高考生物一轮复习 第10单元 生物技术实践 第39讲 酶的应用限时特训 新人教版选修1Word格式文档下载.docx

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B．酵母细胞已经死亡

C．注射器中的溶液推进速度过快

D．注射器距离CaCl2溶液液面太近

解析　题图中把海藻酸钠与酵母细胞混合后注射到CaCl2中形成的凝胶珠大小不均匀，可能是由A、C、D选项中的原因造成的，但酵母细胞死亡不会导致此结果。

4．下列说法不正确的是（　　）

A．在探究果胶酶用量实验中，虽然实验的变量发生了变化，但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的

B．植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶

C．通过测定滤出的苹果汁的体积大小无法判断果胶酶活性的高低

D．人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题

答案　C

解析　在探究果胶酶的用量实验中，参照研究温度和pH对酶活性的影响实验，采用梯度测定法，只是将原实验中的pH梯度、温度梯度改成酶的用量梯度而已，基本实验思路不变，即A正确；

植物、霉菌、酵母菌和细菌在其生活过程中，都会发生分解果胶的过程，因此，它们都能产生果胶酶，故B正确；

在制作果汁过程中，由于果胶、纤维素的存在，影响榨出的果汁量及果汁的透明度，加入纤维素酶和果胶酶后，果汁榨出量及透明度均有提高，即D正确；

在使用含量梯度测定酶的用量及活性时，可以通过榨出的苹果汁的体积大小来判断。

5.某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定α淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。

实验结果见下表（假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通α淀粉酶量相同）。

实验表明1号试管中淀粉未被水解，你认为最可能的原因是（　　）

1号试管

2号试管

固定化淀粉酶

√

普通α淀粉酶

淀粉溶液

60℃保温5分钟，取出冷却至室温，滴加碘液

现象

变蓝

不变蓝

A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性

B．淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触

C．水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解

D．实验程序出现错误，试管中应先加入碘液后保温

解析　由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不能通过琼脂与酶接触，导致淀粉不能被水解而遇碘液呈现蓝色。

6．[2015·

扬州一模]酶制剂、固定化酶已广泛应用于多个领域，下列有关叙述正确的是（　　）

A．透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化

B．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小

C．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用

D．pH相同时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉

解析　酶的分离与纯化不能用酸解法；

从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小；

尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，不能反复使用；

加酶洗衣粉的洗涤效果在最适pH时最好。

7．某洗衣粉中有一生物活性物质，为验证其性质，进行了下述实验；

据实验图解判断，下列叙述错误的是（　　）

A．该洗衣粉中的生理活性物质是蛋白酶

B．实验甲：

纱布上蛋白膜消失的原因是洗衣粉中的酶催化蛋白质水解

C．实验乙：

纱布上蛋白膜未消失的原因是煮沸使酶变性失活，不能水解蛋白质

D．上述实验表明使用加酶洗衣粉时一般先用沸水浸开，然后调至适宜温度

答案　D

解析　加酶洗衣粉中往往含有碱性蛋白酶，酶的催化作用具有专一性，能将涂有蛋白膜的纱布上的蛋白膜分解。

而酶的催化作用受温度和酸碱度的影响，高温使酶变性失活，所以煮沸过的洗衣粉不能将蛋白膜水解成可溶性的小分子多肽或氨基酸。

二、非选择题（8小题，共86分）

8．（13分）根据材料回答下列有关问题：

Ⅰ.某大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂（使酶相互连接），用海藻酸钠来包埋小麦酯酶，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，包括酶的活性和酶的数量）

