2024-2025學(xué)年高中生物專題4酶的研究與應(yīng)用1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用課時(shí)評價(jià)含解析新人教版選修1

PAGE7-果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用(30分鐘100分)一、選擇題(共5小題,每小題7分,共35分)1.下列關(guān)于果膠酶的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.高溫柔低溫均能破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使果膠酶失去活性B.果膠酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的并具有催化作用的蛋白質(zhì)C.相宜的條件有助于保持酶的高活性D.果膠酶應(yīng)放在低溫下保存【解析】選A。在高溫下酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞,失去活性不能復(fù)原,在低溫下酶只是活性降低,果膠酶也是如此。【方法規(guī)律】酶的生產(chǎn)應(yīng)用及儲(chǔ)存(1)欲得到較多的產(chǎn)物,則應(yīng)保持酶的活性最高,從而提高酶促反應(yīng)速度。(2)欲對酶進(jìn)行儲(chǔ)存,則應(yīng)選擇低溫條件。2.下列關(guān)于探究pH對果膠酶活性影響試驗(yàn)的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.自變量是pHB.限制不變的量有溫度、底物濃度、酶濃度、反應(yīng)時(shí)間等C.可通過測定濾出的果汁體積推斷果膠酶最適pHD.pH過低時(shí),果膠酶活性變小,但不失活【解析】選D。探究pH對果膠酶活性影響的試驗(yàn)中,自變量是pH,因變量是酶的活性,無關(guān)變量有溫度、底物濃度、酶濃度、反應(yīng)時(shí)間等,無關(guān)變量應(yīng)保持不變,A、B項(xiàng)正確;酶的活性不能干脆看出來,可通過測定濾出的果汁體積推斷,C項(xiàng)正確;強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均會(huì)導(dǎo)致酶變性失活,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.某同學(xué)在探究果膠酶的最適溫度時(shí),將得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲線圖如圖。關(guān)于該曲線圖,以下說法錯(cuò)誤的是 ()A.該同學(xué)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中有錯(cuò)誤B.該同學(xué)設(shè)置的溫度梯度不合理C.從該曲線中推斷不出果膠酶的最適溫度D.從曲線中可推斷出果膠酶的最適溫度肯定為40℃【解析】選D。該曲線圖至少有兩個(gè)峰值,與酶只有一個(gè)最適溫度不吻合,A項(xiàng)正確;該同學(xué)的溫度設(shè)置較多地集中于低溫階段,忽視了對高溫階段試驗(yàn)組的設(shè)置,B項(xiàng)正確;結(jié)合圖示可知,過濾到的果汁量的變更趨勢仍舊在上升,無法確定果膠酶的最適溫度,C項(xiàng)正確;40℃是所設(shè)置的溫度中最接近于最適溫度的,但不肯定是最適溫度,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.下列關(guān)于探究果膠酶最適用量的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.配制不同濃度的果膠酶溶液,并在各組中加入等量的該溶液B.調(diào)整pH,使各組中的pH相同而且處于相宜狀態(tài)C.在相同且相宜的溫度條件下進(jìn)行試驗(yàn)D.用玻璃棒攪拌加酶的果泥,攪拌時(shí)間可以不同【解析】選D。該試驗(yàn)的自變量是果膠酶的用量,先配制不同濃度的果膠酶溶液,并等量加入各組中,A項(xiàng)正確;探究果膠酶最適用量的試驗(yàn)是一個(gè)比照試驗(yàn),必需遵循單一變量原則,無關(guān)變量如pH、溫度、攪拌時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間等都應(yīng)相同,B、C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.如圖表示果膠酶加入蘋果泥后在0～80℃的環(huán)境中,蘋果泥的分解總量與溫度的關(guān)系圖,依圖推斷,在0～80℃環(huán)境中,酶的活性變更曲線(pH相宜),正確的是()【解題關(guān)鍵】解答此題時(shí)肯定要留意題目中曲線縱軸表示的是蘋果泥分解總量,而不是蘋果泥分解速度;同時(shí)50℃時(shí)蘋果泥分解總量不再變更,意味著酶不能再催化分解蘋果泥?！窘馕觥窟xB。由題圖可知,當(dāng)溫度為37℃左右時(shí),分解蘋果泥的速率最快(即曲線斜率最大),此時(shí)酶的活性最高;溫度達(dá)到大約50℃時(shí),蘋果泥分解總量不再變更,說明此時(shí)酶已經(jīng)變性失活,酶的活性為零。二、非選擇題(共4小題,共65分)6.(16分)工業(yè)生產(chǎn)果汁時(shí),經(jīng)常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞的細(xì)胞壁以提高出汁率。為探討溫度對果膠酶活性的影響,某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖所示的試驗(yàn):①將果膠酶與蘋果泥分裝于不同的試管中,在10℃水浴中恒溫處理10min(如圖中A)。②將步驟①處理后的果膠酶和蘋果泥混合,再次在10℃水浴中恒溫處理10min(如圖中B)。③將步驟②處理后的混合物過濾,收集濾液,測量果汁量(如圖中C)。④在不同溫度條件下重復(fù)以上試驗(yàn)步驟,并記錄果汁量,結(jié)果如表:溫度/℃1020304050607080果汁量/mL813152515121110依據(jù)上述試驗(yàn),請分析并回答下列問題:(1)果膠酶能破除細(xì)胞壁,是因?yàn)楣z酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中________的水解。

