【状元之路】2014-2015学年新课标生物选修1专题测评（四）酶的研究与应用

专题测评(四)　酶的研究与应用
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(每题2分，共50分)
1．在探究果胶酶的用量实验中，叙述不恰当的一项是(　　)
A．本实验应控制在适宜的温度、pH下
B．各反应液的温度、pH必须相同
C．可配制不同浓度的果胶酶溶液，加入量应使各种浓度保持一致
D．底物浓度一定时，酶用量越大，滤出的果汁越多
解析　在探究果胶酶用量的实验中，实验变量应是酶的用量即酶浓度，除此以外，其他(如pH、温度、底物浓度等)条件在各实验中应保持一致。在底物浓度一定时，单位时间内果汁产量会随酶浓度的增大而增加，达到一定值后果汁产量不再增加，此为最适酶浓度，即最适酶用量。
答案　D
2．如图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，此曲线不能说明的是(　　)
A．在B点之前，果胶酶的活性和温度成正相关；之后，成负相关
B．当温度到达B′点时，果胶酶的活性最高
C．A点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，果胶酶的活性可以上升
D．C点时，果胶酶的活性很低，当温度降低时，酶的活性可以恢复上升
解析　酶活性的发挥有一最适温度，高温和低温都可使酶活性降低，但二者对酶的作用本质不同。高温是破坏了酶分子结构，使酶活性发生了不可逆的变化，低温对酶分子结构无影响，随着温度升高，酶活性也升高。
答案　D
3．在原材料有限的情况下，下列曲线中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(　　)
解析　在一定的条件下(温度、pH、反应物量、反应时间相同)，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，即使再增加酶的用量，果汁的体积不再改变。
答案　C
4．下列实验必须在恒温条件下进行的是(　　)
A．验证酶的高效性
B．验证酶的专一性
C．温度对酶活性的影响
D．pH对酶活性的影响
解析　实验必须遵守单一变量原则，另外还需严格控制无关变量。在探讨pH对酶活性的影响实验中，pH是实验变量、温度恒定。
答案　D
5．为使加酶洗衣粉的洗涤效果更好，处理方法应该是(　　)
A．先用冷水浸泡，再在温水中搓洗
B．先用开水浸泡，再在温水中搓洗
C．先用温水浸泡，再在温水中搓洗
D．先用温水浸泡，再在冷水中搓洗
答案　C
6．如图所示，向4支试管内各加入3 mL糨糊。另外，A、C内分别注入2 mL清水，B、D内分别注入2 mL新鲜的唾液淀粉酶。甲、乙两水槽水温分别为35 ℃、55 ℃。保温5 min，再向4支试管内分别滴入碘液，不变蓝色的是(　　)
解析　该题考查的是温度对酶活性的影响，利用碘遇淀粉变蓝色的特性来鉴定酶是否将淀粉水解。A、C两支试管中没有淀粉酶，所以淀粉还存在，加碘后会变蓝色；D试管中虽然有酶，但由于唾液淀粉酶催化的最佳温度在35 ℃左右，温度55 ℃太高，已经使唾液淀粉酶失去了活性，不能水解淀粉，所以D试管也会变蓝色；只有B试管中的酶能将淀粉水解，所以加入碘液不变蓝色。
答案　B
7．“衣领净”属于(　　)
A．单一型加酶洗衣粉
B．复合型加酶洗衣粉
C．浓缩型普通洗衣粉
D．以上三种都不是
解析　“衣领净”是一种复合型加酶洗衣粉，其性能优良，具有快速深层渗透，有效地深入纤维内部，分解衣领、袖口等特别难洗部位重垢的功能。且对衣物上的汗渍、奶渍、油渍、血渍、果汁等具有极强的清除功效。衣物浸湿前涂于污垢处，三分钟后正常洗涤，无需特意揉搓，无需再用肥皂手工搓洗，污垢即除，省时省力，使织物里外都干净、柔顺、松软。“衣领净”不含P，不会污染环境。
答案　B
8．下列叙述不正确的是(　　)

①这种洗衣粉较容易清除衣物上的奶渍、蛋清污渍等　②温水条件下蛋白酶的活性最强　③该洗衣粉可以洗涤各种污渍　④该碱性蛋白酶能够将蛋白质水解成氨基酸或小分子的肽　⑤羊毛、丝质类衣物可以用该洗衣粉洗涤
A．①② B．①⑤
C．②③ D．③⑤
解析　奶渍、蛋清污渍的主要成分是蛋白质，用这种洗衣粉(成分中含碱性蛋白酶)较容易清除掉，①正确。羊毛、丝质类衣物中含蛋白质，不可以用该洗衣粉洗涤，⑤错误。这种洗衣粉不含有脂肪酸，对带有油渍的衣物效果不明显，③错误。
答案　D
9．有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普通洗衣粉，实验分为两组，一组衣物用加酶洗衣粉洗涤，一组衣物用普通洗衣粉洗涤，该实验设计缺少(　　)
A．用加酶洗衣粉洗涤和适量普通洗衣粉洗涤的对照
B．既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤的对照
C．用普通洗衣粉洗涤和少量加酶洗衣粉洗涤的对照
D．用少量普通洗衣粉洗涤和大量加酶洗衣粉洗涤的对照
解析　该实验设计缺少空白对照。
答案　B
10．使用加酶洗衣粉的好处，不正确的是(　　)
