2024-2025學(xué)年高中生物專題四酶的研究與應(yīng)用課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用作業(yè)含解析新人教版選修1

PAGE6-課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用一、選擇題1．下列與酶的活性有關(guān)的說法不精確的是(A)A．酶的活性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)確定的，不受外界條件的影響B(tài)．酶的活性是指酶催化確定化學(xué)反應(yīng)的實(shí)力C．酶的活性受溫度、pH等因素的影響D．酶活性的凹凸與反應(yīng)物濃度無關(guān)[解析]酶的活性是由蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)確定的，不同酶的結(jié)構(gòu)不同，活性也不同；同時(shí)酶的活性又受外界條件的影響，如溫度、pH和酶的抑制劑等條件都會(huì)影響酶的活性；在其他條件不變時(shí)，確定范圍內(nèi)反應(yīng)速度隨底物濃度的增加而加快，當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到確定限度時(shí)，反應(yīng)速度不再變更，即反應(yīng)速度大小與反應(yīng)物濃度有關(guān)，但是酶活性凹凸與反應(yīng)物濃度無關(guān)。2．下列關(guān)于果膠酶的說法錯(cuò)誤的是(C)A．果膠酶的活性是指確定量的果膠酶催化確定量的果膠進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的實(shí)力B．溫度、pH和酶的抑制劑等條件會(huì)影響果膠酶的活性C．果膠酶能催化果膠分解，但不能提高水果的出汁率，只能使果汁變得澄清D．生產(chǎn)果汁時(shí)，為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，須要限制好酶的用量[解析]果膠酶不僅能使果汁變得澄清，而且還能提高水果的出汁率。3．一般不作為果膠酶活性檢測(cè)指標(biāo)的是(D)A．等量的果泥產(chǎn)生等量的果汁所用的時(shí)間B．等量的果泥在相同時(shí)間內(nèi)的出汁量C．等量的果泥在相同時(shí)間內(nèi)的澄清度D．等量的果泥在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的數(shù)量[解析]果膠酶把果膠分解為可溶性的半乳糖醛酸，能使果汁變得澄清，也能提高出汁率，所以果汁的澄清度、出汁量以及果汁的產(chǎn)出時(shí)間都可作為果膠分解速率即果膠酶活性的檢測(cè)指標(biāo)。果膠被果膠酶分解的過程中不產(chǎn)生氣泡。4．探究溫度對(duì)果膠酶活性影響的試驗(yàn)中，得到如下試驗(yàn)結(jié)果。據(jù)此分析不正確的是(C)溫度(℃)3035404550556065707580果汁量(ml)3.54.68.610.912.311.710.15.43.94.85.6A．試驗(yàn)過程中應(yīng)先將蘋果泥和果膠酶分別調(diào)整到對(duì)應(yīng)溫度后再混合B．為了試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性，各組混合處理時(shí)間和過濾果汁時(shí)間均應(yīng)相同C．應(yīng)在50～55℃之間設(shè)置更細(xì)溫度梯度進(jìn)行試驗(yàn)探究果膠酶的最適溫度D．該試驗(yàn)結(jié)果表明高溫能使果膠酶失活，但高溫也可能促進(jìn)果膠分解[解析]試驗(yàn)過程中應(yīng)先將蘋果泥和果膠酶分別調(diào)整到對(duì)應(yīng)溫度后再混合，A正確；為了試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性和限制單一變量，各組混合處理時(shí)間和過濾果汁時(shí)間均應(yīng)相同，B正確；試驗(yàn)中的溫度梯度跨度較大，要想確定最適溫度，須要設(shè)置更細(xì)溫度梯度進(jìn)行試驗(yàn)，分析數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)在45～55℃(或45～60℃)之間設(shè)置更細(xì)溫度梯度進(jìn)行試驗(yàn)探究果膠酶的最適溫度，C錯(cuò)誤；高溫可以使酶失活，由表格數(shù)據(jù)可以看出，高溫也可能促進(jìn)果膠分解，D正確。