- 酶的研究与应用
- 共307题
工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率,为研究温度对果胶酶活性的影响,某学生设计了如下实验:
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在30℃水浴中恒温处理10min(如图A).
②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合,再次在30℃水浴中恒温处理10min(如图B).
③将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液,测果汁量(如图C).
④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量如下:
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,是因为果胶酶可以促进细胞壁中______的水解.
(2)实验结果表明,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______.
(3)实验步骤①的目的是______.
正确答案
解:(1)细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,根据酶的专一性,果胶酶能使细胞壁中的果胶分解.
(2)根据实验结果即表中数据分析得出:当温度为45℃时果汁量最多,此时果胶酶的活性最大.当温度再升高时,果汁量降低,说明温度升高,降低了酶的活性.
(3)实验步骤①中将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在30℃水浴中恒温处理10min,这是为了避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度,从而影响果胶酶活性,并且实验的单一变量就是温度.
故答案为:
(1)果胶
(2)45℃最高 酶活性降低
(3)避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度,从而影响果胶酶活性
解析
解:(1)细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,根据酶的专一性,果胶酶能使细胞壁中的果胶分解.
(2)根据实验结果即表中数据分析得出:当温度为45℃时果汁量最多,此时果胶酶的活性最大.当温度再升高时,果汁量降低,说明温度升高,降低了酶的活性.
(3)实验步骤①中将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在30℃水浴中恒温处理10min,这是为了避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度,从而影响果胶酶活性,并且实验的单一变量就是温度.
故答案为:
(1)果胶
(2)45℃最高 酶活性降低
(3)避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度,从而影响果胶酶活性
下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在探究温度、pH对酶活性影响及果胶酶最适用量的实验中,都是通过设置变量梯度确定最适值,A正确;
B、植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶,B正确;
C、在使用梯度测定酶的用量及活性时,可以通过榨出的果汁的体积大小来判断,C错误;
D、在制作果汁的过程中,由于果胶、纤维素的存在,影响榨出的果汁的量及果汁透明度,加入两种酶后,果汁的榨出量及透明度均有提高,D正确.
故选:C.
果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一.果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及细胞间层.在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度.请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题.
实验用具和材料:磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布等.苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等.
【课题一】验证果胶酶在果汁生产中的作用.
实验方法及步骤:
(1)将苹果洗净去皮,用磨浆机制成苹果泥,加入适量蒸馏水备用.
(2)取两个100mL洁净的烧杯,编号1、2号,按相应程序进行操作,请把表中未填写的内容填上.
(3)取出两个烧杯,同时进行过滤.观察(或比较)______,并记录结果.
实验结果的预测及结论:如果是______,则说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用.
【课题二】探索果胶酶催化果胶水解的最适pH.
(1)本课题实验步骤中,在完成“烧杯中分别加入苹果泥、试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后,有下面两种操作:
方法一:将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合,再把混合液的pH分别调至4、5、6…10.
方法二:将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调至4、5、6…10,再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合.
请问上述哪一种方法更为科学?______.
(2)如果用曲线图的方式记录实验结果,在现有的条件下,当横坐标表示pH,纵坐标表示______,实验操作和记录是比较切实可行的.根据你对酶特性的了解,在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图______.若实验所获得的最适宜pH=m,请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置.
正确答案
解:课题一:
(2)实验探究的是果胶酶对生产果汁的影响,遵循单一变量原则,变量为果胶酶,1号试管注入2ml果胶酶,2号试管注入2ml蒸馏水;
(3)如果实验结果为相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大,澄清度高,则说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用.
课题二:
(1)分析可知方法二更为科学,操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH.
(2)如果用曲线图的方式记录实验结果,横坐标表示pH,纵坐标表示果汁体积,果胶酶的作用受pH影响,过高或过低都不利于酶活性的发挥,在最适pH下,酶活性最高,果汁体积最大.
故答案为:
[课题一]实验方法及步骤:
(2)
(3)相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度高
实验结果的预测及结论:相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大,澄清度高
[课题二](1)方法二
(2)果汁体积 甲
解析
解:课题一:
(2)实验探究的是果胶酶对生产果汁的影响,遵循单一变量原则,变量为果胶酶,1号试管注入2ml果胶酶,2号试管注入2ml蒸馏水;
(3)如果实验结果为相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大,澄清度高,则说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用.
课题二:
(1)分析可知方法二更为科学,操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH.
(2)如果用曲线图的方式记录实验结果,横坐标表示pH,纵坐标表示果汁体积,果胶酶的作用受pH影响,过高或过低都不利于酶活性的发挥,在最适pH下,酶活性最高,果汁体积最大.
