2019-2020学年人教版高中生物选修一学练测精练：专题4　课题1　果胶酶在果汁生产中的作用 8页

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 一、选择题 1．探究温度对果胶酶活性的影响、pH 对果胶酶活性的影响、果胶酶的用量 三个实验中，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 解析：选 D 首先要明确自变量、因变量等基本概念，然后在此基础上针对 三个探究实验进行分析。实验一为探究果胶酶的最适温度，实验二为探究果胶酶 的最适 pH，实验三为探究果胶酶的最适用量。因此，自变量依次为温度、pH、 酶用量。 2．在用果胶酶处理果泥时，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：选 D 增加反应物浓度不一定能提高反应速度，它会受到酶数量的限 制，A 错误；加大果胶酶用量不是使果胶酶充分催化反应所采取的措施，B 错误； 温度过高时，可能会使酶的活性下降甚至丧失，C 错误；在用果胶酶处理果泥时， 为了使果胶酶能够充分地催化反应，应使酶与果泥充分混合，可用玻璃棒搅拌， 提高酶与反应物的接触面积，D 正确。 3．下列说法正确的是( ) A．果胶酶只存在于植物果实中 B．加热能使果胶酶活性增强 C．果胶酶广泛存在于高等植物和微生物中 D．果胶酶能分解果胶和纤维素 解析：选 C 果胶酶广泛分布于高等植物和微生物中；温度影响果胶酶活性， 在低于最适温度时，随温度升高，酶活性增强，但高温会使酶变性失活；酶具有 专一性，果胶酶只能分解果胶，不能分解纤维素。 4．(2019·黄冈期末)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：选 C 酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化某一化学反应的 反应速度来表示，而酶促反应速度用单位时间内、单位体积中反应物减少量或产 物增加量来表示。单位时间内、单位体积中酶的变化量可以影响反应速度，却不 能表示酶活性的高低。 5．(2019·绍兴调研)在探究 pH 对果胶酶活性的影响实验中，需要制备 pH 梯 度的溶液，用来调节 pH 的溶液一般是( ) A．物质的量浓度为 0.1 mol/L 的 NaCl 溶液 B．质量分数为 10%的葡萄糖溶液 C．质量分数为 0.1%的 NaOH 或盐酸 D．体积分数为 95%的乙醇 解析：选 C 调节 pH 一般用酸或碱。 6．下列有关探究温度和 pH 对果胶酶活性的影响的叙述，错误的是( ) A．在探究不同温度对果胶酶活性的影响时，各实验组的 pH 应保持相同且 适宜 B．在探究温度对果胶酶活性的影响时，先将适量苹果泥和果胶酶分别在不 同温度下保温，再将酶加入对应温度的苹果泥中 C．在探究不同 pH 对果胶酶活性的影响时，可用体积分数为 0.1%的 NaOH 溶液和盐酸进行调节 D．实验过程中没有设置对照 解析：选 D 在探究温度和 pH 对果胶酶活性的影响实验中采用的对照为相 互对照，D 错误。 7．下列哪一种不是组成果胶酶的成分之一( ) A．多聚半乳糖醛酸酶 B．葡萄糖异构酶 C．果胶分解酶 D．果胶酯酶 解析：选 B 果胶酶能分解果胶，它并不是特指某一种酶，而是分解果胶 的一类酶的总称，包括果胶分解酶、多聚半乳糖醛酸酶和果胶酯酶等。 8．在观察“不同浓度果胶酶对苹果泥出汁率的影响”实验中，先将苹果泥 匀浆加热到 100 ℃，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．使苹果泥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 100 ℃，酶的活性最高 解析：选 C 在观察“不同浓度果胶酶对苹果泥出汁率的影响”实验中，先 将苹果泥匀浆加热到 100 ℃，其目的是使苹果泥匀浆中的酶变性失活，以排除 对实验的干扰。 9．(2019·重庆期末)如表所示为某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结 果。该结果不能说明( ) 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 果汁量/mL 2 3 4 5 6 5 A．温度影响果胶酶的活性 B．40 ℃与 60 ℃时酶的活性相等 C．50 ℃是该酶的最适温度 D．