2019-2020学年人教版生物选修一抢分教程能力提升：专题4酶的研究与应用专题达标测试

2019-2020学年人教版生物选修一抢分教程能力提升：专题4酶的研究与应用专题达标测试

专题 4 酶的研究与应用 (本试卷满分 100 分，时间 60 分钟) 一、选择题(共 15 小题，每小题 4 分，共 60 分) 1．在果汁生产中，使用果胶酶的作用是 A．提高水果的出汁率并使果汁变得澄清 B．使大分子物质分解为小分子有机物便于人体吸收 C．解决人们不能利用纤维素的问题 D．进一步提高水果的营养价值 解析 植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一为果胶。在果汁加工中， 果胶不仅会影响出汁率，而且会使果汁浑浊。果胶酶能分解果胶，瓦解植物的 细胞壁和胞间层，使果汁变得澄清。 答案 A 2．下列有关加酶洗衣粉的叙述，不正确的是 A．加酶洗衣粉中的酶都是固定化酶 B．温度影响加酶洗衣粉的洗涤效果 C．与普通洗衣粉相比，用加酶洗衣粉可以减少磷对河流的污染 D．加酶洗衣粉中的纤维素酶不能直接去除污垢，但可以增强洗涤效果 解析 洗衣粉中的酶没有用包埋法、化学结合法和物理吸附法这些步骤， 是完全游离状态的，不是固定化酶，A 错误；温度影响酶的活性，不同温度必将 影响加酶洗衣粉的洗涤效果，B 正确；普通洗衣粉中含有磷相对较多，含磷的污 水排放到水体中，可导致水体的富营养化而污染水体，而加酶洗衣粉不仅可以 有效地清除衣物上的污渍，而且能够被微生物分解，减少对环境的污染。C 正确； 加酶洗衣粉中纤维素酶的作用主要是使纤维素的结构变得蓬松，从而使得渗入 纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉接触，最终达到更好的去污效果，D 正确。 答案 A 3．下列关于普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别，正确的说法是 A．普通洗衣粉中含磷，会污染环境 B．表面活性剂只存在于普通洗衣粉中，会产生泡沫，可以将油脂分子分散 开 C．水软化剂只存在于普通洗衣粉中，可以分散污垢 D．加酶洗衣粉是将酶直接添加到洗衣粉中 解析 普通洗衣粉中含磷，会污染环境，造成水体的富营养化，A 正确；表 面活性剂不只存在于普通洗衣粉中，加酶洗衣粉中也含有表面活性剂，B 错误； 水软化剂存在于普通洗衣粉和加酶洗衣粉中，可以分散污垢，C 错误；加酶洗衣 粉中的酶是用特殊化学物质将酶包裹，使其与洗涤剂隔离，D 错误。 答案 A 4．下列关于固定化酶的说法不正确的是 A．固定化酶是一种新型酶制剂 B．固定化酶可再次利用，降低了生产成本 C．固定后的酶既能与反应物接触，又能与反应物分离 D．固定化酶易溶于水 解析 固定化酶是一种新型酶制剂，A 正确；固定化酶能够使酶反复使用， B 正确；固定后的酶既能与反应物接触，又能与反应物分离，C 正确；固定化酶 不易溶于水，能够顺利从发酵产物中把酶分离出来，D 错误。 答案 D 5．下列说法不正确的是 A．固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附 法 B．固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法 C．由于细胞个大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法 D．反应物是大分子物质应采用固定化酶 解析 酶和细胞的固定化技术通常有包埋法、化学结合法和物理吸附法， 由于酶分子小，又多带有电荷，易从多孔性物质中漏出，因此多使用化学结合 法与物理吸附法，而细胞个体大，难以被多孔性物质吸附或结合，因而应用包 埋法。 答案 C 6．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将从大肠杆菌 中得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有 机磷农药，与微生物降解相比，其作用不需要适宜的 A．温度 B．酸碱度 C．水分 D．营养 解析 大肠杆菌中的三酯磷酸酶可以催化有机磷农药分解，需要适宜的温 度和 pH，同时反应离不开水，但是不需要提供营养。 答案 D 7．关于固定化酶中用到的反应柱理解正确的是 A．反应物和酶均可自由通过反应柱 B．反应物和酶均不能通过反应柱 C．反应物能通过，酶不能通过 D．反应物不能通过，酶能通过 解析 固定化酶中用到的反应柱的底端装有分布着许多小孔的筛板，酶颗 粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由出入，所以 C 选项正确。 答案 C 8．