高考生物五年真题汇编26——酶的应用
一、单选题
1．（2020·江苏）甲、乙两个实验小组分别进行了“酵母细胞固定化技术”的实验，结果如下图所示。出现乙组实验结果的原因可能为（ ）
A．CaCl2溶液浓度过高
B．海藻酸钠溶液浓度过高
C．注射器滴加速度过慢
D．滴加时注射器出口浸入到CaCl2溶液中
【答案】B
【知识点】固定化酶及其应用
【解析】【解答】A、CaCl2溶液浓度过大，会导致凝胶珠硬度大，易开裂；A错误；
B、海藻酸钠溶液浓度过高会导致凝胶珠呈蝌蚪状，B正确；
C、注射器滴加速度过快会导致凝胶珠呈蝌蚪状，C错误；
D、注射器离液面过近会导致凝胶珠呈蝌蚪状，而非注射器口侵入到CaCl2溶液中，D错误
故答案为：B。
【分析】海藻酸钠溶液固定酵母细胞的步骤：1、酵母细胞的活化； 2、配制0.05mol/L的CaCl2溶液； 3、配制海藻酸钠溶液 （该实验成败的关键步骤）； 4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 ；5、固定化酵母细胞二、固定化细胞制作过程中的注意事项：（1）酵母细胞的活化；（2）配置氯化钙溶液：要用蒸馏水配置；（3）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊；（4）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡；（5）制备固定化酵母细胞：注射器高度适宜，并匀速滴入；（6）刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡。
2．（2020·浙江选考）下列关于淀粉酶的叙述，错误的是（ ）
A．植物、动物和微生物能产生淀粉酶
B．固相淀粉酶比水溶液中的淀粉酶稳定性更高
C．枯草杆菌 淀粉酶的最适温度比唾液淀粉酶的高
D．淀粉被淀粉酶水解形成的糊精遇碘-碘化钾溶液不显色
【答案】D
【知识点】酶的特性；固定化酶及其应用
【解析】【解答】A、淀粉酶可以分解淀粉，植物、动物和微生物都能产生淀粉酶，A正确；
B、固相淀粉酶不溶于水，比水溶液中的淀粉酶稳定性更高，可以反复利用，B正确；
C、枯草杆菌 淀粉酶的最适温度为50～75℃，比唾液淀粉酶的高，C正确；
D、淀粉水解时一般先生成糊精（遇碘显红色），再生成麦芽糖（遇碘不显色），最终生成葡萄糖，D错误。
故答案为：D。
【分析】1.酶：
(1)作用:酶是生物体内各种化学反应的催化剂。
(2)特点:它有高度的专一性和高效性、酶的作用受多种因素的影响。
2.固定化酶:将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
3．（2019·江苏）下列关于加酶洗涤剂的叙述，错误的是（ ）
A．加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶
B．用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水
C．含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物
D．加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的
【答案】A
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素
【解析】【解答】A加酶洗衣粉中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶,酸性物质无法完全分解脂肪，A符合题意；
B加酶洗衣粉含酶制剂，酶具有高效性，加快反应速率，所以可以节约洗涤时间，B不符合题意；
C棉织物的主要成分是纤维素，纤维素酶可以使织物更蓬松，有利于洗去污渍，C不符合题意；
D科学家通过基因工程生产出了耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶，制作加酶洗衣粉，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】在洗涤剂配方中加入蛋白酶，分解衣物上的蛋白污垢，淀粉酶分解食物残迹，脂肪酶分解油脂污垢，纤维素酶修整织物表面，一种或多种酶制剂的应用，使洗涤效果更显著。 酶是生物体内活细胞产生的一种有催化作用的物质，能加快化学反应的速率，并使反应向一定的顺序转换，因此，酶是一种生物催化剂。
4．（2018·江苏）下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是（ ）
A．用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞
B．进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜
C．注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状
D．包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性
【答案】D
【知识点】固定化细胞及其应用
【解析】【解答】A、在酵母细胞固定化实验中，应该用小火、间断加热的方式使海藻酸钠缓慢溶解，A不符合题意；
B、将混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液进行固定化酵母细胞，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠，B不符合题意；
C、注射器(或滴管)出口应与液面保持适当的距离，以保证凝胶珠成为球状，C不符合题意；
D、包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，D符合题意。
故答案为：D
【分析】固定化细胞实验步骤：
①细胞的活化：称取lg干酵母，放入50 mL的小烧杯中，加人蒸馏水10 mL，用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混合均匀，成糊状，放置1h左右，使其活化。
【注】活化：让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态
②配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液：称取无水CaCl2 0.83g。放人200mL的烧杯中，加入150mL的蒸馏水，使其充分溶解，待用。
③配制海藻酸钠溶液：称取0.7g海藻酸钠，放入50mL小烧杯中。加人10mL水，用酒精灯加热，边加热边搅拌，将海藻酸钠调成糊状，直至完全溶化，用蒸馏水定容至10 mL。注意，加热时要用小火，或者间断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。
④海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加人已活化的醉母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。【注】冷却至室温的目的：防止杀死酵母菌
⑤固定化酵母细胞：以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠的情形。将这些凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右。【注】CaCl2溶液的作用：使胶体聚沉
⑥使用固定化酵母细胞发酵： 将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2-3次。将150mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200mL的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25℃下发酵24h。
（2）注意事项：
①配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。
②海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡
③制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入
④刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便Ca2+与Na+充分交换，形成的凝胶珠稳定。检验凝胶珠是否形成，可用下列方法：用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果不容易破裂，没有液体流出就表明成功地制成了凝胶珠，还可以用手将凝胶珠在实验桌上用力摔打，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。
⑤凝胶珠的颜色和形状：如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。
5．（2017·江苏）为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如图．由图中实验结果能直接得出的结论是（ ）
A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
【答案】C
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素
【解析】【解答】解：A、若不考虑是否加酶，图中自变量有三种，即洗衣粉的种类、污布的种类及酶用量，虽然污布类型2中加酶的去污力最高，但不能说明碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强，A错误；
B、若不考虑是否加酶，图中自变量有三种，即洗衣粉的种类、污布的种类及酶用量，因此不能说明不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力，B错误；
C、若不考虑是否加酶，第2组和第3组相比，单一变量是污布的类型，结果第2组去污力明显高于第1组，由此说明碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同，C正确；
D、若不考虑是否加酶，图中自变量有三种，即洗衣粉的种类、污布的种类及酶用量，因此不能说明加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力，D错误．
故选：C．
【分析】1、探究实验需要遵循对照原则和单一变量原则.2、分析题图：若不考虑是否加酶，图中自变量有三种，即洗衣粉的种类、污布的种类及酶用量．
6．（2017·江苏）下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述，正确的是（ ）
A．活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状
B．配制CaCl2溶液时，需要边小火加热边搅拌
C．将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液时，凝胶珠成形后应即刻取出
D．海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色，过低时凝胶珠易呈蝌蚪状
【答案】A
【知识点】固定化细胞及其应用
【解析】【解答】解：A、活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状，使酵母菌从休眠状态转变为正常状态，A正确；
B、配制海藻酸钠溶液时，溶化海藻酸钠应采用酒精灯小火或间断加热并搅拌，防止海藻酸钠焦糊，B错误；
C、CaCl2溶液使酵母细胞形成稳定的结构，固定在凝胶珠中，需要一段时间，所以时间不宜过长或过短，C错误；
D、海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈蝌蚪状，过低时凝胶珠易呈白色，D错误．
故选：A．
【分析】固定化细胞制作过程中的注意事项：（1）酵母细胞的活化．（2）配置氯化钙溶液：要用蒸馏水配置．（3）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊． （4）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡．（5）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入．（6）刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死．
7．（2017·江苏）固定化单宁酶应用于茶饮料加工，可消除其中的苦涩味．下列有关叙述正确的是（ ）
A．在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白
B．化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小
C．温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性
D．酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分
【答案】C
【知识点】固定化酶及其应用
【解析】【解答】解：A、透析法是利用膜的选择透过性去除混和物中的小分子物质，不能去除杂蛋白，A错误；
B、物理吸附法比化学结合法对单宁酶活性影响更小，B错误；
C、酶需要温和的条件，其活性受外界因素的影响，所以温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性，C正确；
D、酶的专一性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分，D错误．
故选：C．
【分析】使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较：
直接使用酶 固定化酶 固定化细胞
酶的种类 一种或几种 一种 一系列酶
制作方法 物理吸附法、化学结合法、包埋法 物理吸附法、包埋法
是否需要营养物质 否 否 是
缺点 ①对环境条件非常敏感，易失活②难回收，成本高，影响产品质量 不利于催化一系列的酶促反应 反应物不宜与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降
优点 催化效率高，耗能低、低污染 ①既能与反应物接触，又能与产物分离②可以反复利用 成本低，操作容易
