【生物】2020届一轮复习人教版酶的应用及其他生物技术的应用作业

【生物】2020届一轮复习人教版酶的应用及其他生物技术的应用作业

‎2020届 一轮复习 人教版 酶的应用及其他生物技术的应用 作业 ‎[基础练]‎ ‎1．下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答：‎ 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 ‎(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)影响实验成败的关键步骤是____________。‎ ‎(3)如果海藻酸钠浓度过低，会导致形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目____________。‎ ‎(4)观察形成的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_________________________ _________________________________________________________________。‎ ‎(6)该实验中CaCl2溶液的作用是____________________________________________。‎ 解析　(1)酵母细胞在缺水时，处于休眠状态，需加水活化，否则制成的固定化酵母细胞在发酵时酶活性较低且酵母细胞增殖缓慢。‎ ‎(2)该实验的关键是配制海藻酸钠溶液。‎ ‎(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较少，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。‎ ‎(5)由于酵母细胞个体较大，不易从包埋材料中漏出，故细胞的固定化一般采用包埋法。‎ ‎(6)海藻酸钠胶体在CaCl2电解质溶液中发生聚沉，形成凝胶珠。‎ 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)酵母细胞个体大，不易从包埋材料中漏出 ‎(6)使胶体聚沉 ‎2．某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明：‎ 成分：含碱性蛋白酶等。‎ 用法：洗涤前先将衣服浸于洗衣粉水内数小时。使用温水效果最佳。‎ 注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验，如下图所示。‎ 该实验的目的是_______________________________________________________。‎ ‎(2)一学生为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述(1)的实验材料及方法进行了如下实验，并把结果用曲线图A、B表示。‎ ‎①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为________。‎ ‎②在0 ℃和75 ℃时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到45 ℃，后者的催化作用已不能恢复，这是因为__________________________________________________。‎ ‎③该学生在实验过程中可通过观察_________________________________________ _______________________________________________________来判断酶的催化效率。‎ ‎(3)该加酶洗衣粉的去污原理是_____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)该实验的目的是检验洗衣粉中是否含有蛋白酶。(2)由图中曲线可以得知，该加酶洗衣粉的最适温度约为45 ℃，酶在高温下其结构会被破坏，导致其活性丧失；可以通过观察胶片上的蛋白膜消失所用时间的长短判断酶的催化效率。(3)该加酶洗衣粉的去污原理是蛋白酶能将污垢中的蛋白质分解为易溶于水的小分子物质。‎ 答案　(1)检验该洗衣粉中是否含蛋白酶 ‎(2)①45 ℃　②在75 ℃时酶的活性已丧失 ‎③胶片上的蛋白膜消失所用时间的长短 ‎(3)蛋白酶能将污垢中的蛋白质分解为易溶于水的小分子物质 ‎3．如图A表示温度对果胶酶活性的影响，图B表示一定量的果胶酶在催化苹果泥(足够量)水解为果汁时，温度对果汁累积量的影响(图中累积量表示在一段时间内生成果汁的总量)。‎ ‎(1)在图A中，T0表示果胶酶催化反应的________温度。‎ ‎(2)图A中在Ta和Tb两个温度下，果胶酶催化效率都很低，两者有什么区别？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎(3)如果用纵坐标表示果汁产生速率，横坐标表示温度，请画出温度对果汁产生速率的影响曲线图(所绘制的曲线大体符合事实即可)。‎ ‎(4)请依据图A，在图B中画出T0位置。‎ ‎(5)在图B中标上T0后，对图B的曲线加以分段描述并说明。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)T0时酶的活性最高，所以T0为果胶酶催化反应的最适温度。‎ ‎(2)酶作为生物催化剂，有一个催化作用最强的最适温度，高于或低于这个温度，酶的活性都下降，但本质不同。低温条件下酶催化效率较低，是由于酶的活性受到抑制，当恢复到最适温度时，酶的活性仍可恢复。但高温使部分酶变性失活，酶的整体催化效率降低，即使温度再恢复到最适温度，酶的活性也不能恢复。‎ ‎(3)果汁产生速率与果胶酶的催化速率成正比，故其变化的趋势与果胶酶活性变化趋势相同。‎ ‎(4)T0代表酶的最适反应温度，此温度时酶活性最高，果汁累积速率最大，故在图B中找出增加速率最大的点即为T0。‎ ‎(5)描述图B所示曲线时要结合图A所给的信息，注意果汁累积量与酶活性之间的关系。