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)中的作用學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 新人教版選修1
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專題4 酶的研究與應(yīng)用 課題1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) (建議用時(shí):45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1.酶活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力,下列有關(guān)敘述不正確的是( ) A.酶活性是由酶本身結(jié)構(gòu)決定的,也受外界條件影響 B.酶活性受溫度、pH等因素的影響 C.酶活性高低與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān) D.反應(yīng)過(guò)程中酶活性一直不變 【解析】 酶的活性由其結(jié)構(gòu)決定,酶的結(jié)構(gòu)受外界條件,如溫度、pH等的影響,但與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān),隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)酶活性會(huì)有所降低。 【答案】 D 2.下列關(guān)于果膠酶的說(shuō)法正確的是( ) A.果膠酶是果膠分解酶的簡(jiǎn)稱,纖維素酶是纖維素分解酶的簡(jiǎn)稱 B.果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸 C.在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清,是果膠酶徹底分解了細(xì)胞壁的結(jié)果 D.果膠酶只改變果膠分解的速度,反應(yīng)前后果膠酶本身沒(méi)有發(fā)生改變 【解析】 果膠酶是多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶的總稱。果膠酶的催化作用具有專一性,只能使果膠分解為半乳糖醛酸,不能水解細(xì)胞壁中的纖維素。果膠酶只是大大加速了果膠在常溫下的分解速度,在反應(yīng)前后其數(shù)量和性質(zhì)均不發(fā)生改變。 【答案】 D 3.在用果膠酶處理蘋果泥時(shí),為了使果膠酶能夠充分地催化反應(yīng),應(yīng)采取的措施是( ) A.加大蘋果泥用量 B.加大果膠酶用量 C.進(jìn)一步提高溫度 D.用玻璃棒不時(shí)地?cái)嚢璺磻?yīng)混合物 【解析】 在用果膠酶處理果泥時(shí),若讓果膠酶充分催化反應(yīng)則需擴(kuò)大果膠酶和果泥的接觸面積,盡量使果膠酶和果泥充分接觸,因此可用玻璃棒不時(shí)地?cái)嚢璺磻?yīng)混合物。對(duì)果泥用量、酶量及反應(yīng)所需的溫度和pH的調(diào)整,在一定范圍內(nèi)只能增大反應(yīng)速度,而不能使果膠酶充分地催化反應(yīng)。 【答案】 D 4.果膠酶和纖維素酶的相同點(diǎn)是( ) A.最適的溫度完全相同 B.最適的pH完全相同 C.都能去除細(xì)胞膜 D.都是一種復(fù)合酶 【解析】 酶都有最適的溫度和pH,嚴(yán)格而言,不同酶的最適溫度和pH不會(huì)完全相同。果膠酶和纖維素酶都能瓦解細(xì)胞壁,由于細(xì)胞膜內(nèi)既無(wú)果膠又無(wú)纖維素,故果膠酶和纖維素酶都不會(huì)瓦解細(xì)胞膜。果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶,而纖維素酶包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶,它們都是復(fù)合酶。 【答案】 D 5.關(guān)于探究果膠酶最適用量的實(shí)驗(yàn)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)節(jié)pH,使各組中的pH相同而且處于適宜狀態(tài) C.用玻璃棒攪拌加酶的果泥,攪拌時(shí)間可以不同 D.在相同且適宜的溫度條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 【解析】 在探究果膠酶最適用量的實(shí)驗(yàn)中,自變量是酶的用量,其他的無(wú)關(guān)變量應(yīng)保持一致,所以用玻璃棒攪拌加酶的果泥的時(shí)間應(yīng)該相同。 【答案】 C 6.探究溫度對(duì)果膠酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法不正確的是 ( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):05520029】 A.可準(zhǔn)備一組燒杯,分別盛有不同溫度的水 B.將蘋果泥和果膠酶混合后放在不同溫度的燒杯中恒溫水浴處理 C.不同溫度之間可形成相互對(duì)照 D.溫度過(guò)高時(shí),果膠酶會(huì)變性失活 【解析】 探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí),要分別把酶溶液和反應(yīng)物的溫度控制在預(yù)設(shè)的相同溫度下,然后再將它們混合。否則,實(shí)驗(yàn)缺乏嚴(yán)密性,結(jié)果不可靠。 【答案】 B 7.某有機(jī)物加入酶后,置于0 ℃至80 ℃環(huán)境中,有機(jī)物的分解總量與溫度的關(guān)系如右圖所示。