8．（2016·新课标Ⅰ卷）若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是（ ）
A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
【答案】C
【知识点】酶活力测定的一般原理和方法
【解析】【解答】解：测定酶活性实验操作中，体积最大的物质一般最先加入；对反应条件最敏感的试剂一般最后加入．故先加入缓冲液，再加入底物，最后加入酶，然后立即混匀保温，并开始计时，故C选项正确．
故选：C．
【分析】（1）酶活力的含义：酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力．（2）酶活力测定的一般原理和方法：酶的活力通常以单位时间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成量来表示．例如，通过测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的活力．由于麦芽糖与3，5一二硝基水杨酸试剂反应，能生成黄褐色产物，利用分光光度法进行比色，可以测出麦芽糖的生成量．另外，还可以通过测定单位时间内淀粉的消耗量来检测淀粉酶的活力．本题主要考查酶活力测定的方法步骤，难度较低，考生识记即可．
9．下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是
A． 固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用
B．溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素
C．固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物
D．凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合
【答案】B
【知识点】固定化酶及其应用；固定化细胞及其应用
【解析】【分析】固定化酶实现了酶和底物的分离，酶可重复利用，A正确；酶的催化作用不需要氧气，故固定化酶的应用不需要氧气，与溶解氧交换受阻没有关系，B错误；固定化细胞可用生产分泌到细胞外的产物，如分泌蛋白等，C正确；凝胶与被埋细胞之间没有化学键，不通过共价键结合，D正确。
二、多选题
10．（2018·江苏）下列关于加酶洗衣粉的叙述，错误的是（ ）
A．洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来
B．洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解
C．在50 ℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶会迅速失活
D．加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不会影响其中酶的活性
【答案】B,C,D
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素
【解析】【解答】A、加酶洗衣粉中加入的酶多是微生物发酵产生的，其本质与生物体内的酶无明显差异，A不符合题意；
B、洗衣粉中的蛋白酶通常不会将添加的其他酶迅速分解，这是因为加酶洗衣粉中的酶经过了特殊的化学物质的包裹，使之与其他成分隔离，这些酶在遇水后，包裹层分解，酶才能发挥作用，B符合题意；
C、加酶洗衣粉的pH值一般不大于10，在水温45～60℃时，能充分发挥洗涤作用，因此在50℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶不会失活，C符合题意；
D、加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，会导致其中酶的活性降低，D符合题意。
故答案为：BCD
【分析】酶不能直接添加到洗衣粉中，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性将基因工程生产出来的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其他成分分隔开来。
11．（2016·江苏）为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗，是目前重要的生产手段（工艺流程见如图）．下列叙述中错误的是（ ）
A．纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似
B．在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用适当的包埋剂固定化酶
C．在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅
D．纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素
【答案】B,D
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素
【解析】【解答】解：A、纤维素酶作为洗衣粉添加剂去污与在仿旧中的作用机理相同，都是作用于衣物中的纤维素，使纤维素变得蓬松，增强去污或褪色的效果，A正确；
B、固定化酶一般不用包埋法，常用化学结合法或物理吸附法，B错误；
C、温度、PH会影响酶的活性，酶作用的时间也会影响酶作用效果，因此可以通过调节温、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅，C正确；
D、连接葡萄糖之间的化学键不是磷酸二酯键，是糖苷键，磷酸二酯键是连接核苷酸的化学键，D错误．
故选：BD．
【分析】固定化技术包括固定化细胞和固定化酶，由于酶分子体积较小容易从包埋材料中漏出，因此一般不用包埋法固定化酶，常用化学结合法和物理吸附法固定化酶，细胞体积较大，难以被吸附或结合，因此常用包埋法固定化细胞．本题的知识点是固定化酶及应用，加酶洗衣粉的作用，多糖、核酸的结构，要求学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，并对相关知识进行准确识记．
三、综合题
12．（2020·浙江选考）回答下列（1）、（2）小题：
（1）回答与柑橘加工与再利用有关的问题：
Ⅰ.柑橘果实经挤压获得果汁后，需用果胶酶处理，主要目的是提高果汁的 。为确定果胶酶的处理效果，对分别加入不同浓度果胶酶的果汁样品，可采用3种方法进行实验：①取各处理样品，添加相同体积的 ，沉淀生成量较少的处理效果好。②对不同处理进行离心，用比色计对上清液进行测定，OD值 的处理效果好。③对不同处理进行 ，记录相同体积果汁通过的时间，时间较短的处理效果好。
Ⅱ.加工后的柑橘残渣含有抑菌作用的香精油及较多的果胶等。为筛选生长不被香精油抑制且能高效利用果胶的细菌，从腐烂残渣中分离得到若干菌株，分别用无菌水配制成 ，再均匀涂布在LB固体培养基上。配制适宜浓度的香精油，浸润大小适宜并已 的圆形滤纸片若干，再贴在上述培养基上。培养一段时间后，测量滤纸片周围抑制菌体生长形成的透明圈的直径大小。从直径 的菌株中取菌接种到含有适量果胶的液体培养基试管中培养，若有果胶酶产生，摇晃试管并观察，与接种前相比，液体培养基的 下降。
（2）回答与基因工程和植物克隆有关的问题：
Ⅰ.天然农杆菌的Ti质粒上存在着一段DNA片段（T-DNA），该片段可转移并整合到植物细胞染色体上。为便于转基因植物在组织培养阶段的筛选，设计重组Ti质粒时，应考虑T-DNA中要有可表达的目的基因，还需要有可表达的 。
Ⅱ.结合植物克隆技术进行转基因实验，为获得转基因植株，农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、 及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。若植物材料对农杆菌不敏感，则可用 的转基因方法。
Ⅲ.利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程与利用茎段诱导产生愈伤组织再获得丛状苗的过程相比，前者总培养时间 ，且不经历 过程，因而其遗传性状稳定，是大多数植物快速繁殖的常用方法。
Ⅳ.与发芽培养基相比，配制转基因丛状苗生根培养基时，可根据实际情况适当添加 ，促进丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织并进一步分化形成 ，最终形成根。还可通过改变MS培养基促进生根，如 （A.提高蔗糖浓度B.降低培养基浓度C.提高大量元素浓度D.不添加琼脂）。
【答案】（1）澄清度；95%乙醇；较小；抽滤；细菌悬液；灭菌；较小；粘性
（2）抗性基因；全能性表达充分；显微注射；短；脱分化；生长素；根的分生组织；B
【知识点】微生物的分离和培养；果胶酶的活性测定；组织培养基的成分及作用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）Ⅰ.由于植物细胞壁和植物细胞间果胶的存在时，果汁的澄清度受到一定的影响，因此可以加入果胶酶使果胶降解为可溶性的半乳糖醛酸，提高果汁的澄清度。判断果胶酶的处理效果，可采用三种方法，①看果胶的剩余量，果胶不溶于乙醇，加入95%的乙醇，沉淀量少的即果胶的剩余量少，处理效果好，②进行离心处理，取上清液测OD值，OD值越小，说明降解越充分，果胶酶的处理效果越好，③对不同处理进行抽滤，记录相同体积果汁的通过时间，固形物含量越少，时间越短，处理效果越好。Ⅱ.为筛选不被香精油抑制且能高效利用果胶的细菌，需从腐烂残渣中分离菌株，用无菌水配制成细菌悬液，再涂布在LB固体培养基上待筛选。由于目标是筛选不被香精油抑制的细菌，因此还需准备香精油，并将其制作成滤纸片贴在培养基上，香精油需灭菌处理。观察滤纸片周围的抑菌圈，直径越小说明该菌株越不易被香精油抑制，因而成为初步待选的菌株。再进一步接种到含果胶的液体培养基中培养，果胶使植物细胞粘连，若果胶被降解，则液体培养基的粘性下降。（2）Ⅰ.设计重组质粒时，除了要含有可表达的目的基因，还需要有可表达的抗性基因（如抗生素抗性基因），在添加抗生素的培养基上，含重组质粒的宿主细胞能够生长，因而被筛选出来。Ⅱ.转基因实验要求宿主细胞性状优良、遗传稳定性较高、全能性（细胞发育成个体的潜能）较高及易被农杆菌侵染等特点。若植物材料对农杆菌不敏感，可采用显微注射的方法。Ⅲ.利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程，比利用茎段诱导产生愈伤组织获得丛状苗的过程时间更短，因为不需要经历脱分化的过程，而且遗传性状稳定。植物器官的分化需要一定的营养物质及适宜的激素配比，配制丛状苗生根培养基需根据实际情况添加生长素，促进基部细胞形成愈伤组织，并进一步分化形成根的分生组织，最终形成根。比较发芽培养基和生根培养基可知MS培养基的浓度下降，因此可降低培养基的浓度促进生根。故答案为：B。
【分析】（1）果胶酶：果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。
①分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；提高水果的出汁率
②使果胶水解为半乳糖醛酸，并使果汁变得澄清。
（2）发芽培养基：3000mLMS培养基+含1.5mgBA的溶液+含0.02mgNAA的溶液+30g蔗糖+40g琼脂，再加蒸馏水至4000mL，混合均匀加热至琼脂融化后，通过三角漏斗分装至100mL，三角瓶中每瓶40mL，共100瓶三角瓶，加上封口膜后1kg压力下在灭菌锅内灭菌20分钟。
（3）生根培养基：1000mLMS培养基+含0.38mgNAA的溶液+30g蔗糖+20g琼脂，再加蒸馏水至2000mL，混合均匀加热至琼脂融化后，通过三角漏斗分装至100mL，三角瓶中每瓶40mL，共50瓶三角瓶，加上封口膜后1kg压力下在灭菌锅内灭菌20分钟。
13．（2020·全国Ⅲ）[生物——选修1：生物技术实践]
水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题：
（1）制作果汁时，可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、 （答出2种即可）。纤维素酶可以分解植物 （填细胞膜或细胞壁）中的纤维素。
（2）用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，需要控制反应的温度，原因是 。
（3）现有甲乙丙三种不同来源的果胶酶，某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常，酶活性的高低可用 来表示。
（4）获得的果汁（如苹果汁）可以用来制作果酒或者果醋，制作果酒需要 菌，这一过程中也需要O2，O2的作用是 。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌属于 （填好氧或厌氧）细菌。
【答案】（1）果胶分解酶、果胶酯酶；细胞壁
（2）温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶活性最高，出汁率最高
（3）在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量
（4）酵母；促进有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖；好氧
【知识点】果胶酶的活性测定；果酒果醋的制作；固定化酶及其应用
【解析】【解答】（1）由分析可知，果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。植物细胞壁由纤维素和果胶构成，故可用纤维素酶分解细胞壁。（2）酶发挥催化作用需要适宜的温度和pH条件，在最适温度下，果胶酶的活性最高，出汁率最高。（3）酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，酶活性的高低可以用在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量来表示。（4）由分析可知，果酒的制作离不开酵母菌，在初期通入氧气，可以促进酵母菌的有氧呼吸，使其大量繁殖；醋酸菌是一种好氧细菌。