‎ 答案　(1)最适 ‎(2)Ta温度低，酶活性较弱(酶空间结构未被破坏)，Tb温度较高，酶活性降低(酶空间结构遭到破坏)‎ ‎(3)如图：‎ ‎(4)如图：‎ B ‎(5)Ta～T0段随温度升高，酶的活性逐渐升高，果汁累积量增加；T0～Tb段随温度升高，酶的活性逐渐降低，但苹果泥仍可分解，果汁累积量增加；Tb～Tc段温度过高，酶失活，果汁累积量不再增加 ‎4．我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中要用到果胶酶，某生物研究小组为了探究果胶酶的某些特征，进行了如下实验：‎ ‎(1)实验方法：按如图所示的顺序进行操作。‎ ‎(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如下图所示：‎ ‎①图中自变量是温度，除此之外还可以是________。‎ A．酶的浓度　　　　　 B．苹果泥的量 C．水的加入量 D．pH ‎②图中的纵坐标还可用______________来表示。‎ ‎③实验小组改变了实验条件后重复以上实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标相同的原因是： _____________________________________________________ ________________________________________________________________________。‎ ‎④步骤b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中恒温的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ 解析　果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所以同一种酶的最适pH和最适温度是一定的。衡量实验结果的指标有两种，一种是果汁的体积，另一种是果汁的澄清度。为使实验达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温，达到要求后才能混合。‎ 答案　(2)①D　②苹果汁的体积 ‎③同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物的量的不同而改变 ‎④保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免底物和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶的活性 ‎5．某实验小组进行固定化酵母细胞的制备，‎ 并开展游离酵母和固定化酵母发酵产酒酒精度的比较。请回答下列问题：‎ ‎(1)下图中钙离子的作用是使胶体聚沉，海藻酸盐起____________的作用。‎ ‎(2)该小组将制备好的固定化酵母与游离酵母分别放在一定的条件下发酵，定时记录发酵液中酒精度的变化。‎ 产酒酒精度的比较 时间(d)‎ 游离酵母 固定化酵母 ‎0‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎2‎ ‎1.0‎ ‎2.5‎ ‎4‎ ‎2.1‎ ‎4.2‎ ‎6‎ ‎3.2‎ ‎5.0‎ ‎8‎ ‎3.9‎ ‎5.4‎ ‎10‎ ‎4.3‎ ‎6.0‎ ‎12‎ ‎4.6‎ ‎6.4‎ ‎①实验过程中的“在一定的条件下发酵”的条件是__________________，要求条件相同是为了确保____________。‎ ‎②由表可知，固定化酵母和游离酵母发酵都能产生酒精，但固定化酵母在发酵前期的延迟期比游离酵母发酵前期的延迟期要________。‎ 解析　(1)海藻酸盐起载体的作用，用于包埋酵母细胞。‎ ‎(2)酵母菌酒精发酵过程是细胞内酶的催化过程，需要在适宜的温度、pH等条件下进行。两组实验的条件相同，才能够确保无关变量相同，即遵循单一变量原则。由表可知，在12天的发酵时间里，固定化酵母发酵产酒酒精度从0度到6.4度，游离酵母发酵产酒酒精度从0度到4.6度，而且固定化酵母发酵产酒酒精度在第4天即达到4.2度，这就表明固定化酵母的延迟期短。‎ 答案　(1)包埋酵母细胞(或载体)‎ ‎(2)①适宜的温度、pH等　单一变量　②短 ‎6．红细胞中含有大量血红蛋白，红细胞的功能主要是由血红蛋白完成的，血红蛋白的主要功能是携带O2或CO2，我们可以选用猪、牛、羊或其他脊椎动物的血液进行实验，来提取和分离血红蛋白。根据材料回答下列问题。‎ ‎(1)在对样品进行处理时，主要包括______________、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析等步骤。其中透析技术的原理是_________________________________________ ‎ ‎_______________________________。‎ ‎(2)同学甲利用琼脂糖凝胶电泳技术将得到的蛋白质进行分离，在电泳过程中，影响蛋白质迁移速率的因素包括蛋白质分子的________、________以及分子的形状等。‎ ‎(3)图1、图2分别是同学甲、乙利用同一种样品分离得到的结果，则图2中与图1中蛋白质P对应的是______(填字母)。‎ 解析　(1)对样品的处理包括红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析等步骤。其中透析的原理是小分子可以自由进出透析袋(半透膜)，而大分子不能通过。(2)琼脂糖凝胶电泳时，影响蛋白质迁移速率的因素有蛋白质分子大小、带电性质及分子的形状等。(3)SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳装置是垂直的装置，此种电泳方法中电泳迁移率完全取决于蛋白质相对分子质量的大小，与电荷无关，加样在“－”极，通电后，样品蛋白质向“＋”极移动，相对分子质量较小的，移动距离大，因此分析图1的电泳结果可知，P比N、M移向“＋”极的距离大，说明P的相对分子质量比较小，因此洗脱出来所用的时间比较长，对应图2中的c。‎ 答案　(1)红细胞的洗涤　小分子可以自由进出透析袋(半透膜)，而大分子不能通过　(2)大小　带电性质　(3)c