高中生物 專題4 酶的研究與應(yīng)用綜合測評 新人教版選修1

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專題4 酶的研究與應(yīng)用綜合測評 (時間：45分鐘，分值：100分) 一、選擇題(每題6分，共72分) 1．隨著生物技術(shù)的發(fā)展，酶在社會生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用越來越廣泛。下列說法錯誤的是(　　) A．利用酶生產(chǎn)某些化工產(chǎn)品，能顯著降低能耗、減少污染，節(jié)約成本 B．“加酶洗衣粉”的洗滌效果與水溫、酸堿度有關(guān)，與污物或衣物的性質(zhì)無關(guān) C．用于治療消化不良癥的腸溶多酶片含有多種消化酶，但嚼服后會失去療效 D．要較長時間保持酶活性，各種酶制劑都應(yīng)保存在低溫的條件下 【解析】　酶制劑的活性受溫度、酸堿度等條件的影響，在適宜條件下洗滌效果比較好，同時污物或衣物的性質(zhì)也會影響到酶活性的發(fā)揮。 【答案】　B 2．下列有關(guān)酶的敘述，錯誤的是(　　) A．果膠酶是一類酶的總稱，探究果膠酶的最適溫度時，需將底物和酶分別在相同溫度下處理后再混合 B．低溫和高溫對酶活性的影響是相同的，而過酸和過堿對酶活性的影響是不同的 C．探究果膠酶的最適溫度和最適pH的實驗中，應(yīng)嚴(yán)格控制酶的作用時間，待酶作用完后立即煮沸使其失活 D．解旋酶作用于堿基對之間的氫鍵 【解析】　低溫抑制酶的活性，但適宜溫度條件下酶活性可以恢復(fù)；而高溫、過酸、過堿都能使酶變性失活，且酶活性不能恢復(fù)。 【答案】　B 3．下列有關(guān)酶的制備和應(yīng)用的敘述，正確的是(　　) A．酶解法和吸水漲破法常用于制備微生物的胞內(nèi)酶 B．透析、電泳和酸解等方法常用于酶的分離與純化 C．棉織物不能使用添加纖維素酶的洗衣粉進行洗滌 D．多酶片中的胃蛋白酶位于片劑的核心層 【解析】　本題以酶為載體綜合考查有關(guān)酶的制備與應(yīng)用的知識，意在考查考生將所學(xué)知識運用于生活實際的能力，難度中等。酶具有專一性，酶解法可去掉微生物的細(xì)胞壁，再通過吸水漲破法使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)釋放出來，用于提取、分離其中的胞內(nèi)酶；透析和電泳可用于酶的分離和純化，但酸解會導(dǎo)致酶結(jié)構(gòu)被破壞，使酶的活性喪失；棉織物的主要成分是纖維素，而含有纖維素酶的洗衣粉可將主纖維上的微毛和小絨球除去，使織物表面平整，不會破壞衣物；多酶片的核心層應(yīng)是在小腸中發(fā)揮作用的胰蛋白酶等，核心層的外層是在胃部發(fā)揮作用的胃蛋白酶，最外層是糖衣。故選A。 【答案】　A 4．酶在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中的核心問題是固定化技術(shù)，而酶固定化所依據(jù)的基本原理在于酶具有(　　) A．熱穩(wěn)定性　　　　　　　 B．催化高效性 C．催化特異性 D．可反復(fù)使用性 【解析】　固定化酶指通過物理或化學(xué)的方法，將水溶性酶與非水溶性載體結(jié)合，既能與反應(yīng)物接觸又能與產(chǎn)物分離，與直接使用酶相比，除催化效率高、特異性強外，還可反復(fù)使用酶；酶的熱穩(wěn)定性一般都不強。故選D。 【答案】　D 5．下列關(guān)于果膠酶的敘述，正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：05520035】 ①凡具有分泌功能的細(xì)胞都能產(chǎn)生果膠酶?、诜彩腔罴?xì)胞都能產(chǎn)生果膠酶?、酃z酶能將果膠分解成半乳糖醛酸　④植物、霉菌、酵母菌和細(xì)菌均能產(chǎn)生果膠酶 ⑤果膠酶特指分解果膠的一種酶?、蘩w維素酶和果膠酶可用于去除植物細(xì)胞壁　⑦組成果膠酶的基本單位是氨基酸或核苷酸 A．①②⑤ B．②③⑦ C．③④⑥ D．