学年人教版生物选修1课时素养评价 41 果胶酶在果汁生产中的作用.docx
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学年人教版生物选修1课时素养评价41果胶酶在果汁生产中的作用
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课时素养评价
七 果胶酶在果汁生产中的作用
(30分钟 100分)
一、选择题(共5小题,每小题7分,共35分)
1.下列关于果胶酶的叙述,错误的是( )
A.高温和低温均能破坏酶的空间结构使果胶酶失去活性
B.果胶酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质
C.适宜的条件有助于保持酶的高活性
D.果胶酶应放在低温下保存
【解析】选A。
在高温下酶的空间结构被破坏,失去活性不能恢复,在低温下酶只是活性降低,果胶酶也是如此。
【方法规律】酶的生产应用及储存
(1)欲得到较多的产物,则应保持酶的活性最高,从而提高酶促反应速度。
(2)欲对酶进行储存,则应选择低温条件。
2.下列关于探究pH对果胶酶活性影响实验的叙述,错误的是( )
A.自变量是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最适pH
D.pH过低时,果胶酶活性变小,但不失活
【解析】选D。
探究pH对果胶酶活性影响的实验中,自变量是pH,因变量是酶的活性,无关变量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等,无关变量应保持不变,A、B项正确;酶的活性不能直接看出来,可通过测定滤出的果汁体积判断,C项正确;强酸、强碱均会导致酶变性失活,D项错误。
3.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曲线图如图。
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一定为40℃
【解析】选D。
该曲线图至少有两个峰值,与酶只有一个最适温度不吻合,A项正确;该同学的温度设置较多地集中于低温阶段,忽略了对高温阶段实验组的设置,B项正确;结合图示可知,过滤到的果汁量的变化趋势仍然在升高,无法确定果胶酶的最适温度,C项正确;40℃是所设置的温度中最接近于最适温度的,但不一定是最适温度,D项错误。
4.下列关于探究果胶酶最适用量的叙述,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.在相同且适宜的温度条件下进行实验
D.用玻璃棒搅拌加酶的果泥,搅拌时间可以不同
【解析】选D。
该实验的自变量是果胶酶的用量,先配制不同浓度的果胶酶溶液,并等量加入各组中,A项正确;探究果胶酶最适用量的实验是一个对照实验,必须遵循单一变量原则,无关变量如pH、温度、搅拌时间、反应时间等都应相同,B、C项正确,D项错误。
5.如图表示果胶酶加入苹果泥后在0~80℃的环境中,苹果泥的分解总量与温度的关系图,依图判断,在0~80℃环境中,酶的活性变化曲线(pH适宜),正确的是
( )
【解题关键】解答此题时一定要注意题目中曲线纵轴表示的是苹果泥分解总量,而不是苹果泥分解速度;同时50℃时苹果泥分解总量不再改变,意味着酶不能再催化分解苹果泥。
【解析】选B。
由题图可知,当温度为37℃左右时,分解苹果泥的速率最快(即曲线斜率最大),此时酶的活性最高;温度达到大约50℃时,苹果泥分解总量不再改变,说明此时酶已经变性失活,酶的活性为零。
二、非选择题(共4小题,共65分)
6.(16分)工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞的细胞壁以提高出汁率。
为研究温度对果胶酶活性的影响,某学生设计了如图所示的实验:
①将果胶酶与苹果泥分装于不同的试管中,在10℃水浴中恒温处理10min(如图中A)。
②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合,再次在10℃水浴中恒温处理
10min(如图中B)。
③将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液,测量果汁量(如图中C)。
④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:
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,请分析并回答下列问题:
(1)果胶酶能破除细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中________的水解。
(2)实验步骤①的目的是___________________________________。
(3)实验步骤中,用玻璃棒搅拌的目的是使________________,以减小实验误差。
(4)实验结果表明,在上述8组实验中,当温度为____时果汁量最多,此时果胶酶的活性________。
当温度再升高时,果汁量降低,说明________________。