5．蒸熟的蘋果具有很好的止瀉作用，這是因?yàn)樘O果中果膠的“立場(chǎng)”不太堅(jiān)決，未經(jīng)加熱的生果膠可軟化大便，與膳食纖維共同起著通便的作用，而煮過的果膠則搖身一變，不僅具有汲取細(xì)菌和毒素的作用，而且還有收斂、止瀉的功效。下列有關(guān)果膠的敘述，錯(cuò)誤的是(B)A．果膠是植物細(xì)胞壁的主要成分之一B．酵母菌可產(chǎn)生果膠酶，是因?yàn)榻湍妇募?xì)胞壁中也含有果膠C．果膠酶能夠分解果膠D．果膠影響果泥的出汁率[解析]果膠是植物細(xì)胞壁的主要成分之一，細(xì)菌、真菌細(xì)胞壁中不含果膠。6．下列說法不正確的是(D)A．可用等量的果泥產(chǎn)生等量的果汁所用的時(shí)間作為果膠酶活性的檢測(cè)指標(biāo)B．可用等量的果泥在相同時(shí)間內(nèi)的出汁量作為果膠酶活性的檢測(cè)指標(biāo)C．可用等量的果泥在相同時(shí)間內(nèi)的澄清度作為果膠酶活性的檢測(cè)指標(biāo)D．影響酶活性的因素有pH、溫度、酶的用量及酶的抑制劑[解析]果膠酶把果膠分解為可溶性的半乳糖醛酸，能使果汁變得澄清，也能提高出汁率，所以果汁的澄清度、相同時(shí)間內(nèi)的出汁量以及等量果汁的產(chǎn)出時(shí)間都可作為果膠分解速率即果膠酶活性的檢測(cè)指標(biāo)，A、B、C正確；影響果膠酶活性的因素有pH、溫度及酶的抑制劑，不包括酶的用量，D錯(cuò)誤。7．下列有關(guān)果膠酶及與果膠酶試驗(yàn)探究的有關(guān)敘述正確的是(D)A．探究果膠酶的用量時(shí)，pH不影響試驗(yàn)結(jié)果B．果膠酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所以該試驗(yàn)探究時(shí)溫度范圍可以不考慮C．探究溫度對(duì)果膠酶活性影響時(shí)，溫度、蘋果泥、果膠酶用量及反應(yīng)時(shí)間等都是變量D．可以用相同時(shí)間內(nèi)過濾得到的果汁體積來確定果膠酶的用量[解析]探究果膠酶用量時(shí)，pH、溫度會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果，AB錯(cuò)誤；探究溫度對(duì)果膠酶活性影響的試驗(yàn)中，溫度為單一變量，其他因素保持不變，C錯(cuò)誤；可以用相同時(shí)間內(nèi)過濾得到的果汁體積來確定果膠酶的用量，D正確。故選D。8．如圖所示的試驗(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加熱15min，再將酶和乳汁倒入同一試管中混合，保溫并記錄凝乳所須要的時(shí)間。通過多次試驗(yàn)并記錄在不同溫度下凝乳須要的時(shí)間，結(jié)果如下表所示。據(jù)此試驗(yàn)，請(qǐng)推斷下列敘述中正確的是(B)裝置ABCDEF水浴溫度/℃102030405060凝乳時(shí)間/min不凝乳7.04.01.54.0不凝乳A．凝乳時(shí)間越長，凝乳酶的活性越高B．假如將A組的水溫漸漸提高，乳汁可以凝固C．低溫破壞了酶的分子結(jié)構(gòu)，所以10℃溫度下乳汁不會(huì)凝固D．可以確定凝乳酶的最適溫度為40℃[解析]凝乳時(shí)間越長，說明凝乳酶的活性越高，A錯(cuò)；低溫抑制了酶的活性，但低溫條件下酶的分子結(jié)構(gòu)沒有遭到破壞，C錯(cuò)誤；依據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，40℃時(shí)酶的活性最高，但不能確定40℃是酶的最適溫度，D錯(cuò)。9．下表是某同學(xué)探究溫度對(duì)果膠酶活性影響的試驗(yàn)結(jié)果。該結(jié)果不能說明(C)溫度(℃)102030405060果汁量(mL)234565A．溫度影響果膠酶的活性B．40℃和60℃時(shí)酶的活性相等C．50℃是該酶的最適溫度D．若溫度從10℃上升到40℃，酶的活性將漸漸增加[解析]據(jù)表可知，50℃時(shí)果膠酶的活性最高，但試驗(yàn)結(jié)果不能說明50℃是該酶的最適溫度。10．某同學(xué)用試驗(yàn)來探究pH值對(duì)酶活性的影響。