【分析】1、果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水，在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁混浊。果胶酶能分解果胶，使榨取果汁变得更容易，也使得浑浊的果汁变得澄清。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。2、果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。3、醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时才能进行旺盛的生理活动。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
14．（2019·浙江选考）回答下列小题：
（1）回答与果胶和果胶酶有关的问题：
①通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，还因为 。
②为了获得高产果胶酶微生物的单菌落，通常对分离或诱变后的微生物悬液进行 。
③在某种果汁生产中，用果胶酶处理显著增加了产量，其主要原因是果胶酶水解果胶使 。果汁生产中的残渣果皮等用于果胶生产，通常将其提取液浓缩后再加入 。使之形成絮状物，然后通过离心、真空干燥等步骤获得果胶制品。
④常用固定化果胶酶处理含果胶的污水，其主要优点有 和可连续处理等。在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等环境因素外，还需考虑的主要有 和 。
（2）回答与利用生物技术培育抗病品种有关的问题：
①通过抗病性强的植株获取抗病目的基因有多种方法。现已获得纯度高的抗病蛋白（可作为抗原），可通过 技术获得特异性探针，并将 中所有基因进行表达，然后利用该探针，找出能与探针特异性结合的表达产物，进而获得与之对应的目的基因。
②将上述抗病基因通过转基因的方法导入植物的分生组织可获得抗病性强的植株。若在试管苗期间用分子水平方法判断抗病基因是否表达，应检测 （A.质粒载体 B.转录产物 C.抗性基因 D.病原微生物）。
③植物细胞在培养过程中往往会发生 ，可利用这一特性筛选抗致病真菌能力强的细胞。筛选时在培养基中加入 ，并将存活的细胞进一步培养至再生植株。若利用 培养建立的细胞系用于筛选，则可快速获得稳定遗传的抗病植株。
④用抗病品种与高产品种进行杂交育种过程中，有时会遇到因胚发育中止而得不到可育种子的情况。若要使该胚继续发育获得植株，可采用的方法是 。
【答案】（1）腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多；涂布分离（或划线分离）；水果组织软化疏松及细胞受损；95%乙醇；提高果胶酶的稳定性；固定化的方法；固定化所用的介质
（2）单克隆抗体；基因文库；B；变异；高浓度致病真菌；花粉离体；胚的离体培养
【知识点】果胶酶的活性测定；基因工程的应用；固定化酶及其应用
【解析】【解答】解：（1）①腐烂的水果通常细胞壁被分解较多，所以含有能产生果胶酶的微生物较多；②获取单菌落的方式有划线分离法和涂布分离法两种，本题中两种方式均可；③果胶酶的作用是水解果胶，果胶位于植物细胞壁中，故水解果胶会使得水果组织软化疏松及使细胞受损；果胶不溶于酒精，故提取回收果胶需要使用95%乙醇，使果胶形成絮状物回收；④固定化的果胶酶在处理含果胶的污水时，可提高果胶酶的稳定性并可连续处理；在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等环境因素外，还需考虑的因素有固定化的方法和固定化所用的介质。（2）①抗病蛋白可作抗原，则特异性探针应为抗体，则需要通过单克隆抗体技术获得特异性探针；基因文库包含了某个DNA分子的所有基因，故是将基因文库中的所有基因进行表达，再利用探针获得目的基因；②质粒载体只能检测目的基因是否转入受体细胞，A不符合题意；转录产物为RNA，可以通过DNA-RNA分子杂交检测抗病基因是否表达，B不符合题意；检测抗性基因只能检测抗性基因是否导入受体细胞，无法检测该基因是否表达，C不符合题意；检测病原微生物是个体水平检测目的基因是否表达的方式，D不符合题意；故正确的选项选择B；③抗致病真菌基因是原本植物细胞不含的基因，则需要利用植物细胞在培养过程中的变异来筛选抗致病真菌能力强的细胞；由于需要筛选抗致病真菌能力强的细胞，故需要在培养基中加入高浓度致病真菌；快速稳定遗传的抗病植株需要通过单倍体培养获得，故需要利用花粉离体培养建立细胞系用于筛选；④要利用胚的发育获得植株，可利用胚细胞的全能性，采用胚的离体培养获得植株。
【分析】在变异品种的筛选中，要求获得的是抗致病真菌能力强的细胞，则只加入致病真菌只能筛选具有抗致病真菌能力的细胞，需要筛选抗致病真菌能力强的细胞，则需要添加高浓度的致病真菌，这对考查学生对筛选培养基的理解有一定的要求。
15．（2018·浙江选考）回答下列（1）、（2）小题：
（1）回答与果胶、淀粉等提取和利用有关的问题：
某植物富含果胶、淀粉、蛋白质和纤维素成分。某小组开展了该植物综合利用的研究。
①果胶提取工艺研究结果表明，原料先经过一段时间沸水漂洗的果胶得率（提取得到的果胶占原料质量的百分率）显著高于常温水漂洗的果胶得率，最主要原因是沸水漂洗 (A．有助于清洗杂质和去除可溶性糖 B．使植物组织变得松散 C．使有关酶失活 D．有利细胞破裂和原料粉碎制浆)。
②在淀粉分离生产工艺研究中，为促进淀粉絮凝沉降，添加生物絮凝剂（乳酸菌菌液），其菌株起重要作用。为了消除絮凝剂中的杂菌，通常将生产上使用的菌液，采用 ，进行单菌落分离，然后将其 ，并进行特性鉴定，筛选得到纯的菌株。
③在用以上提取过果胶和淀粉后的剩渣加工饮料工艺研究中，将剩渣制成的汁液经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后，发现仍存在浑浊和沉淀问题，可添加 使果胶彻底分解成半乳糖醛酸，再添加 ，以解决汁液浑浊和沉淀问题。
④在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的 （答出2点即可）、反应液pH和酶反应时间等因素。其中，酶反应时间可通过 来调节。
（2）回答与基因工程和植物克隆有关的问题。
①将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121均用限制性核酸内切酶EcoR I酶切，在切口处形成 。选取含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121用DNA连接酶连接。在两个片段相邻处形成 ，获得重组质粒。
②已知用CaCl2处理细菌，会改变其某些生理状态。取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成 实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是 ，从而表达卡那霉素抗性基因，并大量增殖。
③取田间不同品种水稻的幼胚，先进行 ，然后接种到培养基中培养，幼胚发生 形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及 （答 2点即可）。
【答案】（1）C；划线分离法（或涂布分离法）；扩大培养；果胶酶和果胶甲酯酶；淀粉酶使淀粉分解；固定化酶的量、反应液温度；控制反应器液体流最（或体积）
（2）黏性末端；磷酸二酯键；转化；使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态；消毒；脱分化；水稻的基因型、愈伤组织继代的次数
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素；植物组织培养的过程；固定化酶及其应用
【解析】【解答】（1）①沸水漂洗，因高温会破坏蛋白质的空间结构，进而使有关酶失活，C不符合题意，A、C、D不符合题意。
②为了消除絮凝剂中的杂菌，通常将生产上使用的菌液，采用划线分离法（或涂布分离法）进行单菌落分离，然后将其扩大培养，并进行特性鉴定，筛选得到纯的菌株。
③蛋白酶和纤维素酶可分别催化蛋白质和纤维素分解。在将以上提取过果胶和淀粉后的剩渣制成的汁液，经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后，仍存在浑浊和沉淀问题，说明该汁液中仍有少量的果胶和淀粉，可添加果胶酶和果胶甲酯酶使果胶彻底分解成半乳糖醛酸，再添加淀粉酶使淀粉分解，以解决汁液浑浊和沉淀问题。
④在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的固定化酶的量、反应液温度、反应液pH和酶反应时间等因素。其中，酶反应时间可通过控制反应器液体流最（或体积）来调节。 (2) ①用限制性核酸内切酶EcoR I酶切含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121，可在切口处形成黏性末端。用DNA连接酶连接含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121，可在两个片段相邻处形成磷酸二酯键，获得重组质粒。
②取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成转化实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是：使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态。
③在进行植物组织培养时，取田间不同品种水稻的幼胚，先进行消毒，以清除其表面附着的微生物；然后接种到培养基中培养，幼胚发生脱分化形成愈伤组织，并进行继代培养。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈伤组织继代的次数等。
【分析】（1）酶的特性：专一性，高效性，作用条件较温和（最适温度，最适pH），高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。 （ 2 ）基因工程的基本操作程序： 第一步：目的基因的获取 第二步：基因表达载体的构建 第三步：将目的基因导入受体细胞常用的转化方法： 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少， 最常用的原核细胞是大肠杆菌 ， 其转化方法是：先用Ca2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 第四步：目的基因的检测和表达 （ 3 ）植物组织培养的过程：离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→试管苗→植物体
16．（2016·上海）回答下列有关微生物和酶工程的问题．
枯草芽孢杆菌盛产蛋白酶，后者在生物医药和日用化工等生产领域具有重要的经济价值，且已大规模产业化应用．
（1）在培养包括枯草芽孢杆菌在内的异养型微生物时，培养基营养成分应包括水和 （用序号组合回答）．
①淀粉 ②蛋白质 ③生长因子 ④葡萄糖 ⑤无机盐
（2）为筛选枯草芽孢杆菌的蛋白酶高产株，将分别浸过不同菌株（a～e）的分泌物提取液及无菌水（f） 的无菌圆纸片置于含某种高浓度蛋白质的平板培养基表面；在37℃恒温箱中放置2～3天，结果如图1．
大规模产业化首选的菌株是 ；菌株b提取物周围没有形成明显清晰区的原因是 ．图2显示枯草芽孢杆菌的蛋白酶和其它酶的热稳定性数据，即酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其酶活性．在该蛋白酶的工业化生产过程中，通常需对发酵液在60～70℃保温一定时间，再制备酶制剂．
（3）在60～70℃保温一定时间的作用是 ．
A．诱导蛋白酶的热稳定性
B．有利于发挥蛋白酶的最佳活性
C．裂解枯草芽孢杆菌细胞
D．大幅度降低发酵液中其他酶的活性
（4）枯草芽孢杆菌蛋白酶制备的合理工艺步骤应为 （选择正确的序号并排序）．
①过滤 ②干燥 ③破碎 ④浓缩．
【答案】（1）①②③⑤/②③④⑤
（2）a；①不能合成蛋白酶或合成的蛋白酶量不足；②合成的蛋白酶不分泌或分泌量不足；③分泌的蛋白酶活性低
（3）D
（4）①④②
【知识点】微生物的分离和培养；酶活力测定的一般原理和方法
【解析】【解答】（1）由于淀粉和葡萄糖都属于糖类，能提供有机碳源，所以在培养包括枯草芽孢杆菌在内的异养型微生物时，培养基营养成分应包括水和①淀粉、②蛋白质、③生长因子和⑤无机盐或水和②蛋白质、③生长因子、④葡萄糖和⑤无机盐．（2）根据题意和图1分析可知：a周围的透明圈最大，说明分泌的蛋白酶最多，所以大规模产业化首选的菌株是a．菌株b提取物周围没有形成明显清晰区的原因是①不能合成蛋白酶或合成的蛋白酶量不足或②合成的蛋白酶不分泌或分泌量不足或③分泌的蛋白酶活性低．（3）根据题意和图2分析可知：在60～70℃时，其它酶的相对活性明显比蛋白酶的相对活性低，所以保温一定时间的作用是大幅度降低发酵液中其他酶的活性．（4）枯草芽孢杆菌蛋白酶制备的合理工艺步骤应为①过滤→④浓缩→②干燥．
故答案为：（1）①②③⑤/②③④⑤
（2）a ①不能合成蛋白酶或合成的蛋白酶量不足②合成的蛋白酶不分泌或分泌量不足；③分泌的蛋白酶活性低
（3）D
（4）①④②
【分析】微生物的营养成分主要有：碳源、氮源、水和无机盐等．大多数微生物是异养生物，在培养微生物时需要满足其生长的温度、pH和氧气等条件．本题考查微生物分离和培养的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．
17．生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题：
（1）（1）某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是 。
（2）（2）现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组， 分别置于0℃、5℃、10℃、40℃下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有 和 。
（3）（3）某同学取5组试管（A～E）分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试 管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要 检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计 （填“能”或“不能”）达到目的，其原因是 。
【答案】（1）探究不同来源果胶酶的活性
（2）温度范围设置不合适；温度梯度设置不合理
（3）不能；未加入缓冲液
【知识点】酶的特性；探究影响酶活性的因素；果胶酶的活性测定
【解析】【分析】根据题意，用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行炸交，可见实验的自变量是果时的的来源不同，因变量是果胶酶的活性，所以该实验目的是探究不同来源果胶酶的活性。