（1）从图1可以看出：

固定化小麦酯酶比游离的小麦酯酶对温度变化的适应性更________。

（2）从图2可以看出：

海藻酸钠浓度为________时小麦酯酶活力最强。

当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因是________________。

Ⅱ.某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下：

①活化酵母细胞：

称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌，使酵母细胞活化；

②配制CaCl2溶液：

将无水CaCl2溶解在定量蒸馏水中，配制成一定浓度的CaCl2溶液；

③配制海藻酸钠溶液：

将定量的海藻酸钠直接溶解在定量的蒸馏水或无菌水中，配制成溶液；

④海藻酸钠溶液和酵母细胞混合：

将活化的酵母细胞迅速加入刚配制成的海藻酸钠溶液中，充分搅拌混合均匀；

⑤固定化酵母细胞：

用注射器以恒定的速度缓慢地将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察凝胶珠形成。

（1）请你改正其中两处错误的操作：

第一处______________________________________________；

第二处_________________________________。

（2）刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右，目的是

________________________________________________________________________。

（3）如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，则说明海藻酸钠浓度________（过低/过高）。

答案　Ⅰ.

（1）强　

（2）3%　酶的数量不足　Ⅱ.

（1）③配制海藻酸钠溶液时应适当加热至完全溶化　④海藻酸钠溶液应冷却至室温再加入酵母细胞　

（2）让凝胶珠形成稳定的结构　（3）过低

解析　图2曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时酶活力较低，原因是海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，导致酶数量不足。

9．（8分）果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。

果胶酶能够分解果胶，瓦解植物细胞壁及胞间层。

在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。

请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。

实验用具和材料：

磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布等；

苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水等。

实验：

果胶酶在果汁生产中的应用

（1）将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。

（2）取两个100mL洁净的烧杯，编号为1、2号，按相应程序进行操作，请把表中未填写的内容填上。

操作顺序

项目

烧杯

1

2

①

在烧杯中加入苹果泥

20mL

②

________

2mL

—

③

注入蒸馏水

—

______

④

在恒温水浴中保温，

并用玻璃棒不时搅拌

10min

（3）取两个烧杯，同时进行过滤，观察或比较_________________，并记录结果。

（4）实验结果的预测及结论：

如果是________________________________________________，则说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用。

答案　

（2）如下表

注入果胶酶溶液

（3）相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度

（4）相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大，澄清度高

解析　本题验证果胶酶的作用，因此变量应为是否加入果胶酶，同时为了符合等量性原则，所以对照组需加入等量蒸馏水，并且结果是确定的，加酶的一组果汁体积多，澄清度高。

10.（10分）为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。

甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。

请回答下列问题。

（1）提高洗衣粉去污能力的方法有________________。

甲组在洗衣粉中加入了______________。

乙组在洗衣粉中加入了_____________。

（2）甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有________。

（3）如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由_____________________。

（4）加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。

请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由

________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案　

（1）加酶和适当提高温度　蛋白酶　蛋白酶和脂肪酶

（2）专一性

（3）没有差异，因为高温使酶失活

（4）未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用

解析　本题考查加酶洗衣粉的洗涤效果，着重考查酶的特性。

解题时，应利用对比方法仔细分析表格中的数据。

血渍和油渍中既含蛋白质也含脂肪，为加速血渍和油渍中蛋白质和脂肪的水解，需要加酶或适当提高温度。

对比同一温度下的三组实验可知，甲加了一种酶，乙加了两种酶。

甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶具有专一性。

水温为80℃时，酶失活，因而三组实验效果没有差别。

固定化酶是利用物理或化学的方法将酶固定在某种不溶于水的载体上，可以重复利用。

11．（8分）某化工厂生产的一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明：

某研究性学习小组为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，设计了如下装置进行实验，并将结果用图A、B中的曲线表示。

请回答以下各题：

（1）由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为

（2）在0℃和75℃时，酶的催化效率基本都为零。

但当温度再度回到45℃时，后者酶的催化能力已不能恢复，这是因为

（3）在实验过程中可通过直接测定________________（指标）来表示该洗衣粉中酶的催化效率。

（4）目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的，某洗涤公司为降低生产成本研制了一种能多次重复使用加酶洗衣粉的设备，他们将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，经过简单处理，这些酶还可以多次重复利用，这种方法制成的酶叫________。

