【生物】2020届一轮复习人教版选修1第十一单元第41讲酶的应用和蛋白质的提取和分离作业

【生物】2020届一轮复习人教版选修1第十一单元第41讲酶的应用和蛋白质的提取和分离作业

配套课时作业 ‎1.(2019·浙江温州模拟)现有磨浆机、烧杯、滴管、量筒、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、试管、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，下面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：‎ ‎(1)磨浆机的作用是______________。‎ ‎(2)若要验证果胶酶的作用，应把________两个烧杯同时取出并____________，观察并比较________________。预期的实验现象与结果是____________________________。‎ ‎(3)比较烧杯甲、丙、丁可知，________能影响酶的活性。‎ ‎(4)表中①处的内容是________________________。‎ ‎(5)请设计一表格，用来记录利用上述材料“探究果胶酶的最适用量”的实验结果。‎ 答案　(1)制取苹果泥 ‎(2)甲与乙　过滤相同时间　果汁的体积与澄清度　甲果汁的体积多于乙，且比乙澄清 ‎(3)pH(酸碱度)　(4)质量分数为2%的果胶酶溶液 ‎(5)如下表：‎ 解析　本题考查果胶酶的催化效果及果胶酶反应需要的条件；在探究果胶酶最适用量的实验中，果胶酶的使用量是自变量，所得果汁的体积为因变量，其他条件为控制量。‎ ‎(1)实验中要用磨浆机制取苹果泥。‎ ‎(2)乙烧杯中没有加入果胶酶溶液，要验证果胶酶的作用，应将甲、乙两烧杯对照，观察并比较滤出果汁的体积和澄清度，甲组果汁的体积多于乙且比乙澄清。‎ ‎(3)甲、丙、丁组的自变量是pH。‎ ‎(4)①应为质量分数为2%的果胶酶溶液。‎ ‎(5)探究果胶酶最适用量的实验中应设置多次实验，分别加入不同量的果胶酶溶液。‎ ‎2．某同学用实验来探究pH对酶活性的影响。他准备了5份含有等量果胶酶溶液的试管，用0.1%的盐酸或氢氧化钠溶液调节至不同的pH，每支试管加5块0.1 cm3的正方体苹果块，试管均置于25 ℃室温条件下。‎ ‎(1)请你帮助他选取pH梯度：____________________________。‎ ‎(2)请用两种方法改进实验，使实验在更短时间内完成：_________________________________________________________。‎ ‎(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是___________________。可根据__________________来判断果胶酶的最适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？‎ 答案　(1)5、6、7、8、9‎ ‎(2)方法一：将温度由25 ℃提高到50 ℃；方法二：将正方体苹果块处理成苹果泥 ‎(3)酶活性越强，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，放入与其他试管内的果胶酶溶液等量的清水和等量的苹果泥，作为对照。‎ 解析　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。结合题干中的内容，要想缩短实验时间，既可以提高温度，也可以将苹果块处理成苹果泥，以增大其与酶的接触面积。‎ ‎3．(2016·海南高考)回答下列问题：‎ ‎(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是__________________________________________。‎ 若要去除衣服上的血渍，应选择含有________(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉，理由是______________________________。‎ ‎(2)某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的做法________(填“合理”或“不合理”)，理由是______________________。‎ ‎(3)已知溶液的pH可以影响酶的活性，请推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中________(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基团的解离状态。‎ 答案　(1)开水使蛋白质变性而沉淀，难以清洗　蛋白酶丙　碱性条件下只有蛋白酶丙有活性 ‎(2)不合理　蛋白酶会降解脂肪酶 ‎(3)羧基和氨基 解析　(1)新鲜血迹中富含蛋白质，而开水温度较高，会使蛋白质变性沉淀，从而难以清洗。若要去除衣服上的血渍，应选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣粉，因为题图中显示，碱性条件下只有蛋白酶丙有活性。‎ ‎(2)在蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶的做法不合理，因为脂肪酶的化学本质是蛋白质，蛋白酶可降解脂肪酶。‎ ‎(3)pH影响蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中羧基和氨基的解离状态。‎ ‎4．(2019·江苏盐城模拟)某同学用含有不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如下实验。‎ 组别 布料 污染物 水温 A(蛋白酶洗衣粉)‎ ‎6×6 cm 蛋白膜 ‎40 ℃‎ B(脂肪酶洗衣粉)‎ ‎6×6 cm 蛋白膜 ‎40 ℃‎ C(蛋白酶洗衣粉)‎ ‎6×6 cm 淀粉膜 ‎40 ℃‎ 请回答以下问题：‎ ‎(1)该实验的目的是探究________________。该实验还应控制的无关变量有__________________________。该实验中______________________分别构成两组对照实验。