酶的研究和应用-2017-2018学年高二生物人教版（选修1）

第03周 酶的研究和应用
（测试时间：50分钟，总分：70分）
班级：____________ 姓名：____________ 座号：____________ 得分：____________
一、选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分）
1．关于探究果胶酶最适用量的实验，叙述错误的是
A．配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量的该溶液
B．调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态
C．用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不同
D．在相同且适宜的温度条件下进行实验
【答案】C
【解析】由于要探究果胶酶最适用量，故可配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量的该溶液，A正确。该实验中pH为无关变量，故调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态，B正确。用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间必须相同，C错误。实验应在相同的适宜温度条件下进行实验，D正确。
2．下列关于果胶酶的作用叙述错误的是
A．分解水果细胞壁中的果胶，从而瓦解细胞壁
B．可将果胶分解成半乳糖醛酸，水果汁变清
C．分解水果细胞壁中的纤维素和果胶以及细胞间质
D．可使果汁榨取变得容易，提高出汁率
【答案】C
3．下列关于果胶酶在果汁生产实验中作用的操作，错误的是。
A．用橙子做本课题实验，应去掉橙皮
B．用体积分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸进行pH调节
C．为了使果胶酶能够充分地催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物
D．制作苹果泥时，可先将苹果切成小块放入榨汁机中
【答案】A
【解析】在用橙子制作果汁时，不必去除橙皮，这样可以增加果汁的口味和颜色；调节pH用体积分数为0.1%的NaOH或HCl溶液；玻璃棒搅拌可使混合物均匀；制作苹果泥时，为方便榨汁，可先将苹果切成小块，再放入榨汁机中。
【考点定位】本题考查酶的应用。
4．下列关于果胶酶的叙述正确的是
①果胶酶特指分解果胶的一种酶
②纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁
③果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸
④植物、霉菌、酵母菌和细菌均可能产生果胶酶
⑤组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸
A．①②⑤
B．②③⑤
C．②③④
D．③④⑤
【答案】C
考点：本题主要考查果胶酶的相关知识，意在考查考生对所学知识的理解，把握知识间的内在联系的能力。
5．在观察“不同浓度果胶酶对苹果泥出汁率的影响”实验中，先将苹果泥匀浆加热到100 ℃，其目的是
A．杀灭苹果匀浆中的微生物
B．使果胶分解，从而提高出汁率
C．使苹果泥匀浆中的酶变性失活，以排除对实验的干扰
D．果胶酶最适温度为100 ℃，酶的活性最高
【答案】C
【解析】在观察“不同浓度果胶酶对苹果泥出汁率的影响”实验中，先将苹果泥匀浆加热到100 ℃，其目的是使苹果泥匀浆中的酶变性失活，以排除对实验的干扰，C正确。
考点：本题考查实验设计的知识，意在考查考生的实验设计能力。
6．如图表示某研究小组探究果胶酶的用量的实验结果。下列有关说法不正确的是
A．在ab段限制反应速率的主要因素是酶的用量
B．在bc段限制反应速率的因素是温度、pH、反应物浓度等
C．在ac段增加反应物浓度，可以明显加快反应速率
D．在该实验给定条件下，果胶酶的最佳用量是b点对应的值
【答案】C
【解析】据图分析可知，在ab段，限制反应速率的主要因素是酶的用量，A正确；在bc段限制反应速率的因素是温度、pH、反应物浓度等，B正确；在ab段，增加反应物浓度，反应速率基本不变；在bc段，增加反应物浓度，反应速率加快，C错误；在该实验给定条件下，果胶酶的最佳用量是b点对应的值，D正确。
【点睛】解答本题的关键是分析曲线图，找出各阶段限制反应速率的因素是什么，如ab段受酶的用量，而bc段不是。
7．下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是
A．高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好
B．洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用
C．在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用
D．洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用
【答案】C
8．下列说法正确的是
A．加酶洗衣粉就是将酶直接加到洗衣粉中
B．目前常用的酶制剂有四类:蛋白酶；脂肪酶；淀粉酶；蔗糖酶
C．温度、酸碱度和表面活性剂都会影响酶的活性
D．普通洗衣粉只是缺少酶，不会污染环境
【答案】C
【解析】加酶洗衣粉就是用特殊化学物质将酶包裹，使其与洗涤剂隔离，A错误；加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶，B错误；加酶洗衣粉的酶能耐酸、耐碱、耐较高温度和能忍受表面活性剂，但温度、酸碱度和表面活性剂仍然会影响酶的活性，C正确；普通洗衣粉缺少酶，含有较高的氮和磷，会污染环境，D错误。
【名师点睛】1、加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前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。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。