（2）根据实验设计可知，该实验是探究甲胶酶的最适温度，所以自变量是温度，因变量是果胶酶的活性，用出汁量进行衡量，出汁量越多贝俾胶酶活性越高，该实验方案中，温度应该在常温范围内设置系歹幅度梯度且梯度差值睁’所以4组的品度应分那置为15.20.25，30；另外探究温度对酶活性的影响时，应保证酶促反应只能在设定的品度下进行，同一实验组的反应温度只能是一个，所以实验操作应该是将各组盛有果t酶的试管与盛有果泥的试管分另按设定温度下处理一定时间后再将两只试管混合，才能保证实验在设定的温度下进行。
（3）根据题意，本实验的自变量是果胶酶的量，因变量是出汁量，对照实验的设计应遵循单一变量原贝和，对照原则，根据实验设置，通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的考异，若要检测加入酶的量等于0，而其他条件均与实验组相同寸的出汁量，则E组应加入缓冲液而不是蒸馏水，使试管中渐本体积与实3组相同，才符合实验设计应遵循的单一变量原则。
四、实验探究题
18．（2021·全国甲）[生物——选修1：生物技术实践]
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果（“+”越多表示去渍效果越好），实验结果见下表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉(对照)
血渍 +++ + +++ +
油渍 + +++ +++ +
根据实验结果回答下列问题：
（1）加酶洗衣粉A中添加的酶是 ；加酶洗衣粉B中添加的酶是 ；加酶洗衣粉C中添加的酶是 。
（2）表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有 ，原因是 。
（3）相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是 。
（4）关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指 。固定化酶在生产实践中应用的优点是 （答出1点即可）。
【答案】（1）蛋白酶；脂肪酶；蛋白酶和脂肪酶
（2）加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C；蚕丝织物的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶催化水解
（3）酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开
（4）利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术；固定在载体上的酶可以被反复利用，可降低生产成本（或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持续发挥作用）
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素；固定化酶及其应用
【解析】【解答】 （1）结合常识血渍含有蛋白质、脂质等，油渍含有脂质等。结合书本知识，酶具有专一性，一种酶可以催化一种或者一类化学反应。 “+”越多表示去渍效果越好 ，和无酶洗衣服进行对照。所以加酶洗衣粉A中添加的酶是蛋白酶，加酶洗衣粉B中添加的酶是脂肪酶；加酶洗衣粉C对血渍和油渍的洗涤效果比无酶洗衣粉好，加酶洗衣粉C中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。
（2）蚕丝织物里面含蚕丝，而蚕丝里面含有结构蛋白等蛋白质，不宜使用的洗衣服有加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C 。
（3）结合题意，油渍和血渍里面含有多种有机物大分子，不宜清理。由于酶具有催化作用，显著降低化学反应的活化能，酶将促进大分子有机物进行分解， 相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开 。
（4）固定化酶技术是指利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，酶既能与反应物接触，又能与产物分离。由于酶不参与化学反应，而是起到催化作用，所以固定在载体上的酶还可以被反复利用。因而固定化酶在生产实践中应用的优点是：降低生产成本（或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持续发挥作用）。 【分析】 1、加酶洗衣粉是在合成洗衣粉中，加入0.2％-0.5％的酶制剂制成的，含有一种或者多种酶制剂，利用酶的专一性和高效性进行去污渍。
2、比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉异同
比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同
比较普通洗衣粉 加酶洗衣粉
相同点 表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂分子分散开；水软化剂可以分散污垢；等等
不同点 酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易于溶于水，从而与纤维分开。
3、市场上常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
4、固定化酶技术：即将酶固定在一定空间内的技术（如固定在不溶于水的载体上）。
优点：①使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；②固定在载体上的酶可以被反复利用。
不足：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实际中很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能进行，所以操作比较麻烦
19．（2021·浙江）回答下列（1）、（2）小题：
（1）某环保公司从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备了固定化菌株。
Ⅰ.从淤泥中分离细菌时常用划线分离法或 法，两种方法均能在固体培养基上形成 。对分离的菌株进行诱变、 和鉴定，从而获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株。该菌株只能在添加了特定成分X的培养基上繁殖。
Ⅱ.固定化菌株的制备流程如下；①将菌株与该公司研制的特定介质结合；②用蒸馏水去除 ；③检验固定化菌株的 。菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，可以采用的2种方法是 。
Ⅲ.对外，只提供固定化菌株有利于保护该公司的知识产权，推测其原因是 。
（2）三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。
Ⅰ.为保护三叶青的 多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理，利用 技术，实现了三叶青的林下种植。
Ⅱ.依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成 和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T-DNA上rol系列基因表达，产生相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成 ，再分化形成毛状根。
Ⅲ.剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次 培养，培养基中添加抗生素的主要目的是 。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的 和温度，调节培养基成分中的 ，获得大量毛状根，用于提取药用成分。
【答案】（1）涂布分离；单菌落；筛选；未固定的细菌；降解富营养化污水污染物的能力；包埋法和吸附法；特定介质能为菌株繁殖提供X
（2）遗传；间种；DNA聚合酶；愈伤组织；继代；杀灭发根农杆菌；转速；营养元素以及生长调节剂的种类和浓度
【知识点】微生物的分离和培养；基因工程的应用；固定化酶及其应用；固定化细胞及其应用；生物多样性的保护措施
【解析】【解答】（1）分析题意可知，本实验目的是从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备固定化菌株。Ⅰ.分离纯化细菌最常用的方法是划线分离法或涂布分离法，两种方法均能在固体培养基上形成单菌落。为了获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株，还需对分离的菌株进行诱变处理，再经筛选和鉴定。Ⅱ.固定化的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。由于菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，故可以采用的2种方法是包埋法和吸附法。Ⅲ.由于该菌株只能在添加了特定成分X的培养基上繁殖，可推测特定介质能为菌株繁殖提供X，故该公司对外只提供固定化菌株，有利于保护该公司的知识产权。（2）Ⅰ.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，为保护三叶青的遗传多样性和保证药材的品质；三叶青的林下种植，是利用间种技术。Ⅱ.分析题意可知，从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片（T-DNA），DNA复制需要DNA聚合酶，故可知，酚类化合物诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达，形成DNA聚合酶和限制性核酸内切酶等。根据植物组织培养技术过程可知，相应植物激素可以促使叶片细胞脱分化形成愈伤组织，再分化形成毛状根。Ⅲ.剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次继代培养，培养基中添加抗生素的主要目的是杀灭发根农杆菌。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的转速和温度，调节培养基成分中的营养元素以及生长调节剂的种类和浓度，获得大量毛状根，用于提取药用成分。
【分析】1、分离纯化细菌最常用的方法是划线分离法（平板划线法）和涂布分离法（稀释涂布平板法）。接种的目的是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，并在培养基表面形成单个细菌繁殖而成的子细胞群体--菌落。划线分离法，方法简单；涂布分离法，单菌落更易分开，但操作复杂些。2、固定化酶( insoluble enzyme)就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。固定化的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。3、植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其具体过程：外植体→愈伤组织→胚状体→新植体，其中脱分化过程要避光，而再分化过程需光。4、在植物组织培养时，通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分化出根或芽。
20．（2020·全国Ⅱ）[生物——选修1：生物技术实践]
研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3，并对其进行了研究。回答下列问题：
（1）在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是 ，也可采用斐林试剂检测 的增加。
（2）在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用是 和 。
（3）本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是 。
（4）在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是 （答出1 点即可）。
【答案】（1）碘液；还原糖（或答：葡萄糖）
（2）消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响；使蛋白质发生变性
（3）在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同
（4）酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出
【知识点】探究影响酶活性的因素；蛋白质的提取和分离；固定化酶及其应用
【解析】【解答】（1）测定酶活性时，可以通过检测反应物的减少或生成物的增加来反映酶活性，所以可以用碘液检测淀粉的减少，也可用斐林试剂检测还原糖（或葡萄糖）的增加。（2）鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法，凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响，并使蛋白质发生变性。（3）分析题中曲线可知，在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同，可推测缓冲系统的组分对酶活性有影响。（4）由于酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出，所以固定化酶时，一般不采用包埋法。
【分析】SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳原理：在离子强度低时，主要以单体形式存在的SDS可以与蛋白质结合，生成蛋白质-SDS复合物。由于SDS带有大量负电荷，复合物所带的负电荷远远超过蛋白质原有的负电荷，这使得不同蛋白质间电荷的差异被掩盖。而SDS-蛋白质复合物形状都呈椭圆棒形，棒的长度与蛋白质亚基分子量有关，所以在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白只存在分子大小的差别，利用这一点可将不同的蛋白质分开 （分子筛效应），因此SDS-PAGE常用于检测蛋白质亚基的分子量及鉴定纯度。
1 / 1高考生物五年真题汇编26——酶的应用