（5）加酶洗衣粉中的淀粉酶可以从霉菌中提取。

用固体培养基分离、纯化霉菌的方法有________________、________________。

答案　

（1）45℃

（2）高温条件下酶的结构已遭破坏（或酶的活性已丧失）

（3）胶片上的蛋白膜存在时间的长短（或其他答案）

（4）固定化酶

（5）平板划线法　稀释涂布平板法

解析　由A、B图得出该加酶洗衣粉在45℃时催化效率最高。

由B图可知，高温条件下酶的结构会发生不可逆的破坏，即使再恢复到最适温度，酶的活性也不能恢复。

胶片上的蛋白膜存在时间的长短反映了酶的催化效率。

将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，使酶多次重复利用，这种方法制成的酶叫固定化酶。

固体培养基分离、纯化霉菌的方法有平板划线法和稀释涂布平板法。

12．[2016·

江西南昌训练]（12分）生物技术的迅速发展，给社会带来了巨大的经济效益，受到社会的广泛重视，请问答下列生物技术方面的问题：

（1）天然植物色素对人体健康没有危害，作为添加剂大大丰富了人们的生活。

实验室提取植物色素常用的方法是________法；

植物芳香油主要通过________法获得。

（2）纤维素可用来生产乙醇燃料，有些微生物能合成________分解纤维素，从土壤中分离此类微生物时需向培养基中加入纤维素粉作为________，这种培养基属于________。

（3）在制备固定化酵母细胞的过程中，溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，目的是______________。

如果在CaCl2溶液中形成的凝胶珠颜色过浅，说明__________________。

（4）微生物培养过程中，获得纯培养物的关键是____________，其中对培养皿进行灭菌常用的方法是________。

答案　

（1）萃取　蒸馏

（2）纤维素酶　唯一碳源　选择培养基

（3）防止高温杀死酵母菌　固定的酵母菌细胞数目较少（或海藻酸钠的浓度偏低）

（4）防止外来杂菌的污染（无菌技术）　干热灭菌法

解析　

（1）天然植物色素对人体健康没有危害，作为添加剂大大丰富了人们的生活。

实验室提取植物色素常用的方法是萃取法；

植物芳香油主要通过蒸馏法获得。

（2）纤维素可用来生产乙醇燃料，有些微生物能合成纤维素酶分解纤维素，从土壤中分离此类微生物时需向培养基中加入纤维素粉作为唯一碳源，这种培养基属于选择培养基。

（3）在制备固定化酵母细胞的过程中，溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，目的是防止高温杀死酵母菌。

如果在CaCl2溶液中形成的凝胶珠颜色过浅，说明固定的酵母菌细胞数目较少（或海藻酸钠的浓度偏低）。

（4）微生物培养过程中，获得纯培养物的关键是防止外来杂菌的污染（无菌技术），其中对培养皿进行灭菌常用的方法是干热灭菌法。

13.[2016·

安庆模拟]（15分）下图为制备固定化酵母细胞用于葡萄酒生产的流程图，请回答：

→

（1）本实验采用的是包埋法，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是________________________。

实验过程中用CaCl2溶液处理的目的是________________________。

（2）在利用葡萄酒制作葡萄醋时，除控制好温度等条件外，还要注意控制气体条件，因为醋酸菌是________（好氧/厌氧/兼性厌氧）型细菌。

（3）天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用做发酵原料的淀粉需经一系列复杂的过程转化为葡萄糖才能被利用。

研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因的________，经逆转录得到相应的cDNA，再通过________技术对目的基因大量扩增后，将其插入到质粒上以构建____________，并导入酿酒酵母菌体内，以期得到能迅速分解淀粉的酿酒酵母菌。

现已在受体菌内检测到淀粉酶基因，若要进一步检测是否合成了淀粉酶，可采用________________的方法进行检测。

（4）为筛选出能高效利用淀粉的转基因酿酒酵母菌，将该工程菌接种在________________的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，选择________的菌落进一步纯化培养。