下列有关固定化酶和固定化细胞的说法，正确的是 A．固定化酶和固定化细胞都能反复使用但酶的活性迅速下降 B．固定化酶技术一次只能固定一种酶 C．某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应 D．固定化技术常用的方法有包埋法、化学结合法、吸附法 解析 固化酶和固定化细胞都能反复使用，且酶的活性不会下降，A 错误； 固定化细胞技术能固定一系列的酶，B 错误；固定化细胞的优势在于能催化一系 列生化反应，固定化酶只能催化一种化学反应，C 错误；固定化技术包括包埋法、 物理吸附法和化学结合法(交联法)，由于细胞相对于酶来说更大，难以被吸附或 结合，因此多采用包埋法，固定化酶常用物理吸附法，D 正确。 答案 D 9．关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法，错误的是 A．固定化酶生物活性强，可长久使用 B．一般酶制剂应用后和产物混在一起，产物的纯度不高 C．一般酶制剂参加反应后不能重复利用 D．固定化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量 解析 固定化酶与普通酶制剂相比，在活性上没有多大差别，固定化酶的 成分也是蛋白质，蛋白质经过一定的时间后会变性失活，所以固定化酶一般能 使用半年，不可能长久使用，所以 A 错误；一般酶制剂应用后和产物混在一起， 产物的纯度不高，B 正确；一般酶制剂参加反应后不能重复利用，C 正确；固定 化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量，所以 D 正确。 答案 A 10．分别用 0 ℃和 100 ℃的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但 A．经过 0 ℃处理的酶活性能够恢复 B．经过 100 ℃处理的酶活性能够恢复 C．经过 0 ℃处理的酶的空间结构遭破坏 D．经过 100 ℃处理的酶被水解成了氨基酸 解析 酶在低温处理后会暂时失去活性，一旦条件适合，又会恢复。所以， 常用低温来保存酶。高温对酶可造成不可逆转的破坏。 答案 A 11．下列关于人体内各种酶与加酶洗衣粉中的酶的比较，正确的是 A．小肠中的纤维素酶和洗衣粉中的纤维素酶均为复合酶 B．胃蛋白酶与洗衣粉中的碱性蛋白酶的化学本质相同 C．胰脂肪酶和洗衣粉中的脂肪酶都能催化脂肪酸和甘油的水解 D．胃蛋白酶与洗衣粉中的蛋白酶最适 pH 均为 7.0 解析 人体中没有纤维素酶，不能消化吸收纤维素，因此 A 错误。胃蛋白 酶和洗衣粉中的碱性蛋白酶本质都是蛋白质，故 B 正确。脂肪酶能将脂肪水解 为甘油和脂肪酸，但不能继续水解甘油和脂肪酸，故 C 错误。胃蛋白酶的最适 pH 约为 1.5，而洗衣粉中的蛋白酶最适 pH 为 8.1 左右，故 D 错误。 答案 B 12．啤酒等放久后易产生蛋白质沉淀而使其浑浊，加入少量菠萝蛋白酶可 以分解蛋白质，防止浑浊，加入其他种类的酶则无济于事，这个事实说明 A．酶的催化作用受环境的影响 B．酶的化学本质主要是蛋白质 C．酶的催化作用具有高效性 D．酶的催化作用具有专一性 解析 对蛋白质起水解作用的酶是蛋白酶，这是由酶的专一性决定的。 答案 D 13．为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的 浮石擦洗，是目前重要的生产手段(工艺流程见下图)。下列叙述中错误的是(多 选) A．纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似 B．在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用适当的包埋剂固定化酶 C．在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深 浅 D．纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素 解析 本题主要考查纤维素酶的作用原理与应用。在仿旧和去污中，纤维 素酶均作用于衣物，导致衣物中的部分纤维素被水解，二者作用相似，A 项正确； 由于纤维素酶较小，不能用包埋法固定化酶，B 项错误；改变温度、酸碱度和处 理时间会影响酶作用的结果，控制仿旧颜色的深浅，C 项正确；纤维素酶通过催 化葡萄糖残基之间的糖苷键水解而分解纤维素，磷酸二酯键是 DNA 分子中相邻 脱氧核苷酸间形成的化学键，D 项错误。 答案 BD 14．在“探究 pH 对果胶酶活性的影响”实验中，不正确的是 A．自变量是不同的 pH 梯度 B．