一、单选题
1．（2020·江苏）甲、乙两个实验小组分别进行了“酵母细胞固定化技术”的实验，结果如下图所示。出现乙组实验结果的原因可能为（ ）
A．CaCl2溶液浓度过高
B．海藻酸钠溶液浓度过高
C．注射器滴加速度过慢
D．滴加时注射器出口浸入到CaCl2溶液中
2．（2020·浙江选考）下列关于淀粉酶的叙述，错误的是（ ）
A．植物、动物和微生物能产生淀粉酶
B．固相淀粉酶比水溶液中的淀粉酶稳定性更高
C．枯草杆菌 淀粉酶的最适温度比唾液淀粉酶的高
D．淀粉被淀粉酶水解形成的糊精遇碘-碘化钾溶液不显色
3．（2019·江苏）下列关于加酶洗涤剂的叙述，错误的是（ ）
A．加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶
B．用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水
C．含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物
D．加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的
4．（2018·江苏）下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是（ ）
A．用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞
B．进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜
C．注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状
D．包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性
5．（2017·江苏）为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如图．由图中实验结果能直接得出的结论是（ ）
A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
6．（2017·江苏）下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述，正确的是（ ）
A．活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状
B．配制CaCl2溶液时，需要边小火加热边搅拌
C．将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液时，凝胶珠成形后应即刻取出
D．海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色，过低时凝胶珠易呈蝌蚪状
7．（2017·江苏）固定化单宁酶应用于茶饮料加工，可消除其中的苦涩味．下列有关叙述正确的是（ ）
A．在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白
B．化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小
C．温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性
D．酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分
8．（2016·新课标Ⅰ卷）若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是（ ）
A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
9．下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是
A． 固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用
B．溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素
C．固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物
D．凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合
二、多选题
10．（2018·江苏）下列关于加酶洗衣粉的叙述，错误的是（ ）
A．洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来
B．洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解
C．在50 ℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶会迅速失活
D．加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不会影响其中酶的活性
11．（2016·江苏）为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗，是目前重要的生产手段（工艺流程见如图）．下列叙述中错误的是（ ）
A．纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似
B．在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用适当的包埋剂固定化酶
C．在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅
D．纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素
三、综合题
12．（2020·浙江选考）回答下列（1）、（2）小题：
（1）回答与柑橘加工与再利用有关的问题：
Ⅰ.柑橘果实经挤压获得果汁后，需用果胶酶处理，主要目的是提高果汁的 。为确定果胶酶的处理效果，对分别加入不同浓度果胶酶的果汁样品，可采用3种方法进行实验：①取各处理样品，添加相同体积的 ，沉淀生成量较少的处理效果好。②对不同处理进行离心，用比色计对上清液进行测定，OD值 的处理效果好。③对不同处理进行 ，记录相同体积果汁通过的时间，时间较短的处理效果好。
Ⅱ.加工后的柑橘残渣含有抑菌作用的香精油及较多的果胶等。为筛选生长不被香精油抑制且能高效利用果胶的细菌，从腐烂残渣中分离得到若干菌株，分别用无菌水配制成 ，再均匀涂布在LB固体培养基上。配制适宜浓度的香精油，浸润大小适宜并已 的圆形滤纸片若干，再贴在上述培养基上。培养一段时间后，测量滤纸片周围抑制菌体生长形成的透明圈的直径大小。从直径 的菌株中取菌接种到含有适量果胶的液体培养基试管中培养，若有果胶酶产生，摇晃试管并观察，与接种前相比，液体培养基的 下降。
（2）回答与基因工程和植物克隆有关的问题：
Ⅰ.天然农杆菌的Ti质粒上存在着一段DNA片段（T-DNA），该片段可转移并整合到植物细胞染色体上。为便于转基因植物在组织培养阶段的筛选，设计重组Ti质粒时，应考虑T-DNA中要有可表达的目的基因，还需要有可表达的 。
Ⅱ.结合植物克隆技术进行转基因实验，为获得转基因植株，农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、 及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。若植物材料对农杆菌不敏感，则可用 的转基因方法。
Ⅲ.利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程与利用茎段诱导产生愈伤组织再获得丛状苗的过程相比，前者总培养时间 ，且不经历 过程，因而其遗传性状稳定，是大多数植物快速繁殖的常用方法。
Ⅳ.与发芽培养基相比，配制转基因丛状苗生根培养基时，可根据实际情况适当添加 ，促进丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织并进一步分化形成 ，最终形成根。还可通过改变MS培养基促进生根，如 （A.提高蔗糖浓度B.降低培养基浓度C.提高大量元素浓度D.不添加琼脂）。
13．（2020·全国Ⅲ）[生物——选修1：生物技术实践]
水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题：
（1）制作果汁时，可以使用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、 （答出2种即可）。纤维素酶可以分解植物 （填细胞膜或细胞壁）中的纤维素。
（2）用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，需要控制反应的温度，原因是 。
（3）现有甲乙丙三种不同来源的果胶酶，某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常，酶活性的高低可用 来表示。
（4）获得的果汁（如苹果汁）可以用来制作果酒或者果醋，制作果酒需要 菌，这一过程中也需要O2，O2的作用是 。制作果醋需要醋酸菌，醋酸菌属于 （填好氧或厌氧）细菌。
14．（2019·浙江选考）回答下列小题：
（1）回答与果胶和果胶酶有关的问题：
①通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，还因为 。
②为了获得高产果胶酶微生物的单菌落，通常对分离或诱变后的微生物悬液进行 。
③在某种果汁生产中，用果胶酶处理显著增加了产量，其主要原因是果胶酶水解果胶使 。果汁生产中的残渣果皮等用于果胶生产，通常将其提取液浓缩后再加入 。使之形成絮状物，然后通过离心、真空干燥等步骤获得果胶制品。
④常用固定化果胶酶处理含果胶的污水，其主要优点有 和可连续处理等。在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等环境因素外，还需考虑的主要有 和 。
（2）回答与利用生物技术培育抗病品种有关的问题：
①通过抗病性强的植株获取抗病目的基因有多种方法。现已获得纯度高的抗病蛋白（可作为抗原），可通过 技术获得特异性探针，并将 中所有基因进行表达，然后利用该探针，找出能与探针特异性结合的表达产物，进而获得与之对应的目的基因。
②将上述抗病基因通过转基因的方法导入植物的分生组织可获得抗病性强的植株。若在试管苗期间用分子水平方法判断抗病基因是否表达，应检测 （A.质粒载体 B.转录产物 C.抗性基因 D.病原微生物）。
③植物细胞在培养过程中往往会发生 ，可利用这一特性筛选抗致病真菌能力强的细胞。筛选时在培养基中加入 ，并将存活的细胞进一步培养至再生植株。若利用 培养建立的细胞系用于筛选，则可快速获得稳定遗传的抗病植株。
④用抗病品种与高产品种进行杂交育种过程中，有时会遇到因胚发育中止而得不到可育种子的情况。若要使该胚继续发育获得植株，可采用的方法是 。
15．（2018·浙江选考）回答下列（1）、（2）小题：
（1）回答与果胶、淀粉等提取和利用有关的问题：
某植物富含果胶、淀粉、蛋白质和纤维素成分。某小组开展了该植物综合利用的研究。
①果胶提取工艺研究结果表明，原料先经过一段时间沸水漂洗的果胶得率（提取得到的果胶占原料质量的百分率）显著高于常温水漂洗的果胶得率，最主要原因是沸水漂洗 (A．有助于清洗杂质和去除可溶性糖 B．使植物组织变得松散 C．使有关酶失活 D．有利细胞破裂和原料粉碎制浆)。
②在淀粉分离生产工艺研究中，为促进淀粉絮凝沉降，添加生物絮凝剂（乳酸菌菌液），其菌株起重要作用。为了消除絮凝剂中的杂菌，通常将生产上使用的菌液，采用 ，进行单菌落分离，然后将其 ，并进行特性鉴定，筛选得到纯的菌株。
③在用以上提取过果胶和淀粉后的剩渣加工饮料工艺研究中，将剩渣制成的汁液经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后，发现仍存在浑浊和沉淀问题，可添加 使果胶彻底分解成半乳糖醛酸，再添加 ，以解决汁液浑浊和沉淀问题。
④在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的 （答出2点即可）、反应液pH和酶反应时间等因素。其中，酶反应时间可通过 来调节。
（2）回答与基因工程和植物克隆有关的问题。
①将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121均用限制性核酸内切酶EcoR I酶切，在切口处形成 。选取含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121用DNA连接酶连接。在两个片段相邻处形成 ，获得重组质粒。
②已知用CaCl2处理细菌，会改变其某些生理状态。取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成 实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是 ，从而表达卡那霉素抗性基因，并大量增殖。
③取田间不同品种水稻的幼胚，先进行 ，然后接种到培养基中培养，幼胚发生 形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及 （答 2点即可）。
16．（2016·上海）回答下列有关微生物和酶工程的问题．
枯草芽孢杆菌盛产蛋白酶，后者在生物医药和日用化工等生产领域具有重要的经济价值，且已大规模产业化应用．
（1）在培养包括枯草芽孢杆菌在内的异养型微生物时，培养基营养成分应包括水和 （用序号组合回答）．
①淀粉 ②蛋白质 ③生长因子 ④葡萄糖 ⑤无机盐
（2）为筛选枯草芽孢杆菌的蛋白酶高产株，将分别浸过不同菌株（a～e）的分泌物提取液及无菌水（f） 的无菌圆纸片置于含某种高浓度蛋白质的平板培养基表面；在37℃恒温箱中放置2～3天，结果如图1．
大规模产业化首选的菌株是 ；菌株b提取物周围没有形成明显清晰区的原因是 ．图2显示枯草芽孢杆菌的蛋白酶和其它酶的热稳定性数据，即酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其酶活性．在该蛋白酶的工业化生产过程中，通常需对发酵液在60～70℃保温一定时间，再制备酶制剂．
（3）在60～70℃保温一定时间的作用是 ．
A．诱导蛋白酶的热稳定性
B．有利于发挥蛋白酶的最佳活性
C．裂解枯草芽孢杆菌细胞
D．大幅度降低发酵液中其他酶的活性
（4）枯草芽孢杆菌蛋白酶制备的合理工艺步骤应为 （选择正确的序号并排序）．
①过滤 ②干燥 ③破碎 ④浓缩．
