2021版高考生物一轮复习第十单元生物技术实践第37讲酶的应用课时强化训练解析版

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第37讲　酶的应用 测控导航表 知识点 题号 ‎1.果胶酶的应用 ‎1,2,3‎ ‎2.加酶洗衣粉的应用 ‎4,5,6,13‎ ‎3.固定化酶和固定化细胞 ‎7,8,9,10‎ ‎4.综合考查 ‎11,12,14‎ 一、选择题 ‎1.蒸熟的苹果具有很好的止泻作用,这是因为苹果中果胶的“立场”不太坚定,未经加热的生果胶可软化大便,与膳食纤维共同起着通便的作用,而煮过的果胶则摇身一变,不仅具有吸收细菌和毒素的作用,而且还有收敛、止泻的功效。下列有关果胶的叙述,不正确的是(　B　)‎ A.果胶是植物细胞壁的主要成分之一 B.酵母菌可产生果胶酶,是因为酵母菌的细胞壁中也含有果胶 C.果胶酶能够分解果胶 D.果胶影响出汁率 解析:果胶是植物细胞壁的主要成分之一;酵母菌虽然有细胞壁,但其细胞壁中不含果胶成分;果胶酶能够分解果胶形成可溶性半乳糖醛酸;果胶在果汁加工中,影响果汁的出汁率和澄清度。‎ ‎2.如图表示果胶酶加入到苹果泥后在0～80 ℃的环境中,苹果泥的分解总量与温度的关系图,依图判断,在0～80 ℃环境中酶的活性变化曲线(pH适宜)正确的是(　B　)‎ 9‎ 解析:由题图可知,当温度为37 ℃左右时,分解苹果泥的速率最快(即曲线斜率最大),此时酶的活性最高;温度达到大约50 ℃时,苹果泥分解总量不再改变,说明此时酶已经变性失活,酶的活性为零。‎ ‎3.关于果胶和果胶酶的叙述中错误的是(　C　)‎ A.组成植物细胞壁的主要成分是果胶和纤维素,果胶主要分布在细胞的细胞壁和胞间层 B.果胶酶有多种,如多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶等 C.果胶酶在食品工业中有广泛的用途,在其他方面则无用处,体现了酶的专一性 D.果胶酶、纤维素酶配合使用,可分解植物细胞壁中的果胶和纤维素,促使淀粉、脂质、维生素和蛋白质的释放,以提高饲料的营养价值 解析:果胶酶的化学本质是蛋白质,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等,作用是分解细胞壁中的果胶,使果汁产量增加,提高果汁透明度,在食品工业(如制作果汁、提高葡萄酒质量等)方面作用很大。也常与纤维素酶等共同使用,有提高饲料营养价值和降低饲料黏度、促进饲料在动物消化道内的消化等作用。但酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应,而不是指酶只有一种用途。‎ ‎4.关于酶和加酶洗衣粉的描述正确的是(　A　)‎ A.洗衣粉中的蛋白酶对皮肤有损伤,因为皮肤中含有蛋白质 B.加酶洗衣粉中的酶变性失活后,其洗涤效果也比普通洗衣粉好 C.加酶洗衣粉中的酶是从植物、霉菌、酵母菌、细菌等生物体内提取出来的 D.加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂,比普通洗衣粉更易污染环境 解析:根据酶的专一性,蛋白酶能水解蛋白质,因此对皮肤有损伤;加酶洗衣粉中由于降低了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量,因此若酶变性失活后,其洗涤效果比普通洗衣粉差;加酶洗衣粉中的酶是科学家通过基因工程生产的;加酶洗衣粉中降低了磷含量,因此与普通洗衣粉相比,不易污染环境。‎ ‎5.市场上有一种加酶洗衣粉,即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶,它的催化活性很强,能迅速、彻底清除衣物上的汗渍、血迹及人体排放的蛋白质,下列衣料中不能用此加酶洗衣粉洗涤的是(　A　)‎ ‎①棉织品　②毛织品　③腈纶织品　④蚕丝织品　⑤涤纶织品　⑥锦纶织品 9‎ A.