(2)試驗(yàn)步驟①的目的是___________________________________。

(3)試驗(yàn)步驟中,用玻璃棒攪拌的目的是使________________,以減小試驗(yàn)誤差。

(4)試驗(yàn)結(jié)果表明,在上述8組試驗(yàn)中,當(dāng)溫度為____時(shí)果汁量最多,此時(shí)果膠酶的活性________。當(dāng)溫度再上升時(shí),果汁量降低,說明________________。

(5)能不能確定該溫度就是果膠酶的最適溫度?假如不能,請?jiān)O(shè)計(jì)出進(jìn)一步探究果膠酶的最適溫度的試驗(yàn)方案:

_________________________________

__。

【解析】(1)酶具有專一性,果膠酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中果膠的水解。(2)試驗(yàn)步驟①的目的是使果膠酶與蘋果泥處于同一溫度條件下,避開溫度不同對試驗(yàn)結(jié)果的影響。(3)試驗(yàn)步驟中,用玻璃棒攪拌的目的是使酶和底物充分接觸,以減小試驗(yàn)誤差。(4)試驗(yàn)結(jié)果表明,在8組試驗(yàn)中,當(dāng)溫度為40℃時(shí)果汁量最多,此時(shí)果膠酶的活性在各試驗(yàn)組中最強(qiáng)。當(dāng)溫度再上升時(shí),果汁量降低,說明酶的活性降低。(5)該試驗(yàn)不能確定40℃就是果膠酶的最適溫度,可以再設(shè)置多套裝置,以40℃為中心,以更小的溫差(如0.5℃)測量在更小范圍內(nèi)的溫度的果汁量,果汁量最多時(shí)的溫度更接近酶的最適溫度。答案:(1)果膠(2)使果膠酶與蘋果泥處于同一溫度條件下(3)酶和反應(yīng)物充分地接觸(4)40℃相對最強(qiáng)溫度上升,降低了酶的活性(5)不能。可以再設(shè)置多套裝置,以40℃為中心,以更小的溫差(如0.5℃)測量在更小范圍內(nèi)的溫度的果汁量,果汁量最高時(shí)的溫度更接近酶的最適溫度7.(17分)現(xiàn)有磨漿機(jī)、燒杯、滴管、量筒、玻璃棒、漏斗、紗布、蘋果、試管、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水、肯定濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液,下表是某小組利用上述材料進(jìn)行的有關(guān)試驗(yàn)(“/”表示不加),請回答下列問題:步驟項(xiàng)目燒杯甲乙丙丁1在燒杯中加入蘋果泥20mL20mL20mL20mL2①2mL/2mL2mL3加入不同液體2mL蒸餾水4mL蒸餾水2mLHCl2mLNaOH4水浴恒溫,玻璃棒攪拌15min15min15min15min(1)表中①處的內(nèi)容是__________________。

(2)若要驗(yàn)證果膠酶的作用,應(yīng)把________兩個(gè)燒杯同時(shí)取出并____________,視察并比較______________。預(yù)期的試驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果是:_____________________________________________。

