高考生物总复习 专题四 酶的研究和应用（单元卷） 新人教版选修1.doc

2013届高考生物总复习专题四 酶的研究和应用（人教版选修一 单元卷）1(2011江苏高考) 下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是()a酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶b透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化c棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤d多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层解析：酶解法可去除微生物的细胞壁，再通过吸水涨破法使细胞内的物质释放出来，提取分离其中的胞内酶；透析和电泳可用于酶的分离和纯化，但酸解会破坏酶的结构；棉织物的主要成分是纤维素，可用含纤维素酶的洗衣粉洗涤，因为纤维素酶使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果；多酶片中的胃蛋白酶应在片剂的糖衣外层，而片剂的核心层应是在小肠中发挥作用的胰蛋白酶等。答案：a2(2010江苏高考)某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质，下列叙述正确的是()a该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基b该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应c该蛋白酶中含有128个肽键d用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好解析：该蛋白酶分子含有几条肽链，就至少有几个羧基和几个氨基；蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应；酶具有专一性，蛋白酶催化水解蛋白质，水解油渍应用脂肪酶。由于不确定该蛋白酶中含有多少条肽链，故不能确定含有128个肽键。答案：b3(2010江苏高考)下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。下列叙述不正确的是()a刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液b图1中x溶液为cacl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠c图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触d图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中解析：熔化的海藻酸钠应冷却后与活化的酵母细胞混合；图1中氯化钙溶液可使海藻酸钠形成凝胶珠；图2中要进行搅拌以使培养液与细胞充分接触；图1中制备的凝胶珠要经过洗涤再移到图2装置中。答案：a4(2011上海高考)回答下列关于微生物和酶的问题。(1)环境污染物多聚联苯难以降解，研究发现联苯降解菌内的联苯水解酶是催化多聚联苯降解的关键酶。下列培养基中能有效分离联苯降解菌的是_，原因是_。a培养基(g/l)：某生长因子2.0，(nh4)2so42.0，k2hpo43.0，mgso41.0，ph 7.4，多聚联苯50 mlb培养基(g/l)：牛肉膏10.0，蛋白胨20.0，葡萄糖20.0，nacl 5.0，ph 7.4c培养基(g/l)：某生长因子2.0，淀粉20.0，nh4no32.5，mgcl20.5，k2hpo43.0，多聚联苯50 ml，ph 7.4(2)进一步研究发现，不同的金属离子对联苯水解酶的活性有一定影响，结果见下表：金属离子(mmol/l)对照组mn2co2mg2相对活性(%)1001237974依据表中结果，金属离子_对该酶的活性有一定的促进作用。金属离子对酶的活性有促进或抑制作用，可能的原因是_。通过酶工程可将联苯水解酶用于生产实践。酶工程通常包括酶的生产、_、酶的固定化和酶的应用等方面。酶固定化的好处是_。下图实线表示联苯水解酶催化的反应速度与酶浓度的关系，虚线表示在其他条件不变的情况下，底物浓度增加一倍，反应速度与酶浓度的关系，能正确表示两者关系的是_。红球菌和假单孢菌都能降解多聚联苯，但研究发现以每克菌体计算，两种菌降解多聚联苯的能力有所不同，对此现象合理的假设是_或_。解析：(1)a培养基中只有多聚联苯一种碳源，只有联苯降解菌可以利用这一种碳源而生存。因此，a培养基可以作为分离联苯降解菌的选择培养基。(2)根据表格数据，当培养基中添加mn2时，能使联苯水解酶的活性升高。金属离子是通过与酶结合后，改变酶的空间结构来影响酶活性的。酶具有专一性、高效性，酶催化后，酶分子结构不改变，如果能利用酶工程将酶固定下来，便可以重复利用，使酶的催化反应连续进行。酶工程的操作包括酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和酶的应用等几个方面。影响酶促反应速度的因素有酶浓度、底物浓度和温度、ph等反应条件。在反应条件适宜，酶量不足的情况下，增加底物量，酶促反应速度不增加，此时酶促反应速度的限制因子是酶浓度。随着酶浓度的增加，当酶浓度不是酶促反应速度的限制因子时，底物量增加，酶促反应速度增加。红球菌和假单孢菌降解多聚联苯的能力不同的原因可能是两种菌内酶量不同，或者是两种菌内酶结构的不同致使酶活性不同。答案：(1)a该培养基中有多聚联苯为唯一碳源(2)mn2金属离子与酶结合可以改变酶的空间结构(尤其是活性部位的结构)酶的分离纯化便于重复利用，能连续进行反应b两种菌内酶量不同两种菌内酶基因的结构(酶结构)不同5(2010浙江高考自选模块)某同学进行苹果汁制作实验，工艺如下图所示。请回答：(1)图中用kmno4溶液浸泡苹果的目的是_。