A．有效去除衣服上的油渍、汗渍或血渍
B．使用加酶洗衣粉可减少对环境的污染
C．各种加酶洗衣粉的酶制剂对人体皮肤都没有伤害作用
D．水温过低时不宜使用加酶洗衣粉
解析　常见的加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶和碱性脂肪酸，可以有效去除衣服上的油渍、汗渍或血渍，温度、pH、激活剂都会影响加酶洗衣粉的洗涤效果。
答案　C
11．下列关于高果糖浆及其制备的叙述，正确的是(　　)
①高果糖浆，可以认为是高浓度果糖溶液的简称，一般为含果糖为42%以上的果糖溶液　②高果糖浆是一种混合物，一般是果糖和葡萄糖的混合物。由于果糖较葡萄糖甜，但又不易引起发胖、龋齿等。因此，更受人们青睐　③果糖是由淀粉或麦芽糖在葡萄糖异构酶的作用下形成的　④葡萄糖异构酶在60～70 ℃时转化效率最高
A．②③④ B．①③④
C．①②④ D．①②③④
解析　高果糖浆的制作过程实质是在葡萄糖异构酶的催化作用下，将葡萄糖转化成果糖的过程。所用原料一般是淀粉，淀粉先水解为麦芽糖，麦芽糖再水解为葡萄糖，葡萄糖才是制果糖的直接反应底物。葡萄糖异构酶的最适温度一般在60 ℃～70 ℃，果糖比例占42%左右时就可称为高果糖浆。
答案　C
12．下面制备固定化酵母细胞的正确步骤是(　　)
①配制CaCl2溶液　②海藻酸钠溶化　③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合　④酵母细胞活化　⑤固定化酵母细胞
A．①②③④⑤ B．④①③②⑤
C．④⑤②①③ D．④①②③⑤
解析　制备固定化酵母细胞的基本步骤：活化酵母细胞→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液和酵母细胞混合→固定化酵母细胞。
答案　D
13．固定化细胞技术在废水处理中有着重要作用，用于处理含氮、氨丰富的废水的固定化微生物通常是(　　)
①酵母菌　②青霉菌　③硝化细菌　④反硝化细菌
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
解析　要除去环境中的含氮废物一般用硝化细菌和反硝化细菌。硝化细菌把氨转化成硝酸盐，反硝化细菌则把硝酸盐、亚硝酸盐等转化成N2释放到大气中，从而消除污染。
答案　B
14．固定化脂肪酶的方法一般是：将酶液和一定浓度的海藻酸钠溶液混合后，用注射器滴到一定浓度CaCl2溶液中，25 ℃静置固化2 h，过滤洗涤，再加入到戊二醛溶液中，25 ℃静置固化2 h，过滤、洗涤和干燥后就可得到颗粒状固定化脂肪酶。兴趣小组对固定化酶的性质和其最佳固定条件进行了探究。如图显示的是部分研究结果(注：纵坐标为酶活力，包括酶活性和酶的数量，a为游离酶，b为固定化脂肪酶)，下列分析正确的是(　　)
A．在温度或pH变化时，与游离酶相比固定化酶具有的缺点是稳定性较低
B．这种固定化脂肪酶使用的方法有物理吸附法、包埋法和化学结合法
C．氯化钙的量太少时酶活力较低的原因可能是包埋不完全，包埋在内部的部分酶会流失
D．海藻酸钠溶液浓度较高时，酶活力较低的原因可能是形成的凝胶孔径较大，影响酶与底物结合
解析　由前两图可以看出，在温度或pH变化时，与游离酶相比固定化酶具有的优点是稳定性较高；此酶应用了包埋法和化学结合法两种方法相结合，没有应用物理吸附法；氯化钙的作用是使凝胶珠稳固聚沉；海藻酸钠浓度较高时，形成的凝胶孔径较小。
答案　C
15．关于固定化酶中用到的反应柱的理解，正确的是(　　)
A．反应物和酶均可自由通过反应柱
B．反应物和酶均不能通过反应柱
C．反应物能通过，酶不能通过
D．反应物不能通过，酶能通过
解析　酶已被固定在载体中，不能通过，反应物经酶催化后形成的产物可通过。部分反应物分子也可从反应柱中的凝胶珠间隙通过。
答案　C
16．葡萄糖在葡萄糖异构酶的作用下形成果糖，可以表示这一过程的是(　　)
A．AB??A＋B B．AR＋B??A＋BR
C．A＋B??AB D．A??B
解析　异构酶类是指催化各种同分异构体之间相互转化的酶类，例如磷酸丙糖异构酶、消旋酶等。
答案　D
17．下列关于使用固定化酶技术生产高果糖浆的说法，正确的是(　　)
A．高果糖浆的生产需要使用果糖异构酶
B．在反应柱内的顶端装上分布着许多小孔的筛板，防止异物的进入
C．将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，果糖从反应柱下端流出
D．固定化酶技术复杂，成本较高
解析　生产高果糖浆时所用的酶应为葡萄糖异构酶，将这种酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本。
答案　C
18．加酶洗衣粉能够除去衣物上的奶渍和血渍，主要是因为它含有(　　)
A．脂肪酶 B．蛋白酶
C．淀粉酶 D．氧化酶
解析　奶渍和血渍的主要成分是蛋白质，蛋白质可被蛋白酶催化水解。
答案　B
19．下列关于高果糖浆生产的说法中不正确的是(　　)
A．生产中使用的酶是葡萄糖异构酶
B．从固定化酶反应柱下端流出的是果糖
