2019-2020学年人教版生物选修一专题综合测评4　酶的研究与应用

2019-2020学年人教版生物选修一专题综合测评4　酶的研究与应用

专题综合测评(四) 酶的研究与应 用 (满分：100 分 时间：90 分钟) 一、选择题(每题 2 分，共 25 题，共 50 分) 1．下列关于果胶酶和纤维素酶的叙述，正确的是( ) A．二者都不是一种酶 B．催化果胶酶水解的酶是淀粉酶 C．二者都是在高尔基体中合成的 D．构成纤维素酶的基本单位是葡萄糖 A [纤维素酶是一种复合酶，而果胶酶是一类酶。纤维素酶和果胶酶的成分 均是蛋白质，在核糖体上合成。] 2．在果胶酶中加入双缩脲试剂，其结果应该是( ) A．产生气泡 B．溶液呈蓝色 C．溶液呈紫色 D．产生砖红色沉淀 C [果胶酶的化学本质是蛋白质，加入双缩脲试剂呈紫色。] 3．在观察果胶酶对苹果匀浆的作用的实验中，将苹果匀浆放在 90 ℃恒温水 中保温 4 min，其目的是( ) 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．使苹果匀浆中原有的果胶酶变性失活，以排除对实验的干扰 D．果胶酶的最适温度为 90 ℃，此时酶的活性最高 C [90 ℃不可能为果胶酶的最适温度，该温度下酶会变性失活。由于实验目 的是要观察果胶酶对苹果匀浆的作用，因而实验变量应为有无果胶酶或果胶酶量 的多少，苹果匀浆中原有的酶会影响实验结果，因此应除去。] 4.如图为四种不同的酶(分别以 a、b、c、d 表示)在不同温度下酶活性变化的 曲线。在 36 ℃时酶活性最高的是( ) A．a B．b C．c D．d B [酶需要在适宜条件下才能保证其活性，每一种酶都有其最适温度，通过 对曲线的分析比较，可知 36 ℃时酶活性最高的应是 b 酶。] 5．下列有关果胶酶的叙述，错误的是( ) A．探究果胶酶的最适温度时，需将底物和酶分别在相同温度下处理后再混合 B．探究果胶酶的最适 pH 时，可用体积分数为 0.1%的 NaOH 溶液和盐酸进 行 pH 调节 C．探究果胶酶的最适温度和最适 pH 的实验中，应严格控制酶的作用时间， 待酶作用完后立即煮沸使其失活 D．低温和高温对果胶酶活性的影响是相同的，而过酸和过碱对果胶酶活性的 影响是不同的 D [低温抑制酶的活性，但适宜温度条件下酶活性可以恢复；而高温、过酸、 过碱都能使酶变性失活，且酶活性不能恢复。] 6．小明吃早餐时不小心把粥洒在了衣服上，妈妈用加酶洗衣粉将他的衣服洗 干净了。这主要是加酶洗衣粉中的哪种酶的作用( ) A．蛋白酶 B．淀粉酶 C．脂肪酶 D．纤维素酶 B [粥的主要成分应为淀粉，所以应使用淀粉酶清洗。] 7．下列有关果胶酶及与果胶酶实验探究的有关叙述，正确的是( ) A．探究果胶酶的用量时，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、苹果泥用量、果胶酶用量及反应时 间等都是自变量 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 D [探究果胶酶用量时，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，温度为自变量，其他因素应保持相 同且适宜。] 8．用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时，为了能产生酒精，下列措施错误的 是( ) A．向瓶内泵入氧气 B．应将装置放于适宜的条件下进行 C．瓶内应富含葡萄糖等底物 D．将瓶口密封，效果更好 A [酵母菌发酵产生酒精，应在无氧条件下，因此向瓶内泵入氧气是错误的。] 9．下列关于高果糖浆及其制备的叙述，不正确的是( ) A．高果糖浆可以认为是高浓度果糖溶液的简称，一般为含果糖 42%左右的 果糖溶液 B．高果糖浆不会引发肥胖、龋齿等，因此受到人们的青睐 C．果糖是由淀粉或麦芽糖在葡萄糖异构酶的作用下形成的 D．葡萄糖异构酶在最适条件下转化效率最高 C [高果糖浆制作过程的实质就是在葡萄糖异构酶的作用下，使葡萄糖发生 结构上的变化，形成葡萄糖的同分异构体——果糖。一般用的原料是淀粉，淀粉 在酶的作用下分解为麦芽糖，再进一步分解为葡萄糖，葡萄糖才是果糖的直接反 应物。葡萄糖异构酶的最适温度为 60～70 ℃，可使果糖、葡萄糖混合物中的果糖 比例高达 70%～90%，而果糖比例占 42%左右时就可将其混合物称为高果糖浆。] 10．下列关于酶制剂、固定化酶、固定化细胞和无机催化剂的说法，正确的 是 ( ) A．利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，需要提供适宜的营养条件 B．与固定化酶相比，固定化细胞在催化大分子物质的反应方面有一定的优势 C．固定化酶和固定化细胞可以重复利用，大大降低了生产成本 D．