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选修一第三讲1．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。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，也使得浑浊的果汁变得更加澄清。请回答下列有关酶的问题：(1)每当到了丰收的季节，苹果堆满了仓库，如果交通不便，就会有很多苹果因保存不当而不能及时运出而渐渐腐烂变质，苹果腐烂的原因是：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。其中有使苹果腐烂的微生物的同化作用类型是_______________________。(2)为了减少损失，提高产品的经济效益，人们想到了榨取果汁。要想使果汁尽可能多地榨出来，应加入果胶酶，在该物质的作用下，果胶分解成可溶性的________。答案(1)①细胞无氧呼吸产生大量酒精导致细胞死亡②微生物侵染异养型(2)半乳糖醛酸解析(1)苹果腐烂的原因在于收获时形成的伤口造成微生物侵染而腐烂；或者细胞无氧呼吸产生大量酒精而腐烂。能使苹果腐烂的微生物一定是异养型。(2)果胶酶的作用是使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。2．请回答下列有关生物技术实验问题。(1)根据果胶酶在果汁生产中的作用的系列实验结果回答下列问题：①能正确表示温度对果胶酶活性影响的曲线是________。②能正确表示pH对果胶酶活性影响的曲线是________。③在原材料有限的情况下，能正确表示相同时间内果胶酶的用量对果汁产量影响的曲线是________。(2)某种全自动洗衣机的水温有冷水、45℃温水、90℃热水三种设置，洗涤方式有直接洗涤和浸泡20分钟后洗涤两种设置。如果用加酶洗衣粉洗涤有陈旧牛奶渍的棉质衣服，洗衣机选择哪种水温和洗涤方式洗涤效果最好？__________________。(3)用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤丝绸衣物和羊毛衣物是否合适？为什么？_____________________________________________________________。答案(1)①乙②乙③丙(2)45℃温水浸泡，20分钟冲洗(3)不合适，因为丝绸衣物和羊毛衣物的主要成分是蛋白质，用含蛋白酶的洗衣粉洗涤会分解其中的蛋白质，破坏衣物。解析酶的催化效率容易受温度、pH值的影响。丝绸衣物和羊毛衣物的主要成分是蛋白质。3．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，瓦解植物的细胞壁和胞间层。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按相应程序进行操作，请把表中未填写的内容填上。操作烧杯顺序项目12①在烧杯中加入苹果泥20mL20mL②2mL/③注入蒸馏水/④在恒温水浴中保温，并用玻璃棒不时搅拌10min10min(3)取两个烧杯，同时进行过滤。观察(或比较)____________________，并记录结果。(4)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]探究果胶酶催化果胶水解的最适pH。本课题实验步骤中，在完成[课题一]中的①、②步骤、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。(1)请问上述哪一种方法更科学？______________________。理由是：__________________________。(2)该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，以横坐标表示pH，纵坐标表示__________(果汁体积或试管体积)，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，请在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图________。答案[课题一](2)操作项目烧杯顺序12①②注入果胶酶溶液③2mL④(3)相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度(4)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(2)酶和反应物果胶充分地接触(3)果汁体积甲解析解答实验题的关键是要明确实验目的，搞清实验原理，根据对照性原则找到单一变量，控制其他变量，以及尽量减少实验误差。验证性实验结果与实验目的的相对应，回答语言要简洁、准确。[课题二]中的探究性实验需要迁移教材上的基本实验(探究温度对酶的活性的影响)来解答。在复习中要特别注意像“果胶酶在果汁生产中的作用”这种与生产、生活相联系的实验素材。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10℃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10℃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：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______________________。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。5．(2009·日照)某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明：成分：含碱性蛋白酶等。用法：洗涤前先将衣服浸于洗衣粉水内数小时，使用温水效果最佳。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。请回答下列问题：(1)质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验如图所示。该实验的目的是___________________________(2)一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述(1)的实验材料及方法进行了如下实验并把结果用曲线图A、B表示：①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为__________。②在0℃和75℃时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到45℃，后者的催化作用已不能恢复，这是因为__________________________________________。③该学生在实验过程中可通过观察_______________________________现象判断酶的催化效率。(3)该加酶洗衣粉的去污原理是_____________________________________________。(4)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__________________________________________。答案(1)检查该洗衣粉是否含蛋白酶(2)①45℃②酶的活性已丧失③胶片上的蛋白膜消失时间的长短(3)用蛋白酶分解衣服中的污垢，所含的蛋白质为易分解的小分子，使之易于洗去(4)酶本身无毒，含量少，又能被微生物分解，不会引起富营养化，对环境无污染解析质检局的职责针对产品的质量进行把关，根据其职责可以判定进行(1)实验的目的是检验洗衣粉中是否含有蛋白酶；(2)由图中曲线可以得知，该加酶洗衣粉的最适温度为45℃，酶在高温下其结构会被破坏，导致其活性丧失。6．(2009·潍坊)请参照细胞固定化技术的相关基础知识，完成下列问题。(1)细胞固定化技术一般采用包埋法固定化，采用该方法的原因是____________________。(2)包埋法固定化是指________________________。(3)包埋法固定化细胞常用的载体有__________________________________(答出三种即可)。(4)与固定化酶技术相比，固定化细胞技术的优点是_____________________________。(5)制备固定化酵母细胞的五大步骤是：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________；⑤________________________________________________________________________。答案(见解析)解析(1)细胞个大，不易从包埋材料中漏出(2)将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中(3)明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等(4)成本更低，操作更容易(5)①酵母细胞的活化②配制0.05mol/LCaCI2溶液③溶化海藻酸钠④海藻酸钠溶液与酵母细胞混合⑤酵母细胞的固定化7．设计实验证明温度会影响酶的催化活性。材料用具：6支试管、淀粉、碘液、水浴锅、冰箱。(1)实验步骤和结果：步骤1：制备6mL淀粉溶液并在常温下冷却。步骤2：取唾液若干；步骤3：取3支试管编号为1、2、3，各加入2mL可溶性淀粉，另取3支试管编号为4、5、6各加入稀释唾液2mL；步骤4：_________________________________________；步骤5：________________________________________；步骤6：______________________________________________。结果：______________________________________________。(2)步骤4与步骤5能否调换顺序？请说明理由。答案(1)步骤4：将1号与4号试管、2号与5号试管、3号与6号试管分别放入37℃温水、沸水、冰水混合物中静置5min。步骤5：将4、5、6号试管中的唾液分别倒入1、2、3号试管，混合均匀后，将1、2、3号试管各自放到原环境条件下水浴一段时间。步骤6：向混合后的3支试管中各滴加1滴碘液，观察颜色变化。结果：1号不变蓝、2号变蓝、3号变蓝(2)答案见解析解析设计实验时要注意对比实验的单一变量，同