2022届新教材高考生物一轮第32讲酶的应用课时跟踪练含解析

课时跟踪练321．(2020·开封模拟)回答下列有关酶工程的问题：固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量)。(1)酶的固定化技术的应用最主要的目的是______________________________________________________________________。(2)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，图甲所示结果可以得出的结论是______________________________________________________________________________________________。(3)图乙曲线表明浓度为____________的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因可能是______________________________________________________________。(4)固定化酯酶的活力随使用次数的增多而下降，由图丙可知，固定化酯酶一般重复使用________次后酶活力明显下降。(5)研究人员固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是同时用戊二醛作为交联剂，这是因为___________________________________________________________________________________。(6)根据介绍，科研人员所采用的固定化技术可用下图中的________表示。解析：(2)通过分析图甲可知，固定化酶与游离酯酶相比，固定化酶对温度变化的适应性更强且应用范围较广。(3)图乙曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时的酶活力最高。当海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足，因此酶活力较低。(4)由图丙可知，固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力显著下降。(5)由于小麦酯酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出，因此固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是采用双重固定法。(6)双重固定法是指采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，可见科研人员所采用的固定化技术是化学结合法和包埋法，可用图中的B、C表示。答案：(1)解决酶的回收和再利用的困难(2)固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强，且应用范围较广(3)3%海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足(4)3(5)酶分子过小，很容易从包埋材料中漏出(6)BC2．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＋污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行试验，流程及结果如下。请回答下列问题：eq\x(制备固定化绿球藻凝胶球)→eq\x(\a\al(清洗2～,3次))→eq\x(\a\al(培养液,中培养))eq\o(→,\s\up17(取适量凝胶球))eq\x(\a\al(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)为洗去凝胶球上残余的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＋污水的净化作用，应选用浓度为________海藻酸钠制备凝胶球。(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Zn2＋浓度下降速度较慢的原因有_____________________________。解析：(1)海藻酸钠溶液在CaCl2溶液中形成凝胶球，包埋绿球藻。(2)可采用培养液或生理盐水洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性。溶液呈绿色，说明固定化的绿球藻数量少，原因是海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)。(3)根据图1可知，浓度为2.0%的海藻酸钠制备的凝胶球最有利于绿球藻的繁殖。(4)空白凝胶球容易吸附Zn2＋，导致溶液中Zn2＋浓度下降；根据图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48h间绿球藻数量增加最快(处于“S”型曲线的eq\f(K,2)值处)，导致Zn2＋浓度下降速度较快，72～96h间绿球藻数量基本不再增加。答案：(1)包埋绿球藻(包埋剂)与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)(2)培养液(生理盐水)海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)(3)2.0%(4)凝胶球吸附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3．(2020·韶关四校联考)假设你已经探究了果胶酶的最适温度(为45℃)和最适pH(为4.8)，若还想进一步研究果胶酶的最适用量，此时，实验的自变量是_____________________________________________________________________________________________。合理设置果胶酶用量的梯度后，可通过苹果泥出汁的多少来判断酶的用量是否合适。请根据所给的材料和用具完成以下探究实验。(1)材料用具：制备好的苹果泥、恒温水浴装置、试管、漏斗、滤纸、量筒、试管夹、质量分数为2%的果胶酶溶液、质量分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸。(2)实验步骤：①取6支试管，编号为1～6，分别加入______________，调节pH至4.8。②向1～6号试管中分别加入___________________________，然后放入45℃恒温水浴装置中_________________________。③__________________________________________________。(3)以上实验步骤的设计________(填“有”或“没有”)不妥，原因是__________________________________________________________________________________________________________。解析：在探究影响果汁产量的酶的用量时，除酶的用量是变量外，其他条件都应相同且适宜。为了避免因混合导致温度变化而影响实验结果，应先将盛苹果泥的试管和盛不同量酶的试管放到相同温度下恒温处理，然后将两者混合。答案：果胶酶的用量(2)①等量的苹果泥②不同体积的pH为4.8的果胶酶溶液保温相同时间③过滤苹果泥并记录果汁体积(3)有为了保证苹果泥与果胶酶混合前后的温度相同，应先将盛有苹果泥和果胶酶的试管放在同一温度的水浴装置中恒温处理一定时间后，再将两者混合。4．(2020·都匀检测)下面三幅图是研究人员对黑曲霉A1果胶酶性质的研究结果，据图分析温度、pH和Ca2＋浓度等与酶活力的关系。(1)从图上可以看出，对酶活力影响最小的是______________。(2)这三个图的共同点说明______________________________。(3)若探究温度对黑曲霉A1果胶酶活力的影响，则在该实验中，实验组和对照组的pH及Ca2＋浓度__________(填“需要”或“不需要”)进行调节。若需要调节，则分别调节到________和______。其原因是________________________________________________________________________________________________________。解析：从图示可以看出，温度、pH和Ca2＋浓度对黑曲霉A1果胶酶的活力都有影响，但Ca2＋浓度的影响最小。它们都有一个最适值，在此条件下，酶的活力最大。若要探究温度对黑曲霉A1果胶酶活力的影响，则实验组和对照组的pH及Ca2＋浓度都应调节到最适值，遵循单一变量原则，确保实验结果的准确性。答案：(1)Ca2＋浓度(2)在最适条件下，酶活力最高(3)需要41遵循单一变量原则，无关变量须相同且适宜5．(2020·南雄模拟)果胶酶能够分解植物细胞之间的果胶，使榨取果汁变得更容易，果胶被分解后，浑浊的果汁会变得澄清。现有磨浆机、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液等实验材料及试剂，下表是某小组利用上述材料进行的有关实验(“—”表示不加)。请回答下列问题：编号项目试管甲乙丙丁1在试管中加入苹果泥2mL2mL2mL2mL2①2mL—2mL2mL3加入不同的液体2mL蒸馏水4mL蒸馏水2mL盐酸2mL氢氧化钠4摇匀，恒温处理15分钟15分钟15分钟15分钟(1)表中①处的内容是_________________________________。(2)若要验证果胶酶的作用，应把________两个试管同时取出并过滤相同时间，观察并比较，预期的实验现象与结果是________。(3)比较试管甲、丙、丁可知，其实验目的是______________。为确保实验成功，请将表中的编号正确排序(用数字和箭头表示)：____________________________________________________。(4)如果要用此实验做“探究果胶酶的最适用量”，请简要写出实验思路：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________