17．生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题：
（1）（1）某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是 。
（2）（2）现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组， 分别置于0℃、5℃、10℃、40℃下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有 和 。
（3）（3）某同学取5组试管（A～E）分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试 管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要 检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计 （填“能”或“不能”）达到目的，其原因是 。
四、实验探究题
18．（2021·全国甲）[生物——选修1：生物技术实践]
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果（“+”越多表示去渍效果越好），实验结果见下表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉(对照)
血渍 +++ + +++ +
油渍 + +++ +++ +
根据实验结果回答下列问题：
（1）加酶洗衣粉A中添加的酶是 ；加酶洗衣粉B中添加的酶是 ；加酶洗衣粉C中添加的酶是 。
（2）表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有 ，原因是 。
（3）相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是 。
（4）关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指 。固定化酶在生产实践中应用的优点是 （答出1点即可）。
19．（2021·浙江）回答下列（1）、（2）小题：
（1）某环保公司从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备了固定化菌株。
Ⅰ.从淤泥中分离细菌时常用划线分离法或 法，两种方法均能在固体培养基上形成 。对分离的菌株进行诱变、 和鉴定，从而获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株。该菌株只能在添加了特定成分X的培养基上繁殖。
Ⅱ.固定化菌株的制备流程如下；①将菌株与该公司研制的特定介质结合；②用蒸馏水去除 ；③检验固定化菌株的 。菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，可以采用的2种方法是 。
Ⅲ.对外，只提供固定化菌株有利于保护该公司的知识产权，推测其原因是 。
（2）三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。
Ⅰ.为保护三叶青的 多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理，利用 技术，实现了三叶青的林下种植。
Ⅱ.依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成 和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T-DNA上rol系列基因表达，产生相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成 ，再分化形成毛状根。
Ⅲ.剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次 培养，培养基中添加抗生素的主要目的是 。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的 和温度，调节培养基成分中的 ，获得大量毛状根，用于提取药用成分。
20．（2020·全国Ⅱ）[生物——选修1：生物技术实践]
研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3，并对其进行了研究。回答下列问题：
（1）在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是 ，也可采用斐林试剂检测 的增加。
（2）在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用是 和 。
（3）本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是 。
（4）在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是 （答出1 点即可）。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】固定化酶及其应用
【解析】【解答】A、CaCl2溶液浓度过大，会导致凝胶珠硬度大，易开裂；A错误；
B、海藻酸钠溶液浓度过高会导致凝胶珠呈蝌蚪状，B正确；
C、注射器滴加速度过快会导致凝胶珠呈蝌蚪状，C错误；
D、注射器离液面过近会导致凝胶珠呈蝌蚪状，而非注射器口侵入到CaCl2溶液中，D错误
故答案为：B。
【分析】海藻酸钠溶液固定酵母细胞的步骤：1、酵母细胞的活化； 2、配制0.05mol/L的CaCl2溶液； 3、配制海藻酸钠溶液 （该实验成败的关键步骤）； 4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 ；5、固定化酵母细胞二、固定化细胞制作过程中的注意事项：（1）酵母细胞的活化；（2）配置氯化钙溶液：要用蒸馏水配置；（3）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊；（4）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡；（5）制备固定化酵母细胞：注射器高度适宜，并匀速滴入；（6）刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡。
2．【答案】D
【知识点】酶的特性；固定化酶及其应用
【解析】【解答】A、淀粉酶可以分解淀粉，植物、动物和微生物都能产生淀粉酶，A正确；
B、固相淀粉酶不溶于水，比水溶液中的淀粉酶稳定性更高，可以反复利用，B正确；
C、枯草杆菌 淀粉酶的最适温度为50～75℃，比唾液淀粉酶的高，C正确；
D、淀粉水解时一般先生成糊精（遇碘显红色），再生成麦芽糖（遇碘不显色），最终生成葡萄糖，D错误。
故答案为：D。
【分析】1.酶：
(1)作用:酶是生物体内各种化学反应的催化剂。
(2)特点:它有高度的专一性和高效性、酶的作用受多种因素的影响。
2.固定化酶:将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
3．【答案】A
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素
【解析】【解答】A加酶洗衣粉中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶,酸性物质无法完全分解脂肪，A符合题意；
B加酶洗衣粉含酶制剂，酶具有高效性，加快反应速率，所以可以节约洗涤时间，B不符合题意；
C棉织物的主要成分是纤维素，纤维素酶可以使织物更蓬松，有利于洗去污渍，C不符合题意；
D科学家通过基因工程生产出了耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶，制作加酶洗衣粉，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】在洗涤剂配方中加入蛋白酶，分解衣物上的蛋白污垢，淀粉酶分解食物残迹，脂肪酶分解油脂污垢，纤维素酶修整织物表面，一种或多种酶制剂的应用，使洗涤效果更显著。 酶是生物体内活细胞产生的一种有催化作用的物质，能加快化学反应的速率，并使反应向一定的顺序转换，因此，酶是一种生物催化剂。
4．【答案】D
【知识点】固定化细胞及其应用
【解析】【解答】A、在酵母细胞固定化实验中，应该用小火、间断加热的方式使海藻酸钠缓慢溶解，A不符合题意；
B、将混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液进行固定化酵母细胞，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠，B不符合题意；
C、注射器(或滴管)出口应与液面保持适当的距离，以保证凝胶珠成为球状，C不符合题意；
D、包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，D符合题意。
故答案为：D
【分析】固定化细胞实验步骤：
①细胞的活化：称取lg干酵母，放入50 mL的小烧杯中，加人蒸馏水10 mL，用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混合均匀，成糊状，放置1h左右，使其活化。
【注】活化：让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态
②配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液：称取无水CaCl2 0.83g。放人200mL的烧杯中，加入150mL的蒸馏水，使其充分溶解，待用。
③配制海藻酸钠溶液：称取0.7g海藻酸钠，放入50mL小烧杯中。加人10mL水，用酒精灯加热，边加热边搅拌，将海藻酸钠调成糊状，直至完全溶化，用蒸馏水定容至10 mL。注意，加热时要用小火，或者间断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。
④海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加人已活化的醉母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。【注】冷却至室温的目的：防止杀死酵母菌
⑤固定化酵母细胞：以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠的情形。将这些凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右。【注】CaCl2溶液的作用：使胶体聚沉
⑥使用固定化酵母细胞发酵： 将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2-3次。将150mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200mL的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25℃下发酵24h。
（2）注意事项：
①配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。
②海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡
③制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入
④刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便Ca2+与Na+充分交换，形成的凝胶珠稳定。检验凝胶珠是否形成，可用下列方法：用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果不容易破裂，没有液体流出就表明成功地制成了凝胶珠，还可以用手将凝胶珠在实验桌上用力摔打，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。
⑤凝胶珠的颜色和形状：如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。
5．【答案】C
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素
【解析】【解答】解：A、若不考虑是否加酶，图中自变量有三种，即洗衣粉的种类、污布的种类及酶用量，虽然污布类型2中加酶的去污力最高，但不能说明碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强，A错误；
B、若不考虑是否加酶，图中自变量有三种，即洗衣粉的种类、污布的种类及酶用量，因此不能说明不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力，B错误；
C、若不考虑是否加酶，第2组和第3组相比，单一变量是污布的类型，结果第2组去污力明显高于第1组，由此说明碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同，C正确；
D、若不考虑是否加酶，图中自变量有三种，即洗衣粉的种类、污布的种类及酶用量，因此不能说明加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力，D错误．
故选：C．
【分析】1、探究实验需要遵循对照原则和单一变量原则.2、分析题图：若不考虑是否加酶，图中自变量有三种，即洗衣粉的种类、污布的种类及酶用量．
6．【答案】A
【知识点】固定化细胞及其应用
【解析】【解答】解：A、活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状，使酵母菌从休眠状态转变为正常状态，A正确；
B、配制海藻酸钠溶液时，溶化海藻酸钠应采用酒精灯小火或间断加热并搅拌，防止海藻酸钠焦糊，B错误；
C、CaCl2溶液使酵母细胞形成稳定的结构，固定在凝胶珠中，需要一段时间，所以时间不宜过长或过短，C错误；
D、海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈蝌蚪状，过低时凝胶珠易呈白色，D错误．
故选：A．
【分析】固定化细胞制作过程中的注意事项：（1）酵母细胞的活化．（2）配置氯化钙溶液：要用蒸馏水配置．（3）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊． （4）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡．（5）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入．（6）刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死．
