最新高中生物专题4酶的研究与应用检测新人教版选修1

PAGEPAGE9专题4酶的研究与应用(时间:60分钟,总分值:100分)一、选择题(每题2分,共40分)1以下有关果胶酶的作用的表达,错误的是()A.果胶酶是催化剂,可以改变反响速率B.在果汁中参加果胶酶后可使果汁变得澄清C.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸D.果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层解析:果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等,可将果胶分解为半乳糖醛酸,不能作用于乳糖醛酸。答案:C2在运用固定化酶生产果糖的过程中,葡萄糖溶液从反响柱上端注入,结果从反响柱的下端流出的溶液中就有果糖。这个现象说明酶具有()A.专一性B.多样性C.高效性D.温和性解析:在运用固定化酶生产果糖的过程中,反响柱内装有葡萄糖异构酶,当葡萄糖溶液流经反响柱时,葡萄糖异构酶将葡萄糖转化为果糖。该现象说明酶具有高效性。答案:C3如果反响物是大分子物质,采用哪种方法会使催化反响受限制?()A.直接使用酶B.使用化学方法结合的酶C.使用固定化细胞D.使用物理吸附法固定的酶解析:大分子物质不透过细胞膜与细胞内的酶接触,从而使固定化细胞发挥作用受限制。答案:C4果胶酶能将果胶水解成半乳糖醛酸,那么,与果胶酶从合成到发挥作用有关的细胞器是()A.线粒体、核糖体、高尔基体、细胞膜B.核糖体、线粒体、内质网、染色体C.线粒体、核糖体、内质网、高尔基体D.核糖体、高尔基体、染色体、溶酶体解析:果胶酶能将果胶水解成半乳糖醛酸,而果胶是细胞壁的成分之一,因此,果胶酶是在细胞膜外发挥作用的,属分泌蛋白。分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的,经内质网初步加工后,以小泡的形式运输到高尔基体,在高尔基体内进一步加工,再以分泌小泡的形式运输到细胞膜,并与细胞膜融合,从而将分泌蛋白排到细胞外。线粒体提供能量。答案:C5以下说法不正确的是()A.在探究果胶酶用量实验中,可通过设置梯度来确定果胶酶用量的最适值B.植物、霉菌、酵母菌和细菌均可产生果胶酶C.通过测定滤出的苹果汁的体积无法来判断果胶酶活性的上下D.人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题解析:果胶酶活性越高,出汁量越多,故可通过测定滤出的苹果汁的体积来判断果胶酶活性的上下。答案:C6某兴趣小组准备开展“探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效果〞的活动。以下说法不正确的是()A.该实验的原理是酶具有专一性B.自变量是不同种类的加酶洗衣粉C.水质、水量、pH均可看作无关变量D.洗涤过程中只要保持水温相同即可解析:对于无关变量应该控制相同并且适宜,所以洗涤过程中水温要保持相同且适宜,还要保持其他无关变量均相同。答案:D7右图曲线表示不同pH对三种蛋白酶活性的影响,以下有关表达错误的是()A.酶活性可用单位时间内产物的增加量来表示B.pH由6降至2,甲酶的活性逐渐恢复C.不能判断乙酶的活性是否受pH影响D.与乙酶相比,甲酶和丙酶的适宜pH范围较窄解析:酶的活性上下可以用一定条件下,酶所催化的某一化学反响的反响速度来表示,反响速度可以用单位时间内、单位体积中产物的增加量或者反响物的减少量来表示;过酸或过碱都会使酶分子的空间结构破坏,pH为6时甲酶活性已经为零,所以pH降到2时甲酶活性不能恢复;由于图中乙酶的曲线只是标出了在pH从4到8的范围内的酶活性,所以不能判断在其他pH条件下对酶活性的影响;通过曲线比拟,乙酶的适宜pH范围最广。答案:B8在制备固定化酵母细胞的实验中,CaCl2溶液的作用是()A.用于调节溶液pHB.用于进行离子交换C.用于胶体聚沉D.用于为酵母菌提供Ca2+解析:海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质溶液的作用下发生聚沉,形成凝胶珠,其作用机理是盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引,形成更大的胶体颗粒。答案:C9以下有关固定化酶和固定化细胞的说法,不正确的是()A.与普通酶相同,固定化酶活性的发挥需要适宜的温度和pHB.固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外,还需要有机营养的供给C.固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都在细胞外起作用D.固定化酶和固定化细胞都能反复使用,但酶的活性可能下降解析:固定化酶的活性受温度、pH等因素的影响,固定化细胞发挥作用受温度、pH和有机营养等因素的影响;固定化细胞中酶是在细胞内起作用的;固定化酶和固定化细胞都能反复使用,原那么上酶的活性不变,但在现实操作中,受环境等因素的影响,酶的活性可能下降。答案:C10右图表示某研究小组在探究果胶酶的用量时的实验结果。以下有关说法不正确的是()A.在AB段限制反响速度的主要因素是酶的用量B.在BC段限制反响速度的因素可以是温度、pH、反响物浓度C.在AC段增加反响物浓度,可以明显加快反响速度D.在该实验给定条件下,果胶酶的最正确用量是B点对应的值解析:由曲线图可以看出,在AB段,随着酶的用量的增大,酶反响速度加快,说明此阶段限制反响速度的主要因素是酶的用量,此时增加反响物浓度,反响速度不会明显加快,A项正确,C项不正确。在BC段,随着酶的用量的增大,酶反响速度不再加快,说明此时限制酶反响速度的因素已不再是酶的用量,而可能是温度、pH或反响物浓度,增加反响物浓度,反响速度可能会加快,B项正确。图中B点为转折点,其对应的果胶酶用量即为果胶酶的最正确用量,D项正确。答案:C11以下有关果胶酶及与果胶酶相关的实验探究的表达,正确的是()A.探究果胶酶的最适用量时,pH、温度不影响实验结果B.果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和葡萄糖异构酶等C.探究温度对果胶酶活性影响时,温度、果胶酶用量及反响时间等可以不同D.可以用相同时间内过滤得到的果汁体积来确定果胶酶的用量解析:探究果胶酶的最适用量时,pH、温度会影响实验结果;葡萄糖异构酶不属于果胶酶;探究温度对果胶酶活性影响的实验中,温度为单一变量,其他因素应保持一致且适宜。