- 酶的研究与应用
- 共307题
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.请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的研究课题.
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,请补填表中的内容.
(3)取出两个烧杯,同时进行过滤.比较观察______,并记录结果.
预期结果: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适宜的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.
试评价上述两种方法中更合理的是______,理由:______.
(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______.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:______.
(3)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,该实验研究的是果胶酶在果汁生产中的作用,实验变量为有无果胶酶,根据探究实验满足的原则:对照原则、单一变量原则,进行填表.
(3)比较观察相同时间内果汁的澄清度和滤出的果汁体积,如果是相同时间内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,说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用.
(1)课题二,探索果胶酶催化果胶水解适宜的pH,实验变量为:pH值,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,减小了实验误差.
(2)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,纵坐标表示澄清度.根据酶的作用条件较温和可得最可能是实验结果的曲线图为甲.
故答案为:【课题一】(2)注入果胶酶溶液 2mL;
(3)相同时间内果汁的澄清度和滤出的果汁体积; 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)方法二更科学 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【只要合理即可】;
(2)澄清度 甲(或完全澄清所需时间--乙)
(3)甲图中曲线最高处对应的横坐标上的点标上m.
解析
解:课题一,该实验研究的是果胶酶在果汁生产中的作用,实验变量为有无果胶酶,根据探究实验满足的原则:对照原则、单一变量原则,进行填表.
(3)比较观察相同时间内果汁的澄清度和滤出的果汁体积,如果是相同时间内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,说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用.
(1)课题二,探索果胶酶催化果胶水解适宜的pH,实验变量为:pH值,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,减小了实验误差.
(2)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,纵坐标表示澄清度.根据酶的作用条件较温和可得最可能是实验结果的曲线图为甲.
故答案为:【课题一】(2)注入果胶酶溶液 2mL;
(3)相同时间内果汁的澄清度和滤出的果汁体积; 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)方法二更科学 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【只要合理即可】;
(2)澄清度 甲(或完全澄清所需时间--乙)
(3)甲图中曲线最高处对应的横坐标上的点标上m.
某同学用含有不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如下实验.
请回答以下问题:
(1)该实验的目的是探究______.该实验还应控制的无关变量有______.该实验中______分别构成两组对照实验.
(2)该同学在实验过程中可通过观察______来判断酶的催化效率.
(3)蛋白酶洗衣粉的去污原理是______.
正确答案
解:(1)该实验的自变量是酶的种类和污染物种类,所以该实验的目的是探究酶的专一性;控制的无关变量是洗衣粉的用量、污染程度、水质、pH等条件,该实验中A与B、A与C构成两组对照实验.
(2)可根据蛋白膜消失时间的长短来判断酶的催化效率.
(3)蛋白酶能够催化污垢中蛋白质的水解,所以蛋白酶洗衣粉能够去污.
故答案为:
(1)酶的专一性 洗衣粉的用量、污染程度、水质、pH等条件应适宜且相同 A与B、A与C
(2)蛋白膜消失时间的长短
(3)蛋白酶催化污垢中蛋白质的水解
解析
解:(1)该实验的自变量是酶的种类和污染物种类,所以该实验的目的是探究酶的专一性;控制的无关变量是洗衣粉的用量、污染程度、水质、pH等条件,该实验中A与B、A与C构成两组对照实验.
(2)可根据蛋白膜消失时间的长短来判断酶的催化效率.
(3)蛋白酶能够催化污垢中蛋白质的水解,所以蛋白酶洗衣粉能够去污.
故答案为:
(1)酶的专一性 洗衣粉的用量、污染程度、水质、pH等条件应适宜且相同 A与B、A与C
(2)蛋白膜消失时间的长短
(3)蛋白酶催化污垢中蛋白质的水解
普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别正确的是( )
正确答案
解析
解:A、普通洗衣粉中含磷,会污染环境,造成水体的富营养化,A正确;
B、表面活性剂不只存在于普通洗衣粉中,加酶洗衣粉中也含有表面活性剂,B错误;
C、加酶洗衣粉里的酶制剂对人体有腐蚀作用,没有毒害作用,C错误;
D、加酶洗衣粉中的酶是用特殊化学物质将酶包裹,使其与洗涤剂隔离,D错误.