他打算了5份含有的等量果膠酶溶液的試管，用0.1%的鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)整至不同的pH值，每支試管加五塊0.1cm3的正方體蘋果塊，試管均置于25℃室溫條件下。下列的說法中，不合理的一項(xiàng)是(B)A．選取pH值梯度可以是5、6、7、8、9B．為使試驗(yàn)在更短的時(shí)間內(nèi)完成，可以將溫度由25℃提高到大約80℃C．生成果汁量與酶活性強(qiáng)弱的關(guān)系是酶活性越大，果膠分解越快，生成的果汁越多D．可依據(jù)果汁的澄清度來推斷最適pH值[解析]選取pH值梯度可以是5、6、7、8、9，具有酸性、中性和堿性的pH；80℃溫度高，會(huì)使果膠酶變性失活；生成果汁量與酶活性強(qiáng)弱的關(guān)系是酶活性越大，果膠分解越快，生成的果汁越多，成正比；可依據(jù)果汁的澄清度，也可以依據(jù)正方體蘋果塊的大小來推斷最適pH值；所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤。11．下列關(guān)于“果汁中的果膠和果膠酶”試驗(yàn)的敘述，正確的是(C)A．果膠是一種能使植物細(xì)胞粘合在一起的蛋白質(zhì)B．加熱后果汁澄清度增大的緣由是果膠在高溫下水解C．果膠酶在果汁制作中的作用效果可用乙醇進(jìn)行檢驗(yàn)D．果膠的徹底水解產(chǎn)物是半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯[解析]果膠是組成植物細(xì)胞壁的主要成分之一，由半乳糖醛酸聚合而成的一種多糖，A錯(cuò)誤；由于溫度可以影響酶的活性，加熱后溫度上升可能使果膠酶的活性增加，因此果汁澄清度增大，B錯(cuò)誤；果膠不溶于乙醇而形成沉淀，果膠酶在果汁制作中可以將果膠分解而使其在乙醇中的沉淀量削減，因此果膠酶的作用效果可用乙醇進(jìn)行檢驗(yàn)，C正確；由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，因此果膠的徹底水解產(chǎn)物是半乳糖醛酸，D錯(cuò)誤。故選C。12．關(guān)于探究果膠酶最適用量的試驗(yàn)，下列有關(guān)敘述不正確的是(C)A各組需加入等量不同濃度的果膠酶溶液B．要保證各組具有相宜并相同的pH和溫度等條件C．須要檢測(cè)不同反應(yīng)時(shí)間條件下的生成物量D．幾組試驗(yàn)之間可形成相互比照，不需單設(shè)空白比照[解析]依據(jù)題干可知，本試驗(yàn)的自變量是果膠酶用量，所以須要設(shè)計(jì)多個(gè)試驗(yàn)組形成相互比照；每組加入等量的不同濃度的果膠酶溶液，其他無關(guān)變量(溫度、pH等)都保持相同；檢測(cè)生成物量時(shí)也要保證反應(yīng)時(shí)間是相同的。二、非選擇題13．果膠酶能分解果膠等物質(zhì)，可以用來澄清果蔬飲料，在食品加工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)果膠酶是分解果膠的酶的總稱，包括__多聚半乳糖醛酸酶__、果膠分解酶和__果膠酯酶__。食品工業(yè)中之所以運(yùn)用果膠酶澄清果蔬飲料，是因?yàn)楣z酶能破壞植物的__細(xì)胞壁__結(jié)構(gòu)。(2)微生物是生產(chǎn)果膠酶的優(yōu)良生物資源。分別和篩選能產(chǎn)生果膠酶的微生物，運(yùn)用的培育基應(yīng)當(dāng)以__果膠__為唯一碳源；為了純化該生物，須要在__固體__(填“固體”或“液體”)培育基上接種菌種，最常用的接種方法有__平板劃線法或稀釋涂布平板法__。(3)在榨制果汁前，要將果膠酶和果泥混勻保溫，目的是提高出汁率；過濾后要用果膠酶處理果汁，目的是__使果汁變澄清__。(4)依據(jù)下表試驗(yàn)結(jié)果，__不能__(填“能”或“不能”)確定40℃就是果膠酶的最適溫度。1020304050607080813152515121110[解析](1)果膠是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等，它們能催化果膠的分解，瓦解植物細(xì)胞壁。(2)篩選和分別能夠產(chǎn)生果膠酶的微生物時(shí)，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用以果膠為唯一碳源的選擇培育基，為了純化該生物，須要在固體培育基上進(jìn)行，最常用的接種方法有平板劃線法或稀釋涂布平板法。