2019-2020学年人教版生物选修一同步导学限时训练9　果胶酶在果汁生产中的作用

2019-2020学年人教版生物选修一同步导学限时训练9　果胶酶在果汁生产中的作用

限时规范训练九 1.下列关于果胶酶的叙述错误的是( ) A.果胶酶能够分解植物细胞壁和胞间层中的果胶 B.果胶酶能降低化学反应的活化能 C.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物 D.果胶酶在细胞内的合成场所是核糖体 答案 C 解析 根据酶的专一性,果胶酶能够分解植物细胞壁和胞间层中的果 胶；酶的作用机理是降低化学反应的活化能；果胶是由半乳糖醛酸聚 合而成的一种高分子化合物,果胶酶是由氨基酸脱水缩合形成的一类 蛋白质,蛋白质的合成场所是核糖体。 2.蒸熟的苹果具有很好的止泻作用,这是因为苹果中果胶的“立场” 不太坚定,未经加热的生果胶可软化大便,与膳食纤维共同起着通便 的作用,而煮过的果胶则摇身一变,不仅具有吸收细菌和毒素的作用, 而且还有收敛、止泻的功效。下列有关果胶的叙述,错误的是( ) A.果胶是植物细胞壁的主要成分之一 B.酵母菌可产生果胶酶,是因为酵母菌的细胞壁中也含有果胶 C.果胶酶能够分解果胶 D.果胶影响果泥的出汁率 答案 B 解析 果胶是植物细胞壁的主要成分之一,细菌、真菌等虽然有细胞 壁,但其细胞壁中不含果胶。 3.在探究温度、pH 对果胶酶活性的影响及探究果胶酶用量的三个实 验中,实验的自变量依次为( ) A.温度、酶活性、酶用量 B.苹果泥用量、pH、果汁量 C.反应时间、酶活性、酶用量 D.温度、pH、酶用量 答案 D 解析 实验需人为改变的变量称为自变量。探究温度对果胶酶活性的 影响时,需要设置不同的温度作为对照,所以温度是自变量；同理,探 究 pH 对果胶酶活性影响的自变量为 pH；探究果胶酶的用量的实验中, 实验自变量为酶的用量。 4.在探究 pH 对酶活性影响的实验中,错误的是( ) A.自变量是不同的 pH B.控制不变的量有温度、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判断果胶酶的最适 pH D.pH 过低时,果胶酶活性变小,但不失活 答案 D 解析 pH 过低或过高都可能导致酶结构发生不可逆转的变化而失 活。 5.在观察果胶酶对苹果匀浆作用的实验中,将苹果匀浆放在 90 ℃恒 温水浴中保温 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.使苹果匀浆中的酶变性失活,以排除对实验的干扰 D.果胶酶最适温度为 90 ℃,此时酶的活性最高 答案 C 解析 该实验属于对照实验,其实验目的是证明果胶酶对果胶有分解 作用,而苹果匀浆中的原有的果胶酶会干扰实验结果,因此需将苹果 匀浆进行加热处理,使苹果匀浆中果胶酶变性失活,从而排除苹果匀 浆中原有的果胶酶对实验结果的影响。 6.下列叙述错误的是( ) A.在探究果胶酶用量实验中,虽然实验的变量发生了变化,但通过设 置梯度来确定最适值的思想方法是不变的 B.能产生果胶酶的生物有多种 C.通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法来判断果胶酶活性的高低 D.人们可使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题 答案 C 解析 果胶被果胶酶分解成的小分子物质可以通过滤纸,因此在探究 影响果胶酶的活性的实验中,可以通过滤出的苹果汁的体积大小来判 断果胶酶发挥作用的最适条件。 7.下列关于探究果胶酶最适用量实验的叙述,错误的是( ) A.各组需加入等量不同浓度的果胶酶溶液 B.要保证各组具有适宜并相同的 pH 和温度等条件 C.需要检测不同反应时间条件下的生成物量 D.几组实验之间可形成相互对照,不需单设空白对照 答案 C 解析 根据题干可知,本实验的自变量是果胶酶用量,所以需要设计 多个实验组形成相互对照,可以不单设空白对照；每组加入等量的不 同浓度的果胶酶溶液,其他无关变量(温度、pH、反应时间等)都保持 相同且适宜。 8.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 min 15 min 15 min 15 min (1)磨浆机的作用是____________。 (2)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____________________________________________________ ______________________________________。 (3)比较烧杯甲、丙、丁可知：________能影响酶的活性。 (4)表中①处的内容是_______________________________________ ____________________________________。 (5)请设计一表格,用来记录利用上述材料“探究果胶酶的最适用 量”的实验结果。 答案 (1)制取苹果泥 (2)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 (3)pH(或酸碱度) (4)质量分数为 2%的果胶酶溶液 (5)见下表： 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 注：单位可以不用 mL,如用滴等；组数也不定。 