‎ ‎(2)该同学在实验过程中可通过观察______________________来判断酶的催化效率。‎ ‎(3)蛋白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，有利于生态环境保护，这是因为_________________________________________。‎ 答案　(1)酶的作用具有专一性　洗衣粉的用量、污染程度、水质、水的pH等　A和B、A和C ‎(2)蛋白膜消失的时间长短 ‎(3)在蛋白酶催化作用下蛋白质水解，产物溶于水中 ‎(4)酶蛋白进入环境后容易被微生物分解，避免过多的磷进入水体，造成水体富营养化 解析　(1)分析表格可知该实验的自变量有两个，即酶的种类、污染物的种类，因变量为污染物是否消失，无关变量为洗衣粉的用量、污染程度、水质、水的pH等，所以该实验的目的是探究酶的作用具有专一性；根据探究实验的对照原则和单一变量原则可知，该实验中A与B、A与C构成两组对照实验。‎ ‎(2)该实验可根据蛋白膜消失时间的长短来判断酶的催化效率，即蛋白膜消失的时间越短，说明酶的催化效率越高。‎ ‎(3)蛋白酶能够催化污垢中蛋白质的水解，水解产物溶于水中，所以蛋白酶洗衣粉能够去污。‎ ‎(4)加酶洗衣粉中酶的化学本质是蛋白质，其进入环境后容易被微生物分解，大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，可以避免过多的磷进入水体，造成水体富营养化，有利于生态环境保护。‎ ‎5．在应用酶的过程中，采用固定化酶和固定化细胞技术，可解决酶很难回收再利用等实际问题。‎ ‎(1)在进行酵母细胞固定化的过程中，称取干酵母，放入内有蒸馏水的小烧杯中搅拌至混合均匀，并放置1小时左右时间，其目的是________________。‎ ‎(2)制作凝胶珠时，需用装有酵母细胞与海藻酸钠溶液混合物的注射器，以________的速度滴加到已配制好的________溶液中。‎ 答案　(1)使酵母细胞活化　(2)恒定　CaCl2‎ 解析　(1)由于干酵母处于休眠状态，所以需将干酵母细胞活化，即放入内有蒸馏水的小烧杯中搅拌至混合均匀，并放置1小时左右时间。‎ ‎(2)制作凝胶珠时，需用装有酵母细胞与海藻酸钠溶液混合物的注射器，以恒定的速度滴加到已配制好的CaCl2溶液中，以保证形成规则的凝胶珠。‎ ‎6．下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答：‎ 活化酵母细胞→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 ‎(1)在________状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复________状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时________。‎ ‎(2)影响实验的关键步骤是____________。‎ ‎(3)如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目________。‎ ‎(4)观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明____________；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明_____________________________________________________。‎ ‎(5)固定化细胞技术一般采用包埋法固定化，原因是______________________________________________。‎ 答案　(1)缺水　正常的生活　体积会增大 ‎(2)配制海藻酸钠溶液　(3)少 ‎(4)海藻酸钠浓度偏低　海藻酸钠浓度偏高，制作失败 ‎(5)细胞个体大，不易从包埋材料中漏出 解析　(1)酵母菌在干燥时，处于休眠状态，需加水活化，否则制成的固定化酵母菌在发酵时酶活性较低且酵母菌增殖缓慢。‎ ‎(2)该实验的关键是海藻酸钠溶液的配制。‎ ‎(3)如果海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。‎ ‎(4)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。‎ ‎(5)由于酵母菌细胞个体较大，不易从包埋材料中漏出，故细胞的固定化一般采用包埋法。‎ ‎7．20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了20世纪70年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术。请回答：‎ ‎(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是_____________。与固定化酶技术相比，固定化细胞技术固定的是________，与固定化酶相比，固定化细胞技术的优点是_______________________________‎ ‎_______________________________________________________。‎ ‎(2)制备固定化酵母细胞利用的方法是下图中的[　　]_______(填出号码及名称)。常用的载体是________。‎ ‎(3)制备固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和____________溶液中形成凝胶珠。‎ 答案　(1)可以回收利用，提高产品品质　活细胞　成本更低，操作更容易，且能催化一系列化学反应 ‎(2)③　包埋法　海藻酸钠 ‎(3)CaCl2‎ 解析　(1)固定化酶技术将酶固定于不溶于水的载体上，实现了酶的回收利用，并且还能提高产品品质(产品中不含酶)；固定化细胞技术是将活细胞固定起来，成本更低，操作更容易，且可以催化一系列化学反应。‎ ‎(2)制备固定化酵母细胞应采用包埋法，图中①②③依次表示化学结合法、物理吸附法和包埋法。包埋法制备固定化酵母细胞常用的载体是海藻酸钠。‎ ‎(3)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合后需要利用CaCl2形成凝胶珠。‎ ‎8．