③④⑤ 【解析】　所有活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶，但不同細(xì)胞產(chǎn)生的酶不一定相同，產(chǎn)生果膠酶的生物有植物、霉菌、酵母菌和細(xì)菌等，所以①、②不正確；果膠酶的作用是將果膠分解成半乳糖醛酸，植物細(xì)胞壁由纖維素和果膠組成，可用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞壁，所以③、④、⑥正確；果膠酶的成分是蛋白質(zhì)，其組成單位只能是氨基酸，所以⑦不正確；果膠酶特指分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等，所以⑤不正確。 【答案】　C 6．在探究不同種類加酶洗衣粉洗滌效果的實驗中，關(guān)于控制無關(guān)變量的說法正確的是(　　) ①使用兩種洗衣粉的量相同?、诒幌礈斓牟剂霞拔蹪n狀態(tài)相同?、巯礈焖玫乃考八疁?一般為常溫)應(yīng)相同　④浸泡和洗滌的時間相同?、菁尤脒m量的復(fù)合加酶洗衣粉 A．①②③④ B．①②③⑤ C．②③④⑤ D．①③④⑤ 【解析】　加酶洗衣粉分為單一加酶洗衣粉和復(fù)合加酶洗衣粉，不同種類的加酶洗衣粉為自變量，其他條件如布料、污漬狀態(tài)、洗衣粉用量、水量、水溫、洗滌時間和方式等為無關(guān)變量，設(shè)計實驗時應(yīng)該嚴(yán)格控制無關(guān)變量。 【答案】　A 7．(2016江蘇高考改編)為了使牛仔褲呈現(xiàn)“穿舊”效果，在工業(yè)洗衣機中用酶洗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的浮石擦洗，是目前重要的生產(chǎn)手段(工藝流程見下圖)。下列敘述中錯誤的是(　　) A．纖維素酶在仿舊中的作用機理與其在洗衣粉中去污的機理相似 B．在上述工藝中，為重復(fù)使用纖維素酶，可選用化學(xué)結(jié)合法固定化酶 C．在上述工藝中，通過調(diào)節(jié)溫度、酸堿度、處理時間可控制仿舊顏色的深淺 D．纖維素酶催化葡萄糖殘基間磷酸二酯鍵的水解分解纖維素 【解析】　纖維素酶在仿舊中的作用機理是適當(dāng)分解布料中的纖維素成分，洗衣粉中添加纖維素酶的作用機理是適當(dāng)分解布料中的纖維素成分使織物膨松，有利于去污，兩者作用機理相似，A選項正確；酶分子較小，一般采用化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法固定化酶，B選項正確；調(diào)節(jié)溫度、酸堿度可控制纖維素酶的活性，控制處理時間可影響水解程度，進而控制仿舊顏色的深淺，C選項正確；纖維素分子中不含磷酸二酯鍵，D選項錯誤。 【答案】　D 8．用加酶洗衣粉洗滌衣物時，下列說法正確的是(　　) A．可用加堿性蛋白酶的洗衣粉洗滌毛料衣服 B．一般先用熱水浸開，然后調(diào)至適宜溫度 C．水溫太低使洗衣粉中的酶喪失活性后不能再恢復(fù) D．使用添加了堿性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后應(yīng)立即沖洗雙手 【解析】　加酶洗衣粉含有蛋白酶，不能洗滌毛料衣服(含蛋白質(zhì))；在熱水中，酶容易失活，使用時不能用熱水浸開；水溫太低會使洗衣粉中的酶的活性降低，但還能再恢復(fù)；堿性蛋白酶會損傷皮膚。 【答案】　D 9．下列關(guān)于固定化酶中用到的反應(yīng)柱的理解，正確的是(　　) A．反應(yīng)物和酶都可以自由通過反應(yīng)柱 B．反應(yīng)物能通過，固定化酶的顆粒不能通過 C．反應(yīng)物和酶都不能通過反應(yīng)柱 D．反應(yīng)物不能通過，酶能通過 【解析】　固定化酶的顆粒不能通過反應(yīng)柱，否則就起不到對酶固定和反復(fù)利用的作用。反應(yīng)物能通過反應(yīng)柱，在反應(yīng)物通過反應(yīng)柱的過程中不斷地被酶催化。 【答案】　B 10．在用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵葡萄糖溶液時發(fā)現(xiàn)有酒精產(chǎn)生，原因可能是 (　　) A．實驗瓶蓋了塞子 B．瓶內(nèi)氧氣充足，酵母菌進行了有氧呼吸 C．固定化酵母細(xì)胞內(nèi)可能沒有活的酵母細(xì)胞 D．所謂的葡萄糖溶液可能是其他物質(zhì) 【解析】　有酒精產(chǎn)生說明酵母菌進行了無氧呼吸，可能是實驗瓶蓋了塞子，使瓶內(nèi)形成了無氧環(huán)境。 