課時作業(yè)39酶的研究與應用時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題5分，共60分)1(2013·江蘇連云港高三期中)下列有關制備固定化酵母細胞的說法錯誤的是()A可根據(jù)凝膠珠的顏色和形狀檢測凝膠珠的質(zhì)量B要將酵母細胞活化處理C制成的凝膠珠上不能出現(xiàn)小孔D配制的海藻酸鈉濃度是本實驗的關鍵解析：制備固定化酵母細胞時，細胞懸浮在海藻酸鈉溶液中，滴進CaCl2溶液中，形成海藻酸鈣凝膠小球，細胞被包埋在凝膠的小孔中，制成固定化細胞，故C錯誤。答案：C2固定化細胞對酶的影響最小，根本原因是()A避免了細胞破碎、酶的提取純化過程 B固定化細胞在多種酶促反應中連續(xù)發(fā)揮作用C催化反應結束后，能被吸收和重復利用D細胞結構保證了各種酶在細胞內(nèi)的化學反應中有效地發(fā)揮作用解析：固定化細胞對酶的影響最小，其根本原因是酶在細胞內(nèi)，受外界影響小，保證了各種酶在細胞內(nèi)的化學反應中有效地發(fā)揮作用。答案：D3在制備固定化酵母細胞的實驗中，CaCl2溶液的作用是()A用于調(diào)節(jié)溶液pHB用于進行離子交換C用于膠體聚沉 D用于為酵母菌提供Ca2解析：海藻酸鈉膠體在CaCl2這種電解質(zhì)溶液的作用下，發(fā)生聚沉，形成凝膠珠，其作用機理是由于無機鹽離子的電荷與膠體微粒電荷相互吸引，形成更大的膠體顆粒，類似于人體細胞與抗凝集素之間的凝聚反應。答案：C4下列關于固定化酶和固定化細胞的敘述，正確的是()A固定化細胞技術在多步連續(xù)催化反應方面優(yōu)勢明顯B固定化酶的應用中，要控制好pH、溫度和溶解氧C利用固定化酶降解水體中有機磷農(nóng)藥，需提供適宜的營養(yǎng)條件D利用固定化酵母細胞進行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應底物解析：本題考查固定化酶和固定化細胞的相關基礎理論知識。固定化酶的應用，無需控制溶解氧；利用固定化酶降解水體中有機磷農(nóng)藥，不需要提供營養(yǎng)條件，固定化細胞發(fā)揮作用才需要提供適宜的營養(yǎng)條件；利用固定化酵母細胞進行發(fā)酵，糖類的作用一是作為反應底物；二是為酵母菌的生長繁殖提供物質(zhì)和能量。答案：A5在“探究不同溫度條件下加酶洗衣粉的洗滌效果”的實驗中，變量控制方法正確的是()A若采用手洗法進行去污操作，必須盡可能保證各組洗滌用力程度、時間等基本相同B水的用量和布料的大小是成正比的，實驗用的布料越大、水量越多實驗效果越好C水溫屬于本研究的變量，實驗過程中必須保證各組實驗溫度相同且恒定D實驗材料的污染程度屬于本研究的無關變量，實驗過程中不必考慮解析：本實驗的自變量是不同溫度，因變量是加酶洗衣粉的洗滌效果，水的用量和布料的大小、污染程度等屬于無關變量，要保持相同且適宜。答案：A6.下列關于普通洗衣粉與加酶洗衣粉的區(qū)別，正確的說法是()A普通洗衣粉中含磷，會污染環(huán)境B表面活性劑只存在于普通洗衣粉中，會產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開C水軟化劑只存在于普通洗衣粉中，可以分散污垢D加酶洗衣粉是將酶直接添加到洗衣粉中解析：普通洗衣粉中含有磷，可能引起微生物和藻類大量繁殖，造成水體污染。加酶洗衣粉是含有酶制劑的洗衣粉，并非將酶直接添加到洗衣粉中。兩者均含有表面活性劑和水軟化劑，可以增強洗滌效果。答案：A7蛋白酶是能分解其他蛋白質(zhì)類的酶，但洗衣粉中，蛋白酶并沒有將其他幾種酶分解掉，以下敘述解釋正確的是()A其他幾類酶不是蛋白質(zhì)類B蛋白酶處于抑制狀態(tài) C蛋白酶具有識別作用，不分解作為酶作用的蛋白質(zhì)D缺少水環(huán)境或各種酶在添加前已作了保護性修飾解析：加酶洗衣粉中的蛋白酶制劑已通過特殊的化學物質(zhì)將其層層包裹，與洗衣粉的其他成分隔離。這些隔離層遇到水后就溶解，蛋白酶就能迅速發(fā)揮作用。答案：D8下列驗證某種加酶洗衣粉需要的最適溫度實驗，正確的是()A取一系列不同溫度、其他條件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一個溫度中酶的效果最好B在不同溫度的水中，加入相同的污物及不等量洗衣粉，看哪種效果好C將加酶洗衣粉加入30 水中的洗滌效果沒有45 水中的好，說明45 為最適溫度D將加酶洗衣粉與普通洗衣粉分別加入37 的水中洗滌同樣的污物，發(fā)現(xiàn)加酶洗衣粉效果好，說明加酶洗衣粉的最適溫度為37 解析：本實驗的實驗變量是溫度，其他條件應相同且適宜。酶的催化作用有一最適溫度，但最適溫度需要經(jīng)過精確的實驗才能確定的。如將加酶洗衣粉加入30 水中的洗滌效果沒有45 水中的好，只能說明45 時酶的活性比30 時高，但不能肯定就是最適溫度，如35 、42 等溫度條件下洗滌效果如何？