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

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課題1 果膠酶在果汁生產(chǎn)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(zhì) 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(guān)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(jié)構(gòu)使果膠酶失去活性 B．果膠酶是活細胞產(chǎn)生的并具有催化作用的蛋白質(zhì) C．適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：在高溫下酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞，失去活性不能恢復(fù)，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(yīng)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(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度 B．單位時間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量 C．單位時間內(nèi)、單位體積中酶的變化量 D．單位時間內(nèi)、單位體積中產(chǎn)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(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示，而酶促反應(yīng)速度用單位時間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。單位時間內(nèi)、單位體積中酶的變化量可以影響反應(yīng)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(dāng)?shù)氖?　　) A．各反應(yīng)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(yīng)保持一致 C．需用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時間應(yīng)該相同 D．反應(yīng)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(guān)變量，都應(yīng)該保持相同且適宜，攪拌時間也應(yīng)該是相同的。在反應(yīng)物濃度一定時，一段時間內(nèi)，果汁體積隨酶濃度的增加而增加，但當(dāng)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(diào)節(jié)pH的溶液一般是(　　) A．物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/L的NaCl溶液 B．質(zhì)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(zhì)來調(diào)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(nèi)多種酶的活性與溫度的關(guān)系，結(jié)果如下圖所示。 根據(jù)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(yīng)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(yīng)范圍越廣的酶所對應(yīng)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?zāi)康氖且^察果膠酶對蘋果勻漿的作用，因而實驗變量應(yīng)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(jié)果，因此應(yīng)除去。 答案：C 10．某同學(xué)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(yīng)相同時間后，再將反應(yīng)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(jié)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(dāng)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(xué)探究溫度對果膠酶活性影響的實驗結(jié)果。該結(jié)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(jù)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(yīng)在40～60 ℃設(shè)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(guān)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(diào)節(jié) C．探究果膠酶的最適溫度和最適pH的實驗中，應(yīng)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(fù)；而高溫、過酸、過堿都能使酶變性失活，且酶活性不能恢復(fù)。 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(zhì)。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(chǎn)流程圖，結(jié)合所學(xué)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(yīng)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(chǎn)生，可用____________來檢驗。在酸性條件下，該試劑與酒精反應(yīng)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(jié)果的指標有兩種，一是果汁的產(chǎn)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(yīng)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(yīng)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(chǎn)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(yīng)用酸性重鉻酸鉀，與酒精反應(yīng)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(chǎn)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(chǎn)果汁時，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相關(guān)問題： (1)某同學(xué)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(jù)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(xué)設(shè)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(shè)置的不足之處有__________________和__________________。 (3)某同學(xué)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(nèi)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(shè)計________(填“能”或“不能”)達到目的，其原因是___________________________。 解析：(1)根據(jù)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(jù)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?zāi)康氖翘骄坎煌瑏碓垂z酶的活性。(2)根據(jù)實驗設(shè)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(yīng)該在常溫范圍內(nèi)設(shè)置系列溫度梯度且梯度差值相等，所以4組的溫度應(yīng)分別設(shè)置為15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃；另外探究溫度對酶活性的影響時，應(yīng)保證酶促反應(yīng)只能在設(shè)定的溫度下進行，同一實驗組的反應(yīng)溫度只能是一個，所以實驗操作應(yīng)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(shè)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(shè)定的溫度下進行。(3)根據(jù)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(shè)計應(yīng)遵循單一變量原則和對照原則，根據(jù)實驗設(shè)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(yīng)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(shè)計應(yīng)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(shè)置不合適　各組的酶促反應(yīng)受兩個不同溫度影響(每一設(shè)定溫度的兩支試管應(yīng)先達到預(yù)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(diào)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(diào)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(xué)？________________________________________________________________________。 理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)如果用曲線圖的方式記錄實驗結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，當(dāng)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(jù)你對酶特性的了解，分析圖中最可能是實驗結(jié)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(guān)鍵是分別將果膠酶溶液和蘋果泥調(diào)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(yù)定pH之前就會發(fā)生酶的催化反應(yīng)。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(yīng)環(huán)境從一開始便達到實驗預(yù)設(shè)的pH環(huán)境(或方法一的操作會在達到預(yù)定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應(yīng))　(2)果汁體積　甲　如圖所示