C．高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管疾病
D．酶溶解于葡萄糖溶液后，可从糖浆中回收
解析　高果糖浆生产中所用的酶溶解于葡萄糖溶液后，无法从糖浆中回收。
答案　D
20．下列不属于固定化酶在利用时的特点的是(　　)
A．有利于酶与产物分离
B．可以被反复利用
C．不受温度的影响
D．一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应
解析　固定化酶的作用受温度等条件影响。
答案　C
21．加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用(　　)
A．适于低温下催化 B．具有高效性
C．具有专一性 D．需要适宜的温度
解析　酶的作用需要适宜的温度条件，在高温下会失活。
答案　D
22．下列图形依次表示包埋法、载体结合法、载体结合法和包埋法的一组是(　　)
A．①②③④ B．④③②①
C．③②①④ D．④②①③
解析　本题主要考查对酶固定方法的种类及每种方法的原理的理解掌握，要学会辨析其异同点。
答案　C
23．在果胶酶溶液中加入双缩脲试剂，其结果应该是(　　)
A．产生气泡 B．溶液呈蓝色
C．溶液呈紫色 D．产生砖红色沉淀
解析　果胶酶的本质是蛋白质，蛋白质遇到双缩脲试剂呈紫色。
答案　C
24．探究温度和pH对酶活性的影响实验中，下列说法错误的是(　　)
A．需要一系列的温度梯度和一系列的pH梯度
B．在研究温度或pH影响酶活性时，温度和pH都是变量，其他为常量
C．要注意应用单一变量原则
D．要注意应用对照原则
解析　在研究温度影响酶的活性时，只能以温度为变量，其他条件不变，研究pH影响酶的活性时，只能以pH为单一变量，其他条件不变。
答案　B
25．下列不属于酶的固定方式的是(　　)
A．将酶包埋在细微网格中
B．将酶相互连接起来
C．将酶吸附在载体表面
D．将酶加上糖衣
解析　将酶加上糖衣不属于酶的固定方式。
答案　D
二、简答题(共50分)
26．(12分)果粒生产在中国尚属起步阶段。果粒除了可直接食用外还可作为配料加入酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果粒的硬度、形状直接影响着最终产品的质量。如酸奶果粒必须符合以下质量标准：①果粒含量高；②相同的果粒分布和正确的黏稠度。但大部分果粒经高温处理或机械泵出后成型果粒量少，且果粒硬度不够，这势必会影响下一步的生产。果胶酶作为一种新型加工助剂，可将果粒的组织结构损坏减到最小，最大限度地提高成型果粒的含量。根据以上内容完成下列问题：
(1)工业上用针尾曲霉生产果胶酶属________工程。
(2)果胶酶作为一种果粒加工助剂，它能将果胶分解成可溶性的________，由酶的________特性可知组成果粒的另一部分________不会被分解。
(3)在果粒制作时按2 mL酶/kg水果的量加入酶制剂，加热至40～45 ℃缓慢搅拌处理10～15分钟。最后加热到90～92 ℃再冷却装罐。在此过程中按“2 mL酶/kg水果”的量加入酶的意义在于：_____________________
____________________；在40～45 ℃温度下搅拌处理的原因是________。最后升温到90～92 ℃再冷却装罐的目的是______________________。
(4)果粒产品与果汁产品在成分上的主要区别在于______________。
解析　考查的知识点包括：酶制剂的生产、果胶酶的催化作用、果胶酶的作用条件及应用等。
答案　(1)发酵
(2)半乳糖醛酸　专一　纤维素
(3)控制好酶的用量，一方面使果胶酶充分利用，节约成本，另一方面不能造成浪费　果胶酶在40 ℃～45 ℃ 温度下活性最高　灭菌
(4)果粒产品中有纤维素，果汁中不含纤维素
27．(12分)图中A、B、C三图依次表示果胶酶浓度一定时，果胶酶的反应速度与反应物浓度、温度、pH之间的关系，请据图回答：
(1)在图A中，当反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升的原因是________________。
(2)图B中，b点所对应的温度称________________。如果你根据实验数据转换成的曲线图无法判断果胶酶的最适温度，你将如何改进？______。
(3)图B中，曲线ab段表明________________________________，bc段表明________________________________。
(4)将装有果胶酶与反应物甲、乙的两试管分别放入12℃和90℃水浴锅中，20 min后取出，转入40℃的水浴锅中保温，两试管内的反应将：
甲：________________________________。
乙：________________________________。
(5)图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速度随pH变化的曲线，实验时可根据________来判定果胶酶的最适pH。
