111 專題4酶的研究與應(yīng)用 (時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(每小題2分，共40分)1下列關(guān)于果膠酶的說法錯誤的是()A果膠酶的活性是指一定量的果膠酶催化一定量的果膠進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的能力B溫度、pH和酶的抑制劑等條件會影響果膠酶的活性C果膠酶能催化果膠分解，但不能提高水果的出汁率，只能使果汁變得澄清D生產(chǎn)果汁時，為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量 解析：果膠酶不僅能使果汁變得澄清，而且還能提高水果的出汁率。答案：C2洗衣粉中的酶是一種生物制劑，它能將不溶于水的某些污漬、污垢分解，使之變成可溶物而被去除從而使衣物變得干凈整潔。下列質(zhì)地的衣物最不宜用加酶洗衣粉洗滌的是()A化纖類衣物B棉麻類衣物C尼龍類衣物 D毛類衣物解析：加酶洗衣粉含有的蛋白酶較多，蛋白酶可將蛋白質(zhì)分解，所以蛋白質(zhì)纖維織物不能用加酶洗衣粉洗滌。答案：D3植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，在植物細(xì)胞工程中常常用纖維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁。下列有關(guān)果膠酶的說法中，正確的一項是()A果膠酶可以分解細(xì)胞壁的主要成分纖維素 B果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物C果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱D果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA解析：果膠酶并不特指某一種酶，而是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。果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其基本單位是氨基酸。由于果膠酶具有專一性，因此只能將果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，而不能將纖維素分解為葡萄糖。答案：C4在探究pH對果膠酶活性的影響的實驗中，需要制備pH梯度溶液，用來調(diào)節(jié)pH的溶液一般是()A0.1 mol/L的冰乙酸B體積分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH和鹽酸C10%的NaClD體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇解析：在探究pH對酶活性的影響的實驗中，制備pH梯度溶液需用體積分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH和鹽酸。答案：B5(2011·江蘇高考改編)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固定化細(xì)胞技術(shù)一次只能固定一種酶C棉織物不能使用添加纖維酶的洗衣粉進(jìn)行洗滌D多酶片中的胃蛋白酶位于片劑的核心層解析：利用酶解法和吸水漲破法使細(xì)胞解體，用于制備胞內(nèi)酶；纖維素酶能去除棉紡織品表面浮毛，平整織物表面，故可用添加纖維素酶的洗衣粉洗滌棉織物；多酶片中的胃蛋白酶位于片劑的最外層，保證其他酶在胃中不被破壞。答案：A6對果膠酶作用的敘述，不正確的是()A果膠酶是一種催化劑，可以改變反應(yīng)速度B果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層C在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清D果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸解析：果膠酶是一種生物催化劑，可以改變反應(yīng)速度，縮短達(dá)到平衡的時間，并不改變化學(xué)平衡。