②④ B.①②③ C.③④⑤ D.③⑤⑥‎ 解析:这种加酶洗衣粉中含有蛋白酶,蛋白质在这种酶的催化作用下能被水解,所以不宜用此加酶洗衣粉洗涤含有蛋白质的衣料。①的主要成分是纤维素,②④的主要成分是蛋白质,③⑤⑥是合成纤维不含蛋白质。‎ ‎6.为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能,研究性学习小组进行了相关实验,结果如图。由图中实验结果能直接得出的结论是(　C　)‎ A.碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强 B.不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力 C.碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同 D.加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力 解析:对污布类型2、3处理,洗衣粉类型、酶用量均相同,二者比较可以直接说明碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同;由图中实验结果不能直接得出A、B、D三项所述的结论,原因是它们都没有单一变量的对照实验来支持。‎ ‎7.下列有关固定化酶和固定化细胞的说法,错误的是(　C　)‎ A.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,原则上酶的活性不变,但在现实操作中,受环境等因素的影响,酶的活性可能下降。‎ ‎8.下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述,正确的是(　A　)‎ A.活化酵母时,将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状 B.配制CaCl2溶液时,需要边小火加热边搅拌 9‎ C.将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液时,凝胶珠成形后应即刻取出 D.海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色,过低时凝胶珠易呈蝌蚪状 解析:活化酵母时,将适量干酵母与蒸馏水混合,用玻璃棒搅拌成糊状;配制CaCl2溶液时,不用加热;将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液时,凝胶珠形成后不能立刻取出,应在CaCl2溶液中浸泡30 min左右;海藻酸钠溶液浓度过低时凝胶珠呈白色,过高时凝胶珠不易成形,呈蝌蚪状。‎ ‎9.下面是制备固定化酵母细胞的步骤,其中排列顺序正确的是(　D　)‎ ‎①配制CaCl2溶液　②配制海藻酸钠溶液　③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合　④酵母细胞的活化　⑤固定化酵母细胞 A.①②③④⑤ B.④①③②⑤‎ C.④⑤②①③ D.④①②③⑤‎ 解析:制备固定化酵母细胞的基本步骤:酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→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。‎ ‎10.科研人员研究了不同载体(硅胶、活性炭和大孔树脂)和不同pH对固定化蛋白酶分解污水中蛋白质的能力(用氨基酸产生速率来衡量)的影响,其结果如下图所示。下列相关叙述错误的是(　B　)‎ A.与水溶性酶相比,固定化蛋白酶具有可反复利用的优点 B.污水中的蛋白质可为固定化蛋白酶提供营养,保持酶的活性 C.三种载体固定化蛋白酶的最适pH均为5.5左右 D.