酶制剂的催化效率总是比无机催化剂的效果显著 C [固定化酶降解有机磷农药是一种酶促反应，没有生物参与，不需要提供 营养物质；大分子物质难以通过细胞膜，与酶不容易接近，固定化细胞在催化大 分子物质反应方面不具有优势；固定化酶和固定化细胞都可以重复利用；酶制剂 的催化效率在特定环境下比无机催化剂的效果显著。] 11．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 B [由于在缺水状态下，酵母菌处于休眠状态，为了加速酵母细胞的活化， 将干酵母与蒸馏水混合后，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。将刚溶化好的海藻酸钠冷却至室温后，与已活化的酵母 细胞混合，否则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。] 12．下列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 pH B．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 应 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利用，但酶的活性可能下降 C [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；固定化细胞所固定的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，原则上酶的活性不变，但在实际操作中，受环 境等因素的影响，酶的活性可能下降。] 13．下列有关固定化酵母细胞技术的叙述，正确的是( ) A．实验中需要先利用蒸馏水消耗酵母细胞中的有机物 B．固定化酵母细胞的常用方法是吸附法，这种方法对酵母细胞活性影响最小 C．实验中使用 CaCl2 溶液处理的目的是使酵母细胞处于感受态，提高发酵效 率 D．若最终凝胶珠的颜色泛白，可能是由于海藻酸钠的浓度偏低 D [若海藻酸钠浓度过低，会导致固定的酵母细胞数目偏少，观察到凝胶珠 的颜色浅(白色)。] 14．下列有关固定化酵母细胞技术的叙述，错误的是( ) A．利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠用作对照 B．制备好海藻酸钠溶液后，要立即将其与酵母细胞混合以防凝固 C．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去 CaCl2 和杂菌 D．若最终凝胶珠的颜色泛白，则包埋的酵母细胞偏少 B [应将制备好的海藻酸钠溶液冷却后，再加入已活化的酵母细胞，否则会 把酵母细胞杀死。] 15．下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是( ) A．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显 B．在固定化酶的应用中，要控制好 pH、温度和溶解氧 C．利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需要提供适宜的营养条件 D．利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物 A [固定化细胞技术固定的是一系列酶，所以在多步连续催化反应方面优势 明显。 固定化酶的应用中，要控制好 pH、温度，但与溶解氧无关。利用固定化 酶降解水体中的有机磷农药，是酶促反应，没有生物参与，所以不需要提供营养 条件。利用固定化酵母细胞进行发酵时，糖类除了作为反应物外，还为酵母细胞 提供碳源。] 16．下列说法正确的是( ) A．加酶洗衣粉就是将酶直接加到洗衣粉中 B．目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、蔗糖酶 C．温度、酸碱度和表面活性剂都会影响酶的活性 D．普通洗衣粉只是缺少酶，不会污染环境 C [加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂，目前常用的有四类：蛋白酶、脂肪酶、 淀粉酶和纤维素酶，这些酶的活性会受到温度、酸碱度和表面活性剂的影响。普 通洗衣粉中含有磷，会造成水体污染。] 17．加酶洗衣粉中含有蛋白酶，不含肽酶的原因是( ) A．肽酶制备成本太高 B．肽酶会影响蛋白酶的活性 C．衣物上的大分子蛋白质变为多肽后很容易脱落 D．蛋白酶把蛋白质直接水解成可溶性氨基酸 C [在人体消化道内，蛋白酶将蛋白质水解成多肽，而肽酶进一步将多肽水 解成氨基酸，因此肽酶不会影响蛋白酶的活性，蛋白酶不能将蛋白质直接水解成 氨基酸。