(3)比較燒杯甲、丙、丁可知:________能影響酶的活性。

(4)請你設(shè)計(jì)一張表格,用來記錄利用上述材料“探究果膠酶最適用量”的試驗(yàn)結(jié)果?！窘忸}關(guān)鍵】依據(jù)試驗(yàn)操作過程和試驗(yàn)變量推斷試驗(yàn)?zāi)康摹?1)甲、乙組:探究果膠酶在試驗(yàn)中的作用。(2)甲、丙、丁組:探究pH對果膠酶活性的影響。【解析】(1)①處操作為加入催化劑——質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液。(2)若要驗(yàn)證果膠酶的作用,試驗(yàn)的自變量為果膠酶的有無,因此選甲、乙兩組。視察的因變量為果汁的體積與澄清度,因此無關(guān)變量過濾的時(shí)間應(yīng)當(dāng)完全相同。由于果膠酶能瓦解植物細(xì)胞壁,將不溶于水的果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸,因此甲燒杯中果汁的體積大于乙燒杯中的,且比乙燒杯中的澄清。(3)甲、丙、丁組探究pH對果膠酶活性的影響。(4)探究果膠酶最適用量的自變量為果膠酶的用量,因變量為果汁的體積。答案:(1)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液(2)甲與乙過濾相同時(shí)間果汁的體積與澄清度甲燒杯中果汁的體積多于乙燒杯中的且比乙燒杯中的澄清(3)pH(酸堿度)(4)組號(hào)12345678910……加入蘋果泥的量/mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液量/mL所得果汁的體積/mL8.(14分)酶解法制備原生質(zhì)體的原理是利用酶溶液對細(xì)胞壁成分的降解作用。蝸牛酶液從蝸牛(以植物為食)消化腺中提取;果膠酶、纖維素酶從微生物中提取。為了探討不同酶液的酶解效果,其試驗(yàn)小組取無菌煙草幼葉,切成相同大小的小片,等量放入6支試管中,試劑用量和試驗(yàn)結(jié)果列于下表。請回答有關(guān)問題。試管編號(hào)項(xiàng)目ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ蒸餾水/mL201111緩沖液/mL0210.50.50.5果膠酶液/mL0000.500蝸牛酶液/mL00000.50纖維素酶液/mL000000.5試驗(yàn)結(jié)果(綠色深淺程度)+++++++++(注:“+”越多表示綠色越深,“-”表示顏色無顯著變更)(1)試驗(yàn)過程中,須要輕搖試管,其目的是_____________________________________________,使原生質(zhì)體從葉小片中游離出來,以便視察懸浮液綠色的深淺。

(2)從綠色的深淺可推想:蝸牛酶液酶解效果最好,緣由是蝸牛酶液含有____________________等多種酶。該試驗(yàn)中__________________是空白比照組,其設(shè)置意義是________________________。

(3)用網(wǎng)篩過濾原生質(zhì)體到離心管內(nèi),離心后收集沉淀物,并用________________洗滌。

(4)原生質(zhì)體是否符合要求還需進(jìn)行檢驗(yàn),其檢驗(yàn)的方法是________________。

【解析】(1)輕搖試管有利于使酶與底物充分接觸,提高酶解效果。(2)表中數(shù)據(jù)變動(dòng)趨勢表明,蝸牛酶液的酶解效果最好,因該酶液中含果膠酶、纖維素酶等多種酶,該試驗(yàn)中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可作為空白比照組,其設(shè)置意義在于解除無關(guān)變量的干擾。(3)洗滌時(shí)應(yīng)運(yùn)用等滲溶液。(4)低滲漲破法可檢驗(yàn)原生質(zhì)體是否符合條件。答案:(1)使細(xì)胞壁與酶充分接觸,提高酶解效果(2)果膠酶和纖維素酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ解除無關(guān)變量的干擾(3)等滲溶液(4)低滲漲破法9.(18分)果粒生產(chǎn)在中國尚處于起步階段。果粒除了可干脆食用外,還可作為配料加入酸奶、冰淇淋、果凍等食品中。果膠酶作為一種新型加工協(xié)助劑,可將果粒的組織結(jié)構(gòu)損壞程度降到最小,最大限度地提高成形果粒的含量。依據(jù)以上內(nèi)容回答下列問題:(1)果膠酶作為一種果粒加工協(xié)助劑,它能將果膠分解成可溶性的__________,由酶的__________性可知,組成果粒的另一種成分__________不會(huì)被分解。

(2)在40～45℃溫度下攪拌處理的緣由是______________________;最終升溫到90～92℃再冷卻罐裝的目的是________________________。

(3)下面左圖表示溫度對果膠酶活性的影響,假如縱坐標(biāo)表示果粒的生成速率,橫坐標(biāo)表示溫度,請?jiān)谙旅嬗覉D中畫出果粒生成速率的曲線圖(所繪制的曲線大體符合事實(shí)即可)?！窘馕觥?1)果膠酶能將果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸,由于酶具有專一性,故纖維素不會(huì)被分解。(2)在40～