故答案为:
[课题一]实验方法及步骤:
(2)
(3)相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度高
实验结果的预测及结论:相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大,澄清度高
[课题二](1)方法二
(2)果汁体积 甲
(2015秋•绵阳校级月考)下列对生物技术实践的相关实验的叙述中,不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、用平板划线法接种时,每次划线后都要对接种环进行灭菌,在酒精灯火焰旁冷却后再进行下次划线,A正确;
B、用于植物组织培养的MS培养基,大量元素、微量元素、激素类物质的使用都需先配制母液,B正确;
C、在胡萝卜素的提取实验中,浓缩前,需进行过滤,除去萃取液中的不溶物,C正确;
D、酶具有高效性,但易受温度、pH和酶抑制剂的影响,在最适温度、pH条件下酶的用量还受酶催化反应时间、果泥的影响,D错误.
故选:D.
工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率。为研究温度对果胶酶活性的影响,某学生设计了如下图所示实验:
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在10℃水浴中恒温处理10min(如图A所示)。
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B所示)。
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C所示)。
④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量,结果如下表所示:
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)实验结果表明,在上述B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__________________________。
(3)实验步骤①的目的是________________。实验操作中,如果不经过步骤①的处理,直接将果胶酶和苹果泥混合,是否可以?请解释原因。
正确答案
(1)果胶
(2)40℃ 最大 温度升高,降低了酶的活性
(3)使果胶酶与苹果泥处于同一温度条件下 不可以,因为直接混合后的果胶酶和苹果泥的温度并不处于实验温度下,这样对实验结果会有影响。
某同学进行苹果汁制作实验,工艺如图所示。
请回答:
(1)图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是①_______。黑曲霉提取液中含有的②_______可水解果胶,从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过③_______方式将酶固定化,酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去④_________。
(2)实验中,操作流程A和B的先后顺序为⑤_________。在苹果汁澄清过程中,应关闭的流速调节阀是⑥______。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶,可取一定量的果汁与等量的⑦_______混合,如果出现⑧_______现象,说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解,应将流速调⑨________。
(3)实验后,将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天,该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验,说明固定化酶可被①_______使用。
正确答案
(1)①消毒 ②果胶酶 ③吸附 ④未被固定的酶等
(2)⑤AB ⑥阀l ⑦乙醇 ⑧浑浊(沉淀) ⑨慢
(3)⑩重复
果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。实验用具和材料:磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。
课题:验证果胶酶在果汁生产中的作用。
实验方法及步骤:
(1)将苹果洗净去皮,用磨浆机制成苹果泥,加入适量蒸馏水备用。
(2)取两个100mL洁净的烧杯,编号为1、2,按相应程序进行操作,请把表中未填写的内容填上。
(3)取出两个烧杯,同时进行过滤。观察(或比较)__________,并记录结果。
预测实验结果及结论:_________________,说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用。
课题二:探索果胶酶催化果胶水解适宜的pH。
(4)本课题实验步骤中,在完成“烧杯中分别加入苹果泥,试管中分别注入果胶酶溶液,编号,编组”之后,有下面两种操作:
方法一:将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合,再把混合液的pH分别调至4、5、6、…、10。
方法二:将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调至4、5、6、…、10,再把pH相同的果胶酶溶液和苹果泥相混合。
哪一种方法更科学?________,请说明理由:________________________。
(5)实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作,其目的是使____,以减少实验误差。
