4.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同学设计了如下实验:
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10分钟(如图A)。
②将果胶酶与苹果泥混合,再次在10℃水浴中恒温处理10分钟(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:
|
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,此时果汁酶的活性 。当温度再升高时,果汁量降低,说明 。
(3)实验步骤①的目的是 。
答案 (1)果胶 (2)40℃ 最高 酶活性降低
(3)使果胶酶和苹果泥处于同一温度条件下
1.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 |
|
|
① |
在烧杯中加入苹果泥 |
20 mL |
20 mL |
|
② |
|
2 mL |
|
|
③ |
注入蒸馏水 |
|
|
|
④ |
在恒温水浴中保温,并用玻璃棒不时搅拌 |
10 min |
10 min |
(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pH=m,请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。
![]()
答案 课题一:(2)②注入果胶酶溶液 ③2 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 如下图
![]()
7.下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题:
![]()
(1)完成图1中的实验流程。
(2)冲洗的主要目的是 ,冲洗应特别注意不能 ,以防止菌种的流失。
(3)图2装置中的充气口在 时关闭,在 时连接充气泵,并连续不断地向内 。
(4)排气口在果酒发酵时排出的气体是由 产生的 ,在果醋发酵时排出的是 。
(5)写出与(4)题有关的反应方程式:
。
(6)若在果汁中就含有醋酸菌,在果酒发酵旺盛时,醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸?说明原因。
。
(7)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为 。醋酸发酵时温度一般应控制为 。
答案 (1)醋酸发酵
(2)洗去浮尘 反复冲洗
(3)果酒发酵 果醋发酵 泵入空气(氧)
(4)酵母菌 CO2 剩余(含氧量少)的空气、CO2
(5)C6H12O6
2C2H5OH+2CO2
C2H5OH+O2
CH3COOH+H2O
(6)不能。因为果酒发酵时的缺氧能抑制醋酸菌生长,且醋酸菌发酵条件是氧气充足
(7)18-25℃ 30-35℃
第三章 酶的应用技术实践
![]()
果胶酶的作用
例1 我国水果生产发展迅速,由于收获的季节性强,易造成积压,腐烂变质,为了解决上述问题且满足不同人群的需求,可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中用到果胶酶,某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性,进行了如下实验:
![]()
![]()
(1)实验方法:如图中所示的顺序进行操作。
(2)实验结果:对照组与实验组进行了相同时间的实验,结果如图所示:
①图中自变量是温度,除此之外还可用 表示。
A.酶的浓度 B.苹果泥的量 C.水的加入量 D.pH
②图中的纵坐标还可用 来表示。
③实验小组改变了实验条件后重复做实验,得到曲线乙,苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是 。
④步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前,将两者分装在不同试管中,恒温的目的是
。
答案 (2)①D ②苹果汁的体积 ③同一种酶的最适温度是一定的,不会因酶的浓度、底物量不同而改变 ④保证底物和酶在混合时的温度是相同的
探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响
例2 (2008年潍坊模拟)某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。下表是他们记录的不同温度除去不同污渍所需时间的对照表,请依据表中数据作答。
|
水温/℃ |
冷水 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
|
植物油 |
48 |
39 |
30 |
20 |
17 |
11 |
12 |
20 |
|
蓝墨水 |
93 |
86 |
80 |
72 |
68 |
67 |
81 |
105 |
|
奶渍 |
48 |
43 |
28 |
12 |
6 |
4 |
12 |
17 |
(1)要达到最佳洗涤效果,使用加酶洗衣粉的最适宜温度范围是 。
(2)在适宜温度范围内,加酶洗衣粉对衣物上的 的洗涤效果最佳,对 的洗涤效果最差,其原因是 。
(3)羊毛、蚕丝等织物 (填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤,因为
。
答案 (1)50-60℃
(2)奶渍 蓝墨水 奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪,加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶,能使蛋白质和脂肪等有机物分解,而很难使蓝墨水的成分分解
(3)不能 羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质,加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质分解,从而使织物受到破坏
![]()