由于酶具有專一性，在果膠酶的作用下，不溶性的果膠被分解為可溶性的半乳糖醛酸，因此用果膠酶處理細(xì)胞壁，可以使細(xì)胞壁瓦解，處理果汁可以使果汁變得澄清。答案：D7(2012·江蘇高考)下列關(guān)于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果”的敘述，合理的是()A先用熱水溶解洗衣粉，再將水溫調(diào)節(jié)到最適溫度B實驗的觀察指標(biāo)可以是相同洗滌時間內(nèi)污漬的殘留程度C相同pH時加酶洗衣粉洗滌效果好于普通洗衣粉D衣物質(zhì)地和洗衣粉用量不會影響實驗結(jié)果解析：高溫會導(dǎo)致加酶洗衣粉中酶變性失活，所以不能用熱水溶解洗衣粉；本實驗的目的是探究兩種洗衣粉的洗滌效果，所以觀察指標(biāo)可以是相同洗滌時間內(nèi)污漬的殘留程度或達(dá)到同樣洗滌效果所需時間的長短；在酶作用的適宜條件下，加酶洗衣粉的洗滌效果好于普通洗衣粉；酶具有專一性，加有蛋白酶的洗衣粉不能用于真絲、羊毛等衣料衣物的洗滌，適當(dāng)增加洗衣粉的用量會增強洗滌效果。答案：B8關(guān)于蛋白酶的敘述中，不正確的是()A蛋白酶是蛋白質(zhì) B蛋白酶可以作為藥品治療某些疾病C蛋白酶可以水解所有的肽鍵D利用酶工程可以提高蛋白酶的穩(wěn)定性解析：蛋白酶是蛋白質(zhì)，通過酶分子修飾可以提高酶的活力，增加酶的穩(wěn)定性，消除或降低酶的抗原性，所以利用酶工程可以提高蛋白酶的穩(wěn)定性；蛋白酶可以作為藥品治療某些消化道疾病，蛋白酶能水解某些蛋白質(zhì)形成多肽，但不能水解所有的肽鍵。答案：C9探討不同種類洗衣粉的洗滌效果的實驗，下列說法不正確的是()A水溫應(yīng)保持不變B除冬季外，通常采用當(dāng)?shù)氐某谻應(yīng)選擇不同種類的加酶洗衣粉和普通洗衣粉作對照D只能針對一種污漬進(jìn)行實驗解析： 探討不同種類洗衣粉的洗滌效果時，應(yīng)該選擇不同種類的加酶洗衣粉和普通洗衣粉；污漬的選擇也應(yīng)該多樣化；也可以針對污漬相同，布料不同的情況進(jìn)行實驗，但實驗過程中溫度應(yīng)保持不變，一般采用當(dāng)?shù)氐某?，冬天溫度太低，?yīng)用水浴的方法，使溫度達(dá)到2535。答案：D10酶制劑已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)藥等方面，在生產(chǎn)中使用酶制劑時，需要進(jìn)行酶活性的測定，而適宜的溫度是酶活性的保證。下圖四條曲線分別表示在四種溫度下反應(yīng)物消耗量隨時間的變化。則該酶作用的適宜溫度應(yīng)接近哪一種溫度()AT1 BT2CT3 DT4解析：由圖示曲線可知，溫度為T1時，酶促反應(yīng)消耗的反應(yīng)物最多，達(dá)到反應(yīng)平衡所用時間最短，說明該酶的適宜溫度更接近T1。答案：A11下列說法中，不屬于在應(yīng)用酶的過程中常遇見的一些實際問題的是()A酶與反應(yīng)物混合，產(chǎn)品難以提純B酶在生物化學(xué)反應(yīng)中往往難以回收C酶遇強酸、強堿、高溫等條件易失活D酶作為催化劑，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)解析：酶的作用條件比較溫和，易受溫度、酸堿度的影響；酶在生物化學(xué)反應(yīng)中與反應(yīng)物、產(chǎn)物混合在一起，很難回收，影響產(chǎn)品質(zhì)量。答案：D12固定化細(xì)胞常用包埋法固定化，原因是()A包埋法固定化操作最簡便B包埋法對酶活性的影響最小C包埋法固定化具有普遍性D細(xì)胞體積大，難以被吸附或結(jié)合答案：D13固定化酶技術(shù)是近幾年新興發(fā)展起來的一項酶應(yīng)用技術(shù)，它很好地解決了酶的重新利用的能力，大大提高了酶的利用率，從而避免了酶的浪費問題。下列關(guān)于固定化酶技術(shù)的說法正確的是()A固定化酶技術(shù)就是固定反應(yīng)物，將酶依附著載體圍繞反應(yīng)旋轉(zhuǎn)的技術(shù)B固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系列的酶促反應(yīng)C固定化酶中的酶無法重復(fù)利用D固定化酶是將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)解析：固定化酶是利用物理或化學(xué)方法將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，其優(yōu)點是酶可重復(fù)利用，不足是無法同時解決一系列酶促反應(yīng)。