2016-2017学年高中生物专题4酶的研究与应用课题1果胶酶在果汁生产中的作用学业分层测评新人教版选修

专题4 酶的研究与应用 课题1 果胶酶在果汁生产中的作用学业分层测评(建议用时：45分钟) 学业达标1酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，下列有关叙述不正确的是()A酶活性是由酶本身结构决定的，也受外界条件影响B酶活性受温度、pH等因素的影响C酶活性高低与反应物浓度无关D反应过程中酶活性一直不变【解析】酶的活性由其结构决定，酶的结构受外界条件，如温度、pH等的影响，但与反应物浓度无关，随着反应时间的延长酶活性会有所降低。【答案】D2下列关于果胶酶的说法正确的是()A果胶酶是果胶分解酶的简称，纤维素酶是纤维素分解酶的简称B果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸C在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清，是果胶酶彻底分解了细胞壁的结果D果胶酶只改变果胶分解的速度，反应前后果胶酶本身没有发生改变【解析】果胶酶是多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶的总称。果胶酶的催化作用具有专一性，只能使果胶分解为半乳糖醛酸，不能水解细胞壁中的纤维素。果胶酶只是大大加速了果胶在常温下的分解速度，在反应前后其数量和性质均不发生改变。【答案】D3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，应采取的措施是()A加大苹果泥用量B加大果胶酶用量C进一步提高温度D用玻璃棒不时地搅拌反应混合物【解析】在用果胶酶处理果泥时，若让果胶酶充分催化反应则需扩大果胶酶和果泥的接触面积，尽量使果胶酶和果泥充分接触，因此可用玻璃棒不时地搅拌反应混合物。对果泥用量、酶量及反应所需的温度和pH的调整，在一定范围内只能增大反应速度，而不能使果胶酶充分地催化反应。【答案】D4果胶酶和纤维素酶的相同点是()A最适的温度完全相同B最适的pH完全相同C都能去除细胞膜D都是一种复合酶【解析】酶都有最适的温度和pH，严格而言，不同酶的最适温度和pH不会完全相同。果胶酶和纤维素酶都能瓦解细胞壁，由于细胞膜内既无果胶又无纤维素，故果胶酶和纤维素酶都不会瓦解细胞膜。果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶，而纤维素酶包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶，它们都是复合酶。【答案】D5关于探究果胶酶最适用量的实验的叙述错误的是()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调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态C用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不同D在相同且适宜的温度条件下进行实验【解析】在探究果胶酶最适用量的实验中，自变量是酶的用量，其他的无关变量应保持一致，所以用玻璃棒搅拌加酶的果泥的时间应该相同。【答案】C6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() 【导学号：05520029】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】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在预设的相同温度下，然后再将它们混合。否则，实验缺乏严密性，结果不可靠。【答案】B7某有机物加入酶后，置于0 至80 环境中，有机物的分解总量与温度的关系如右图所示。根据该图判断，如果把这些物质置于80 至0 的环境中处理，在AD四图中，符合其关系的图是(注：纵坐标为有机物的分解总量)()【解析】高温使酶变性失活，降低温度后，酶的活性也不能恢复，因此分解物总量也就不再变化。【答案】B8一透析袋(其膜为半透膜)中装有物质M和分解它的酶，此袋放在盛有蒸馏水的烧杯中，等检查时，在蒸馏水中发现有物质X。根据这一观察，下列判断正确的是()酶分解了物质XM被分解X是物质M的组成成分X能透过透析袋ABC D【解析】由题干可知，物质M被分解它的酶分解并产生X，X能透过半透膜。【答案】B9下列有关果胶酶及与果胶酶实验探究有关的叙述，正确的是()A探究果胶酶的最适用量时，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应将果泥与果胶酶先混合均匀后再放置于预设定温度的水浴锅中D可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来定量表示果胶酶的活性【解析】探究果胶酶的最适用量时，pH、温度会影响实验结果，实验中要保持pH、温度相同且适宜；果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等；实验过程中应将果泥与果胶酶分装在不同试管中放置于预设定温度的水浴锅中，几分钟后再混合均匀。【答案】D10我国水果生产发展迅速，但由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。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。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 DpH图中的纵坐标还可用_来表示。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_。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_。(3)下表是某实验小组的详细实验结果：温度/1020304050607080果汁的产量/mL813152515121110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：准备苹果泥和配置果胶酶、苹果泥和果胶酶分别水浴保温、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。