(2018·江苏如皋开学考)亚洲人体内普遍缺乏乳糖酶，造成饮用牛奶后出现肠胀、腹胀、腹泻等不良症状。某牛奶制品生产厂家致力于开发生产低乳糖新品，欲筛选出高产乳糖酶的微生物，制备乳糖酶并固定化，具体步骤如下：‎ ―→―→―→―→ 根据相关信息，回答下列问题：‎ ‎(1)筛选产乳糖酶的微生物时，宜用________作为培养基中的唯一碳源。‎ ‎(2)科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定乳糖酶，以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。研究结果如下图所示。酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括________和________等方面，根据图示信息，在__________________________的条件固定化酶催化效果较好。‎ ‎(3)实验者还进行了海藻酸钠固定化乳糖酶及化学结合法固定化乳糖酶的催化效果的比较研究，发现用________法固定化酶的效果更好，原因可能是_______________________________________。‎ ‎(4)工业生产中，使用固定化酶和使用游离酶相比，优点是______________________________。‎ 答案　(1)乳糖 ‎(2)酶活性　酶的数量　约35 ℃、海藻酸钠浓度为3%‎ ‎(3)化学结合　酶分子较小，容易从包埋物中漏出，从而降低酶活力 ‎(4)可以重复使用；产物易纯化 解析　(1)根据酶的专一性可知，乳糖酶可以催化乳糖分解，所以筛选产乳糖酶的微生物时，宜用乳糖作为培养基中的唯一碳源。‎ ‎(2)酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶数量等方面。分析甲、乙两图，甲图中固定化酶与游离酶相比，对温度变化的适应性更强；乙图曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时的酶活力最高。‎ ‎(3)酶分子较小，容易从包埋物中漏出，从而降低酶活力，所以固定化酶一般用化学结合法，而不用包埋法。‎ ‎(4)与使用游离酶相比，固定化酶具有可以重复使用、产物易纯化等优点。‎ ‎9．(2018·苏常锡镇模拟)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。‎ ‎(1)将实验流程补充完整。‎ ‎(2)凝胶色谱法的基本原理是根据__________________________分离蛋白质的有效方法。‎ ‎(3)洗涤红细胞的目的是去除________，洗涤干净的标志是______________________。‎ ‎(4)分离血红蛋白时，由上到下第________层是血红蛋白水溶液。‎ ‎(5)下面是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品的加入示意图，正确的加样顺序是__________________________。‎ ‎(6)如果红色区带__________________，说明色谱柱制作成功。‎ 答案　(1)血红蛋白的释放　凝胶色谱柱的装填 ‎(2)相对分子质量的大小 ‎(3)杂蛋白(或血浆蛋白)　离心后的上清液中没有黄色 ‎(4)三　 (5)④①②③　(6)均匀一致地移动 解析　(1)对样品的处理及粗分离包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析等步骤。凝胶色谱的操作包括凝胶色谱柱的制作，凝胶色谱柱的装填和样品的加入和洗脱等步骤。‎ ‎(2)凝胶色谱法的基本原理是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的。‎ ‎(3)洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，洗涤干净的标志是离心后的上清液中没有黄色出现。‎ ‎(4)分离血红蛋白时，由上到下第一层是无色透明的有机溶剂，第二层是脂溶性物质的沉淀层，第三层是血红蛋白水溶液，第四层是其他杂质的暗红色沉淀物，即血红蛋白位于第三层。‎ ‎(5)正确的加样顺序可依据样品在色谱柱及凝胶层中的渗入量进行分析，可以得出的是④①②③。‎ ‎(6)如果红色区带均匀一致，说明色谱柱制作成功。‎ ‎10．下图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题：‎ ‎(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有________功能。‎ ‎(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是__________；乙装置中，C溶液的作用是________________。 ‎ ‎(3)甲装置用于________，目的是___________________。用乙装置分离蛋白质的方法叫____________，是根据__________________分离蛋白质的有效方法。‎ ‎(4)用乙装置分离血红蛋白时，待________________________时，用试管收集流出液，每5 mL收集一管，连续收集。‎ 答案　(1)运输　(2)磷酸缓冲液　洗脱血红蛋白 ‎(3)透析(粗分离)　去除样品中相对分子质量较小的杂质　凝胶色谱法　相对分子质量的大小 ‎(4)红色的蛋白质接近色谱柱底端 解析　本题考查了血红蛋白提取和分离的实验操作过程。血红蛋白能携带氧气，体现了蛋白质的运输功能。甲图是透析(粗分离)装置图，将透析袋放入盛有300 mL的物质的量浓度为20 mmol·L－1‎ 的磷酸缓冲液中(pH为7.0)，主要目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质。乙图是凝胶色谱装置图，C中液体也是20 mmol·L－1的磷酸缓冲液，其作用是洗脱血红蛋白。这种分离蛋白质的方法叫凝胶色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。用凝胶色谱法分离各种大分子物质时，相对分子质量大的物质先洗脱出来，然后是相对分子质量小的物质分子。待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液。‎