答案:D12以下有关生物技术实践的表达,错误的是()A.制作果醋时,应向发酵装置不断地补充无菌空气B.制作腐乳时,加盐腌制可使豆腐块变硬且能抑制杂菌生长C.相同条件下固定化酵母细胞分解葡萄糖的速率要比未固定酵母细胞更高D.一般来说,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化解析:固定化细胞技术的优点并不是提高了反响速率,而是有利于产物的别离,同时可以重复使用。答案:C13以下有关固定化酶和固定化细胞的表达,正确的是()A.可用包埋法制备固定化酵母细胞B.反响产物对固定化酶的活性没有影响C.葡萄糖异构酶固定前后专一性不同D.固定化细胞可以催化各种反响底物的一系列反响解析:酶的固定化适合用化学结合法和物理吸附法,酵母细胞适合用包埋法固定化,A项正确;反响产物对固定化酶的活性有影响,能使酶“钝化〞,B项错误;酶具有专一性,与固定化与否没有关系,C项错误;固定化细胞只能催化在该细胞内所能进行的生化反响,D项错误。答案:A14某同学在探究加酶洗衣粉对油渍布片的洗涤效果时,记录了以下表格:洗衣粉种类去污时间/min温度/℃加蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉普通洗衣粉2089609030834685407727775067868通过分析上表中数据可知()A.温度越高洗涤效果越好B.复合酶洗衣粉中含有脂肪酶C.加酶洗衣粉的洗涤效果总比普通洗衣粉好D.此探究实验不能说明酶具有专一性解析:由于超过50℃的情况没有测定,因此不能说明温度越高洗涤效果越好;比拟三组实验可知,加蛋白酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果根本相同,说明蛋白酶并不能催化油脂的分解,再结合复合酶洗衣粉的洗涤效果,可知B项正确,C、D两项错误。答案:B15在探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中,以下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.假设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、时间等根本相同C.水温属于该实验的变量,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,实验效果越好解析:根据实验的对照原那么和单一变量原那么,水温是该实验的变量,要有温度梯度,各组实验温度不能相同,其他的无关变量要保持适宜且相同。该实验用的布料、水量要适中,不是布料越大、水量越多,实验效果越好。答案:B16在观察果胶酶对苹果匀浆的作用的实验中,先将苹果匀浆放在90℃恒温水中保温4min的主要目的是()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.使苹果匀浆中的原有果胶酶变性失活,以排除对实验的干扰D.果胶酶的最适温度为90℃,酶的活性最高解析:对苹果匀浆进行高温加热处理,是为了使苹果匀浆中的原有果胶酶变性失活,排除其对实验的干扰。答案:C17用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时,向原料中通入足够的空气,葡萄糖溶液的浓度与酒精的产生分别是()A.不变、增多B.降低、不再产生C.降低、增多D.不变、不再产生解析:酵母菌是兼性厌氧型微生物,在有氧条件下进行有氧呼吸,将葡萄糖分解成CO2和H2O;在无氧条件下进行发酵,将葡萄糖分解成酒精和CO2。因此,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,葡萄糖溶液的浓度降低,酵母菌的无氧呼吸受抑制,不再产生酒精。答案:B18以下关于固定化酶和固定化细胞的表达,错误的是()A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合解析:固定化酶可以反复使用,其主要目的就是实现酶的重复利用;限制固定化酶的因素是温度、pH等,而不是溶解氧的多少;细胞分泌到细胞外的产物才容易被别离,所以固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物;凝胶与被包埋细胞之间并没有通过化学键结合,仅仅是将包埋细胞通过凝胶固定住。答案:B19以下与探究某种加酶洗衣粉的最适温度实验相关的表达,正确的是()A.取一系列温度不同、其他条件相同的水,参加相同的污物及等量加酶洗衣粉,看哪一温度中酶的洗涤效果最好B.在不同温度的水中,参加不等量洗衣粉,看哪种洗涤效果好C.加酶洗衣粉在30℃水中的洗涤效果不如在45℃的水中好,说明45℃为加酶洗衣粉的最适温度D.将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别参加37℃的水中洗涤同样的污物,发现加酶洗衣粉洗涤效果好,说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃解析:本实验的自变量为温度,在对照实验中,除了要观察的变量外,其他变量都应保持相同;C项可以说明加酶洗衣粉在45℃时比30℃时洗涤效果好,但不能说明45℃为最适温度;D项只能比拟37℃时加酶洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果,不能得出加酶洗衣粉的最适温度。答案:A20目前没有一种固定化技术能普遍适用于所有的酶,理由是()A.有的酶能降低反响的活化能,有的酶能升高反响的活化能B.有的酶有专一性,有的酶没有专一性C.不同的酶分子结构不同D.有的酶有高效性,有的酶没有高效性解析:所有的酶都有降低化学反响活化能的作用,也都有专一性和高效性。不同的酶分子结构不同,说明不同的酶理化性质有所不同,对理化因素的耐受程度不同,所以对不同的酶固定时应选择不同的方法和途径。答案:C二、非选择题(共60分)21(10分)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下:(1)筛选产乳糖酶的微生物L时,宜用作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是。从功能上讲,这种培养基属于。