答案　(1)受反应中酶浓度的限制
(2)酶催化反应的最适温度　应根据适宜温度范围尝试间隔近的温度梯度，重新实验
(3)在一定范围内，果胶酶的活性随温度升高而升高　超过最适温度，果胶酶的活性随温度的升高而下降
(4)反应速度加快　无催化反应
(5)果汁的量
28．(8分)加酶洗衣粉是人们生活中所必需的，但如何使用加酶洗衣粉，尤其是水温多少才算合适，却不为人们所熟知。多数人认为用得越多，衣服洗得越干净越快，有人看到洗衣袋上标有“冷水洗衣粉”的字样，便用冷水洗衣服，却洗不干净，还有人无论什么污渍都用一种加酶洗衣粉，结果无法除去污渍。下面我们就对加酶洗衣粉的最适温度进行控制。
实验原理：略。
实验器材：烧杯(500 mL)、温度计、天平、加酶洗衣粉、植物油、蓝墨水、牛奶、玻璃棒、秒表、布料和水浴锅等。
实验过程：
(1)用天平各称取加酶洗衣粉若干份，每份5 g；
(2)制作分别被植物油、蓝墨水、牛奶处理过的同一种棉布料各若干份(污渍大小以滴管滴数为准)；
(3)_________________________________________________________；
(4)_________________________________________________________；
(5)水浴锅中的水温依次为20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃。在不同水温下再重复步骤(3)(4)七次，分别记录除去污渍所需要的时间。
结果如下表：
不同温度除去不同污渍所需要的时间(秒)
水温/ ℃
冷水
20
30
40
50
60
70
80
植物油
48
39
30
20
11
13
17
20
蓝墨水
93
86
80
72
67
68
81
105
奶渍
48
43
28
12
4
7
12
17
请分析实验结果并得出结论：_________________________________。
原因：_____________________________________________________。
从以上实验可得出酶具有________和________。
解析　本题考查如何设计实验，并对实验结果进行预测与分析，从而得出结论。设计实验时，注意遵循等量原则、对照原则等，并注意变量的控制。
答案　(3)在三个编号甲、乙、丙的烧杯中分别注入200 mL水和一份称量好的加酶洗衣粉，放入水浴锅中并搅拌
(4)将三块分别被植物油、蓝墨水、牛奶处理过的同一布料各一份分别同时放入烧杯中，用玻璃棒搅拌。并用秒表记录除去污渍的时间……(5)结论：加酶洗衣粉必须在适宜温度下，即50 ℃时才会达到最佳洗涤效果，在此温度下，对奶渍的洗涤效果最好，然后是油渍，对蓝墨水的洗涤效果最差
原因：奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪，蓝墨水的主要成分是胶体，而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶　高效性　专一性
29．(18分) 某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。
(1)酵母细胞的固定采用的方法是________。
(2)请完善该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞过程的步骤：
①配制氯化钙溶液时应用蒸馏水。
②海藻酸钠溶液应用________加热。
③海藻酸钠溶液必须________才能加入酵母细胞。
④注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入________中形成________。
(3)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。
①为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在________条件下进行。
②加入反应液后的操作是关闭_______________________________。
③装置的长导管起到什么作用：_____________________________。
(4)试分析下图中，与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似的是(　　)
解析　由于细胞过大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法进行固定化。操作过程中，必须等海藻酸钠溶液冷却后才能将其与酵母细胞混合，否则酵母细胞会在高温下死亡。酵母菌利用葡萄糖的发酵过程中会产生CO2，为减小装置中的压力，应及时将其排出。
答案　(1)包埋法
(2)②小火或间断　③冷却至室温　④氯化钙溶液　凝胶珠
(3)①无菌　②活塞1和活塞2 　③释放CO2，减小反应柱内压力并可防止其他微生物污染
(4)D