故选:A.
下列关于酶的应用的说法中,合理的是( )
正确答案
解析
解:A、热水浸泡会使酶失活,从而降低加酶洗衣粉的洗涤效果,A错误;
B、复合加酶洗衣粉中有多种酶,因酶有专一性,所以污渍成分复杂时选用复合加酶洗衣粉较好,B正确;
C、特定材料包裹酶是避免酶在不良环境中失活,不属于固定化酶,C错误;
D、通过化学结合法等方法固定酶会影响其催化活性,D错误.
故选:B.
下列是“探究某种加酶洗衣粉使用的最适温度”的实验设计,最合理的是( )
正确答案
解析
解:A、加酶洗衣粉在30℃的水中洗涤效果没有45℃的好,说明30℃时酶的活性没有45℃时高,但不能说明45℃为最适温度,A错误;
B、探究实验要遵循对照原则和单一变量原则,该实验的单一变量是温度,其他变量都要保持相同且适宜,因此在不同温度的水中,加入相同的污物及等量洗衣粉,看哪种效果好,B错误;
C、该实验的单一变量是温度,其他变量都要保持相同且适宜,因此取一系列不同温度、其他条件相同的水,加入等量相同的污物及等量加酶洗衣粉,看哪一个温度下洗衣粉的洗涤效果最好,C正确;
D、将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37℃的水中洗涤同样的污物,发现加酶洗衣粉效果好,说明适宜温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好,但不能说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃,D错误.
故选:C.
下列叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、胃蛋白酶的最适温度为37℃,加酶洗衣粉中的蛋白酶主要是中温蛋白酶,最适酶活温度在50°C左右,A错误;
B、胃蛋白酶与洗衣粉中碱性蛋白酶的化学本质是蛋白质,B正确;
C、胰脂肪酶与洗衣粉中的脂肪酶都催化脂肪水解为脂肪酸和甘油,C错误;
D、人体小肠中没有纤维素酶,D错误.
故选:B.
下列关于人体内各种酶与加酶洗衣粉中的酶的比较,正确的是( )
正确答案
解析
甲:A、人体小肠中没有纤维素酶,A错误;
B、胃蛋白酶与洗衣粉中碱性蛋白酶的化学本质是蛋白质,B正确;
C、胰脂肪酶与洗衣粉中的脂肪酶都催化脂肪水解为脂肪酸和甘油,C错误;
D、胃蛋白酶的最适pH为2.0,D错误.
故选:B.
关于探究果胶酶最适用量的实验,叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、由于要探究果胶酶最适用量,故可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,A正确;
B、实验设置时,除自变量不同之外,其他无关变量温度、pH等应相同且适宜,B正确;
C、用玻璃棒搅拌加酶的果泥,能加快反应的进行,但各组搅拌时间要相同,C错误;
D、该实验中pH值为无关变量,故调节pH值,使各组中的pH值相同而且处于适宜状态,D正确.
故选:C.
在洗涤剂中不能直接去除衣物污垢,但能增强洗涤效果的成分是( )
正确答案
解析
解:加酶洗衣粉中纤维素酶的作用主要是使纤维素的结构变得蓬松,从而使得渗入纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉接触,最终达到更好的去污效果,B正确;
故选:B.
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉.请回答下列问题:
(1)由图推知,该实验的目的是______.50℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量约是______%.
(2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的实验记录,请据表回答问题.
①该实验设计体现了______原则.
②若1号实验组洗净油污布所需时间接近7min,最可能的原因是______.
(3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有______.
①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品
(4)根据以上实验结果,请写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施:______.
(5)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉,有利于生态环境保护,这是因为______.
正确答案
解:(1)由图推知,该实验的目的是探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响.50℃时,当该碱性蛋白酶含量达到0.6%时,该加酶洗衣粉去污力变化不大,即其最适含量是0.6%.