若温度从 10 ℃升高到 40 ℃，酶的活性将逐渐增强 解析：选 C 温度影响酶的活性，A 正确；40 ℃与 60 ℃时果汁量相等， 说明两个温度下酶的活性相等，B 正确；从表中结果来看，只能看出该酶的最适 温度在 40 ℃到 60 ℃之间，不能确定 50 ℃就是该酶的最适温度，C 错误；温 度从 10 ℃升高到 40 ℃，果汁量逐渐增加，说明酶的活性在逐渐增强，D 正确。 10．(2019·衡水模拟)如图所示，甲、乙、丙三图表示酶浓度一定时，反应速 度和反应物浓度、温度、pH 的关系。下列相关分析不正确的是( ) A．图甲中，因反应液中酶的数量有限，当反应物达到一定浓度时，反应速 率不再上升 B．图乙中，a 点对应的温度称为最适温度 C．图乙中，温度超过 a 点后反应速率急剧下降，其原因是高温条件下酶变 性失活 D．图丙中，pH 从 6 上升到 10 的过程中，酶活性先增强，后降低 解析：选 D 由于酶数量的限制，当反应物达到一定浓度后，反应速率不再 随反应物浓度的增加而上升；酶活性最大时所对应的温度称为最适温度；一般情 况下，高温、过酸和过碱都会破坏酶的空间结构，使酶永久失活，因此，pH 从 6 上升到 10 的过程中，酶活性一直为 0。 11．某同学在探究果胶酶的最适温度时，将得到的实验数据转换成如图所示 曲线图。关于该曲线图，以下说法错误的是( ) A．该同学的实验数据中有错误 B．该同学设置的温度梯度不合理 C．从该曲线中判断不出果胶酶的最适温度 D．从曲线中可判断出果胶酶的最适温度应为 40 ℃ 解析：选 D 为了探究果胶酶的最适温度，应选取 25 ℃、30 ℃、35 ℃、 40 ℃的系列温度梯度为宜，在此温度梯度下，最适温度只有一个，因此，过滤 得到的果汁量只有一个最大值，说明该同学绘制的曲线有错误，且从该曲线 35 ～40 ℃的温度变化趋势分析，判断不出过滤得到的果汁量最大值的点对应的温 度，因此，从该曲线中判断不出果胶酶的最适温度。 12．果汁生产中果胶酶能提高果肉出汁率和果汁澄清度。为了节约成本，某 工作人员在适宜的温度和 pH 下，利用苹果汁和一定浓度的果胶酶溶液探究果胶 酶的最适用量，实验结果如图。对实验失误的可能原因分析及改进方法最合理的 是( ) A．酶促反应时间不合理；延长反应时间 B．苹果汁的用量不合理；减少用量 C．果胶酶用量不合理；减少用量 D．果胶酶体积梯度不合理；增大体积梯度 解析：选 C 据图分析，提高果胶酶溶液体积，果汁体积并没有增加，说明 最可能是果胶酶用量不合理，应该减少用量。 二、非选择题 13．生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。回答下列相关问 题： (1)某同学用三种来源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(A～E)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 A ～D 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，用三种不同来源的果胶酶进行三组实验，自变量为酶 的来源，其他条件为无关变量，应保持相同且适宜，测定的各组出汁量反映果胶 酶的活性，为因变量，所以该实验的目的是比较不同来源的果胶酶活性。(2)根 据实验设计可知，该实验的目的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，等时间内出汁量越多则果胶酶活性 越高。该实验方案中，温度应该在常温范围左右设置系列温度梯度且梯度差值应 相等。(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。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 组也应加入缓冲液，使试管中液体体积与 实验组相同。 答案：(1)比较不同来源果胶酶的活性 (2)温度范围设置不合理 温度梯度设置不合理 (3)不能 未加入缓冲液 14．(2019·太原期末)工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提 高水果的出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了如下实验： Ⅰ.将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在 10 ℃水浴中恒温处理 10 分钟(如 图甲)。 Ⅱ.将步骤Ⅰ处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在 10 ℃水浴中恒温处理 10 分钟(如图乙)。 Ⅲ.将步骤Ⅱ处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图丙)。 