(3)榨制果汁前，要將果膠酶與果泥混勻保溫，目的是分解細(xì)胞壁，提高出汁率，過濾后要用果膠酶處理果汁，目的是分解果汁中的果膠，使果汁變澄清。(4)該試驗(yàn)只能得出在所設(shè)計(jì)的溫度下，40℃的酶活性高，由于沒有設(shè)計(jì)40℃左右，縮小溫度梯度的試驗(yàn)，如梯度為1℃的試驗(yàn)，視察果汁量，因此不能確定40℃就是果膠酶的最適溫度。14．我國水果生產(chǎn)發(fā)展快速，由于收獲的季節(jié)性強(qiáng)，易造成積壓、腐爛變質(zhì)的現(xiàn)象，為解決上述問題且滿意不同人群的需求，可以將水果加工制成果汁、果酒、果醋等。在果汁生產(chǎn)中要用到果膠酶，某生物探討小組為了探究果膠酶的某些特性，進(jìn)行了如下試驗(yàn)：(1)試驗(yàn)方法：按如圖所示的依次進(jìn)行操作(2)試驗(yàn)結(jié)果：比照組與試驗(yàn)組進(jìn)行了相同時(shí)間的試驗(yàn)，結(jié)果如圖所示：①圖中自變量是溫度，除此之外果膠酶的活性還受__D__影響。A．酶的濃度 B．蘋果泥的量C．水量 D．pH②圖中縱坐標(biāo)還可用__蘋果汁的產(chǎn)量__表示。③試驗(yàn)小組變更了試驗(yàn)條件后重復(fù)做試驗(yàn)，得到曲線乙，蘋果汁的澄清度最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)是同一位置的緣由是__同一種酶的最適溫度是確定的，不會(huì)因酶的濃度、底物的量的不同而變更__。④步驟b中在果膠酶和蘋果泥混合前，將兩者分裝在不同試管中，恒溫的目的是__避開底物與果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，進(jìn)而影響酶的活性__。[解析]果膠酶的活性受溫度、pH等條件的影響，而與底物的量、酶的濃度和水的加入量沒有關(guān)系，所以每一種酶的最適pH和最適溫度是確定的。衡量試驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)有兩種，一種是果汁的產(chǎn)量，另一種是果汁的澄清度。為使試驗(yàn)中達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度，保證明驗(yàn)的精確性，避開因混合而造成的溫度的變更，必需使酶與底物分別保溫，待達(dá)到要求后再混合。15．果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁和胞間層。在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請(qǐng)你幫助完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的試驗(yàn)課題。試驗(yàn)用具和材料：磨漿機(jī)、燒杯、試管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、紗布等；蘋果、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水等。試驗(yàn)方法及步驟：①將蘋果洗凈去皮，用磨漿機(jī)制成蘋果泥，加入適量蒸餾水備用。②取7個(gè)干凈燒杯和7支試管并分別編號(hào)。③燒杯中注入等量的蘋果泥，試管中注入等量的2%的果膠酶溶液，之后進(jìn)行下面兩種操作：方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至4、5、6、…10。方法二：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥的pH分別調(diào)至4、5、6、…10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。(1)請(qǐng)問上述哪一種方法更科學(xué)？__方法二__。理由是：__方法二的操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一起先便達(dá)到試驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH__。(2)該試驗(yàn)步驟中也有玻璃棒攪拌的操作，其目的是使__酶和反應(yīng)物充分地接觸__，