进行污水净化时应选择活性炭载体的固定化酶 解析:固定化酶不需要营养,污水中的蛋白质是固定化蛋白酶的底物。‎ 二、非选择题 ‎11.草莓汁酸甜适口,深受大众喜爱,加工草莓汁时,草莓中的果胶容易导致果汁浑浊,影响品质,为探究制作果汁的最佳条件,研究人员进行了实验,结果如下表所示。‎ 9‎ 组别 果胶酶用量 ‎(mL/kg)‎ pH 温度 ‎(℃)‎ 草莓汁透 光率(%)‎ ‎1‎ ‎0.025‎ ‎2.5‎ ‎35‎ ‎24.55‎ ‎2‎ ‎0.035‎ ‎4.5‎ ‎35‎ ‎96.47‎ ‎3‎ ‎0.035‎ ‎2.5‎ ‎45‎ ‎22.70‎ ‎4‎ ‎0.045‎ ‎3.5‎ ‎35‎ ‎96.47‎ ‎5‎ ‎0.045‎ ‎2.5‎ ‎55‎ ‎13.12‎ 请回答:‎ ‎(1)草莓细胞中,去掉果胶,会使植物组织变得松散,这是因为果胶酶通过　　　 　作用促进果胶的水解反应,使草莓细胞彼此容易分开。 ‎ ‎(2)生产过程中,既可获得澄清度高的草莓汁,又可减少酶的用量,降低成本的条件组合是第　　　　组。 ‎ ‎(3)果胶酶可从某些微生物中提取,为提高生产效率,可将此酶固定在适宜介质上制成　　　　　　。固定化酶技术常采用　　　　。目前常用的酶制剂有四类:蛋白酶、脂肪酶、　　　　、　　　　。 ‎ ‎(4)在合适条件下,将果胶酶与海藻酸钠混合后,滴加到一定浓度的钙离子溶液中,使液滴形成凝胶固体小球。该过程是对酶 进行　 　　　。 ‎ A.吸附 B.包埋 C.装柱 D.洗涤 解析:(1)植物细胞壁的成分主要为纤维素和果胶,果胶具有将植物细胞黏合在一起的作用。根据酶的专一性,果胶酶通过催化作用促进果胶的水解反应,使草莓汁澄清。‎ ‎(2)分析表格可知,草莓汁透光率越高,果胶分解的越充分,表格中组别2和组别4草莓汁的澄清度最高,而组别2的酶用量少,可以降低成本。‎ ‎(3)果胶酶可从某些微生物如黑曲霉(或苹果青霉)中提取,为提高生产效率,可将此酶固定在适宜介质上制成固定化酶。固定化酶和固定化细胞的方法主要有包埋法、物理吸附法和化学结合法。目前常用的酶制剂有四类:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。‎ ‎(4)题干所述方法是将提纯的果胶酶与海藻酸钠混合后,滴加到一定浓度的钙离子溶液中,使液滴形成凝胶固体小球,该过程属于包 埋法。‎ 9‎ 答案:(1)催化 ‎(2)2‎ ‎(3)固定化酶　化学结合法和物理吸附法　淀粉酶　纤维素酶 ‎(4)B ‎12.酶是细胞合成的生物催化剂。请回答下列有关酶的应用的问题:‎ ‎(1)在制作果汁时,为提高出汁率并使果汁变澄清,要使用的酶是　　　　。该酶最常从　　　　中提取用于工业生产。该酶作用后的产物是　　　 　　　　　。在进行酶处理之前,需要对水果进行　　　　　　处理。 ‎ ‎(2)酶的活性受温度和　　　　的影响,探索温度对淀粉酶活性的影响实验,需要进行如下步骤: ‎ ‎①取3支试管,各注入2 mL淀粉溶液并分别编号A、B、C;‎ ‎②再取3支试管,各注入1 mL淀粉酶溶液并分别编号a、b、c;‎ ‎③向A、B、C试管各滴1滴碘液;‎ ‎④将A、a试管放在60 ℃的热水中,B、b试管放在沸水中,C、c试管放在冰水中,各维持温度5 min;‎ ‎⑤将对应混合的3支试管分别放在60 ℃的热水、沸水和冰水中维持温度5 min;‎ ‎⑥观察实验现象。最合理的操作顺序是　　　　。 ‎ A.①→②→③→④→⑤→⑥‎ B.①→②→④→⑤→③→⑥‎ C.①→④→②→③→⑤→⑥‎ D.①→②→⑤→④→③→⑥‎ ‎(3)　　　　能使蛋白质水解,因此丝绸衣物不能用加酶洗衣粉。加酶洗衣粉若存放时间过长会导致　　　　　　　。 ‎ 解析:(1)果胶酶能分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,从而提高水果的出汁率,并使果汁变得澄清。由霉菌发酵生产的果胶酶被广泛地应用于果汁加工业。