2、影响加酶洗衣粉活性的条件：温度、pH和水量。影响加酶洗衣粉的效果的因素：水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质地、大小、浸泡和洗涤的时间。加酶洗衣粉的酶不易失活，原因：该酶是用特殊化学物质将酶包裹，使其与洗涤剂隔离；加酶洗衣粉的酶能耐酸、耐碱、耐较高温度和能忍受表面活性剂。
9．在“探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果”的实验中，变量控制方法正确的是
A．实验材料的污染程度属于本实验的无关变量，实验过程中不必考虑
B．若采用手洗法进行去污操作，需尽可能保证各组洗涤用力程度、时间等基本相同
C．水温属于本实验的变量，实验过程中必须保证各组实验温度相同且恒定
D．水的用量和布料的大小是成正比的，实验用的布料越大，水量越多，实验效果越好
【答案】B
10．下列制备固定化酵母细胞的步骤正确的是
①细胞的活化
②配制物质的量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液
③配制海藻酸钠溶液
④海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
⑤固定化酵母细胞
A．①③②④⑤
B．①②④③⑤
C．②①③④⑤
D．①②③④⑤
【答案】D
【解析】制备固定化酵母细胞的步骤是：①细胞的活化、②配制物质的量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液、③配制海藻酸钠溶液、④海藻酸钠溶液与酵母细胞混合、⑤固定化酵母细胞；所以D选项是正确的。
11．下列对生物技术实践的相关实验的叙述中，不正确的是
A．用平板划线法接种微生物时，每次划线前后都要对接种环进行灭菌
B．制备凝胶珠时，CaCl2溶液的作用是使胶体聚沉
C．为了确定选择培养基是否具有选择作用，应设计一个不接种的培养基作对照
D．在其他条件适宜时，果胶酶量增加到某个值后果汁体积不能再提高，则该酶量为此条件下的最适用量
【答案】C
12．下列有关生物技术实践的叙述，错误的是
A．—般来说，细胞更适合采用包埋法固定
B．在果酒或果醋发酵过程中，都需要限制微生物的生长繁殖
C．通常情况下，添加复合酶的加酶洗衣粉能达到较好的洗涤效果
D．腐乳制作过程中，添加料酒、香辛料和盐，均可以抑制微生物的生长
【答案】B
【解析】因为细胞体积比较大，所以固定化细胞技术更适合采用包埋法，A正确；果酒发酵利用的是酵母菌的无氧呼吸，在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数微生物都因无法适应这一环境而受到抑制，B错误；通常情况下，添加复合酶的加酶洗衣粉能达到较好的洗涤效果，C正确；腐乳制作过程中，添加料酒、香辛料和盐，均可以抑制微生物的生长，D正确。
13．下列关于固定化酵母细胞制备过程的叙述，错误的是
A．将干酵母与蒸馏水混合并搅拌，有利于酵母菌的活化
B．配制海藻酸钠溶液时要进行小火或间断加热
C．将溶化并冷却的海藻酸钠溶液直接转移至注射器中
D．将制备好的凝胶珠放入氯化钙溶液中浸泡半小时左右
【答案】C
【解析】干酵母与蒸馏水混合并搅拌，以利于酵母菌活化，A正确；配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热的方法，防止焦糊，B正确；溶化好的海藻酸钠溶液需冷却后才能加入已活化的酵母细胞，再将混合液转移至注射器中，C错误；将与酵母菌混匀的海藻酸钠溶液注入CaCl2溶液中浸泡半小时左右，以形成球形或椭球形的凝胶珠，D正确。
14．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
【考点定位】固定化酶，酶的特性。
【名师点睛】本题主要考查固定化酶的知识，要求学生理解固定化酶纯化的方法，明确温度、pH和重金属盐会影响酶的活性。
15．下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是
A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小
B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药
C．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用
D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌
【答案】C
考点：制备和应用固相化酶。
二、非选择题（本大题共5小题，共40分）
16．（8分）某洗衣粉的包装袋上印有如下说明：
成分：含碱性蛋白酶等。
用法：洗涤前先将衣物浸于含洗衣粉的水内数分钟，使用温水效果更佳，注意：切勿用于丝质及羊毛衣料，用后彻底洗手。
请回答下列问题：
（1）质监局针对该洗衣粉设计了如下实验：
步骤 A组 B组
1 加入一定浓度的该洗衣粉溶液 加入经煮沸并冷却的相同浓度的该溶液(与A组等量)
2 加入相同的涂有蛋白膜的胶片
3 置于适宜且相同的温度条件下
质监局做该实验的目的是_________，可通过观察_____________________予以确认。
（2）某中学生为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上表中的材料及方法时进行了有关实验，并把实验结果以下面曲线图A、B的形式表示了出来。
①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为________。
②用语言描述从0 ℃升到45 ℃时酶催化效率变化趋势_______________。
③B图中温度从75 ℃降到45 ℃的过程中催化效率变化曲线与横轴重合，这样画的理由是________________。
④该学生在实验过程中可通过直接测定不同温度下______________来表示酶的催化效率的高低。
【答案】（8分，除标明外，每空1分）
（1）检查该洗衣粉是否含有蛋白酶
一段时间后，A、B两组中胶片上蛋白膜的变化情况
（2）①45 ℃
②从0 ℃升到45 ℃的过程中，随温度的升高，酶的催化效率逐渐增强（2分）
③75 ℃酶的结构已被破坏(或酶的活性已丧失)
④胶片上蛋白膜完全消失所需时间的长短(或相同时间内胶片上蛋白膜消失的多少)（2分）
17．（8分）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。