(2)①该实验设计体现了对照、单一变量原则.
②若1号实验组洗净油污布所需时间接近7min,与普通洗衣粉的洗涤时间相同,则最可能的原因是酶已经失活.
(3)②毛织品、④蚕丝织品主要成分是蛋白质,能被蛋白酶催化分解,故不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤.故选:②④.
(4)酶的作用条件比较温和,故用温水浸泡、延长浸泡时间、增加洗衣粉的用量等均可提高加酶洗衣粉洗涤效果.
(5)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉,有利于生态环境保护,这是因为酶可被分解,又避免水体富营养化.
故答案为:
(1)探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响 0.6
(2)①对照、单一变量 ②酶失活(或酶的活性低)
(3)②④
(4)用温水浸泡;延长浸泡时间;增加洗衣粉的用量等
(5)酶可被分解,又避免水体富营养化
解析
解:(1)由图推知,该实验的目的是探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响.50℃时,当该碱性蛋白酶含量达到0.6%时,该加酶洗衣粉去污力变化不大,即其最适含量是0.6%.
(2)①该实验设计体现了对照、单一变量原则.
②若1号实验组洗净油污布所需时间接近7min,与普通洗衣粉的洗涤时间相同,则最可能的原因是酶已经失活.
(3)②毛织品、④蚕丝织品主要成分是蛋白质,能被蛋白酶催化分解,故不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤.故选:②④.
(4)酶的作用条件比较温和,故用温水浸泡、延长浸泡时间、增加洗衣粉的用量等均可提高加酶洗衣粉洗涤效果.
(5)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉,有利于生态环境保护,这是因为酶可被分解,又避免水体富营养化.
故答案为:
(1)探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响 0.6
(2)①对照、单一变量 ②酶失活(或酶的活性低)
(3)②④
(4)用温水浸泡;延长浸泡时间;增加洗衣粉的用量等
(5)酶可被分解,又避免水体富营养化
下列对果胶酶作用的叙述中,不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、酶能降低化学反应的活化能,因此果胶酶可以改变反应速度,A正确;
B、果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一,因此果胶酶可以将其瓦解,B正确;
C、果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物,果胶酶可以将果胶分解成半乳糖醛酸,C错误;
D、果汁中含有大量的果胶,并且该物质不溶于水,因此利用酶的专一性,果胶酶能够分解果胶,使果胶分解成半乳糖醛酸,使浑浊的果汁变的澄清,D正确.
故选:C.
下列叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、制作果汁时要提高果肉出汁率和降低果汁的浑浊度等,除了需加入果胶酶,还有控制好温度和pH,A错误;
B、果胶是植物细胞壁和胞间层的主要成分之一,不溶于水,B正确;
C、植物、霉菌、酵母菌和细菌在生活过程中,都会发生分解果胶的过程,因此它们均能产生果胶酶,C正确;
D、果胶酶是一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等,D正确.
故选:A.
酶是生物体内细胞合成的生物催化剂,没有酶,生物体内的所有代谢反应都不能进行.随着生物科学技术的发展,酶已经走出实验室走进人们的生产和生活.
(1)每当到了丰收的季节,苹果堆满了仓库,但如果交通不便,就会有很多苹果因保存不当或不能及时运出,而渐渐腐烂变质,苹果腐烂的原因是①______;②______,其中能使苹果腐烂的微生物的同化作用类型是______,为了减少损失,提高产品的经济效益,人们想到了榨取果汁,要想使果汁尽可能榨出来,应加入______,在该物质的作用下,果胶分解成可溶性的______.
(2)加酶洗衣粉中应用最广泛、效果最明显的是①______酶和②______酶.其中①酶能将血渍、奶渍等含有的______水解成______,使污渍容易脱落.同样②酶可将脂肪水解成______和______.使用加酶洗衣粉清洗衣物时,需要注意的问题有______(多选).
