2020秋高中生物人教版选修1课堂演练：专题4课题1果胶酶在果汁生产中的作用

2020秋高中生物人教版选修1课堂演练：专题4课题1果胶酶在果汁生产中的作用

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 1．下列关于果胶酶的叙述，正确的是( ) ①具有分泌功能的细胞产生的 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．①②⑦ B．②③⑥ C．③④⑥ D．③④⑤ 答案：C 2．加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮(橘络)，会产生严重 污染。目前使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境 中的 4 类微生物，可以大量产生该加工过程中所用酶的不包括( ) A．生长在麦麸上的黑曲霉 B．生长在酸奶中的乳酸菌 C．生长在棉籽壳上的平菇 D．生长在木屑上的木霉 解析：脱去中果皮，应选择含纤维素酶较多的微生物，A、C、D 所述均含较多纤维素酶。 答案：B 3．在探究温度和 pH 对酶活性的影响实验中，不需要始终保持的 思想方法是( ) A．设置梯度 B．等量原则 C．单因子变量原则 D．重复性原则 解析：重复性原则只是为了验证试验，不一定要始终保持。 答案：D 4．葡萄收获的季节性较强，并且不易运输，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，可以将其加工制作成 果汁、果酒、果醋等。下面是简单的生产流程图，结合所学知识回答 下列问题。 (1)果胶酶的使用过程①中，需要对酶的活性、酶的用量进行研究。 在甲、乙两个曲线中，果胶酶活性受环境因素影响的变化曲线是 ________，纵轴还可以用______________来表示。自变量 X 可以代表 ________；自变量 Y 可代表________。 (2)果胶酶的最适用量是上图中的________点对应的量。 (3)③→⑤过程中不用灭菌一般也不会受到杂菌的污染，原因是 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (4)果酒和果醋的制作过程相比，从发酵条件来看，二者不同之处 是____________________________________________________ _____________________________________________________。 解析：(1)果胶酶的活性受温度、pH 等条件的影响，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 汁的量，另一个是果汁的澄清度。(2)果胶酶的最适用量是过滤得到果 汁澄清度最高时对应的最小酶量，B 点后酶量增加而澄清度不再增加， 因此 B 点对应的量为最适用量。(3)缺氧条件不利于大多数细菌的生存， 同时酒精有杀菌作用。(4)酒精发酵为厌氧发酵，醋酸发酵为需氧发酵。 答案：(1)甲 过滤到的果汁体积 温度、pH 等 果胶酶的浓度(或 用量) (2)B (3)培养液中缺氧环境及酵母菌产生的酒精能抑制绝大 多数微生物的生长繁殖 (4)酒精发酵需要厌氧条件，醋酸发酵需要充足的氧气 A 级 基础巩固 1．下列哪种说法不属于果胶酶的特点( ) A．是几种酶的统称 B．化学本质是蛋白质 C．降低了反应过程的活化能 D．催化过程中逐渐被消耗 答案：D 2．下列不能表示酶活性高低的是( ) A．一定条件下所催化的某一化学反应的反应速度 B．单位时间内、单位体积中反应物的减少量 C．单位时间内、单位体积中酶的变化量 D．单位时间内、单位体积中产物的增加量 解析：酶作为催化剂，在反应前后量不变，因此单位时间内，单 位体积中酶的变化量不能表示酶活性的高低。 答案：C 3．多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，具有辅助消化的作用。 其片剂是糖衣片，这样制作的目的是( ) A．补充体内糖类物质的供应 B．防止胃液的消化作用 C．经唾液消化后即可迅速起作用 D．使其中各种酶缓慢地释放 解析：考查酶的化学本质主要是蛋白质类，糖衣可以防止胃液内 胃蛋白酶对蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的消化作用。 答案：B 4．在观察果胶酶对苹果匀浆的作用的实验中，将苹果匀浆放在 90 ℃恒温水中保温 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．使苹果匀浆中的果胶酶变性失活，以排除对实验的干扰 D．果胶酶的最适温度为 90 ℃，酶的活性最高 解析：本实验属于对照实验，其实验目的是证明果胶酶能将果胶 分解。因此，首先对苹果匀浆进行加热处理，使苹果匀浆中的果胶酶 变性失活，然后再分别加入果胶酶和等量的煮沸过的果胶酶，观察实 验现象，加入果胶酶的匀浆澄清度高且澄清时间短，证明果胶酶能将 果胶分解。 答案：C 5．下图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，下列叙述错 误的是( ) A．在 B 点之前，果胶酶的活性和温度成正比；之后，成反比 B．当温度到 B 点时，果胶酶的活性最高，酶的催化作用最高 C．A 点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性 可以上升 D．C 点时，果胶酶的活性也很低，当温度降低时，酶的活性也可 以上升 解析：从图中可以看出，随着温度升高，果胶酶的活性在上升， 当达到 B 点时，酶的活性达到最高；随后，随着温度的继续上升，酶 的活性迅速下降。但是 A 点和 C 点相比，虽然酶的活性都很低，但是 A 点是低温条件，对酶的分子结构无影响，所以，随着温度的上升， 其活性也会不断上升，而 C 点是高温条件，当温度过高时，会破坏酶 的分子结构，使酶的活性发生不可逆的变化。 答案：D 6．如图是根据果胶酶在果汁生产中的作用的系列实验结果得出的 坐标曲线。有关说法正确的是( ) 图甲 图乙 图丙 图丁 A．图甲表示温度对果胶酶活性的影响，高温使得果胶酶结构被破 坏 B．图乙只能表示 pH 对果胶酶活性的影响，最适 pH 通常为碱性 条件 C．图丙可表示苹果泥中加入果胶酶后得到的果汁量随时间的变化 情况 D．图丁可表示苹果泥用量一定时，果胶酶用量对果汁产量的影响 解析：酶的活性随温度变化而变化，低温时酶活性受到抑制，活 性较低；高温会破坏酶的空间结构，使酶失活，因此图像应与乙图类 似，且曲线右端最终应与横坐标相交，A 错误；图乙中曲线不能用来 表示酶的活性随 pH 变化的特性，因为酶在过酸或过碱的条件下都会 失活，因此曲线两端应该与横坐标相交，且从乙图中无法判断果胶酶 最适 pH 为碱性条件，B 错误；果胶酶可分解植物细胞壁，增加果肉的 出汁率，使水果更快到达出汁的最大值，如图丙所示，C 正确；苹果 泥用量一定时，果汁产量也为一定值。