答案：A9.目前，酶已經(jīng)大規(guī)模地應用于各個領域，下列屬于酶應用中面臨的實際問題是()A酶對有機溶劑不敏感，但對高溫、強酸、強堿非常敏感B加酶洗衣粉因為額外添加了酶制劑，比普通洗衣粉更易污染環(huán)境C固定化酶可以反復利用，但在固定時可能會造成酶的損傷而影響活性D酶的催化功能很強，但需給以適當?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)才能較長時間維持其作用解析：酶對有機溶劑非常敏感，容易失活；加酶洗衣粉可使洗滌劑朝低磷、無磷的方向發(fā)展，減少對環(huán)境的污染；酶催化過程中不需要任何營養(yǎng)供給。答案：C10下列關于固定化細胞技術的說法中，正確的是()A物理吸附法的優(yōu)點是操作簡單，吸附牢固B包埋法的優(yōu)點是操作復雜，條件溫和，對細胞無毒性C物理吸附法容易對酶活性產(chǎn)生影響D凝膠包埋常用的凝膠種類有瓊脂、海藻酸鈉(鈣)、角叉菜聚糖、明膠和聚丙烯酰胺凝膠等。解析：固定化細胞的主要方法有物理吸附法和包埋法。它們各有利弊，物理吸附法的主要優(yōu)點是酶活性不受影響，但吸附過程相當復雜，這一過程與微生物細胞的性質(zhì)、載體的性質(zhì)以及兩者之間的相互作用等有關，且吸附力較弱吸附不牢固，細胞容易脫落。而包埋法操作簡便，條件溫和，對細胞無毒性，適合于生長細胞的固定化，但凝膠的結構要保持穩(wěn)定需要適當?shù)目刂?。凝膠包埋常用的凝膠種類有瓊脂、海藻酸鈉(鈣)、角叉菜聚糖、明膠和聚丙烯酰胺凝膠等。答案：D11.酶制劑、固定化酶、固定化細胞已經(jīng)廣泛地應用于各個領域，下列有關敘述錯誤的是()A90 高溫會使Taq DNA聚合酶失去催化活性B制備固定化酶的方法主要有包埋法、交聯(lián)法和吸附法等C固定化酶在固定時可能會造成酶的損傷而影響活性D固定化細胞可以催化一系列酶促反應解析：TaqDNA聚合酶是從一種水生棲熱菌株中分離提取的，具有耐高溫的特性，在95 仍具有酶活性。答案：A12(2013·威海檢測)下面是制備固定化酵母細胞的步驟，正確的是()A應使干酵母與自來水混合并攪拌，以利于酵母菌活化B配制海藻酸鈉溶液時要用小火，或間斷加熱C向剛溶化好的海藻酸鈉溶液中加入已活化的酵母細胞，充分攪拌并混合均勻D將與酵母細胞混勻的海藻酸鈉溶液注入CaCl2溶液中，會觀察到CaCl2溶液中有球形或橢圓形的凝膠珠形成解析：由于在缺水狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)，為了加速酵母細胞的活化，將干酵母與蒸餾水混合后應用玻璃棒充分攪拌。為避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊，溶化時要用小火，或間斷加熱。如果將剛溶化好的海藻酸鈉與已活化的酵母細胞混合，有可能會殺死酵母細胞。應將與酵母細胞混勻的海藻酸鈉用注射器緩慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注入。答案：B二、非選擇題(共40分)13(10分)果膠是植物細胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁和胞間層。在果汁生產(chǎn)中應用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請你幫助完成以下有關果膠酶和果汁生產(chǎn)的實驗課題。實驗用具和材料：磨漿機、燒杯、試管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、紗布等；蘋果、質(zhì)量分數(shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水等。實驗方法及步驟：將蘋果洗凈去皮，用磨漿機制成蘋果泥，加入適量蒸餾水備用。取7個潔凈燒杯和7支試管并分別編號。燒杯中注入等量的蘋果泥，試管中注入等量的2%的果膠酶溶液，之后進行下面兩種操作：方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至4、5、6、10。方法二：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥的pH分別調(diào)至4、5、6、10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。(1)請問上述哪一種方法更科學？_。理由是：_。(2)該實驗步驟中也有玻璃棒攪拌的操作，其目的是使_，以減少實驗誤差。(3)如果用曲線圖的方式記錄實驗結果，在現(xiàn)有的條件下，以橫坐標表示pH，縱坐標表示_(填“果汁體積”或“試管體積”)，實驗操作和記錄是比較切實可行的。