（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 。
【答案】（8分，除标明外，每空1分）
（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（2分）
（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（2分）
18．（8分）果胶酶能分解果胶等物质，可以用来澄清果蔬饮料，在食品加工业中有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）果胶酶是分解果胶的酶的总称，包括 、果胶分解酶和 。食品工业中之所以使用果胶酶澄清果蔬饮料，是因为果胶酶能破坏植物的 结构。
（2）微生物是生产果胶酶的优良生物资源。分离和筛选能产生果胶酶的微生物，使用的培养基应该以 为唯一碳源；为了纯化该生物，需要在 （填“固体”或“液体”）培养基上接种菌种，最常用的接种方法有 。
（3）在榨汁果汁前，要将果胶酶和果泥混匀保温，目的是提高出汁率；过滤后要用果胶酶处理果汁，目的是 。
（4）根据下表实验结果， （填“能”或“不能”）确定40 ℃就是果胶酶的最适温度。
10 20 30 40 50 60 70 80
8 13 15 25 15 12 11 10
【答案】（8分，每空1分）
（1）多聚半乳糖醛酸酶 果胶酯酶 细胞壁
（2）果胶 固体 平板划线法或稀释涂布平板法
（3）使果汁变澄清
（4）不能
19．（6分）生物技术实践与人们的生产和生活密切相关。请回答下列有关问题。
（1）如图一表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图中的X溶液为________，其作用是_________________________________。海藻酸钠溶液与酵母菌混合时，应将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，目的是防止________。
（2）为了探究某加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果的关系，某同学通过实验获得如图二所示的结果。由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是________%，本实验的自变量是________。
【答案】（6分，除标明外，每空1分）
（1）CaCl2溶液 发生聚沉，形成凝胶珠 高温杀死酵母菌
（2）0.6（2分） 碱性蛋白酶的含量
【解析】分析图1：表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图中的X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠；分析图2：本实验的自变量是碱性蛋白酶的含量，因变量是去污力，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是0.6%。
（1）图1中凝胶珠形成时用的X溶液是氯化钙，其作用是使海藻酸钠发生聚沉，形成凝胶珠。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，目的是防止高温杀死酵母菌。（2）由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是0.6%，本实验的自变量是碱性蛋白酶的含量。
【点睛】解答本题的关键是了解固定化细胞的相关知识点，制作过程中的注意事项：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；海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡；制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入；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。
20．（10分）下面是某同学所做的生成啤酒酿造实验，请根据其实验过程，回答相关问题：
实验原理：利用固定化酵母菌分解麦芽汁，生成啤酒。实验步骤：
第一步：酵母细胞活化。取一克干酵母，放入50 mL的小烧杯中，加蒸馏水10 mL，用玻璃棒搅拌均匀，放置一小时，使其活化。
第二步：配制海藻酸钠溶液。取0.7 g海藻酸钠，放入另一只50 mL的小烧杯中，加蒸馏水10 mL，并搅拌，直至溶化，用蒸馏水定容至10 mL。加热时，注意火候。
第三步：海藻酸钠与酵母细胞混合。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入活化的酵母细胞，充分搅拌均匀。
第四步：用注射器以恒速将上述混合液滴加到0.05 mol/LCaCl2溶液。制成凝胶珠。
第五步：倒去CaCl2溶液，加无菌水洗涤三次后，将凝胶珠放入500mL三角瓶中，加入300mL麦芽汁溶液，置于25 ℃下封口，发酵五天后，倒出发酵后的麦芽汁即为啤酒，品尝其口味。
（1）酵母细胞活化的作用是_________________。第二步中注意火候指的是____________。第三步中为什么要等海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入活化的酵母细胞，原因为_______________。
（2）上述固定化细胞的方法称为__________，形成的凝胶珠颜色为浅黄色，如果凝胶珠颜色过浅，则配制的海藻酸钠溶液浓度________，如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则配制的海藻酸钠浓度__________。
（3）与固定化酶相比，该方法的优点是_____________________________。
（4）要想反复使用固定化酵母细胞，实验过程要在严格的________________条件下进行，同时要控制适宜的____________和____________。
【答案】（10分，每空1分）
（1）让休眠状态的酵母细胞恢复到正常的生活状态 小火或间断加热
防止高温杀死酵母细胞
（2）包埋法 过低（偏低） 过高（偏高）
（3）成本更低，操作更容易
（4）灭菌 温度 pH