根據(jù)該圖判斷,如果把這些物質(zhì)置于80 ℃至0 ℃的環(huán)境中處理,在A~D四圖中,符合其關(guān)系的圖是(注:縱坐標(biāo)為有機(jī)物的分解總量)( ) 【解析】 高溫使酶變性失活,降低溫度后,酶的活性也不能恢復(fù),因此分解物總量也就不再變化。 【答案】 B 8.一透析袋(其膜為半透膜)中裝有物質(zhì)M和分解它的酶,此袋放在盛有蒸餾水的燒杯中,等檢查時(shí),在蒸餾水中發(fā)現(xiàn)有物質(zhì)X。根據(jù)這一觀察,下列判斷正確的是( ) ①酶分解了物質(zhì)X?、贛被分解 ③X是物質(zhì)M的組成成分?、躕能透過(guò)透析袋 A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④ 【解析】 由題干可知,物質(zhì)M被分解它的酶分解并產(chǎn)生X,X能透過(guò)半透膜。 【答案】 B 9.下列有關(guān)果膠酶及與果膠酶實(shí)驗(yàn)探究有關(guān)的敘述,正確的是( ) A.探究果膠酶的最適用量時(shí),pH、溫度不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 B.果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和葡萄糖異構(gòu)酶等 C.應(yīng)將果泥與果膠酶先混合均勻后再放置于預(yù)設(shè)定溫度的水浴鍋中 D.可以用相同時(shí)間內(nèi)過(guò)濾得到的果汁體積來(lái)定量表示果膠酶的活性 【解析】 探究果膠酶的最適用量時(shí),pH、溫度會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,實(shí)驗(yàn)中要保持pH、溫度相同且適宜;果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)將果泥與果膠酶分裝在不同試管中放置于預(yù)設(shè)定溫度的水浴鍋中,幾分鐘后再混合均勻。 【答案】 D 10.我國(guó)水果生產(chǎn)發(fā)展迅速,但由于收獲的季節(jié)性強(qiáng),易造成積壓,腐爛變質(zhì),為了解決上述問(wèn)題且滿足不同人群的需求,可以將水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生產(chǎn)中要用到果膠酶,某生物研究小組為了探究果膠酶的某些特性,進(jìn)行了如圖所示實(shí)驗(yàn)。 (1)實(shí)驗(yàn)方法:請(qǐng)將圖中所示的操作進(jìn)行排序___________________________ ________________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行了相同時(shí)間的實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖中曲線甲所示。 ①圖中自變量是溫度,除此之外還可用________表示。 A.酶的濃度 B.蘋果泥的量 C.水的加入量 D.pH ②圖中的縱坐標(biāo)還可用________來(lái)表示。 ③實(shí)驗(yàn)小組改變了實(shí)驗(yàn)條件后重復(fù)做實(shí)驗(yàn),得到曲線乙,兩次實(shí)驗(yàn)中蘋果汁的澄清度最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)是同一位置的原因是_________________________ ________________________________________________________________。 ④步驟c中在果膠酶和蘋果泥混合前,將兩者分裝在不同試管中進(jìn)行恒溫處理的目的是___________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (3)下表是某實(shí)驗(yàn)小組的詳細(xì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果: 溫度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 果汁的產(chǎn)量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,當(dāng)溫度為_(kāi)_______時(shí),果汁的產(chǎn)量最多。能不能確定該溫度就是果膠酶的最適溫度,如果不能,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出進(jìn)一步探究果膠酶的最適溫度的實(shí)驗(yàn)方案。 _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 【解析】 (1)實(shí)驗(yàn)順序:準(zhǔn)備蘋果泥和配置果膠酶、蘋果泥和果膠酶分別水浴保溫、蘋果泥和果膠酶混合保溫、過(guò)濾果汁后用量筒計(jì)量。(2)果膠酶的活性受溫度、pH等的影響,而與底物的量、酶的濃度和水的加入量沒(méi)有關(guān)系。每一種酶的最適pH和最適溫度是一定的。衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)有兩個(gè),一個(gè)是果汁的產(chǎn)量,另一個(gè)是果汁的澄清度。為使實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的溫度達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度,必須使酶與底物分別保溫達(dá)到設(shè)計(jì)溫度后才能混合。