答案　

（1）酶分子很小，容易从包埋材料中漏出　Ca2＋与海藻酸钠反应形成不溶于水的海藻酸钙胶球　

（2）好氧

（3）mRNA　PCR　基因表达载体　抗原—抗体杂交　（4）以淀粉作为唯一碳源　透明圈大

解析　

（1）酶分子很小，容易从包埋材料中漏出，不适宜用包埋法制备固定化酶。

实验中用CaCl2溶液进行处理，其目的是使Ca2＋与海藻酸钠反应形成不溶于水的海藻酸钙胶球。

（2）醋酸菌是好氧型细菌。

在制作葡萄醋时，除控制好温度等条件以外，还要注意通气条件。

（3）利用从真菌中获取的淀粉酶基因的mRNA，通过逆转录得到相应的cDNA，再通过PCR技术对目的基因进行扩增，通过基因工程与载体相结合，从而构建基因表达载体。

淀粉酶的化学本质是蛋白质，通过抗原一抗体杂交可以对细胞内是否合成淀粉酶进行检测。

（4）为进一步筛选高效利用淀粉的转基因酵母菌，可将酵母菌培养在以淀粉作为唯一碳源的固体平板培养基上，一段时间后加入碘液检测淀粉的分解情况，酵母菌分解淀粉后培养基上出现透明圈，透明圈大的菌落对淀粉的利用效率高。

14．[2016·

江西南昌调研]（10分）下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作和利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，图2是“DNA粗提取与鉴定”相关实验步骤。

请回答下列问题：

（1）图1中，X溶液为________，其作用是使_________________。

发酵过程中用搅拌器搅拌的目的是为了使__________________。

（2）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，再加入酵母菌充分搅拌混合均匀。

（3）图2中，a表示释放核物质后进行过滤的过程，过滤后取________（填“滤液”或“析出物”）进行下一步实验；

b表示的相关操作过程中，加入2mol/LNaCl溶液的作用是________；

c表示在滤液中加入冷却的95%的酒精，其目的是__________________。

答案　

（1）CaCl2溶液　海藻酸钠形成凝胶珠　培养液与酵母菌充分接触　

（2）小火（或间断）　冷却（至室温）　（3）滤液　溶解DNA分子　提取杂质更少的DNA（或去除脂溶性杂质）

解析　

（1）在制备凝胶珠时需要CaCl2溶液，海藻酸钠遇到钙离子可迅速发生离子交换，生成凝胶珠，利用这种性质，将海藻酸钠溶液滴入含有钙离子的水溶液中可产生海藻酸钙胶珠；

发酵过程中用搅拌器搅拌的目的是让培养液与酵母菌充分接触。

（2）为了防止海藻酸钠焦糊，加热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后，再加入酵母菌充分搅拌混合均匀，防止酵母菌在高温下死亡。

（3）在提取DNA的过程中，首先用清水使血细胞吸水涨破释放核物质，由于DNA可以溶解于清水中，因此进行过滤后应取滤液；

DNA可以溶解于高浓度的NaCl溶液，因此加入2mol/LNaCl溶液的作用是溶解DNA分子；

DNA在95%的酒精中溶解度极低，因此可以提取杂质更少的DNA。

15．（10分）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）如果图A中纵坐标表示果汁产生速率，横坐标表示温度，请在图A中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。

答案　

（1）最适

（2）Ta温度时温度低，酶活性较弱（酶空间结构未被破坏），Tb温度时温度较高，酶活性降低（酶空间结构遭到破坏）。

（3）如图：

（4）如图：

（5）Ta至T0段随温度升高，酶的活性逐渐升高，果汁累积量增加；

T0至Tb段随温度升高，酶的活性逐渐降低，但苹果泥仍在分解，果汁累积量增加；

Tb至Tc段温度过高，酶失活，果汁累积量不再增加。

解析　

（1）T0温度时酶的活性最高，所以T0为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）果汁的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，果汁累积量的增加速率最快，故在B图中找出增加速率最快的点即为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。