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1、选修一 专题41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：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)将步骤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 min(如图B)将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测果汁量(如图C)在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量如下：温度/1020304050607080果汁量/mL813152515121110根据上述实验，请分析回答下列问题：(1)果胶酶能除去细胞壁，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
2、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)实验步骤的目的是_。解析：本题是对果胶酶活性在不同温度下的定量测定。(1)细胞壁和胞间层的主要组成成分之一是果胶，而果胶酶则是水解果胶的一类酶的总称。(2)通过表中数据可知：在40时，产生的果汁量最多，在题中所给的温度范围内，40时酶活性最高。当温度升高时，出汁量降低，酶的催化活性降低。(3)因为酶具有高效性，将底物与酶的温度都达预定值后再混合，避免其事先发生反应，而引起结果的不准确。答案：(1)果胶(2)40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2果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一
3、。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100 mL洁净的烧杯，分别编号1、2，按相应程序进行操作，请把表中未填写的内容填上。操作顺序项目烧杯12在烧杯中加入苹果泥20 mL20 mL2 mL注入蒸馏水在恒温水浴中保温，并用玻璃棒不时搅拌10 min10 mi
4、n(3)取两个大烧杯，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)本课题的实验步骤中，在完成“向烧杯中分别加入苹果泥、向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：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的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：_，并说明理由：_。(2)实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是
5、使_以减少实验误差。(3)如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，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pHm，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。解析：果胶酶可以提高果汁的出汁率和澄清度。方法二是将试管中的果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调至4、5、610，再把pH相等的两溶液相混合，这样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环境。否则，由于酶在pH升高或降低时把果胶分解了，造成误差。实验操作中要用玻璃棒不时搅拌的目的是使酶和反应物(果胶)充分地接触，以减
6、少实验误差。试验中的坐标图，横坐标表示pH，纵坐标表示果汁体积最合适。在一定范围内，随pH增大，酶的活性增强，果汁产生多、体积增多；超过最适pH，随pH增大，酶的活性减弱，果汁产生少、体积减小。答案：课题一：(2)注入果胶酶溶液2 mL(3)相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度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)方法二此方法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(2)酶和反应物(果胶)充分地接触(3)果汁体积甲如右图3为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加
7、入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。水温/1020304050组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍时间/min67668852518336347711126891167清除油渍时间/min93789587639182468575277769868(1)提高洗衣粉去污能力的方法有_。甲组在洗衣粉中加入了_。乙组在洗衣粉中加入了_。(2)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有_。(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。_。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特
8、殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。_。解析：丙组为对照实验，为排除无关因素干扰。消除污渍所用时间越短，说明酶的去污能力越强。通过表格数据可以看出，适当提高温度可以提高酶的催化能力。加酶后，去污效果也有明显提高。甲组能消除血渍而不能消除油渍，因此，甲组洗衣粉中加入了蛋白酶。乙组能消除血渍和油渍，说明乙组在洗衣粉中加入蛋白酶和脂肪酶。根据甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有专一性。由于高温使酶变性而失活，所以甲、乙、丙三组均在水温80时洗涤同一种污渍，洗涤效果无差异。因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用，
9、因此加酶洗衣粉中的生产未运用酶的固定化技术。答案：(1)加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)专一性(3)没有差异，因为高温使酶失活(4)未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用4从土壤的嗜碱性短小芽孢杆菌中首先分离选育到一株产生低温型碱性蛋白酶的高产菌株。该菌株具有嗜碱性强、不易染菌、生产性状稳定等特点。该菌产碱性蛋白酶能力强，每毫升发酵活力达9 000单位(28测定)、5 000单位(20测定)和18 000单位(40测定)，在全国五种碱性蛋白酶的性能比较中，该蛋白酶在28下所占有酶活力比例高于国内同类产品，表明具有低温型酶的特性。该产品用于加酶洗衣粉，可提高去污力12倍，特别在常温下对血渍、奶渍等蛋白污垢有专一性的去污效果。根据以上材料回答下列问题：(1)从土壤中分离嗜碱性短小芽孢杆菌应用_(功能)培养基，从物理形态上应选用_培养基。(2)为什么该菌株产的碱性蛋白酶的活力在不同温度下发酵活力不同？_。(3)试分析该产品在常温下对血渍、奶渍等蛋白质污垢有专一性的去污效果的原因。_。(4)若要比较添加该蛋白酶的洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果，应注意控制实验变量，请列举均衡无关变量的措施(至少三条)：_；_；_。(5)在日常生活中使用洗衣粉时，有人先用沸水溶解洗衣粉再浸泡衣物，该种方法能否用于题目中所说的加酶洗衣粉？为什么？_