根據(jù)你對酶特性的了解，在下圖中選擇一個最可能是實驗結果的曲線圖_。解析：(1)欲確認果膠酶的最適pH，應在改變pH之后再讓酶與底物混合，故方法二更科學。(2)攪拌可增大酶與底物的接觸面積。(3)本實驗中pH為自變量，果汁體積為因變量，pH對果膠酶活性(或果汁出汁率)的影響曲線應呈“鐘形曲線”。答案：(1)方法二方法二的操作能夠確保酶的反應環(huán)境從一開始便達到實驗預設的pH(2)酶和反應物充分地接觸(3)果汁體積甲14(15分)為探究加酶洗衣粉的洗滌效果，按下表的順序進行實驗操作。步驟燒杯(1 000 mL)1.注入自來水500 mL500 mL500 mL500 mL2.放入含油跡的衣服一件一件一件一件3.控制不同水溫10 水浴10 min 30 水浴10 min 50 水浴10 min70 水浴10 min4.加入等量加酶洗衣粉0.5 g0.5 g0.5 g0.5 g5.用玻璃棒攪拌5 min5 min5 min5 min6.觀察現(xiàn)象(1)該實驗的目的是_。(2)請分析該同學的實驗設計中存在的問題，并提出改進措施。_。(3)步驟3和步驟4順序能否調(diào)換？并說明理由。_(4)、號燒杯加入的自來水、洗衣粉、含油漬的衣服及保溫時間、攪拌速度和時間均相同。這是為了_，以便得出科學結論。解析：結合已有生活經(jīng)驗可知，影響加酶洗衣粉的因素有水溫，水量，水質(zhì)，洗衣粉的量，衣物的質(zhì)料、大小及浸泡時間和洗滌時間等。在這些因素中，水溫是要研究的對象，而其他對象應在實驗中保持不變；這是為了避免因水量，水質(zhì)，洗衣粉的量，衣物的質(zhì)料、大小及浸泡時間和洗滌時間不同給實驗結果帶來誤差。選擇什么樣的水溫進行實驗最符合實際情況呢？實驗者應根據(jù)當?shù)匾荒曛械膶嶋H氣溫變化來確定水溫，這是確定實驗變量的基本原則。通常情況下，冬季、春季、秋季、夏季的水溫分別選取5 、15 、25 、35 ，因為這四個水溫比較符合實際情況，對現(xiàn)實也有指導意義。答案：(1)探究不同溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響(2)應選用大小相同的白布，分別滴加4滴同種的植物油，使油漬大小相同；選擇的水溫不合適，考慮洗滌成本，應根據(jù)當?shù)匾荒曛械膶嶋H氣溫變化來確定水溫，如選取5 、15 、25 、35 的水溫(3)不能調(diào)換，因為加酶洗衣粉中的酶在常溫時會分解部分油漬(4)避免因無關變量的不同給實驗結果帶來誤差15(15分)某實驗小組進行固定化酵母細胞的制備，并開展游離酵母和固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度的比較。請回答下列問題：產(chǎn)酒酒精度的比較時間/d游離酵母固定化酵母00021.02.542.14.263.25.083.95.4104.36.0124.66.4(1)制作凝膠珠的實驗步驟是：酵母細胞的活化_配制海藻酸鈉溶液_固定化酵母細胞。(2)影響實驗成敗的關鍵步驟是_。(3)圖中鈣離子的作用是使膠體聚沉，海藻酸鹽起_的作用。(4)該小組將制備好的固定化酵母與游離酵母分別放在一定的條件下發(fā)酵，定時記錄發(fā)酵液中酒精度的變化。實驗過程中的“在一定的條件下發(fā)酵”的條件是_，要求條件相同是為了確保_。由表可知，固定化酵母和游離酵母發(fā)酵都能產(chǎn)生酒精，但固定化酵母在發(fā)酵前期的延遲期的時間比游離酵母發(fā)酵前期的延遲期的時間要_。解析：制備固定化酵母細胞的實驗步驟為：酵母細胞的活化配制CaCl2溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合固定化酵母細胞；該實驗的關鍵是配制海藻酸鈉溶液。海藻酸鹽起載體的作用，用于包埋酵母細胞。酵母菌酒精發(fā)酵過程是細胞內(nèi)酶的催化過程，需要在適宜的溫度、pH等條件下進行，兩組實驗的條件相同，才能夠確保無關變量相同，且遵循單一變量原則。由表可知，在12 d的發(fā)酵時間里，固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度從0度到6.4度，游離酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度從0度到4.6度，而且固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度在第4天即達到4.2度，表明其延遲期短。答案：(1)配制物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/L的CaCl2溶液海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合(2)配制海藻酸鈉溶液(3)包埋酵母細胞(或載體)(4)適宜的溫度、pH等單一變量短