(6)如果用曲线图的方式记录实验结果,在现有的条件下,当横坐标表示pH,纵坐标表示_________,实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解,在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图:________。若实验所获得的最适宜pH=m,请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。
正确答案
(2)
(3)相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度
预测实验结果及结论:相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大,澄清度高
课题二:
(4)方法二 方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH(或方法一的操作会在达到预设pH之前就发生了酶的催化作用)
(5)果胶酶和反应物(果胶)充分地接触
(6)果汁体积 甲
下列A、B、C图依次表示果胶酶浓度一定时,果胶酶的反应速度与反应物浓度、温度、pH之间的关系,据图完成问题:
(1)图A中,反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是___________。
(2)图B中,b点所对应的温度称为___________。如果你根据实验数据转换成的曲线图无法判断果胶酶的最适温度,你将如何改进?_______________。
(3)图B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分钟后取出,转入40℃的水浴锅中保温,两试管内的反应:甲试管__________,乙试管___________。
(5)图C表示了果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时,果胶酶催化反应的速度随pH变化的曲线,实验时可根据_____________来判定果胶酶的最适pH。
正确答案
(1)酶虽然有高效性,但催化能力也有一定限度,当所有酶都发挥了最高效能后,反应物浓度再增加,反应速度也不增加,这时受酶浓度影响
(2)最适温度 应据适宜温度范围确定间隔近的温度梯度,重新实验
(3)温度升高,酶活性升高 温度升高,酶活性降低
(4)反应速度迅速增加 无催化反应
(5)果汁的量
已知鸡蛋被加热到65℃后会“变熟”,果胶酶被加热到65℃后是否影响其活性(用过滤得到果汁体积表示)?为探究此问题,请你依据所给材料和用品设计相应方案,预测可能的实验结果及相应的结论。材料用品:配制好的果胶酶溶液(一份保持在40℃水浴环境中,另一份保持在65℃水浴环境中),苹果泥(一份保持在40℃水浴环境中,另一份保持在65℃水浴环境中),酒精灯(或其他加热设备),试管若干,量筒,滴管,大烧杯,温度计,过滤器等。
实验方案:
(1)取2个大烧杯,分别标号甲、乙,各注入等量水,用酒精灯加热,使其各自保持40℃和65℃的水温。
(2)______________________________________。
(3)______________________________________。
(4)______________________________________。
预测结果及结论:
(1)______________________________________。
(2)______________________________________。
(3)______________________________________。
(4)______________________________________。
(5)为验证果胶酶被加热到65℃后是否完全变性失活,还应增加一个自身对照实验,应如何设计,请简要叙述。
正确答案
实验方案:
(2)取两支试管编号A、B,A中注入适量的40℃的苹果泥和果胶酶溶液,B中注入与A中等量的65℃的苹果泥和果胶酶溶液
(3)将A、B分别放入甲、乙两烧杯中水浴加热
(4)一段时间后,观察过滤得到果汁的多少
预测结果及结论:
(1)如果A、B中滤出果汁体积相等,说明果胶酶被加热到65℃后其活性不变
(2)如果B中没有滤出果汁(或滤出极少),说明果胶酶被加热到65℃后可能失去活性
(3)如果A中滤出果汁体积明显多于B,说明果胶酶被加热到65℃后其活性下降
(4)如果B中滤出果汁体积明显多于A,说明果胶酶被加热到65℃后其活性升高(答案合理即可)
(5)将乙中试管放入甲烧杯(40℃水浴)中,一段时间后若生成果汁量增加,说明果胶酶没有失活。如果仍没有果汁生成,说明果胶酶变性失活。
桃果实成熟后,如果软化快,耐贮运性就会差。下图表示常温下A、B两个品种桃果实成熟后硬度等变化的实验结果。
据图回答:
(1)该实验结果显示桃果实成熟后硬度降低,其硬度降低与细胞壁中的___________降解有关,该物质的降解与_________的活性变化有关;也与细胞壁中的______降解有关,该物质的降解与_________的活性变化有关。
(2)A、B品种中耐贮运的品种是___________。
(3)依据该实验结果推测,桃果实采摘后减缓变软的保存办法应该是_______,因为______________。
(4)采摘后若要促使果实提前成熟,可选用的方法有_________和________。
(5)一般来说,果实成熟过程中还伴随着绿色变浅,其原因是___________。
正确答案
(1)纤维素 纤维素 酶果胶质 果胶酶
(2)A
(3)适当降低温度 低温可降低有关酶的活性,延缓果实软化
(4)用乙烯进行处理 适当提高贮存温度
(5)叶绿素含量降低
某同学用实验来探究pH对酶活性的影响。他准备了5支含有等量果胶酶溶液的试管,用0.1%的盐酸或氢氧化钠溶液调节至不同的pH,每支试管加5块0.1cm3的正方体苹果块,试管均置于25℃室温条件下。
(1)请你帮助选取pH梯度:______________。
(2)请以两种方法改进实验,使实验在更短时间内完成。_________________________。