黑曲霉提取液中含有的_ 可水解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过_ 方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去_。(2)实验中，操作流程a和b的先后顺序为_。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是_。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的_混合，如果出现_现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调_。(3)实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被_使用。解析：在制作工艺中必须对原材料消毒，这样才能保证后续试验的成功。kmno4是强氧化剂，可以起到对苹果的消毒作用。答案：(1)消毒果胶酶吸附未被固定的酶等(2)ab阀1乙醇浑浊(沉淀)慢(3)重复课时达标检测一、选择题1下列哪一项说法是错误的()a酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力b温度、ph和酶的抑制剂等条件会影响果胶酶的活性c果胶酶是能催化果胶分解，从而提高水果的出汁率并使果汁变得澄清的一种酶d生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量解析：酶是一种生物催化剂，其活性的发挥受温度、ph和酶抑制剂的影响。果胶酶是一类酶的总称，而不是一种酶，用于果汁生产中，可增加果汁产量，提高果汁透明度。酶浓度过高，不会增加果汁产量，反而会影响果汁品质，增加成本。答案：c2下表是某同学探究温度对果胶酶活性的实验结果。该结果不能说明()温度/102030405060果汁量/ml234565a温度影响果胶酶的活性b40与60时酶的活性相等c50是该酶的最适温度d若温度从10升高到40，酶的活性将逐渐增强解析：温度影响酶的活性，上表只能说明果胶酶的最适温度在50左右，而不能说明50就是最适温度。在低于最适温度时，随温度的升高，酶的活性增强；高于最适温度时，随温度的升高，酶的活性降低。温度对酶活性的影响曲线图是钟罩形的，故40与60时酶的催化效率相同。答案：c3下列对“探究某种加酶洗衣粉使用的最适温度”的说法，最合理的是()a加酶洗衣粉在30的水中洗涤效果不如45时好，说明45为最适温度b在不同温度的水中，加入相同的污物及不等量的洗衣粉，看哪种效果好c取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入等量相同的污物及等量相同的加酶洗衣粉，看哪一个温度下洗衣粉的洗涤效果最好d将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37解析：要探究加酶洗衣粉的最佳洗涤温度，需要设计具有温度梯度的变量。自变量只能有温度一个，洗衣粉的用量、种类等都属于无关变量，而无关变量的控制要相同且适宜。答案：c4细胞固定化技术与酶固定化技术相比，所具备的特点是()a成本更低、操作更容易、不能连续性生产b成本更高、操作更难、不能连续性生产c成本更低、操作更容易、能连续性生产d成本更低、操作更难、能连续性生产解析：酶是从细胞中提取的，直接固定化细胞省去了提取酶的步骤，使操作更容易，成本更低，可连续性生产。答案：c5下图中所示的酶固定化技术中属于包埋法的一组是()abc d解析：包埋法即将酶包埋于网格或胶囊中如图、所示，图中为吸附法，为化学结合法。答案：d6(2012威海检测)下面是制备固定化酵母细胞的步骤，正确的是()a应使干酵母与自来水混合并搅拌，以利于酵母菌活化b配制海藻酸钠溶液时要用小火，或间断加热c向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀d将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注入cacl2溶液中，会观察到cacl2溶液中有球形或椭圆形的凝胶珠形成解析：由于在缺水状态下，微生物处于休眠状态，为了加速酵母细胞的活化，将干酵母与蒸馏水混合后应用玻璃棒充分搅拌。为避免海藻酸钠发生焦糊，溶化时要用小火，或间断加热。如果将刚溶化好的海藻酸钠与已活化的酵母细胞混合，有可能会杀死酵母细胞。应将与酵母细胞混匀的海藻酸钠用注射器缓慢滴加到cacl2溶液中，而不是注入。答案：b二、非选择题7果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁和胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。实验用具和材料：磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布等；苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。实验方法及步骤：将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。取7个洁净烧杯和7支试管并分别编号。烧杯中注入等量的苹果泥，试管中注入等量的2%的果胶酶溶液，之后进行下面两种操作：方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的ph分别调至4、5、6、10。方法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的ph分别调至4、5、6、10，再把ph相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。(1)请问上述哪一种方法更科学？_。理由是：_。(2)该实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使_，以减少实验误差。