在相同溫度條件下,pH、酶的濃度和底物濃度也會(huì)影響反應(yīng)速率。(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可看出,在40 ℃時(shí)產(chǎn)生果汁量最多,因此40 ℃比較接近酶的最適溫度。要將最適溫度確定得更加精確,可以40 ℃為中心,以更小的溫度梯度(如0.5 ℃)設(shè)置自變量。 【答案】 (1)a、c、d、b (2)①D?、谔O果汁的體積?、弁环N酶的最適溫度是一定的,不會(huì)因酶的濃度、底物的量的不同而改變?、鼙WC底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的,避免底物和果膠酶混合時(shí)因二者溫度不同而影響混合物的溫度,進(jìn)而影響果膠酶的活性 (3)40 ℃ 不能。可以再設(shè)置多組實(shí)驗(yàn),以40 ℃為中心,以更小的溫度梯度(如0.5 ℃)設(shè)置自變量,測(cè)量在更小的溫度范圍內(nèi)的果汁的產(chǎn)量,果汁的產(chǎn)量最高的溫度更接近果膠酶的最適溫度 [能力提升] 11.某同學(xué)為了驗(yàn)證果膠酶的作用,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn): (1)取兩個(gè)100 mL的潔凈燒杯,編號(hào)為1號(hào)、2號(hào)。 (2)向兩個(gè)燒杯中分別加入20 mL的蘋果泥,向1號(hào)燒杯內(nèi)加入2 mL的蒸餾水,向2號(hào)燒杯內(nèi)加入2 mL的果膠酶。 (3)把這兩個(gè)燒杯放在水浴中保溫,并用玻璃棒攪拌。 下面分析中正確的是( ) A.1號(hào)燒杯為實(shí)驗(yàn)組,2號(hào)燒杯果汁變澄清 B.2號(hào)燒杯為實(shí)驗(yàn)組,1號(hào)燒杯果汁變澄清 C.1號(hào)燒杯為對(duì)照組,2號(hào)燒杯果汁變澄清 D.2號(hào)燒杯為對(duì)照組,1號(hào)燒杯果汁變澄清 【解析】 由于該實(shí)驗(yàn)是研究果膠酶的作用,所以加入果膠酶的燒杯為實(shí)驗(yàn)組,加入蒸餾水的燒杯為對(duì)照組;果膠酶能夠把果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸,使渾濁的溶液變澄清。 【答案】 C 12.如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置用于探究溫度對(duì)凝乳酶催化乳汁凝固的影響。先將酶和乳汁分別放在2支試管中,然后將這2支試管放入同一溫度的水中水浴15 min,再將酶和乳汁倒入同一試管中混合,保溫并記錄凝乳所需要的時(shí)間。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)并記錄在不同溫度下凝乳需要的時(shí)間,結(jié)果如下表所示。據(jù)此實(shí)驗(yàn),請(qǐng)判斷下列敘述中正確的是( ) 裝置 A B C D E F 水浴溫度/℃ 10 20 30 40 50 60 凝乳時(shí)間/min 不凝乳 7.0 4.0 1.5 4.0 不凝乳 A.凝乳時(shí)間越長(zhǎng),凝乳酶的活性越高 B.如果將A組的水溫逐漸提高,乳汁可以凝固 C.低溫破壞了酶的分子結(jié)構(gòu),所以10 ℃下乳汁不會(huì)凝固 D.可以肯定凝乳酶的最適溫度為40 ℃ 【解析】 溫度影響酶的活性,在低于最適溫度時(shí),隨溫度的升高,酶的活性增強(qiáng);高于最適溫度時(shí),隨溫度的升高,酶的活性減弱甚至失活。低溫使酶的活性降低,但酶并沒(méi)有變性失活,當(dāng)溫度逐漸升高時(shí),酶的活性會(huì)逐漸增強(qiáng)。 【答案】 B 13.如圖表示某研究小組在探究果膠酶的用量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( ) A.在AB段限制反應(yīng)速度的主要因素是酶的用量 B.在BC段限制反應(yīng)速度的因素是溫度、pH、反應(yīng)物濃度等 C.在AC段增加反應(yīng)物濃度,可以明顯加快反應(yīng)速度 D.在該實(shí)驗(yàn)給定條件下,果膠酶的最佳用量是B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值 【解析】 本題以酶濃度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響曲線為載體,綜合考查影響酶反應(yīng)速度的因素。應(yīng)從酶的濃度和活性、底物的濃度兩方面進(jìn)行分析。由曲線圖可以看出,在AB段,隨著酶的用量的增大,酶反應(yīng)速度加快,說(shuō)明此階段限制反應(yīng)速度的主要因素是酶的用量;此時(shí)增加反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速度不會(huì)明顯加快。在BC段,隨著酶的用量的增大,酶反應(yīng)速度不再加快;此時(shí)反應(yīng)物濃度成為限制反應(yīng)速度的因素之一,增加反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速度會(huì)加快。 【答案】 C 14.如圖是研究人員對(duì)黑曲霉A1果膠酶性質(zhì)的研究結(jié)果,據(jù)圖分析溫度、pH和Ca2+濃度等與酶活力的關(guān)系。 (1)從上圖可以看出,對(duì)酶活力影響最小的是________。 (2)這三個(gè)圖的共同點(diǎn)說(shuō)明________________。 (3)若探究溫度對(duì)黑曲霉A1果膠酶活力的影響,則在該實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的pH及Ca2+濃度是否需要進(jìn)行調(diào)節(jié)?________。若需要調(diào)節(jié),則pH及 Ca2+濃度分別調(diào)節(jié)到________和__________。其原因是________________。 【解析】 (1)圖中曲線變動(dòng)趨勢(shì)表明,Ca2+對(duì)酶活力影響最小。(2)三種曲線變動(dòng)趨勢(shì)均顯示在最適條件下酶活力最高。(3)欲探究溫度對(duì)酶活性的影響,應(yīng)遵循單一變量原則,將pH、Ca2+等設(shè)為無(wú)關(guān)變量,且保持最適值。 【答案】 (1)Ca2+濃度 (2)在最適條件下,酶的活力最高 (3)需要 4 1 遵循單一變量原則,無(wú)關(guān)變量相同且適宜 15.(2015海南高考)生產(chǎn)果汁時(shí),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(wèn)題: (1)某同學(xué)用三種不同的果膠酶進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn),各組實(shí)驗(yàn)除酶的來(lái)源不同外,其他條件都相同,測(cè)定各組的出汁量,據(jù)此計(jì)算各組果膠酶活性的平均值并進(jìn)行比較。這一實(shí)驗(yàn)的目的是________。 (2)現(xiàn)有一種新分離出來(lái)的果膠酶,為探究其最適溫度,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):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(shí)間,然后,測(cè)定各試管中的出汁量并計(jì)算各組出汁量平均值。該實(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)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(bǔ)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(shí)驗(yàn)組相同。將5組試管置于適宜溫度下保溫一定時(shí)間后,測(cè)定各組的出汁量。通過(guò)A~D組實(shí)驗(yàn)可比較不同實(shí)驗(yàn)組出汁量的差異。本實(shí)驗(yàn)中,若要檢測(cè)加入酶的量等于0而其他條件均與實(shí)驗(yàn)組相同時(shí)的出汁量,E組設(shè)計(jì)________(填“能”或“不能”)達(dá)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(jìn)行三組實(shí)驗(yàn),各組實(shí)驗(yàn)除酶的來(lái)源不同外,其他條件都相同,測(cè)定各組的出汁量,據(jù)此計(jì)算各組果膠酶活性的平均值并進(jìn)行比較,可見(jiàn)實(shí)驗(yàn)的自變量是果膠酶的來(lái)源不同,因變量是果膠酶的活性,所以該實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同來(lái)源果膠酶的活性。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可知,該實(shí)驗(yàn)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(jìn)行衡量,出汁量越多則果膠酶活性越高。該實(shí)驗(yàn)方案中,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(duì)酶活性的影響時(shí),應(yīng)保證酶促反應(yīng)只能在設(shè)定的溫度下進(jìn)行,同一實(shí)驗(yàn)組的反應(yīng)溫度只能是一個(gè),所以實(shí)驗(yàn)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(shí)間后再將兩支試管內(nèi)物質(zhì)混合,才能保證實(shí)驗(yàn)在設(shè)定的溫度下進(jìn)行。(3)根據(jù)題意,本實(shí)驗(yàn)的自變量是果膠酶的量,因變量是出汁量,對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循單一變量原則和對(duì)照原則,根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)置,通過(guò)A~D組實(shí)驗(yàn)可比較不同實(shí)驗(yàn)組出汁量的差異。若要檢測(cè)加入酶的量等于0而其他條件均與實(shí)驗(yàn)組相同時(shí)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(shí)驗(yàn)組相同,這才符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的單一變量原則。 【答案】 (1)探究不同來(lái)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(gè)不同溫度影響 (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- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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