(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是:_______,可根据________来判断最适pH。
(4)为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶的作用,还应对实验进行怎样设计?______________。
正确答案
(1)5、6、7、8、9
(2)方法一:将温度由25℃提高到大约45℃;方法二:将正方体苹果块处理成苹果泥
(3)酶活性越大,果胶分解越快,生成的果汁越多 生成果汁最多时,酶活性最大
(4)增加另一支试管,放入与果胶酶溶液等量的清水和与实验组等量的苹果泥,但不加酶溶液作为对照
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量,为研究外界条件对果胶酶活性的影响,某研究人员设计系列实验,结果如下:
根据上述实验结果,请分析回答下列问题:
(1)表一实验结果表明:在实验设置的系列温度中,当温度为__________℃时果胶酶的活性最高,因为在该温度时,相同时间内的出汁量__________。
(2)由上述图表中可得知:对酶活性影响最小的外界条件是_______;酶保持最高活性都需要_____条件。
(3)在进行探究温度对果胶酶活性的影响实验时,每一组的Ca2+浓度及pH应分别调节到___________mol/L和__________,目的是控制Ca2+浓度及pH等其它实验条件__________。
正确答案
(1)40 最多
(2)Ca2+浓度 最适
(3)1 4 相同且适宜
下图表示葡萄酒酿制的简单过程,请据图分析:
(1)从上图可知,甲图是为了使酵母菌进行_______,以增加酵母菌的数量,乙图是为了使酵母菌______获得葡萄酒。最后,可以用_______试剂检验是否有酒精生成。整个酿制过程一般将温度控制在18-25℃,原因是__________。
(2)甲图中葡萄汁和白糖的混合液为酵母菌提供的营养成分有_______________。为防止发酵液被污染,对使用的器具要___________并晾干,并用___________消毒。
(3)从野生酵母菌群中分离纯化酵母菌时,最常用的接种方法有__________和___________两种。接种后,培养基上会出现一些分别由一个酵母菌繁殖而成的菌落,在生态学上,这些菌落被称为____________。
(4)工业生产上为提高葡萄出汁率并使果汁变得澄清,生产中常需用到________。为了能反复利用酵母菌,需要将纯化后并经过繁殖培育得到的酵母菌与海藻酸钠溶液混合制成“凝胶珠”,这是使用________法来固定酵母细胞。
正确答案
(1)有氧呼吸 发酵 重铬酸钾 这一温度最适合酵母菌生长和繁殖
(2)碳源、氮源、水、无机盐和生长因子 清洗干净 70%酒精
(3)平板划线法 稀释涂布平板法 种群
(4)果胶酶 包埋
生物技术在人们的生产、生活中已经得到了广泛应用,如微生物发酵技术为我们制造了许多营养丰富的美味食品;植物色素的利用让食物变得更加温馨诱人;植物组织培养技术加快了优良品种的推广;普通洗衣粉已经逐渐被加酶、加香洗衣粉所替代。请回答下列有关问题:
(1)自然界中的微生物必须经过________________后才能应用于工业生产。在应用平板划线法接种时每次划线结束后仍然灼烧接种环,原因是___________________________。
(2)果汁生产中常用的果胶酶广泛存在于植物果实和微生物中。从微生物分离获得的酶通常需要检测__________,以便更好地将酶用于生产实践。目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的,如果将酶固定在载体上,还可以被重复利用,这种方法制成的酶叫____________________________。
(3)高档洗衣粉中常加入一些由植物芳香油制成的香精,多是采用____________方法获得的;食品着色常使用从植物体内提取的植物色素,实验室常用_______________法提取植物色素。
正确答案
(1)分离和提纯 及时杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染环境感染操作者。
(2)酶的活力(性) 固定化酶
(3)蒸馏 萃取
根据材料回答问题:
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酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果粒的硬度、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:①果粒含量高;②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型果粒量少,且果粒硬度不够,这势必会影响下一步的生产。果胶酯酶作为一种新型加工助剂,可将果粒的组织结构损坏减到最小,最大限度地提高成型果粒含量。
(1)工业上用针尾曲霉生产果胶酯酶,属_______工程。
(2)果胶酯酶作为一种果粒加工助剂,它能将果胶分解成可溶性的_______,由酶的_______性可知,组成果粒的另一成分_______不会被分解。
(3)在果粒制作时,按2mL酶/kg水果的量加入酶制剂,加热至40℃~45℃,缓慢搅拌处理10min~15min。最后加热到90℃~92℃再冷却罐装。在此过程中按2mL酶/kg水果的量加入酶的意义在于______;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_________。
(4)果粒产品与果汁产品在成分上的主要区别在于______________。
正确答案
(1)发酵
(2)半乳糖醛酸 专一 纤维素
(3)控制好酶的用量,一方面使果胶酶充分利用,节约成本;另一方面防止造成浪费 果胶酶在40℃~45℃温度下活性最高 灭菌
(4)果粒产品中有纤维素,果汁中不合纤维素(果汁生产中还加入了纤维素酶)
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