【答案】　A 11．下列關(guān)于酶工程的敘述，正確的是(　　) A．酶的分離提純要依次經(jīng)過過濾、層析、沉淀、提純等步驟 B．尿糖試紙中含有葡萄糖羧化酶和過氧化氫酶 C．酶的固定是酶分離純化的常用方法 D．酶的固定化技術(shù)是指將酶固定在不溶于水的承載物上，或者使酶交聯(lián)在一起 【解析】　A項不需要沉淀。B項應(yīng)為葡萄糖氧化酶和過氧化氫酶。C項固定不是分離純化。 【答案】　D 12．固定化脂肪酶的方法一般是：將酶液和一定濃度的海藻酸鈉溶液混合后，用注射器滴到一定濃度CaCl2溶液中，25 ℃靜置固化2 h，過濾洗滌，再加入到戊二醛溶液中25 ℃化學(xué)結(jié)合2 h，過濾、洗滌和干燥后就可得到顆粒狀固定化脂肪酶。興趣小組對固定化酶的性質(zhì)和其最佳固定條件進行了探究。下圖顯示的是部分研究結(jié)果(注：縱坐標(biāo)為酶活力包括酶活性和酶的數(shù)量，a為游離酶，b為固定化脂肪酶)，下列分析正確的是(　　) A．在溫度或pH變化時，與游離酶相比固定化酶具有的缺點是穩(wěn)定性較低 B．這種固定化脂肪酶使用的方法有物理吸附法、包埋法和化學(xué)結(jié)合法三種方法相結(jié)合 C．氯化鈣的量太少時酶活力較低原因可能是包埋不完全，包埋在內(nèi)部的部分酶會流失 D．海藻酸鈉濃度較高時，酶活力較低原因可能是形成的凝膠孔徑較大，影響酶與底物的結(jié)合 【解析】　前兩圖可以看出，在溫度或pH變化時，與游離酶相比固定化酶具有的優(yōu)點是穩(wěn)定性較高；此酶應(yīng)用了包埋法和化學(xué)結(jié)合法兩種方法相結(jié)合，但沒有應(yīng)用物理吸附法；氯化鈣的作用是使凝膠珠穩(wěn)固聚沉；海藻酸鈉濃度較高時，形成的凝膠孔徑較小。 【答案】　C 二、非選擇題(共28分) 13．(18分)果粒生產(chǎn)在中國尚屬起步階段。果粒除了可直接食用外還可作為配料加入到酸奶、冰淇淋、果凍等食品中。果粒的硬度和形狀直接影響著最終產(chǎn)品的質(zhì)量。如酸奶用果粒必須符合以下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：a.果粒含量高；b.相同的果粒分布和正常的黏稠度。但大部分果粒經(jīng)高溫處理或機械泵出后成形果粒量少，且果粒硬度不夠，這勢必會影響下一步的生產(chǎn)。果膠酶作為一種新型加工助劑，可將果粒的組織結(jié)構(gòu)損壞程度降到最小，最大限度地提高成形果粒的含量。 (1)根據(jù)以下內(nèi)容回答下列問題： 果膠酶是指_____________________________________________________， 包括________________等。 (2)果膠酶作為一種果粒加工助劑，它能將果膠分解成可溶性的________________，由酶的________性可知，組成果粒的另一成分________不會被分解。 (3)在果粒制作時按“每千克水果2 mL酶”的量加入酶制劑，加熱至40～45 ℃，緩慢攪拌處理10～15 min。最后加熱到90～92 ℃，再冷卻罐裝。在此過程中按“每千克水果2 mL酶”的量加入酶的意義在于________________________ ________________________________________________________________； 在溫度為40～45 ℃時攪拌處理的原因是_____________________________ ________________________________________________________________； 最后升溫到90～92 ℃再冷卻罐裝的目的是____________________________ ________________________________________________________________。 (4)果粒與果汁產(chǎn)品在成分上的主要區(qū)別在于__________________________ ________________________________________________________________。 【解析】　果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，不是特指一種酶。