7．【答案】C
【知识点】固定化酶及其应用
【解析】【解答】解：A、透析法是利用膜的选择透过性去除混和物中的小分子物质，不能去除杂蛋白，A错误；
B、物理吸附法比化学结合法对单宁酶活性影响更小，B错误；
C、酶需要温和的条件，其活性受外界因素的影响，所以温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性，C正确；
D、酶的专一性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分，D错误．
故选：C．
【分析】使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较：
直接使用酶 固定化酶 固定化细胞
酶的种类 一种或几种 一种 一系列酶
制作方法 物理吸附法、化学结合法、包埋法 物理吸附法、包埋法
是否需要营养物质 否 否 是
缺点 ①对环境条件非常敏感，易失活②难回收，成本高，影响产品质量 不利于催化一系列的酶促反应 反应物不宜与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降
优点 催化效率高，耗能低、低污染 ①既能与反应物接触，又能与产物分离②可以反复利用 成本低，操作容易
8．【答案】C
【知识点】酶活力测定的一般原理和方法
【解析】【解答】解：测定酶活性实验操作中，体积最大的物质一般最先加入；对反应条件最敏感的试剂一般最后加入．故先加入缓冲液，再加入底物，最后加入酶，然后立即混匀保温，并开始计时，故C选项正确．
故选：C．
【分析】（1）酶活力的含义：酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力．（2）酶活力测定的一般原理和方法：酶的活力通常以单位时间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成量来表示．例如，通过测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的活力．由于麦芽糖与3，5一二硝基水杨酸试剂反应，能生成黄褐色产物，利用分光光度法进行比色，可以测出麦芽糖的生成量．另外，还可以通过测定单位时间内淀粉的消耗量来检测淀粉酶的活力．本题主要考查酶活力测定的方法步骤，难度较低，考生识记即可．
9．【答案】B
【知识点】固定化酶及其应用；固定化细胞及其应用
【解析】【分析】固定化酶实现了酶和底物的分离，酶可重复利用，A正确；酶的催化作用不需要氧气，故固定化酶的应用不需要氧气，与溶解氧交换受阻没有关系，B错误；固定化细胞可用生产分泌到细胞外的产物，如分泌蛋白等，C正确；凝胶与被埋细胞之间没有化学键，不通过共价键结合，D正确。
10．【答案】B,C,D
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素
【解析】【解答】A、加酶洗衣粉中加入的酶多是微生物发酵产生的，其本质与生物体内的酶无明显差异，A不符合题意；
B、洗衣粉中的蛋白酶通常不会将添加的其他酶迅速分解，这是因为加酶洗衣粉中的酶经过了特殊的化学物质的包裹，使之与其他成分隔离，这些酶在遇水后，包裹层分解，酶才能发挥作用，B符合题意；
C、加酶洗衣粉的pH值一般不大于10，在水温45～60℃时，能充分发挥洗涤作用，因此在50℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶不会失活，C符合题意；
D、加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，会导致其中酶的活性降低，D符合题意。
故答案为：BCD
【分析】酶不能直接添加到洗衣粉中，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性将基因工程生产出来的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其他成分分隔开来。
11．【答案】B,D
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素
【解析】【解答】解：A、纤维素酶作为洗衣粉添加剂去污与在仿旧中的作用机理相同，都是作用于衣物中的纤维素，使纤维素变得蓬松，增强去污或褪色的效果，A正确；
B、固定化酶一般不用包埋法，常用化学结合法或物理吸附法，B错误；
C、温度、PH会影响酶的活性，酶作用的时间也会影响酶作用效果，因此可以通过调节温、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅，C正确；
D、连接葡萄糖之间的化学键不是磷酸二酯键，是糖苷键，磷酸二酯键是连接核苷酸的化学键，D错误．
故选：BD．
【分析】固定化技术包括固定化细胞和固定化酶，由于酶分子体积较小容易从包埋材料中漏出，因此一般不用包埋法固定化酶，常用化学结合法和物理吸附法固定化酶，细胞体积较大，难以被吸附或结合，因此常用包埋法固定化细胞．本题的知识点是固定化酶及应用，加酶洗衣粉的作用，多糖、核酸的结构，要求学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，并对相关知识进行准确识记．
12．【答案】（1）澄清度；95%乙醇；较小；抽滤；细菌悬液；灭菌；较小；粘性
（2）抗性基因；全能性表达充分；显微注射；短；脱分化；生长素；根的分生组织；B
【知识点】微生物的分离和培养；果胶酶的活性测定；组织培养基的成分及作用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）Ⅰ.由于植物细胞壁和植物细胞间果胶的存在时，果汁的澄清度受到一定的影响，因此可以加入果胶酶使果胶降解为可溶性的半乳糖醛酸，提高果汁的澄清度。判断果胶酶的处理效果，可采用三种方法，①看果胶的剩余量，果胶不溶于乙醇，加入95%的乙醇，沉淀量少的即果胶的剩余量少，处理效果好，②进行离心处理，取上清液测OD值，OD值越小，说明降解越充分，果胶酶的处理效果越好，③对不同处理进行抽滤，记录相同体积果汁的通过时间，固形物含量越少，时间越短，处理效果越好。Ⅱ.为筛选不被香精油抑制且能高效利用果胶的细菌，需从腐烂残渣中分离菌株，用无菌水配制成细菌悬液，再涂布在LB固体培养基上待筛选。由于目标是筛选不被香精油抑制的细菌，因此还需准备香精油，并将其制作成滤纸片贴在培养基上，香精油需灭菌处理。观察滤纸片周围的抑菌圈，直径越小说明该菌株越不易被香精油抑制，因而成为初步待选的菌株。再进一步接种到含果胶的液体培养基中培养，果胶使植物细胞粘连，若果胶被降解，则液体培养基的粘性下降。（2）Ⅰ.设计重组质粒时，除了要含有可表达的目的基因，还需要有可表达的抗性基因（如抗生素抗性基因），在添加抗生素的培养基上，含重组质粒的宿主细胞能够生长，因而被筛选出来。Ⅱ.转基因实验要求宿主细胞性状优良、遗传稳定性较高、全能性（细胞发育成个体的潜能）较高及易被农杆菌侵染等特点。若植物材料对农杆菌不敏感，可采用显微注射的方法。Ⅲ.利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程，比利用茎段诱导产生愈伤组织获得丛状苗的过程时间更短，因为不需要经历脱分化的过程，而且遗传性状稳定。植物器官的分化需要一定的营养物质及适宜的激素配比，配制丛状苗生根培养基需根据实际情况添加生长素，促进基部细胞形成愈伤组织，并进一步分化形成根的分生组织，最终形成根。比较发芽培养基和生根培养基可知MS培养基的浓度下降，因此可降低培养基的浓度促进生根。故答案为：B。
【分析】（1）果胶酶：果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。
①分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；提高水果的出汁率
②使果胶水解为半乳糖醛酸，并使果汁变得澄清。
（2）发芽培养基：3000mLMS培养基+含1.5mgBA的溶液+含0.02mgNAA的溶液+30g蔗糖+40g琼脂，再加蒸馏水至4000mL，混合均匀加热至琼脂融化后，通过三角漏斗分装至100mL，三角瓶中每瓶40mL，共100瓶三角瓶，加上封口膜后1kg压力下在灭菌锅内灭菌20分钟。
（3）生根培养基：1000mLMS培养基+含0.38mgNAA的溶液+30g蔗糖+20g琼脂，再加蒸馏水至2000mL，混合均匀加热至琼脂融化后，通过三角漏斗分装至100mL，三角瓶中每瓶40mL，共50瓶三角瓶，加上封口膜后1kg压力下在灭菌锅内灭菌20分钟。
13．【答案】（1）果胶分解酶、果胶酯酶；细胞壁
（2）温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶活性最高，出汁率最高
（3）在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量
（4）酵母；促进有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖；好氧
【知识点】果胶酶的活性测定；果酒果醋的制作；固定化酶及其应用
【解析】【解答】（1）由分析可知，果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。植物细胞壁由纤维素和果胶构成，故可用纤维素酶分解细胞壁。（2）酶发挥催化作用需要适宜的温度和pH条件，在最适温度下，果胶酶的活性最高，出汁率最高。（3）酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力，酶活性的高低可以用在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量来表示。（4）由分析可知，果酒的制作离不开酵母菌，在初期通入氧气，可以促进酵母菌的有氧呼吸，使其大量繁殖；醋酸菌是一种好氧细菌。
【分析】1、果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水，在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁混浊。果胶酶能分解果胶，使榨取果汁变得更容易，也使得浑浊的果汁变得澄清。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。2、果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。3、醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时才能进行旺盛的生理活动。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
14．【答案】（1）腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多；涂布分离（或划线分离）；水果组织软化疏松及细胞受损；95%乙醇；提高果胶酶的稳定性；固定化的方法；固定化所用的介质
（2）单克隆抗体；基因文库；B；变异；高浓度致病真菌；花粉离体；胚的离体培养
【知识点】果胶酶的活性测定；基因工程的应用；固定化酶及其应用
【解析】【解答】解：（1）①腐烂的水果通常细胞壁被分解较多，所以含有能产生果胶酶的微生物较多；②获取单菌落的方式有划线分离法和涂布分离法两种，本题中两种方式均可；③果胶酶的作用是水解果胶，果胶位于植物细胞壁中，故水解果胶会使得水果组织软化疏松及使细胞受损；果胶不溶于酒精，故提取回收果胶需要使用95%乙醇，使果胶形成絮状物回收；④固定化的果胶酶在处理含果胶的污水时，可提高果胶酶的稳定性并可连续处理；在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等环境因素外，还需考虑的因素有固定化的方法和固定化所用的介质。（2）①抗病蛋白可作抗原，则特异性探针应为抗体，则需要通过单克隆抗体技术获得特异性探针；基因文库包含了某个DNA分子的所有基因，故是将基因文库中的所有基因进行表达，再利用探针获得目的基因；②质粒载体只能检测目的基因是否转入受体细胞，A不符合题意；转录产物为RNA，可以通过DNA-RNA分子杂交检测抗病基因是否表达，B不符合题意；检测抗性基因只能检测抗性基因是否导入受体细胞，无法检测该基因是否表达，C不符合题意；检测病原微生物是个体水平检测目的基因是否表达的方式，D不符合题意；故正确的选项选择B；③抗致病真菌基因是原本植物细胞不含的基因，则需要利用植物细胞在培养过程中的变异来筛选抗致病真菌能力强的细胞；由于需要筛选抗致病真菌能力强的细胞，故需要在培养基中加入高浓度致病真菌；快速稳定遗传的抗病植株需要通过单倍体培养获得，故需要利用花粉离体培养建立细胞系用于筛选；④要利用胚的发育获得植株，可利用胚细胞的全能性，采用胚的离体培养获得植株。
【分析】在变异品种的筛选中，要求获得的是抗致病真菌能力强的细胞，则只加入致病真菌只能筛选具有抗致病真菌能力的细胞，需要筛选抗致病真菌能力强的细胞，则需要添加高浓度的致病真菌，这对考查学生对筛选培养基的理解有一定的要求。
15．【答案】（1）C；划线分离法（或涂布分离法）；扩大培养；果胶酶和果胶甲酯酶；淀粉酶使淀粉分解；固定化酶的量、反应液温度；控制反应器液体流最（或体积）
（2）黏性末端；磷酸二酯键；转化；使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态；消毒；脱分化；水稻的基因型、愈伤组织继代的次数
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素；植物组织培养的过程；固定化酶及其应用
【解析】【解答】（1）①沸水漂洗，因高温会破坏蛋白质的空间结构，进而使有关酶失活，C不符合题意，A、C、D不符合题意。
②为了消除絮凝剂中的杂菌，通常将生产上使用的菌液，采用划线分离法（或涂布分离法）进行单菌落分离，然后将其扩大培养，并进行特性鉴定，筛选得到纯的菌株。
③蛋白酶和纤维素酶可分别催化蛋白质和纤维素分解。在将以上提取过果胶和淀粉后的剩渣制成的汁液，经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后，仍存在浑浊和沉淀问题，说明该汁液中仍有少量的果胶和淀粉，可添加果胶酶和果胶甲酯酶使果胶彻底分解成半乳糖醛酸，再添加淀粉酶使淀粉分解，以解决汁液浑浊和沉淀问题。
