的目的是_________________________________________________________ ____________________。 ④实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，两次实验中苹果汁 的 澄 清 度 最 高 点 对 应 的 横 坐 标 是 同 一 位 置 的 原 因 是 _____________________________________________________________________ _____________________________________________。 (3)下表是某实验小组的详细实验结果： 温度(℃) 10 20 30 40 50 60 70 80 果汁的产量(mL) 8 13 15 25 15 12 11 10 根据上述实验结果可知，当温度为________时，果汁的产量最多，能不能确 定该温度就是果胶酶的最适温度，如果不能，请设计出进一步探究果胶酶的最适 温度的实验方案： _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _________________________________。 解析：(1)实验顺序：搅拌器搅拌制苹果泥，将分别装有苹果泥和果胶酶的 试管在恒温水浴中保温，苹果泥和果胶酶混合保温、过滤果汁后用量筒计量。(2) 果胶酶的活性受温度、pH等的影响，而与底物的量、酶的浓度和 水的加入量没有关系。衡量实验结果的指标有两个，一个是果汁的产量，另 一个是果汁的澄清度。为使实验中反应的温度达到相应的设计温度，必须使酶与 底物分别保温达到设计温度后才能混合。每一种酶的最适 pH和最适温度是一定 的。(3)根据表格数据可知，在 40℃时产生果汁量最多，因此 40℃比较接近酶 的最适温度。要将最适温度确定得更加精确，可以 40℃为中心，以更小的温度 梯度(如 0.5℃)设置自变量。 答案：(1)acdb (2)①D ②苹果汁的体积 ③保证底物和酶在混合时的温度 是相同的 ④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 (3)40℃ 不能。可以再设置多组实验，以 40℃为中心，以更小的温度 梯度(如 0.5℃)设置自变量，测量在更小的温度范围内的果汁的产量，果汁的产 量最高的一组对应的温度更接近酶的最适温度