2024-2025学年高中生物专题4酶的研究与应用1果胶酶在果汁生产中的作用课时评价含解析新人教版选修1

PAGE7-果胶酶在果汁生产中的作用(30分钟100分)一、选择题(共5小题,每小题7分,共35分)1.下列关于果胶酶的叙述,错误的是 ()A.高温柔低温均能破坏酶的空间结构使果胶酶失去活性B.果胶酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质C.相宜的条件有助于保持酶的高活性D.果胶酶应放在低温下保存【解析】选A。在高温下酶的空间结构被破坏,失去活性不能复原,在低温下酶只是活性降低,果胶酶也是如此。【方法规律】酶的生产应用及储存(1)欲得到较多的产物,则应保持酶的活性最高,从而提高酶促反应速度。(2)欲对酶进行储存,则应选择低温条件。2.下列关于探究pH对果胶酶活性影响试验的叙述,错误的是 ()A.自变量是pHB.限制不变的量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等C.可通过测定滤出的果汁体积推断果胶酶最适pHD.pH过低时,果胶酶活性变小,但不失活【解析】选D。探究pH对果胶酶活性影响的试验中,自变量是pH,因变量是酶的活性,无关变量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等,无关变量应保持不变,A、B项正确;酶的活性不能干脆看出来,可通过测定滤出的果汁体积推断,C项正确;强酸、强碱均会导致酶变性失活,D项错误。3.某同学在探究果胶酶的最适温度时,将得到的试验数据转换成曲线图如图。关于该曲线图,以下说法错误的是 ()A.该同学的试验数据中有错误B.该同学设置的温度梯度不合理C.从该曲线中推断不出果胶酶的最适温度D.从曲线中可推断出果胶酶的最适温度肯定为40℃【解析】选D。该曲线图至少有两个峰值,与酶只有一个最适温度不吻合,A项正确;该同学的温度设置较多地集中于低温阶段,忽视了对高温阶段试验组的设置,B项正确;结合图示可知,过滤到的果汁量的变更趋势仍旧在上升,无法确定果胶酶的最适温度,C项正确;40℃是所设置的温度中最接近于最适温度的,但不肯定是最适温度,D项错误。4.下列关于探究果胶酶最适用量的叙述,错误的是 ()A.配制不同浓度的果胶酶溶液,并在各组中加入等量的该溶液B.调整pH,使各组中的pH相同而且处于相宜状态C.在相同且相宜的温度条件下进行试验D.用玻璃棒搅拌加酶的果泥,搅拌时间可以不同【解析】选D。该试验的自变量是果胶酶的用量,先配制不同浓度的果胶酶溶液,并等量加入各组中,A项正确;探究果胶酶最适用量的试验是一个比照试验,必需遵循单一变量原则,无关变量如pH、温度、搅拌时间、反应时间等都应相同,B、C项正确,D项错误。5.如图表示果胶酶加入苹果泥后在0～80℃的环境中,苹果泥的分解总量与温度的关系图,依图推断,在0～80℃环境中,酶的活性变更曲线(pH相宜),正确的是()【解题关键】解答此题时肯定要留意题目中曲线纵轴表示的是苹果泥分解总量,而不是苹果泥分解速度;同时50℃时苹果泥分解总量不再变更,意味着酶不能再催化分解苹果泥。【解析】选B。由题图可知,当温度为37℃左右时,分解苹果泥的速率最快(即曲线斜率最大),此时酶的活性最高;温度达到大约50℃时,苹果泥分解总量不再变更,说明此时酶已经变性失活,酶的活性为零。二、非选择题(共4小题,共65分)6.(16分)工业生产果汁时,经常利用果胶酶破除果肉细胞的细胞壁以提高出汁率。为探讨温度对果胶酶活性的影响,某学生设计了如图所示的试验:①将果胶酶与苹果泥分装于不同的试管中,在10℃水浴中恒温处理10min(如图中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10min(如图中B)。③将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液,测量果汁量(如图中C)。④在不同温度条件下重复以上试验步骤,并记录果汁量,结果如表:温度/℃1020304050607080果汁量/mL813152515121110依据上述试验,请分析并回答下列问题:(1)果胶酶能破除细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中________的水解。

(2)试验步骤①的目的是___________________________________。

(3)试验步骤中,用玻璃棒搅拌的目的是使________________,以减小试验误差。

(4)试验结果表明,在上述8组试验中,当温度为____时果汁量最多,此时果胶酶的活性________。当温度再上升时,果汁量降低,说明________________。

(5)能不能确定该温度就是果胶酶的最适温度?假如不能,请设计出进一步探究果胶酶的最适温度的试验方案:

_________________________________

__。

【解析】(1)酶具有专一性,果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解。(2)试验步骤①的目的是使果胶酶与苹果泥处于同一温度条件下,避开温度不同对试验结果的影响。(3)试验步骤中,用玻璃棒搅拌的目的是使酶和底物充分接触,以减小试验误差。(4)试验结果表明,在8组试验中,当温度为40℃时果汁量最多,此时果胶酶的活性在各试验组中最强。当温度再上升时,果汁量降低,说明酶的活性降低。(5)该试验不能确定40℃就是果胶酶的最适温度,可以再设置多套装置,以40℃为中心,以更小的温差(如0.5℃)测量在更小范围内的温度的果汁量,果汁量最多时的温度更接近酶的最适温度。答案:(1)果胶(2)使果胶酶与苹果泥处于同一温度条件下(3)酶和反应物充分地接触(4)40℃相对最强温度上升,降低了酶的活性(5)不能。可以再设置多套装置,以40℃为中心,以更小的温差(如0.5℃)测量在更小范围内的温度的果汁量,果汁量最高时的温度更接近酶的最适温度7.(17分)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、肯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试验(“/”表示不加),请回答下列问题:步骤项目烧杯甲乙丙丁1在烧杯中加入苹果泥20mL20mL20mL20mL2①2mL/2mL2mL3加入不同液体2mL蒸馏水4mL蒸馏水2mLHCl2mLNaOH4水浴恒温,玻璃棒搅拌15min15min15min15min(1)表中①处的内容是__________________。

(2)若要验证果胶酶的作用,应把________两个烧杯同时取出并____________,视察并比较______________。预期的试验现象与结果是:_____________________________________________。

(3)比较烧杯甲、丙、丁可知:________能影响酶的活性。

(4)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”的试验结果。【解题关键】依据试验操作过程和试验变量推断试验目的。(1)甲、乙组:探究果胶酶在试验中的作用。(2)甲、丙、丁组:探究pH对果胶酶活性的影响。【解析】(1)①处操作为加入催化剂——质量分数为2%的果胶酶溶液。(2)若要验证果胶酶的作用,试验的自变量为果胶酶的有无,因此选甲、乙两组。视察的因变量为果汁的体积与澄清度,因此无关变量过滤的时间应当完全相同。由于果胶酶能瓦解植物细胞壁,将不溶于水的果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,因此甲烧杯中果汁的体积大于乙烧杯中的,且比乙烧杯中的澄清。(3)甲、丙、丁组探究pH对果胶酶活性的影响。(4)探究果胶酶最适用量的自变量为果胶酶的用量,因变量为果汁的体积。答案:(1)加入质量分数为2%的果胶酶溶液(2)甲与乙过滤相同时间果汁的体积与澄清度甲烧杯中果汁的体积多于乙烧杯中的且比乙烧杯中的澄清(3)pH(酸碱度)(4)组号12345678910……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/mL8.(14分)酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶液对细胞壁成分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛(以植物为食)消化腺中提取;果胶酶、纤维素酶从微生物中提取。为了探讨不同酶液的酶解效果,其试验小组取无菌烟草幼叶,切成相同大小的小片,等量放入6支试管中,试剂用量和试验结果列于下表。请回答有关问题。试管编号项目ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ蒸馏水/mL201111缓冲液/mL0210.50.50.5果胶酶液/mL0000.500蜗牛酶液/mL00000.50纤维素酶液/mL000000.5试验结果(绿色深浅程度)+++++++++(注:“+”越多表示绿色越深,“-”表示颜色无显著变更)(1)试验过程中,须要轻摇试管,其目的是_____________________________________________,使原生质体从叶小片中游离出来,以便视察悬浮液绿色的深浅。

(2)从绿色的深浅可推想:蜗牛酶液酶解效果最好,缘由是蜗牛酶液含有____________________等多种酶。该试验中__________________是空白比照组,其设置意义是________________________。

(3)用网筛过滤原生质体到离心管内,离心后收集沉淀物,并用________________洗涤。

(4)原生质体是否符合要求还需进行检验,其检验的方法是________________。

【解析】(1)轻摇试管有利于使酶与底物充分接触,提高酶解效果。(2)表中数据变动趋势表明,蜗牛酶液的酶解效果最好,因该酶液中含果胶酶、纤维素酶等多种酶,该试验中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可作为空白比照组,其设置意义在于解除无关变量的干扰。(3)洗涤时应运用等渗溶液。(4)低渗涨破法可检验原生质体是否符合条件。答案:(1)使细胞壁与酶充分接触,提高酶解效果(2)果胶酶和纤维素酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ解除无关变量的干扰(3)等渗溶液(4)低渗涨破法9.(18分)果粒生产在中国尚处于起步阶段。果粒除了可干脆食用外,还可作为配料加入酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果胶酶作为一种新型加工协助剂,可将果粒的组织结构损坏程度降到最小,最大限度地提高成形果粒的含量。依据以上内容回答下列问题:(1)果胶酶作为一种果粒加工协助剂,它能将果胶分解成可溶性的__________,由酶的__________性可知,组成果粒的另一种成分__________不会被分解。

(2)在40～45℃温度下搅拌处理的缘由是______________________;最终升温到90～92℃再冷却罐装的目的是________________________。

(3)下面左图表示温度对果胶酶活性的影响,假如纵坐标表示果粒的生成速率,横坐标表示温度,请在下面右图中画出果粒生成速率的曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。【解析】(1)果胶酶能将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,由于酶具有专一性,故纤维素不会被分解。(2)在40～