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。在相同温度条件下，pH、酶的浓度和底物浓度也会影响反应速率。(3)根据表格中数据可看出，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)a、c、d、b(2)D苹果汁的体积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保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免底物和果胶酶混合时因二者温度不同而影响混合物的温度，进而影响果胶酶的活性(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，果汁的产量最高的温度更接近果胶酶的最适温度能力提升11某同学为了验证果胶酶的作用，设计了如下实验：(1)取两个100 mL的洁净烧杯，编号为1号、2号。(2)向两个烧杯中分别加入20 mL的苹果泥，向1号烧杯内加入2 mL的蒸馏水，向2号烧杯内加入2 mL的果胶酶。(3)把这两个烧杯放在水浴中保温，并用玻璃棒搅拌。下面分析中正确的是()A1号烧杯为实验组，2号烧杯果汁变澄清B2号烧杯为实验组，1号烧杯果汁变澄清C1号烧杯为对照组，2号烧杯果汁变澄清D2号烧杯为对照组，1号烧杯果汁变澄清【解析】由于该实验是研究果胶酶的作用，所以加入果胶酶的烧杯为实验组，加入蒸馏水的烧杯为对照组；果胶酶能够把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的溶液变澄清。【答案】C12如图所示的实验装置用于探究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。先将酶和乳汁分别放在2支试管中，然后将这2支试管放入同一温度的水中水浴15 min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验并记录在不同温度下凝乳需要的时间，结果如下表所示。据此实验，请判断下列叙述中正确的是()装置ABCDEF水浴温度/102030405060凝乳时间/min不凝乳7.04.01.54.0不凝乳A.凝乳时间越长，凝乳酶的活性越高B如果将A组的水温逐渐提高，乳汁可以凝固C低温破坏了酶的分子结构，所以10 下乳汁不会凝固D可以肯定凝乳酶的最适温度为40 【解析】温度影响酶的活性，在低于最适温度时，随温度的升高，酶的活性增强；高于最适温度时，随温度的升高，酶的活性减弱甚至失活。低温使酶的活性降低，但酶并没有变性失活，当温度逐渐升高时，酶的活性会逐渐增强。【答案】B13如图表示某研究小组在探究果胶酶的用量的实验结果。下列有关说法不正确的是()A在AB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在该实验给定条件下，果胶酶的最佳用量是B点对应的值【解析】本题以酶浓度对酶反应速度的影响曲线为载体，综合考查影响酶反应速度的因素。应从酶的浓度和活性、底物的浓度两方面进行分析。由曲线图可以看出，在AB段，随着酶的用量的增大，酶反应速度加快，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。【答案】C14如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_。【解析】(1)图中曲线变动趋势表明，Ca2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，将pH、Ca2等设为无关变量，且保持最适值。【答案】(1)Ca2浓度(2)在最适条件下，酶的活力最高(3)需要41遵循单一变量原则，无关变量相同且适宜15(2015海南高考)生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题：(1)某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是_。(2)现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0 、5 、10 、40 下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有_和_。(3)某同学取5组试管(AE)分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D 4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过AD组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计_(填“能”或“不能”)达到目的，其原因是_。【解析】(1)根据题意，用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较，可见实验的自变量是果胶酶的来源不同，因变量是果胶酶的活性，所以该实验的目的是探究不同来源果胶酶的活性。(2)根据实验设计可知，该实验是探究果胶酶的最适温度，所以自变量是温度，因变量是果胶酶的活性，用出汁量进行衡量，出汁量越多则果胶酶活性越高。该实验方案中，应该在常温范围内设置系列温度梯度，且梯度差值相等，所以4组的温度应分别设置为15 、20 、25 、30 ；另外探究温度对酶活性的影响时，应保证酶促反应只能在设定的温度下进行，同一实验组的反应温度只能是一个，所以实验操作应该是将各组盛有果胶酶的试管与盛有果泥的试管分别在设定温度下处理一定时间后再将两支试管内物质混合，才能保证实验在设定的温度下进行。(3)根据题意，本实验的自变量是果胶酶的量，因变量是出汁量，对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则，根据实验设置，通过AD组实验可比较不同实验组出汁量的差异。若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，则E组应加入缓冲液而不是蒸馏水，使试管中液体体积与实验组相同，这才符合实验设计应遵循的单一变量原则。【答案】(1)探究不同来源果胶酶的活性(2)4组的温度设置不合适各组的酶促反应受两个不同温度影响(3)不能E组加入蒸馏水而不是缓冲液，违背了单一变量原则7