④在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的固定化酶的量、反应液温度、反应液pH和酶反应时间等因素。其中，酶反应时间可通过控制反应器液体流最（或体积）来调节。 (2) ①用限制性核酸内切酶EcoR I酶切含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121，可在切口处形成黏性末端。用DNA连接酶连接含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121，可在两个片段相邻处形成磷酸二酯键，获得重组质粒。
②取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成转化实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是：使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态。
③在进行植物组织培养时，取田间不同品种水稻的幼胚，先进行消毒，以清除其表面附着的微生物；然后接种到培养基中培养，幼胚发生脱分化形成愈伤组织，并进行继代培养。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈伤组织继代的次数等。
【分析】（1）酶的特性：专一性，高效性，作用条件较温和（最适温度，最适pH），高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。 （ 2 ）基因工程的基本操作程序： 第一步：目的基因的获取 第二步：基因表达载体的构建 第三步：将目的基因导入受体细胞常用的转化方法： 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少， 最常用的原核细胞是大肠杆菌 ， 其转化方法是：先用Ca2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 第四步：目的基因的检测和表达 （ 3 ）植物组织培养的过程：离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→试管苗→植物体
16．【答案】（1）①②③⑤/②③④⑤
（2）a；①不能合成蛋白酶或合成的蛋白酶量不足；②合成的蛋白酶不分泌或分泌量不足；③分泌的蛋白酶活性低
（3）D
（4）①④②
【知识点】微生物的分离和培养；酶活力测定的一般原理和方法
【解析】【解答】（1）由于淀粉和葡萄糖都属于糖类，能提供有机碳源，所以在培养包括枯草芽孢杆菌在内的异养型微生物时，培养基营养成分应包括水和①淀粉、②蛋白质、③生长因子和⑤无机盐或水和②蛋白质、③生长因子、④葡萄糖和⑤无机盐．（2）根据题意和图1分析可知：a周围的透明圈最大，说明分泌的蛋白酶最多，所以大规模产业化首选的菌株是a．菌株b提取物周围没有形成明显清晰区的原因是①不能合成蛋白酶或合成的蛋白酶量不足或②合成的蛋白酶不分泌或分泌量不足或③分泌的蛋白酶活性低．（3）根据题意和图2分析可知：在60～70℃时，其它酶的相对活性明显比蛋白酶的相对活性低，所以保温一定时间的作用是大幅度降低发酵液中其他酶的活性．（4）枯草芽孢杆菌蛋白酶制备的合理工艺步骤应为①过滤→④浓缩→②干燥．
故答案为：（1）①②③⑤/②③④⑤
（2）a ①不能合成蛋白酶或合成的蛋白酶量不足②合成的蛋白酶不分泌或分泌量不足；③分泌的蛋白酶活性低
（3）D
（4）①④②
【分析】微生物的营养成分主要有：碳源、氮源、水和无机盐等．大多数微生物是异养生物，在培养微生物时需要满足其生长的温度、pH和氧气等条件．本题考查微生物分离和培养的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．
17．【答案】（1）探究不同来源果胶酶的活性
（2）温度范围设置不合适；温度梯度设置不合理
（3）不能；未加入缓冲液
【知识点】酶的特性；探究影响酶活性的因素；果胶酶的活性测定
【解析】【分析】根据题意，用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行炸交，可见实验的自变量是果时的的来源不同，因变量是果胶酶的活性，所以该实验目的是探究不同来源果胶酶的活性。
（2）根据实验设计可知，该实验是探究甲胶酶的最适温度，所以自变量是温度，因变量是果胶酶的活性，用出汁量进行衡量，出汁量越多贝俾胶酶活性越高，该实验方案中，温度应该在常温范围内设置系歹幅度梯度且梯度差值睁’所以4组的品度应分那置为15.20.25，30；另外探究温度对酶活性的影响时，应保证酶促反应只能在设定的品度下进行，同一实验组的反应温度只能是一个，所以实验操作应该是将各组盛有果t酶的试管与盛有果泥的试管分另按设定温度下处理一定时间后再将两只试管混合，才能保证实验在设定的温度下进行。
（3）根据题意，本实验的自变量是果胶酶的量，因变量是出汁量，对照实验的设计应遵循单一变量原贝和，对照原则，根据实验设置，通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的考异，若要检测加入酶的量等于0，而其他条件均与实验组相同寸的出汁量，则E组应加入缓冲液而不是蒸馏水，使试管中渐本体积与实3组相同，才符合实验设计应遵循的单一变量原则。
18．【答案】（1）蛋白酶；脂肪酶；蛋白酶和脂肪酶
（2）加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C；蚕丝织物的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶催化水解
（3）酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开
（4）利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术；固定在载体上的酶可以被反复利用，可降低生产成本（或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持续发挥作用）
【知识点】加酶洗衣粉的洗涤效果及其影响因素；固定化酶及其应用
【解析】【解答】 （1）结合常识血渍含有蛋白质、脂质等，油渍含有脂质等。结合书本知识，酶具有专一性，一种酶可以催化一种或者一类化学反应。 “+”越多表示去渍效果越好 ，和无酶洗衣服进行对照。所以加酶洗衣粉A中添加的酶是蛋白酶，加酶洗衣粉B中添加的酶是脂肪酶；加酶洗衣粉C对血渍和油渍的洗涤效果比无酶洗衣粉好，加酶洗衣粉C中添加的酶是蛋白酶和脂肪酶。
（2）蚕丝织物里面含蚕丝，而蚕丝里面含有结构蛋白等蛋白质，不宜使用的洗衣服有加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C 。
（3）结合题意，油渍和血渍里面含有多种有机物大分子，不宜清理。由于酶具有催化作用，显著降低化学反应的活化能，酶将促进大分子有机物进行分解， 相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而将污渍与洗涤物分开 。
（4）固定化酶技术是指利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，酶既能与反应物接触，又能与产物分离。由于酶不参与化学反应，而是起到催化作用，所以固定在载体上的酶还可以被反复利用。因而固定化酶在生产实践中应用的优点是：降低生产成本（或产物容易分离，可提高产品的产量和质量，或固定化酶稳定性好，可持续发挥作用）。 【分析】 1、加酶洗衣粉是在合成洗衣粉中，加入0.2％-0.5％的酶制剂制成的，含有一种或者多种酶制剂，利用酶的专一性和高效性进行去污渍。
2、比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉异同
比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同
比较普通洗衣粉 加酶洗衣粉
相同点 表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂分子分散开；水软化剂可以分散污垢；等等
不同点 酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易于溶于水，从而与纤维分开。
3、市场上常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
4、固定化酶技术：即将酶固定在一定空间内的技术（如固定在不溶于水的载体上）。
优点：①使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；②固定在载体上的酶可以被反复利用。
不足：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实际中很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能进行，所以操作比较麻烦
19．【答案】（1）涂布分离；单菌落；筛选；未固定的细菌；降解富营养化污水污染物的能力；包埋法和吸附法；特定介质能为菌株繁殖提供X
（2）遗传；间种；DNA聚合酶；愈伤组织；继代；杀灭发根农杆菌；转速；营养元素以及生长调节剂的种类和浓度
【知识点】微生物的分离和培养；基因工程的应用；固定化酶及其应用；固定化细胞及其应用；生物多样性的保护措施
【解析】【解答】（1）分析题意可知，本实验目的是从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备固定化菌株。Ⅰ.分离纯化细菌最常用的方法是划线分离法或涂布分离法，两种方法均能在固体培养基上形成单菌落。为了获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株，还需对分离的菌株进行诱变处理，再经筛选和鉴定。Ⅱ.固定化的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。由于菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，故可以采用的2种方法是包埋法和吸附法。Ⅲ.由于该菌株只能在添加了特定成分X的培养基上繁殖，可推测特定介质能为菌株繁殖提供X，故该公司对外只提供固定化菌株，有利于保护该公司的知识产权。（2）Ⅰ.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，为保护三叶青的遗传多样性和保证药材的品质；三叶青的林下种植，是利用间种技术。Ⅱ.分析题意可知，从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片（T-DNA），DNA复制需要DNA聚合酶，故可知，酚类化合物诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达，形成DNA聚合酶和限制性核酸内切酶等。根据植物组织培养技术过程可知，相应植物激素可以促使叶片细胞脱分化形成愈伤组织，再分化形成毛状根。Ⅲ.剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次继代培养，培养基中添加抗生素的主要目的是杀灭发根农杆菌。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的转速和温度，调节培养基成分中的营养元素以及生长调节剂的种类和浓度，获得大量毛状根，用于提取药用成分。
【分析】1、分离纯化细菌最常用的方法是划线分离法（平板划线法）和涂布分离法（稀释涂布平板法）。接种的目的是使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，并在培养基表面形成单个细菌繁殖而成的子细胞群体--菌落。划线分离法，方法简单；涂布分离法，单菌落更易分开，但操作复杂些。2、固定化酶( insoluble enzyme)就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。固定化的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。3、植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其具体过程：外植体→愈伤组织→胚状体→新植体，其中脱分化过程要避光，而再分化过程需光。4、在植物组织培养时，通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分化出根或芽。
20．【答案】（1）碘液；还原糖（或答：葡萄糖）
（2）消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响；使蛋白质发生变性
（3）在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同
（4）酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出
【知识点】探究影响酶活性的因素；蛋白质的提取和分离；固定化酶及其应用
【解析】【解答】（1）测定酶活性时，可以通过检测反应物的减少或生成物的增加来反映酶活性，所以可以用碘液检测淀粉的减少，也可用斐林试剂检测还原糖（或葡萄糖）的增加。（2）鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法，凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响，并使蛋白质发生变性。（3）分析题中曲线可知，在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同，可推测缓冲系统的组分对酶活性有影响。（4）由于酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出，所以固定化酶时，一般不采用包埋法。
【分析】SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳原理：在离子强度低时，主要以单体形式存在的SDS可以与蛋白质结合，生成蛋白质-SDS复合物。由于SDS带有大量负电荷，复合物所带的负电荷远远超过蛋白质原有的负电荷，这使得不同蛋白质间电荷的差异被掩盖。而SDS-蛋白质复合物形状都呈椭圆棒形，棒的长度与蛋白质亚基分子量有关，所以在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白只存在分子大小的差别，利用这一点可将不同的蛋白质分开 （分子筛效应），因此SDS-PAGE常用于检测蛋白质亚基的分子量及鉴定纯度。
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