A.应该用温水来溶化加酶洗衣粉 B.用来溶化加酶洗衣粉的清水的pH越接近中性效果越好
C.最好先把衣物放在含有加酶洗衣粉的水中浸泡片刻 D.加酶洗衣粉一般只适宜用于清洗化纤衣物.
正确答案
解:(1)苹果中含有丰富的有机物与水分,适合微生物的繁殖.苹果通过无氧呼吸产生酒精使细胞死亡以及微生物侵染都会使苹果腐烂.若将苹果榨汁,需要将细胞分散与破坏,这可利用酶的专一性,用果胶酶瓦解细胞壁与胞间层,使榨果汁更容易.
(2)衣服的污物常见的是蛋白质与脂肪,因此加酶洗衣粉中应添加效果最好的碱性蛋白酶与碱性脂肪酶.使用加酶洗衣粉时要注意水温、pH,同时要留出酶充分作用的时间.
故答案为:
(1)无氧呼吸产生酒精使细胞死亡 微生物侵染 异养型 果胶酶 半乳糖醛酸
(2)碱性蛋白 碱性脂肪 蛋白质 氨基酸 甘油 脂肪酸 ABC
解析
解:(1)苹果中含有丰富的有机物与水分,适合微生物的繁殖.苹果通过无氧呼吸产生酒精使细胞死亡以及微生物侵染都会使苹果腐烂.若将苹果榨汁,需要将细胞分散与破坏,这可利用酶的专一性,用果胶酶瓦解细胞壁与胞间层,使榨果汁更容易.
(2)衣服的污物常见的是蛋白质与脂肪,因此加酶洗衣粉中应添加效果最好的碱性蛋白酶与碱性脂肪酶.使用加酶洗衣粉时要注意水温、pH,同时要留出酶充分作用的时间.
故答案为:
(1)无氧呼吸产生酒精使细胞死亡 微生物侵染 异养型 果胶酶 半乳糖醛酸
(2)碱性蛋白 碱性脂肪 蛋白质 氨基酸 甘油 脂肪酸 ABC
“生物技术实践”模块
请在标有序号的空白处填空,并将序号及相应答案写在答题纸上.某同学进行苹果汁制作实验,工艺如图所示.
(1)图中用KMnO4的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,酶被固定在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式否还有果胶,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)试验后,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⑩______使用.
正确答案
消毒
果胶酶
吸附
未被固定的酶等
AB
阀1
乙醇
浑浊
慢
重复
解析
解:(1)在制作工艺中必须对原材料消毒,这样才能保证后续试验的成功.KMnO4是强氧化剂,可以起到对苹果消毒的作用.苹果汁的制作需要果胶酶,该酶来自图中的黑曲霉.果胶酶将果胶催化水解,提高了果汁的澄清度;酶固定常用吸附法.
(2)先提取果胶酶再进行果汁的制作,防止苹果汁时间过久变质.澄清过程应关闭阀1,避免提取液进入固定化柱中降低了果汁质量,如果果胶未完全分解,可降低流速,延长反应时间.
(3)固定化酶的优点之一是被固定的酶可以重复使用.
故答案为:
(1)①消毒 ②果胶酶 ③吸附 ④未被固定的酶等
(2)⑤AB ⑥阀1 ⑦乙醇 ⑧浑浊(沉淀) ⑨慢
(3)⑩重复
某同学为了验证果胶酶的作用,设计了如下实验:
(1)取两个100mL的洁净烧杯,编号为1号、2号.
(2)向两个烧杯中分别加入20mL的苹果泥,向1号烧杯内加入2mL的蒸馏水,向2号烧杯内加入2mL的果胶酶.
(3)把这两个烧杯放在水浴装置中保温,并用玻璃棒搅拌.
下面分析中正确的是( )
正确答案
解析
解:验证果胶酶作用的实验中,1号烧杯内加入2mL的蒸馏水,作为空白对照.果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁变得容易,也是果汁变得澄清. 因此2号烧杯果汁变澄清.
故选:C.
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