控制不变的量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等 C．可通过测定滤出的果汁体积大小判断果胶酶的最适 pH D．pH 过低时，果胶酶活性变小，但不失活 解析 过酸、过碱或温度过高，都会使酶变性，永久性失活。 答案 D 15．下列有关果胶酶及与果胶酶相关实验探究的叙述，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．探究温度对果胶酶活性的影响时，苹果泥与果胶酶先混合后恒温处理 C．探究温度对果胶酶活性的影响时，温度、苹果泥、果胶酶用量及反应时 间等都是无关变量 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 解析 A 项，探究果胶酶的用量时，pH、温度会影响实验结果；B 项，应 先将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，然后混合，其目的是保证 底物和酶在混合时的温度相同；C 项，探究温度对果胶酶活性的影响实验中，温 度为单一变量，其他因素应保持不变。 答案 D 二、非选择题(共 4 小题，共 40 分) 16．(10 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。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。下图是降 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 ____________、____________。 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，而酶的最适温度为 80 ℃，因此曲线中数据均为 80 ℃下的数据；结合曲线②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；该酶的最适温度范围是 60～70 ℃。 (3)观察两个模型可知，图 A 中抑制剂和底物都可以和酶结合，因此底物浓 度的变化，可以影响酶的催化效率；图 B 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 乙分别对应图 A 和图 B 中模型。 考点：本题考查酶的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把 握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。 答案 (1)可反复使用 (2)80 60～70 ℃ (3)AB 17．(10 分)紫甘薯现在成为人们餐桌上的时尚美食。利用紫甘薯制酒还可提 高其附加值。请回答： (1)为提高紫甘薯的利用率，工厂化生产时，可加入果胶酶和淀粉酶。由于 酶在水溶液中不稳定，因此常将酶固定在某种介质上制成________。 (2)果胶酶可将紫甘薯匀浆中的果胶水解成________。 A．半乳糖醛酸和葡萄糖 B．半乳糖和果糖 C．半乳糖醛酸甲酯和果糖 D．半乳糖醛酸 (3)在发酵前，为使酵母菌迅速发生作用，取适量的干酵母，加入温水和 ________。一段时间后，酵母悬液中会出现气泡，该气泡内的气体主要是 ______________。将酵母菌接种到待发酵液后，随发酵的进行，酵母菌在________ 条件下产生了酒精和二氧化碳。 (4)下图表示发酵液 pH 对酒精浓度的影响。据图判断，最佳 pH 是________。 解析 (1)利用紫甘薯制酒过程中，为提高原料的利用率，可加入果胶酶； 同时由于酶在水溶液中不稳定，可将酶固定在某种介质上制成固定化酶，以便 于酶能稳定发挥作用。 (2)果胶在果胶酶的催化作用下生成可溶性的半乳糖醛酸。 (3)在发酵前，为使酵母菌迅速发生作用，应先用温水泡开干酵母，并加入 酵母菌易利用的蔗糖。开始，培养液中酵母菌进行有氧呼吸产生 H2O 和 CO2， 因此酵母菌悬液中会出现气泡；随反应时间的延长，酵母菌将 O2 消耗尽后进行 无氧呼吸，此时产生 CO2 和酒精。 (4)据图示信息分析，pH＝4.7 的培养液中酒精浓度最高，故 pH＝4.7 是酵 母菌进行酒精发酵的最佳 pH。 答案 (1)固定化酶 (2)D (3)蔗糖 CO2 无氧 (4)4.7 18．(10 分)果粒生产在中国尚处于起步阶段。果粒除了可直接食用外，还可 作为配料加入酸奶、冰淇淋、果冻等食品中。果胶酶作为一种新型加工辅助剂， 可将果粒的组织结构损坏程度降到最小，最大限度地提高成形果粒的含量。根 据以上内容回答下列问题： (1) 果 胶 酶 作 为 一 种 果 粒 加 工 辅 助 剂 ， 它 能 将 果 胶 分 解 成 可 溶 性 的 ____________ ， 由 酶 的 ____________ 性 可 知 ， 组 成 果 粒 的 另 一 种 成 分 ____________不会被分解。 (2)在 40～45 ℃温度下搅拌处理的原因是____________________________； 最后升温到 90～92 ℃再冷却罐装的目的是___________________________。 (3)下面左图表示温度对果胶酶活性的影响，如果纵坐标表示果粒的生成速 率，横坐标表示温度，请在下面右图中画出果粒生成速率的曲线图(所绘制的曲 线大体符合事实即可)。 解析 (1)果胶酶能将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，由于酶具有专一性， 故纤维素不会被分解。 (2)在 40～45 ℃温度下搅拌处理的原因是在 40～45 ℃温度下果胶酶活性最 高，最后升温到 90～92 ℃再冷却罐装的目的是灭菌。 (3)酶活性越高生成速率越快，如图： 答案 (1)半乳糖醛酸 专一 纤维素 (2)在 40～45 ℃温度下果胶酶活性最高 灭菌 (3)如图： 19．(10 分)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题： (1)由下图推知，该实验的目的是________________。50 ℃时加酶洗衣粉中 碱性蛋白酶的最适含量约是________%。 (2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的实验记录，请 据表回答问题。 编脸盆号 洗涤物 (等量) 洗涤温度 洗衣粉 (等量) 水量 洗净所需 时间 1 油污布 45 ℃ 加酶 2 L 4 min 2 油污布 45 ℃ 普通 2 L 7 min 3 油污布 5 ℃ 加酶 2 L 9 min 4 油污布 5 ℃ 普通 2 L 8 min ①该实验设计体现了____________________________原则。 ②若 1 号 实 验 组 洗 净 油 污布 所 需 时 间 接 近 7 min ， 最 可 能 的 原 因 是 ______________________________________。 (3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有_______________。 ①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品 (4)根据以上实验结果，请写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施： ____________________________________________________________________。 (5)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_______________________________________________________________。 解析 (1)由题图可知，实验中存在两个变量：温度与碱性蛋白酶含量，即 实验探究的是温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响。在 50 ℃时，洗衣粉的去 污力在碱性蛋白酶含量为 0.6%时达到最大。 (2)由表中数据可知，1、3 号为实验组，2、4 号为对照组，1、2 号与 3、4 号中只有是否加酶一个变量，因此该实验设计体现了对照原则和单一变量原则。 若 1 号实验组洗净油污布所需时间接近 7 min，最可能的原因是酶已经失活。 (3)蛋白酶可分解蛋白质，故毛织品、蚕丝织品等以蛋白质为主要成分的衣 料不能用含蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤。 (4)用温水浸泡(提高酶的活性)，延长浸泡时间(增加酶的催化时间)，增加酶 的用量等都可以提高加酶洗衣粉的洗涤效果。 (5)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 因为酶是有机物，可被分解，又避免水体富营养化。 考点：本题考查加酶洗衣粉的应用，意在考查学生分析实验的能力，解题 的关键是理解对照实验的原则。 答案 (1)探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响 0.6 (2)①对照、单 一变量 ②酶失活(或酶的活性低) (3)②④ (4)用温水浸泡；延长浸泡时间；增加洗衣粉的用量等(写出两项合 理答案即可) (5)酶可被分解，又避免水体富营养化