考虑到衣物的实际洗涤情况，当加酶洗衣粉中的蛋白酶将血渍、奶渍等 含有的大分子蛋白质水解成小分子多肽后，就很容易从衣物上脱落了，无须再加 肽酶。] 18．在探究不同种类加酶洗衣粉洗涤效果的实验中，关于控制无关变量的说 法正确的是( ) ①使用两种洗衣粉的量相同 ②被洗涤的布料及污渍状态相同 ③洗涤所用 的水量及水温(一般为常温)应相同 ④浸泡和洗涤的时间相同 ⑤加入适量的复 合加酶洗衣粉 A．①②③④ B．①②③⑤ C．②③④⑤ D．①③④⑤ A [加酶洗衣粉分为单一加酶洗衣粉和复合加酶洗衣粉，不同种类的加酶洗 衣粉为自变量，其他条件如布料、污渍状态、洗衣粉用量、水量、水温、洗涤时 间和方式等为无关变量，设计实验时应该严格控制无关变量。] 19．用加酶洗衣粉洗涤衣物时，下列说法正确的是( ) A．可用加碱性蛋白酶的洗衣粉洗涤毛料衣服 B．一般先用热水浸开，然后调至适宜温度 C．水温太低使洗衣粉中的酶丧失活性后不能再恢复 D．使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后应立即冲洗双手 D [加酶洗衣粉含有蛋白酶，不能洗涤毛料衣服(含蛋白质)；在热水中，酶容 易失活，使用时不能用热水浸开；水温太低会使洗衣粉中的酶的活性降低，但还 能再恢复；碱性蛋白酶会损伤皮肤。] 20．在“探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果”的实验中，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．若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、时间等基 本相同 C．水温属于本实验的变量，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 B [根据实验的对照原则和单一变量原则，水温是本实验的变量，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。] 21．在用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时发现有酒精产生，原因可能是 ( ) A．实验瓶盖了塞子 B．瓶内氧气充足，酵母菌进行了有氧呼吸 C．固定化酵母细胞内可能没有活的酵母细胞 D．所谓的葡萄糖溶液可能是其他物质 A [有酒精产生说明酵母菌进行了无氧呼吸，可能是实验瓶盖了塞子，使瓶 内形成了无氧环境。] 22．下列关于固定化酶中用到的反应柱的理解，正确的是( ) A．反应物和酶都可以自由通过反应柱 B．反应物能通过，固定化酶的颗粒不能通过 C．反应物和酶都不能通过反应柱 D．反应物不能通过，酶能通过 B [固定化酶的颗粒不能通过反应柱，否则就起不到对酶固定和反复利用的 作用。反应物能通过反应柱，在反应物通过反应柱的过程中不断地被酶催化。] 23．酶在大规模产业化应用中的核心问题是固定化技术，而酶固定化所依据 的基本原理在于酶具有( ) A．热稳定性 B．催化高效性 C．催化特异性 D．可反复使用性 D [固定化酶指通过物理或化学的方法，将水溶性酶与非水溶性载体结合， 既能与反应物接触又能与产物分离，与直接使用酶相比，除催化效率高、特异性 强外，还可反复使用酶；酶的热稳定性一般都不强。故选 D。] 24．有人测定了 A、B、C、D 四种植物体内多种酶的活性与温度的关系，结 果如图所示。 根据上图中的信息，你认为在 25 ℃条件下竞争能力最强的生物和对温度适应 范围最广的生物分别是( ) A．B 和 D B．B 和 C C．B 和 A D．A 和 C [答案] B 25．随着生物技术的发展，酶在社会生产、生活中的应用越来越广泛。下列 说法错误的是( ) A．利用酶生产某些化工产品，能显著降低能耗、减少污染，节约成本 B．“加酶洗衣粉”的洗涤效果与水温、酸碱度有关，与污物或衣物的性质无 关 C．用于治疗消化不良症的肠溶多酶片含有多种消化酶，但嚼服后会失去疗效 D．要较长时间保持酶活性，各种酶制剂都应保存在低温的条件下 B [酶制剂的活性受温度、酸碱度等条件的影响，在适宜条件下洗涤效果比 较好，同时污物或衣物的性质也会影响到酶活性的发挥。] 二、非选择题(共 4 个小题，共 50 分) 26．(12 分)某大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作为交联剂(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)，分析回答问题： (1)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结 论是_____________________________________________________ _____________________________________________________。 (2)乙图曲线表明浓度为________的海藻酸钠溶液包埋效果最好，当海藻酸钠 溶液浓度较低时，酶活力较低，原因是_____________________________ _____________________________________________________。 (3)固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般 可重复使用________次，之后酶活力明显下降。 [解析] 由甲图可知，固定化酯酶在较高温度下仍然具有较高的活性。乙和丙 均较为简单，但对学生读图识图的能力有一定的要求。 [答案] (1)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 (2)3%左右 海藻酸钠溶液浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，导致数 量不足 (3)3 27．(13 分)某同学用不同种类的洗衣粉进行了如下实验。请分析回答相关问 题： 实验一： 温度(℃) 30 35 40 45 50 55 普通洗衣粉 去污力(%) 15 18 20 21 21.5 22 加酶洗衣粉 去污力(%) 30 40 48 50 48 37 (1)该实验的目的是探究______________________________________ _____________________________________________________。 (2)由上述实验结果可以得出的结论是____________________________ ______________、________________________________________。 实验二：探究复合酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果是否存在差异。实验设 计如下： 项目 设计内容 对照 设置两组实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉 变量控制 两组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性 质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部相同 结果观察 根据污渍去除程度得出结论 (3)该实验设计中有一处明显的错误，请指出__________________________ _____________________________________________________。 (4)修改后的实验最可能的实验结果是_____________________________ _____________________________________________________。 (5)推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于保护生态环境，这是因为 _____________________________________________________。 [解析] (1)实验一中有两个变量：温度和洗衣粉的种类。可以探究同一温度 下不同种类洗衣粉的洗涤效果；也可以探究不同温度对同一种洗衣粉洗涤效果的 影响。(2)根据单一变量原则，可以得出结论：相同温度下加酶洗衣粉的去污力比 普通洗衣粉高；使用加酶洗衣粉的适宜温度为 45 ℃左右。(3)探究复合酶洗衣粉与 普通洗衣粉的洗涤效果，实验变量应为复合酶洗衣粉和普通洗衣粉。(4)复合酶洗 衣粉中的酶具有高效性，洗涤效果好于普通洗衣粉。(5)酶具有高效性且易分解， 避免水体富营养化。 [答案] (1)不同洗衣粉在不同温度下的去污力的变化 (2)相同温度下加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高 使用加酶洗衣粉的适宜 温度为 45 ℃左右(合理即可) (3)对照组设计错误，应设计复合酶洗衣粉和普通洗衣粉作为对照 (4)使用复合酶洗衣粉的去污程度大于普通洗衣粉的去污程度 (5)酶具高效性且可被分解，避免水体富营养化 28．(12 分)固定化酶技术运用于工业化生产前，需要获得酶的有关参数。如 图：曲线①表示某种酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比；曲线②是 将该种酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶 活性，由此得到酶的热稳定性数据。请回答下列问题： (1)与普通酶制剂相比，固定化酶在生产中的优点是____________。 (2)曲线②中，35 ℃和 80 ℃的数据点是在________℃时测得的。通过本实验， 你对酶的最适温度的认识是__________________________。该种酶固定化后运用 于生产，最佳温度范围是________。 (3)研究发现有甲、乙两种物质能降低该种酶的催化效率，该酶催化的底物浓 度变化会改变甲物质对酶的影响，而不会改变乙物质对酶的影响。如图是降低酶 活性的两种机制模型，符合甲、乙物质对酶影响的模型分别是________、________。 (4)在酶的活性不受抑制时，起始反应速率与底物浓度的关系如图所示。请画 出加入甲物质时，起始反应速率与底物浓度之间的关系曲线。 [解析] (1)与普通酶制剂相比，固定化酶的优点是可以反复使用。(2)由于曲 线②是将该种酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其 残余酶活性而得到的酶热稳定性数据，而酶的最适温度为 80 ℃，因此曲线中数据 均为 80 ℃时测得的。通过本实验可知，酶的最适温度可以认为是既能使酶具有高 的催化活性，又能维持较长时间的温度。该种酶固定化后运用于生产，最佳温度 范围是 60～70 ℃。(3)观察两个模型可知，A 模型中抑制剂、底物和酶结合的部位 相同，因此底物浓度的变化，可以影响酶的催化效率；B 模型中抑制剂与酶结合 后，酶的结构发生改变，不能和底物结合，因此底物浓度升高，也不能影响酶的 催化效率。故甲、乙物质对酶影响的模型分别对应 A 和 B。(4)根据 A 模型，加入 抑制剂甲后，起始反应速率变小，但是随着底物浓度的增加，起始反应速率加快， 但不能超过不加抑制剂时的起始反应速率。 [答案] (1)可以反复使用 (2)80 既能使酶具有高的催化活性，又能维持较长时间 60～70 ℃ (3)A B (4)曲线如图 29．(13 分)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。请回答下列问题： 图 1 图 2 (1)图 1 中 X 溶液为________，其作用是使____________________________ _____________________________________________________。 (2)图 1 中制备的凝胶珠用________洗涤后再转移到图 2 装置中。图 2 发酵过 程中搅拌的目的是使____________________________________________。 (3)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注 意用_____________________________________________________ 加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液___________________后，加入酵母菌充 分搅拌混合均匀。 (4)研究发现，固定化强度强的酵母颗粒发酵效果好，且稳定性高、使用寿命 长。某机构利用上述装置，将 2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别利用 2%、3%、4% 的 X 溶液进行凝胶化处理，所得到的固定化酵母颗粒的强度及在 28 ℃下发酵 48 h 后的酒精产量见表： 海藻酸 钠(%) 2 2.5 3 2 2.5 3 2 2.5 3 X 溶液 (%) 2 2 3 3 3 3 4 4 4 固定化 930 950 990 1 030 1 100 1 140 1 170 1 170 1 160 强度 (g/30 个) 酒精量 (%) 6.7 6.5 6.5 6.7 6.4 6.2 6.7 6.4 6.3 依照表格分析，随着 X 溶液浓度的增加，________增加；用于酒精发酵效果 最好的海藻酸钠与 X 溶液浓度分别是________、________。 [解析] (1)图 1 为固定化酵母细胞的步骤，X 溶液为 CaCl2 溶液，作用是使胶 体聚沉，即使海藻酸钠形成凝胶珠。(2)图 2 为发酵过程，因为是无氧呼吸，故搅 拌的目的只是增加培养液与酵母菌的接触面积，而不是增加溶氧量。(3)溶解海藻 酸钠时需注意用小火或间断加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后， 再加入酵母菌充分搅拌混合均匀，以防止高温杀死酵母菌。(4)分析表格可知，随 着 X 溶液浓度的增加，酵母细胞的固定化强度增加，固定化强度和产酒精量都较 大的海藻酸钠与 X 溶液浓度分别是 2%、4%。 [答案] (1)CaCl2 溶液 海藻酸钠形成凝胶珠 (2)蒸馏水 培养液与酵母菌充分接触 (3)小火(或间断) 冷却至室温 (4)固定化强度 2% 4%