果胶酶使果胶水解为半乳糖醛酸。在进行酶处理之前,需要对水果进行粉碎灭菌处理。‎ 9‎ ‎(2)酶的活性受温度和pH的影响。探索温度对淀粉酶活性的影响实验,自变量是温度的不同。由于酶具有高效性,因此在进行实验时,应先使酶溶液和底物溶液分别达到实验温度后再混合,以免对实验结果产生干扰。将相同温度下的酶溶液和底物溶液混合后,维持各自的实验温度一定时间,以保证酶有足够的时间催化化学反应。最后向试管中滴加碘液,通过检测淀粉的剩余量的多少来判断酶的活性。可见,最合理的操作顺序是①→②→④→⑤→③→⑥。‎ ‎(3)丝绸衣物的主要成分是蛋白质,而蛋白酶能使蛋白质水解,因此丝绸衣物不能用加酶洗衣粉洗涤;加酶洗衣粉若存放时间过长会导致酶的活性降低。‎ 答案:(1)果胶酶　霉菌　半乳糖醛酸　粉碎灭菌 ‎(2)pH　B ‎(3)蛋白酶　酶的活性降低 ‎13.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:‎ 脸盆 编号 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 ‎2L ‎4 min ‎2‎ 油污布 ‎45 ℃‎ 普通 ‎2L ‎7 min ‎3‎ 油污布 ‎5 ℃‎ 加酶 ‎2L ‎9 min ‎4‎ 油污布 ‎5 ℃‎ 普通 ‎2L ‎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  　。 ‎ 9‎ 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)依据表中数据可知用温水浸泡(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。‎ 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 ‎(5)酶可被分解,又避免水体富营养化 ‎14.固定化酵母细胞发酵生产啤酒是当前啤酒生产的重大改革和发展方向。固定化细胞具有操作容易、对酶活性影响小、可催化一系列反应、容易回收的特点;同时可实现连续化生产,提高产品的转化率。回答下列问题:‎ ‎(1)发酵时如用大麦作原料,可用　　　　(填激素名称)处理大麦,这样可以使大麦种子无须发芽就能将淀粉转变成麦芽糖等物质,生产用的培养液pH应为　　　　性,大麦在培养过程中的作用是　  ‎ ‎　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)用包埋法固定酵母细胞前,要将酵母细胞进行　　　　处理。在工业生产上,细胞的固定化是在　　　　　　条件下进行的,这样才能反复使用固定化的酵母细胞。 ‎ ‎(3)将制好的凝胶珠放于培养液中,在　　　　(温度)下进行啤酒的生产。 ‎ ‎(4)如在实验室检验固定化酵母细胞的发酵效果,经恒温培养后可用 ‎　　　　　　　　　　(填两种)等方法来测定是否有酒精产生;若要测定发酵过程中溶液的活菌数,可用的接种方法是　　　　　　。 ‎ 9‎ 解析:(1)啤酒发酵是用大麦作为原料为酵母细胞提供营养物质,主要是利用大麦作为碳源,大麦种子中的淀粉需先在淀粉酶的作用下转变成麦芽糖,再经一系列酶转化为葡萄糖供酵母细胞利用,赤霉素能促进未发芽的种子中形成淀粉酶。酿酒应在酸性培养液及无氧条件下进行。‎ ‎(2)固定酵母细胞前,需要用蒸馏水处理使酵母细胞活化。要使固定化的酵母细胞反复使用,细胞的固定化必须在严格无菌的条件下 进行。‎ ‎(3)18～25 ℃是酵母细胞发酵的最佳温度。‎ ‎(4)根据是否产生酒精可以看出固定化酵母细胞是否能正常进行发酵,检测酒精可用酸性重铬酸钾溶液,也可以通过嗅觉等方法来检验。可以用稀释涂布平板法测定发酵过程中溶液的活菌数。‎ 答案:(1)赤霉素　酸　为酵母细胞提供营养物质 ‎(2)活化　严格无菌 ‎(3)18～25 ℃‎ ‎(4)(酸性)重铬酸钾检验、利用嗅觉　稀释涂布平板法 9‎