(3)如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，以横坐标表示ph，纵坐标表示_(填“果汁体积”或“试管体积”)，实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图_。解析：(1)欲确认果胶酶的最适ph，应在改变ph之后再让酶与底物混合，故方法二更科学。(2)搅拌可增大酶与底物的接触面积。(3)本实验中ph为自变量，果汁体积为因变量，ph对果胶酶活性(或果汁出汁率)的影响曲线应呈“钟形曲线”。答案：(1)方法二方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的ph(2)酶和反应物充分地接触(3)果汁体积甲8某同学为探究加酶洗衣粉的洗涤效果，按下表的顺序进行实验操作。步骤烧杯(1 000 ml)1.注入自来水500 ml500 ml500 ml500 ml2.放入含油迹的衣服一件一件一件一件3.控制不同水温10水浴10 min30水浴10 min50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.用玻璃棒搅拌5 min5 min5 min5 min6.观察现象(1)该实验的目的是_。(2)请分析该同学的实验设计中存在的问题，并提出改进措施。_。(3)步骤3和步骤4顺序能否调换？并说明理由。_。(4)、号烧杯加入的自来水、洗衣粉、含油渍的衣服及保温时间、搅拌速度和时间均相同。这是为了_，以便得出科学结论。解析：结合已有生活经验可知，影响加酶洗衣粉的因素有水温，水量，水质，洗衣粉的量，衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤时间等。在这些因素中，水温是要研究的对象，而其他对象应在实验中保持不变；这是为了避免因水量，水质，洗衣粉的量，衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤时间不同给实验结果带来误差。选择什么样的水温进行实验最符合实际情况呢？实验者应根据当地一年中的实际气温变化来确定水温，这是确定实验变量的基本原则。通常情况下，冬季、春季、秋季、夏季的水温分别选取5、15、25、35，因为这四个水温比较符合实际情况，对现实也有指导意义。答案：(1)探究不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响(2)应选用大小相同的白布，分别滴加4滴同种的植物油，使油渍大小相同；选择的水温不合适，考虑洗涤成本，应根据当地一年中的实际气温变化来确定水温，如选取5、15、25、35的水温(3)不能调换，因为加酶洗衣粉中的酶在常温时会分解部分油渍(4)避免因无关变量的不同给实验结果带来误差9某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明：成分：含碱性蛋白酶等 用法：洗涤前先将衣服浸于洗衣粉水内数小时。使用温水效果最佳注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手 请回答下列问题： (1)质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验如图所示。 该实验的目的是_。(2)一同学为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述(1)的实验材料及方法进行了如下实验，并把结果用曲线图a、b表示。 由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为_。在0和75时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再回到45，后者的催化作用已不能恢复，这是因为_。该同学在实验过程中可通过观察_来判断酶的催化效率。 (3)该加酶洗衣粉的去污原理是_。(4)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境环保，这是因为_。 解析：实验的目的是检验洗衣粉中是否含有蛋白酶；由图中曲线可以得知，该加酶洗衣粉的最适温度约为45，酶在高温下其结构会被破坏，导致活性丧失。答案：(1)检查该洗衣粉是否含蛋白酶(2)45在75时酶的活性已丧失胶片上的蛋白膜消失所用时间的长短(3)蛋白酶能将污垢中的蛋白质分解为易溶于水的小分子 (4)酶本身无毒，含量少，又能被微生物分解，不会引起富营养化，对环境无污染10某实验小组进行固定化酵母细胞的制备，并开展游离酵母和固定化酵母发酵产酒酒精度的比较。请回答下列问题：产酒酒精度的比较时间/d游离酵母固定化酵母02468101201021323943460254250546064 (1)制作凝胶珠的实验步骤是：酵母细胞的活化_配制海藻酸钠溶液_固定化酵母细胞。(2)影响实验成败的关键步骤是_。(3)图中钙离子的作用是使胶体聚沉，海藻酸盐起_的作用。(4)该小组将制备好的固定化酵母与游离酵母分别放在一定的条件下发酵，定时记录发酵液中酒精度的变化。实验过程中的“在一定的条件下发酵”的条件是_，要求条件相同是为了确保_。由表可知，固定化酵母和游离酵母发酵都能产生酒精，但固定化酵母在发酵前期的延迟期的时间比游离酵母发酵前期的延迟期的时间要_。解析：制备固定化酵母细胞的实验步骤为：酵母细胞的活化配制cacl2溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞；该实验的关键是配制海藻酸钠溶液。海藻酸盐起载体的作用，用于包埋酵母细胞。酵母菌酒精发酵过程是细胞内酶的催化过程，需要在适宜的温度、ph等条件下进行，两组实验的条件相同，才能够确保无关变量相同，且遵循单一变量原则。由表可知，在12 d的发酵时间里，固定化酵母发酵产酒酒精度从0度到6.4度，游离酵母发酵产酒酒精度从0度到4.6度，而且固定化酵母发酵产酒酒精度在第4天即达到4