(5)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)酶具有专一性,果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解。
(2)实验步骤①的目的是使果胶酶与苹果泥处于同一温度条件下,避免温度不同对实验结果的影响。
(3)实验步骤中,用玻璃棒搅拌的目的是使酶和底物充分接触,以减小实验误差。
(4)实验结果表明,在8组实验中,当温度为40℃时果汁量最多,此时果胶酶的活性在各实验组中最强。
当温度再升高时,果汁量降低,说明酶的活性降低。
(5)该实验不能确定40℃就是果胶酶的最适温度,可以再设置多套装置,以
40℃为中心,以更小的温差(如0.5℃)测量在更小范围内的温度的果汁量,果汁量最多时的温度更接近酶的最适温度。
答案:
(1)果胶
(2)使果胶酶与苹果泥处于同一温度条件下
(3)酶和反应物充分地接触
(4)40℃ 相对最强 温度升高,降低了酶的活性
(5)不能。
可以再设置多套装置,以40℃为中心,以更小的温差(如0.5℃)测量在更小范围内的温度的果汁量,果汁量最高时的温度更接近酶的最适温度
7.(17分)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:
步骤
项目
烧杯
甲
乙
丙
丁
1
在烧杯中加
入苹果泥
20mL
20mL
20mL
20mL
2
①
2mL
/
2mL
2mL
3
加入不同液体
2mL
蒸馏水
4mL
蒸馏水
2mL
HCl
2mL
NaOH
4
水浴恒温,
玻璃棒搅拌
15min
15min
15min
15min
(1)表中①处的内容是__________________。
(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)请你设计一张表格,用来记录利用上述材料“探究果胶酶最适用量”的实验结果。
【解题关键】根据实验操作过程和实验变量判断实验目的。
(1)甲、乙组:
探究果胶酶在实验中的作用。
(2)甲、丙、丁组:
探究pH对果胶酶活性的影响。
【解析】
(1)①处操作为加入催化剂——质量分数为2%的果胶酶溶液。
(2)若要验证果胶酶的作用,实验的自变量为果胶酶的有无,因此选甲、乙两组。
观察的因变量为果汁的体积与澄清度,因此无关变量过滤的时间应该完全相同。
由于果胶酶能瓦解植物细胞壁,将不溶于水的果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,因此甲烧杯中果汁的体积大于乙烧杯中的,且比乙烧杯中的澄清。
(3)甲、丙、丁组探究pH对果胶酶活性的影响。
(4)探究果胶酶最适用量的自变量为果胶酶的用量,因变量为果汁的体积。
答案:
(1)加入质量分数为2%的果胶酶溶液
(2)甲与乙 过滤相同时间 果汁的体积与澄清度 甲烧杯中果汁的体积多于乙烧杯中的且比乙烧杯中的澄清
(3)pH(酸碱度)
(4)
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
8.(14分)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。
试管编号
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)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
9.(18分)果粒生产在中国尚处于起步阶段。
果粒除了可直接食用外,还可作为配料加入酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。
果胶酶作为一种新型加工辅助剂,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)果胶酶作为一种果粒加工辅助剂,它能将果胶分解成可溶性的__________,由酶的__________性可知,组成果粒的另一种成分__________不会被分解。
(2)在40~45℃温度下搅拌处理的原因是______________________;最后升温到90~92℃再冷却罐装的目的是________________________。
(3)下面左图表示温度对果胶酶活性的影响,如果纵坐标表示果粒的生成速率,横坐标表示温度,请在下面右图中画出果粒生成速率的曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。
【解析】
(1)果胶酶能将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,由于酶具有专一性,故纤维素不会被分解。
(2)在40~45℃温度下搅拌处理的原因是在40~45℃温度下果胶酶活性最高,最后升温到90~92℃再冷却罐装的目的是灭菌。
(3)酶活性越高生成速率越快,如图:
答案:
(1)半乳糖醛酸 专一 纤维素
(2)在40~45℃温度下果胶酶活性最高 灭菌
(3)如图:
【方法规律】绘制曲线图技巧
(1)以自变量为横坐标,以因变量为纵坐标建立直角坐标系。
(2)注明坐标轴的名称、单位、坐标原点以及曲线名称。
(3)每个坐标轴上的取值单位要相等。
(4)将实验数据在坐标系中标出点,并将点连成线。
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