答案：D14下表是具有某種生物活性的洗衣粉的成分及用法說明，下列對資料表明的信息理解不正確的是()A這種洗衣粉較易清除衣服上的蛋清污漬B該蛋白酶在60以上將會失去活性C這種洗衣粉可除去衣料上的各種污漬D這種洗衣粉不能用于洗滌真絲織物解析：因為該洗衣粉成分中的蛋白酶具有專一性，故只能洗滌一些含有蛋白質(zhì)的污漬，不能除去衣料上的其他污漬。答案：C15如下圖所示，某洗衣粉中有一生物活性物質(zhì)。為驗證其性質(zhì)，進(jìn)行了如下實驗。下列的有關(guān)敘述中，不合理的是()A該洗衣粉中的生物活性物質(zhì)是酶B實驗甲中紗布上蛋白膜消失的原因是洗衣粉中的酶催化了蛋白質(zhì)的分解C實驗乙中紗布上蛋白膜未消失的原因是煮沸使酶變性失活，不能分解蛋白質(zhì)D該實驗中的自變量是溫度高低，因變量是蛋白膜是否消失，甲是對照組解析：該實驗中的自變量是溫度，因變量是蛋白膜是否消失或消失的時間長短，甲是實驗組，乙是對照組。答案：D16關(guān)于探究果膠酶最適用量的實驗，敘述錯誤的是()A配制不同濃度的果膠酶溶液，并等量加入到各組中B調(diào)節(jié)pH，使各組中的pH相同而且處于適宜狀態(tài)C且玻璃棒攪拌加酶的果泥，各組的攪拌時間可以不同D在相同的適宜溫度條件下進(jìn)行實驗解析：此實驗的自變量為果膠酶量的多少，其余均為無關(guān)變量，故攪拌時間也應(yīng)相同。答案：C17有關(guān)制備固定化酵母細(xì)胞的敘述，錯誤的是()A溶解海藻酸鈉，最好采用持續(xù)加熱的方法B溶化好的海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫才能加入酵母細(xì)胞C如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目少D制備凝膠珠時要緩慢地將注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中解析：溶解海藻酸鈉，應(yīng)小火間斷加熱，有利于制備優(yōu)良的海藻酸鈉凝膠珠。答案：A18固定化酶和固定化細(xì)胞的主要區(qū)別是()A前者只能固定胞外酶，后者只能固定胞內(nèi)酶B前者只能固定胞內(nèi)酶，后者只能固定胞外酶C前者可以固定胞內(nèi)酶和胞外酶，后者只可以固定胞內(nèi)酶D前者只可以固定胞外酶，后者可以固定胞外酶和胞內(nèi)酶解析：微生物產(chǎn)生的酶的種類很多，有的存在于細(xì)胞內(nèi)，有的分泌到細(xì)胞外。固定化酶可以固定胞內(nèi)酶和胞外酶，而固定化細(xì)胞只能固定胞內(nèi)酶。答案：C19用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵葡萄糖溶液時，向原料中通入足夠的空氣，酵母菌的數(shù)量與酒精的產(chǎn)生分別是()A死亡、增多 B增多、不再產(chǎn)生C增多、增多 D死亡、不再產(chǎn)生解析：酵母菌是單細(xì)胞真菌，在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，將葡萄糖分解成CO2和H2O；在無氧條件下發(fā)酵，將葡萄糖分解成酒精和CO2。因此，在有氧條件下，酵母菌數(shù)量會增多，但是在氧氣充足的條件下，無氧呼吸受抑制不再產(chǎn)生酒精。答案：B20制備固定化酵母細(xì)胞的過程中錯誤的是()A取干酵母，加入蒸餾水，使其活化B配制海藻酸鈉時，加熱用大火，直到海藻酸鈉溶化為止C將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的酵母細(xì)胞D將凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右解析：酵母細(xì)胞的活化需要用蒸餾水；配制海藻酸鈉溶液時要小火間斷加熱；將溶化后的海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合之前必須先冷卻至室溫；CaCl2的作用是促進(jìn)膠體聚沉，但凝膠珠形成后需要浸泡30 min。