(2)培养微生物L前,宜采用方法对接种环进行灭菌。

(3)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化,可通过检测固定化乳糖酶确实定其应用价值。除化学结合法外,酶的固定化方法还包括、、离子吸附法及交联法等。

解析:(1)在只有乳糖的培养基上,产生乳糖酶的微生物能生存,而不能产生乳糖酶的微生物不能生存,从而筛选出产生乳糖酶的微生物,这类培养基属于选择培养基。(2)接种微生物之前,对接种环要灼烧灭菌。(3)获取酶后要检测其活性(活力)大小,活性(活力)大的酶才能用于生产。酶的固定方法包括化学结合法、包埋法、物理吸附法、离子吸附法及交联法等。答案:(1)乳糖凝固剂选择培养基(2)灼烧(3)(酶)活性[或(酶)活力]包埋法物理吸附法(注:两空可颠倒)22(12分)答复Ⅰ、Ⅱ两题。Ⅰ.在工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率,为了研究温度对果胶酶活性的影响,某同学设计了如下实验。①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在10℃水浴中恒温处理10min(如图A);②将果胶酶与苹果泥混合,再次在10℃水浴中恒温处理10min(如图B);③将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液,测果汁量(如图C);④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量,结果如下表。温度/℃10203040506070果汁量/mL8131525151211根据上述实验,请分析答复以下问题。(1)果胶酶能破除细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中的水解。