解析 (1)实验中要用磨浆机制取苹果泥。(2)乙烧杯中没有加入果胶 酶溶液,若要验证果胶酶的作用,应把甲、乙烧杯同时取出,过滤相同 的时间,观察并比较滤出果汁的体积和澄清度,预期的实验现象与结 果为甲组果汁的体积多于乙组,且比乙组澄清。(3)甲、丙、丁组的自 变量是 pH。(4)①应为质量分数为 2%的果胶酶溶液。(5)探究果胶酶 最适用量的实验中,自变量为果胶酶用量,应设置多组实验,分别加入 不同量的果胶酶溶液,所得果汁的体积或澄清度为因变量。 9.下列关于果胶酶的叙述正确的是( ) ①凡具有分泌功能的细胞都能产生果胶酶 ②凡是活细胞都能产生果胶酶 ③果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸 ④部分植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶 ⑤果胶酶特指分解果胶的一种酶 ⑥纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁 ⑦组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸 A.①②⑤ B.②③⑦ C.③④⑥ D.③④⑤ 答案 C 解析 所有活细胞都能产生酶,但不同细胞产生的酶的种类不一定相 同,产生果胶酶的生物有植物、霉菌、酵母菌和细菌等,①②错误,④ 正确；果胶酶的作用是将果胶分解成半乳糖醛酸,植物细胞壁主要由 纤维素和果胶组成,可用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁,③⑥正 确；果胶酶是指分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、 果胶分解酶和果胶酯酶等,⑤错误；果胶酶的化学本质是蛋白质,其组 成单位是氨基酸,⑦错误。 10.关于果胶酶的探究实验,下列叙述错误的是( ) A.探究果胶酶的最适温度时,需将底物和酶分别在相同温度下处理后 再混合 B.低温和高温对酶活性的影响是相同的,而过酸和过碱对酶活性的影 响是不同的 C.探究果胶酶的最适温度和最适 pH 实验中应严格控制果泥用量、果 胶酶的用量及作用时间等无关变量 D.探究果胶酶的最适用量时果泥用量应保证一致 答案 B 解析 探究果胶酶的最适温度时,需将底物和酶分别在相同温度下处 理后再混合,目的是控制单一变量,保证底物和酶在混合时的温度相 同,避免底物和酶混合时,影响混合物的温度,从而影响酶活性；高温、 过酸、过碱都会破坏酶的空间结构使酶变性失活,酶的活性不能恢复, 低温使酶活性降低,但没有破坏酶的空间结构,酶的活性可以恢复；在 探究果胶酶的最适温度和最适 pH 实验中,要严格控制果泥用量、果胶 酶的用量及作用时间等无关变量；探究果胶酶的最适用量时,各组实 验的果泥用量、反应时间等无关变量要保持一致。 11.下列关于探究果胶酶用量实验的叙述,错误的是( ) A.实验时可配制不同浓度梯度的果胶酶溶液 B.底物浓度一定时,酶用量越大滤出的果汁一定越多 C.本实验应在适宜的温度和 pH 条件下进行 D.用玻璃棒搅拌加过酶的果泥时,各组的搅拌力度和搅拌时间应保持 相同 答案 B 解析 底物浓度一定时,起初随着酶用量增大,滤出果汁增多,但当酶 的用量增加到某个值后,再增加酶的用量,滤出的果汁量也不再变化 (底物消耗完)。 12.(2018·成都月考)探究温度对果胶酶活性影响的实验中,得到如 表所示实验结果。据此分析错误的是( ) 温度/℃ 30 35 40 45 50 55 60 65 70 果汁量/mL 3.5 4.6 8.6 10.9 12.3 11.7 10.1 5.4 3.9 A.实验过程中应先将苹果泥和果胶酶分别调节到对应温度后再混合 B.为了实验结果的科学性和控制单一变量,各组混合处理时间和过滤 果汁时间均应相同 C.该实验自变量为温度,因变量为果汁量,pH、混合处理时间和过滤时 间等为无关变量 D.若要探究果胶酶的最适温度,应在 50～55 ℃之间设置更小温度梯 度进行实验 答案 D 解析 实验过程中应先将苹果泥和果胶酶分别调节到对应温度后再 混合,以保证反应温度为设定的温度；为了实验结果的科学性和控制 单一变量,各组混合处理时间和过滤果汁时间等无关变量均应控制相 同且适宜；该实验的自变量为温度,因变量为果汁量,pH、混合处理时 间和过滤时间等为无关变量；分析表中数据可知,在 50 ℃时果汁量 最大,所以应在 45～55 ℃之间设置更小温度梯度进行实验来探究果 胶酶的最适温度。 13.(2019·江西九江一中月考)某同学探究 pH 对酶活性的影响。他准 备了 5 支含有等量相同浓度的果胶酶溶液的试管,用质量分数为 0.1% 的盐酸或氢氧化钠溶液调节试管溶液至不同的 pH,每支试管加 5 块 0.1 cm3 的正方体苹果块,试管均置于 25 ℃室温条件下。 (1)请你帮助该同学选取 pH 梯度：____________________________ ___________________________________________。 (2)请用两种方法改进实验,使实验在更短时间内完成： __________________________________________________________ ______________。 (3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是______________________ __________________________________________________________ _______________。可根据__________________________________ __________________________________________________________ 来判断果胶酶的最适 pH。 (4)为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶的作用,还应对实验进 行怎样的设计？__________________________________________ __________________________________________________________ ____________________________________________。 答案 (1)5、6、7、8、9 (2)将温度由 25 ℃提高到约 50 ℃；将正方体苹果块制成苹果泥 (3)一定范围内,酶活性越高,果胶分解越快,单位时间内获得的果汁 量越多 单位时间内获得的果汁的量(果汁的澄清度) (4)另增加一支试管,加入与果胶酶溶液等量的蒸馏水和与实验组等 量的苹果泥,作为对照 解析 (1)果胶酶的最适 pH 范围为 6 左右,故在探究 pH 对果胶酶活性 的影响时,可选取的 pH 系列为 5、6、7、8、9。(2)本实验探究的是 pH 对果胶酶活性的影响,各组实验温度应相同且适宜,果胶酶作用的 适宜温度范围为 45～50 ℃,故将各试管置于 45～50 ℃的条件下实验 效果更好；要加快反应速率,可以增加底物与酶的接触面积,故应将苹 果块制成苹果泥再进行实验。(3)在果胶酶的作用下,不溶于水的果胶 被分解为可溶性物质,提高出汁率,故原材料充足时,酶活性越高,单 位时间内获得的果汁量越多。(4)为确认澄清果汁的大量生成是由于 果胶酶的作用,可再设置一组对照实验,用等量蒸馏水替代实验组的 果胶酶溶液,其他与实验组相同,放在相同条件下相同时间后测定果 汁量。 14.下图是研究人员对黑曲霉 A1 果胶酶性质的研究结果,据图分析温 度、pH 和 Ca2＋浓度等与酶活力的关系： (1)从上图可以看出,对酶活力影响最小的是________。 (2)这三个图的共同点说明___________________________________ _________________________________________________。 (3)若探究温度对黑曲霉 A1 果胶酶活力的影响,则在该实验中,实验组 和对照组的 pH 及 Ca2＋浓度是否需要进行调节？________。若需要调 节,则 pH 及 Ca2 ＋ 浓度分别调节到________和________,其原因是 __________________________________________________________ __________________________________________________________ ____________________________。 答案 (1)Ca2＋浓度 (2)在最适条件下,酶的活力最高 (3)需要 4 1 遵循单一变量原则,无关变量相同且适宜 解析 (1)图中曲线变动趋势表明,Ca2＋浓度对酶活力影响最小。(2) 三种曲线变动趋势均显示在最适条件下酶活力最高。(3)欲探究温度 对酶活性的影响,应遵循单一变量原则,pH、Ca2＋浓度等为无关变量, 应保持相同且适宜。 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,进行了如下所示实验。 图 1 (1)实验方法：请将图 1 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 2 中曲线甲所示。 图 2 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 2 中的纵坐标还可用____________来表示。 ③图 1 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：____________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ ___________________。 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 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 汁后用量筒测量果汁体积。(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,不会因酶的 浓度、底物的量的不同而改变。(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。