答案：B二、非選擇題(共60分)21(12分)生產(chǎn)中使用的普通淀粉酶的適宜溫度在1060之間，而極端耐熱淀粉酶在l00仍能保持較高的活性，因此具有更為廣泛的應(yīng)用前景。某同學(xué)正在設(shè)計一個實驗以探究溫度對兩種淀粉酶活性的影響，其中有些問題需要你的幫助。(1)此實驗中除自變量和因變量外，還需要考慮_、_、_及_等因素。(2)在此實驗中，因變量可以用碘液和斐林試劑檢測，兩種試劑各與何種物質(zhì)反應(yīng)生色？檢測的是底物還是產(chǎn)物？_。(3)假設(shè)實驗結(jié)果如下表，請繪制坐標(biāo)圖反映實驗結(jié)果。溫度102030405060708090100普通淀粉酶相對活性/%6251367836522200耐熱淀粉酶相對活性/%61525187692100988265(1)pH酶濃度底物濃度產(chǎn)物、時間(2)碘液與淀粉反應(yīng)生色，檢測的是底物；斐林試劑與還原糖反應(yīng)生色，檢測的是產(chǎn)物(3)正確繪圖，指明曲線，正確標(biāo)出自變量和因變量數(shù)值及單位。如下圖所示：22(12分)為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份，進(jìn)行3組實驗。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實驗條件均相同，下表為實驗記錄。水溫/1020304050組別甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血漬時間/min67668852518336347711126891167清除油漬時間/min93789587639182468575277769868請回答下列問題。(1)提高洗衣粉去污能力的方法有_。甲組在洗衣粉中加入了_。乙組在洗衣粉中加入了_。(2)甲、乙組洗滌效果有差異，說明酶的作用具有_。(3)如果甲、乙和丙3組均在水溫為80時洗滌同一種污漬，請比較這3組洗滌效果之間的差異并說明理由。_。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學(xué)物質(zhì)包裹的，遇水后包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用。請說明這是否運用了酶的固定化技術(shù)及其理由。_。解析：根據(jù)所給信息，提高洗衣粉去污能力的方法有加酶和適當(dāng)提高溫度。加的酶的種類不同，洗滌效果有差異，這是酶的專一性的充分體現(xiàn)。解讀表格可以看出，80時3組洗滌效果之間沒有差異，因為高溫使酶失活。酶具有專一性，血清的主要成分是蛋白質(zhì)，洗滌時洗衣粉中需要添加蛋白酶；油漬主要成分是脂肪，洗滌時需要添加脂肪酶。固定化酶需要把酶固定在一定的載體上，使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，其優(yōu)點是可以重復(fù)利用。答案：(1)加酶和適當(dāng)提高溫度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)專一性(3)沒有差異，因為高溫使酶失活(4)未運用酶的固定化技術(shù)。因為酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復(fù)利用23(10分)某一實驗小組的同學(xué)，欲通過制備固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖溶液發(fā)酵實驗，實驗材料及用具齊全。(1)酵母細(xì)胞的固定采用的方法是_。(2)該實驗小組的同學(xué)制備固定化酵母細(xì)胞的過程為：_。A使干酵母與蒸餾水混合并攪拌，使酵母菌活化B將無水CaCl2溶解在自來水中配成CaCl2溶液C用酒精燈大火連續(xù)加熱配制海藻酸鈉溶液D向剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液中加入已活化的酵母細(xì)胞，充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆駿將與酵母混勻的海藻酸鈉液注入蒸餾水中，觀察凝膠珠形成請你改正其中錯誤的操作(寫出4點)：_。