Ⅳ.在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如表所示： 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10 根据上述实验，请分析回答下列问题： (1)果胶酶能破除细胞壁是因为果胶酶可以分解细胞壁中的果胶，产物是 ______________________________________________________。 (2)实验结果表明，当温度为________左右时，果汁量最多，此时果胶酶的 活性________。 (3)为什么该实验能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性 的高低？ 解析：(1)果胶酶能催化植物细胞壁中的果胶分解为半乳糖醛酸。(2)根据实 验结果即表中数据分析得出：当温度为 40 ℃左右时果汁量最多，此时酶的活性 最高。(3)该实验中衡量结果的指标有两项，一是观察在相同的时间内，滤出果 汁的体积的多少，体积多说明果胶酶活性高，被分解的果胶多；二是观察果汁的 澄清度。 答案：(1)半乳糖醛酸 (2)40 ℃ 最高 (3)果胶酶能将果胶分解为小分子物 质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化果胶分 解的能力。 15．(2019·合肥期末)如图所示，图Ⅰ、图Ⅱ和图Ⅲ依次表示果胶酶浓度一定 时，果胶酶催化反应的反应速率与反应物浓度、温度、pH 之间的关系，请据图 回答： (1)图Ⅰ中，当反应物浓度达到某一值时，反应速率不再上升的原因是 ____________________________________________________________________。 (2)图Ⅱ中，b 点所对应的温度为___________________________________。 如果根据实验数据只能得到果胶酶的适宜温度范围，若想确定其最适温度， 应如何操作？ _____________________________________________。 (3)图Ⅱ中，曲线 ab 段表明____________________________________，bc 段 表明_____________________________________________。 (4)将装有果胶酶与反应物的甲、乙两试管分别放入 12 ℃和 90 ℃水浴锅中， 20 min 后取出，转入 40 ℃(酶促反应的最适温度)的水浴锅中保温，两试管内的 反应将为：甲________________________，乙______________________。 (5)图Ⅲ表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的 速率随 pH 变化的曲线，实验时可根据________________来判定果胶酶的最适 pH。 解析：酶是具有催化能力的有机物，其催化效率受反应物浓度、温度、pH 的影响。(1)图Ⅰ中，当反应物在较低浓度范围内增加时，反应速率迅速增加； 当反应物达到一定浓度时，随反应物浓度增加，反应速率不再增加，此时反应速 率受酶浓度影响。(2)图Ⅱ中，b 点酶的催化效率最高，因此它所对应的温度就是 酶催化反应的最适温度。如果根据实验数据只能得到果胶酶的适宜温度范围时， 若想确定其最适温度，应在适宜的温度范围内减小温度梯度，重新进行实验。(3) 图Ⅱ中，ab 段曲线上升，这是因为在一定范围内，温度升高，酶活性升高；bc 段曲线下降，这是因为超过最适温度后随温度升高，酶活性降低，温度过高会导 致酶变性失活。(4)甲试管处于 12 ℃的水浴锅中时，由于温度较低，酶活性较低， 反应速率较慢，当转入 40 ℃(酶促反应的最适温度)的水浴锅中加热时，酶活性 升高，其反应速率迅速增加。乙试管在 90 ℃高温下，酶的空间结构被破坏，酶 已变性失活，当转入 40 ℃的水浴锅中保温时，酶活性不再恢复，故无催化反应。 (5)图Ⅲ表示在果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速 率随 pH 变化的曲线，实验时可根据产生果汁的量(或果汁的澄清度)来判定果胶 酶的活性，以此判定果胶酶的最适 pH。 答案：(1)受反应中酶浓度的限制 (2)酶催化反应的最适温度 在适宜温度 范围内尝试减小温度梯度，重新进行实验 (3)在一定范围内，果胶酶的活性随 温度升高而升高 超过最适温度，果胶酶的活性随温度的升高而下降 (4)反应 速率加快 无催化反应 (5)产生果汁的量(或果汁的澄清度)(合理即可)