植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，果粒生產(chǎn)中一般只加果膠酶，組成細(xì)胞壁的纖維素不被分解，而果汁生產(chǎn)中還要加纖維素酶。果膠酶的活性受溫度、pH等因素影響，在果粒生產(chǎn)中，應(yīng)該為果膠酶提供適宜的溫度，以提高酶的活性。 【答案】　(1)分解果膠的一類酶　多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶 (2)半乳糖醛酸　專一　纖維素 (3)控制好酶的用量，一方面使果膠酶充分利用，節(jié)約成本，另一方面不能多用，以免造成浪費　在溫度為40～45 ℃時果膠酶活性最高　滅菌 (4)果粒產(chǎn)品中有纖維素，果汁中不含纖維素(果汁生產(chǎn)中還加入了纖維素酶) 14．(10分)某實驗小組的同學(xué)制備固定化酵母細(xì)胞的過程如下： ①活化酵母細(xì)胞：稱取定量干酵母與定量蒸餾水混合并攪拌，使酵母細(xì)胞活化； ②配制CaCl2溶液：將無水CaCl2溶解在定量蒸餾水中，配制成一定濃度的CaCl2溶液； ③配制海藻酸鈉溶液；用定量的海藻酸鈉直接溶解在定量的蒸餾水中，配制成溶液； ④海藻酸鈉溶液和酵母細(xì)胞混合：將活化的酵母細(xì)胞迅速加入剛配制成的海藻酸鈉溶液中，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍? ⑤固定化酵母細(xì)胞：用注射器以恒定的速度緩慢將海藻酸鈉和酵母細(xì)胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察凝膠珠的形成。 (1)請你改正其中兩處錯誤的操作： 第一處：_________________________________________________________； 第二處：_________________________________________________________。 (2)剛形成的凝膠珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是___________________________________________________________________。 (3)如果制作的凝膠珠顏色過淺，呈白色，則說明海藻酸鈉濃度________(填“過低”或“過高”)。 (4)研究發(fā)現(xiàn)，固定化強度強的酵母顆粒發(fā)酵效果好，且穩(wěn)定性高、使用壽命長。某機構(gòu)利用上述裝置，將2%、2.5%、3%的海藻酸鈉分別用2%、3%、4%的X溶液進行凝膠化處理，所得到的固定化酵母顆粒的強度及在28 ℃下發(fā)酵48 h后的酒精產(chǎn)量見表： 海藻酸 鈉(%) 2 2.5 3 2 2.5 3 2 2.5 3 X溶液 (%) 2 2 2 3 3 3 4 4 4 固定化 強度(g /30個) 930 950 990 1 030 1 100 1 140 1 170 1 170 1 160 酒精量 (%) 6.7 6.5 6.5 6.7 6.4 6.2 6.7 6.4 6.3 可以看出，隨著X溶液濃度的增加，________增加；凝膠固定化效果較好的海藻酸鈉與X溶液的濃度分別是________、________。 【解析】　(1)③海藻酸鈉的溶化應(yīng)小火或間斷加熱，至完全溶化。溶化后冷卻至室溫再加入已活化的酵母細(xì)胞，否則會殺死酵母細(xì)胞。(2)剛形成的凝膠珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是讓凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。(3)凝膠珠顏色過淺，呈白色，說明海藻酸鈉濃度過低。(4)從表中可以看出，隨X溶液濃度的增加，酵母顆粒的固定化強度增加，且固定化效果較好的海藻酸鈉的濃度是2%，X溶液的濃度是4%。 【答案】　(1)③海藻酸鈉溶解應(yīng)適當(dāng)加熱至完全溶化?、芎Ｔ逅徕c溶液冷卻至常溫再加入酵母細(xì)胞 (2)讓凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu) (3)過低　(4)固定化強度　2%　4%