_。_。_。解析：酵母細(xì)胞的固定采用的是包埋法；在此實驗操作過程中，有四項錯誤，分別是：配制CaCl2溶液時應(yīng)用蒸餾水、海藻酸鈉溶解應(yīng)用小火或間斷加熱、海藻酸鈉溶液冷卻至常溫再加入酵母細(xì)胞、注射器中的海藻酸鈉和酵母細(xì)胞的混合物應(yīng)滴入CaCl2溶液。答案：(1)包埋法(2)配制CaCl2溶液時應(yīng)用蒸餾水海藻酸鈉溶解應(yīng)用小火或間斷加熱海藻酸鈉溶液冷卻至常溫再加入酵母細(xì)胞注射器中的海藻酸鈉和酵母細(xì)胞的混合物應(yīng)滴入CaCl2溶液24(10分)(2011·全國卷)某同學(xué)從溫度為5565的泉水中篩選出能合成脂肪酶的細(xì)菌，并從該細(xì)菌中提取了脂肪酶。回答問題：(1)測定脂肪酶活性時，應(yīng)選擇_作為該酶作用的物質(zhì)，反應(yīng)液中應(yīng)加入_溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。(2)要鑒定該酶的化學(xué)本質(zhì)，可將該酶液與雙縮脲試劑混合，若反應(yīng)液呈紫色，則該酶的化學(xué)本質(zhì)為_。(3)根據(jù)該細(xì)菌的生活環(huán)境，簡要寫出測定該酶催化作用最適溫度的實驗思路。解析：根據(jù)酶具有專一性的特點可知，脂肪酶只能催化脂肪的水解，因此測定其活性時，應(yīng)選擇脂肪作為底物；為維持其酸堿度穩(wěn)定，一般應(yīng)加入緩沖溶液。蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色。要探究酶催化作用的最適溫度，應(yīng)設(shè)置一系列溫度梯度，分別測定酶活性。催化活性最高時的溫度即為最適溫度，由于該細(xì)菌生活的溫度范圍為5565，因此，設(shè)置溫度梯度范圍時應(yīng)將其包含在內(nèi)。答案：(1)脂肪緩沖(2)蛋白質(zhì)(3)在一定溫度范圍(包含5565)內(nèi)設(shè)置溫度梯度，分別測定酶活性。若所測得的數(shù)據(jù)出現(xiàn)峰值，則峰值所對應(yīng)的溫度即為該酶催化作用的最適溫度。否則，擴大溫度范圍，繼續(xù)實驗，直到出現(xiàn)峰值。25(16分)(2012·廣東高考)食品種類多，酸堿度范圍廣。生物興趣小組擬探究在食品生產(chǎn)中應(yīng)用范圍較廣的蛋白酶，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，得知：(1)pH對不同蛋白酶的活力影響有差異。據(jù)上圖可知，_更適宜作為食品添加劑，理由是_，蛋白酶的活力可用_的量來表示。(2)該蛋白酶的提取工藝流程如下：興趣小組分別對酶保護(hù)劑濃度、提取液pH進(jìn)行了探究實驗，結(jié)果顯示，酶保護(hù)劑濃度在0.020.06 mol/L范圍內(nèi)，酶活力較高；提取液pH在6.08.0范圍內(nèi)，酶活力較高。他們認(rèn)為，要進(jìn)一步提高粗酶制劑的酶活力，以達(dá)到最佳提取效果，還需對酶保護(hù)劑濃度和提取液pH進(jìn)行優(yōu)化，并確定以此為探究課題。請擬定該課題名稱，設(shè)計實驗結(jié)果記錄表。解析：(1)由圖可知，在一定范圍內(nèi)木瓜蛋白酶的活力不受pH的影響，適宜作為食品添加劑。蛋白酶的活力可用單位時間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。(2)由題意可知，為了進(jìn)一步確定酶保護(hù)劑的最適濃度和提取液的最適pH，可以在題干提供的范圍內(nèi)縮小梯度差，進(jìn)一步進(jìn)行實驗。答案：(1)木瓜蛋白酶在pH 49范圍內(nèi)，木瓜蛋白酶的活力高且穩(wěn)定單位時間內(nèi)產(chǎn)物增加(單位時間內(nèi)反應(yīng)底物減少)(2)課題：探究酶保護(hù)劑的最佳濃度和提取液的最適pH實驗結(jié)果記錄表 提取液的pH 底物的減少量(或產(chǎn)物的產(chǎn)生量)酶保護(hù)劑濃度(mol /L)6.06.57.07.58.00.020.030.040.050.06111