因此果汁产量应达到一定值后 不再变化，D 错误。 答案：C B 级 能力训练 7．下列关于探究果胶酶最适用量的实验，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．实验温度为无关变量，要在相同的适宜温度条件下进行实验 C．用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不相同 D．调节 pH，使各组中的 pH 相同而且处于适宜状态 解析：探究果胶酶最适用量的实验，果胶酶量为自变量，通过配 制不同浓度的果胶酶溶液控制果胶酶的用量，果胶酶溶液量、实验温 度、搅拌时间、pH 为无关变量，需要等量适宜控制。 答案：C 8．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＋浓度等与酶活性的关系。请回答下列问题： (1)从上图可以看出，对酶活性影响最小的是_______________。 (2)这三个图的共同点说明_______________________________。 (3)若探究温度对黑曲霉 A1 果胶酶活性的影响，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＋对酶活性影响最小。(2)三 种曲线变动趋势均显示在最适条件下酶活性最高。(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，酶的活性最高 (3)需要 4 1 遵循单一变量原则，无关变量相同且适宜 9．果胶酶在果汁生产中具有重要作用，某课题研究小组为了探究 果胶酶的某些特性，进行了如下实验： 实验方法：如图 1 中所示的顺序进行操作。 图 1 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 2 中的纵坐标还可用__________来表示。 (2)实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁 的澄清度最高点对应的横坐标在同一位置的原因是___________。 (3)假设图 2 中自变量为酶的浓度，请画出苹果汁澄清度的变化曲 线，并且用 A 点标出酶的最适用量。 解析：(1)苹果汁体积、苹果汁澄清度都可以是果胶酶活性的检测 指标。(3)随酶浓度的增加果胶酶分子的总催化活性(用苹果汁澄清度来 表示)增强直至达到最大值，酶活性开始达到最大值时对应的酶浓度即 为酶的最适用量。 答案：(1)苹果汁的体积 (2)同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物的量等 不同而改变 (3)如图 10．果粒生产在中国尚属起步阶段。果粒除了可直接食用外，还 可作为配料加入到酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果粒的硬度和形状 直接影响着最终产品的质量。如酸奶用果粒必须符合以下质量标准：a. 果粒含量高；b.相同的果粒分布和正确的黏稠度。但大部分果粒经高 温处理或机械泵出后成形果粒量少，且果粒硬度不够，这势必会影响 下一步的生产。果胶酶作为一种新型加工助剂，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。 根据以上内容回答下列问题： (1)果胶酶是指________________，包括________________等。 (2)果胶酶作为一种果粒加工助剂，它能将果胶分解成可溶性的 ________________。 (3)在果粒制作时按“每千克水果 2 mL 酶”的量加入酶制剂，加 热至 40～45 ℃，缓慢搅拌处理 10～15 min。最后加热到 90～92 ℃， 再冷却罐装。在此过程中按“每千克水果 2 mL 酶”的量加入酶的意义 在于_______________________________________________ _____________________________________________________。 在温度为 40～45 ℃时搅拌处理的原因是___________________ _____________________________________________________。 最后升温到 90～92 ℃再冷却罐装的目的是_________________ _____________________________________________________。 解析：本题通过分析材料，筛选和鉴别相关信息，建立已有知识 与新信息之间的联系，考查知识的应用能力。果胶酶是分解果胶的一 类酶的总称，不是特指一种酶。果胶酶的活性受温度、pH 等因素影响， 在果粒生产中，应该为果胶酶提供适宜的温度，以提高酶的活性。 答案：(1)分解果胶的一类酶 多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和 果胶酯酶 (2)半乳糖醛酸 (3)控制好酶的用量，一方面使果胶酶充分利用，节约成本，另一 方面不能多用，以免造成浪费 在温度为 40～45 ℃时果胶酶活性最高 灭菌 11．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。为了研究不同酶液的酶解效果，其实验小组取无 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 和实验结果列于下表。请回答有关问题。 项目 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 蒸馏水/mL 2 0 1 1 1 1 缓冲液/mL 0 2 1 0.5 0.5 0.5 果胶酶液/mL 0 0 0 0.5 0 0 蜗牛酶液/mL 0 0 0 0 0.5 0 纤维素酶液/mL 0 0 0 0 0 0.5 实验结果 (绿色深浅程度) － － － ＋＋ ＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ (注：“＋”越多表示绿色越深，“－”表示颜色无显著变化) (1)实验过程中，需要轻摇试管，其目的是________，使原生质体 从叶小片中游离出来，以便观察悬浮液绿色的深浅。 (2)从绿色的深浅可推测：蜗牛酶液酶解效果最好，原因是蜗牛酶 液含有____________________等多种酶。该实验中________是空白对 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，该实验中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可作为空白对照 组，其设置意义在于排除无关变量的干扰。(3)洗涤时应使用等渗溶液。 (4)低渗涨破法可检验原生质体是否符合条件。 答案：(1)为了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 排除无关变量的干扰 (3)等渗溶液 (4)低渗涨破法