(2)实验结果说明,当温度为时果汁量最多,此时果胶酶的活性在所设的温度条件下。

(3)为什么此实验可以通过测量滤出的果汁的体积大小来判断果胶酶活性的上下?。

Ⅱ.以下图是果胶酶在不同温度条件下的酶活性变化曲线,请答复以下问题。(1)在35℃时,果胶酶的活性。

(2)在和时,果胶酶的活性都降为0,但恢复至35℃时,图中果胶酶的催化活性可能恢复,请在图中画出恢复曲线,由此说明图中所示酶的结构未受到破坏。

解析:Ⅰ.(1)果胶酶能够把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。(2)根据表格可知,40℃时果汁量最多,那么此时酶活性在所设的温度条件下最高。(3)果胶酶将果胶分解为小分子物质,这些物质可以通过滤纸,苹果汁体积越大,说明果胶酶活性越高。Ⅱ.从图中看出,果胶酶在35℃时催化效率最高,当温度降至0℃或升高至100℃时,催化效率均降至0。果胶酶的化学本质是蛋白质,当温度升高至100℃时,其分子结构被破坏,从而变性失活,当温度再恢复到35℃时,也不会恢复活性;而温度降至0℃时,酶的结构并没有被破坏,再恢复到35℃时,活性还会恢复。答案:Ⅰ.(1)果胶(2)40℃最高(3)单位时间内得到的果汁越多,说明此反响速度越快,即酶的活性越高,反之,那么酶的活性越低Ⅱ.(1)最高(2)0℃100℃甲如以下图甲23(8分)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响,以及固定化藻对含Zn2+制备固定化绿球藻凝胶球清洗2~3次培养液中培养柠檬酸钠溶液溶解凝胶球,测定藻数量(1)实验中的海藻酸钠作用是,CaCl2的作用是。

(2)为洗去凝胶球上剩余的CaCl2和其他污染物,并保持绿球藻活性,宜采用洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24h后,移去凝胶球,溶液呈绿色,原因是。

(3)为探索固定化藻对含Zn2(4)图2中空白凝胶球组Zn2+浓度下降的原因是。结合图1和图2分析,固定化藻的实验组24~48h间Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是;72~96h间Zn解析:(1)实验中海藻酸钠的作用是作为包埋剂,包埋绿球藻。CaCl2的作用是与海藻酸钠反响形成凝胶球。(2)要洗去凝胶球上剩余的CaCl2和其他污染物并保持绿球藻活性,需采用培养液洗涤。海藻酸钠浓度过低导致凝胶球孔径过大,局部绿球藻进入溶液,所以溶液呈绿色。(3)从图1可以看出,海藻酸钠浓度为2.0%时,绿球藻数量最多,所以应选用该浓度海藻酸钠制备凝胶球。(4)空白凝胶球组Zn2+浓度下降的原因可能是凝胶吸附Zn2+。综合图1和图2可以看出,固定化藻的实验组24~48h间Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是绿球藻生长速度快,吸收了Zn2+。72~96h间Zn2+浓度下降速度较慢的原因有绿球藻生长速度减慢,Zn2+浓度较低等。答案:(1)包埋绿球藻(包埋剂)与海藻酸钠反响形成凝胶球(凝固剂)(2)培养液海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)(3)2.0%(4)凝胶吸附Zn2+绿球藻生长(增殖)速度快绿球藻生长(增殖)速度减慢,溶液中Zn2+浓度较低24(17分)答复以下Ⅰ、Ⅱ两题。Ⅰ.某同学用实验来探究pH对酶活性的影响。他准备5份含有等量果胶酶溶液的试管,用质量分数为0.1%的HCl溶液或NaOH溶液调节至不同的pH,每支试管加5块0.1cm3的正方体苹果块,试管均置于25℃条件下。(1)请你帮助选取pH梯度:。

(2)请以两种方法改良实验,使实验在更短时间内完成:①;

②。

(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系:。可根据来判断最适pH。

(4)为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶的作用,还应对实验进行怎样的设计?。

Ⅱ.某同学从温度为55~65℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌,并从该细菌中提取了脂肪酶。(1)测定脂肪酶活性时,应选择作为该酶作用的底物,反响液中应参加溶液以维持其酸碱度稳定。

(2)要鉴定该酶的化学本质,可将该酶液与双缩脲试剂混合,假设反响液呈紫色,那么该酶的化学本质为。

(3)根据该细菌的生活环境,简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。。

解析:Ⅰ.(1)通过设置梯度来确定最适值,这是该实验的重点。设置梯度来确定最适值时,第一轮实验通常设置的梯度差较大,缩小范围后,在第二轮实验中可设置较小的梯度差。(2)结合题干中的内容,要想缩短实验时间,既可以提高温度,以增强酶的活性,也可以将苹果块处理成苹果泥,以增大底物与酶的接触面积。Ⅱ.根据酶具有专一性的特点可知,脂肪酶只能催化脂肪的水解,因此测定其活性时,应选择脂肪作为底物;为维持其酸碱度稳定,一般应参加缓冲溶液;蛋白质与双缩脲试剂反响呈紫色;要探究酶催化作用的最适温度,应设置一系列温度梯度,分别测定酶活性,催化活性最高时的温度即为最适温度,由于该细菌生活的温度范围为55~65℃,因此,设置温度梯度范围时应将其包含在内。答案:Ⅰ.(1)5,6,7,8,9(2)①将温度由25℃提高到大约50℃②将正方体苹果块处理成苹果泥(3)酶活性越大,果胶分解越快,生成的果汁越多生成果汁量的多少(4)另增加一支试管,放入与果胶酶溶液等量的清水和与实验组等量的苹果泥,但不加酶溶液,作为对照Ⅱ.(1)脂肪缓