高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》专题4 酶的研究与应用综合与测试课时作业

专题4　酶的研究与应用

　　　　　　　　　　　　　　。 

本专题复习提升

易混易错练

易错点1　果胶酶及果胶酶的实验探究

1.(2020广东湛江高二下期末,)下列关于探究果胶酶最适用量实验的叙述,错误的是              (　　)

A.各组需加入不同量、相同浓度的果胶酶溶液

B.需要检测在不同反应时间下生成物的量

C.要保证各组的pH和温度等条件相同且适宜

D.可通过果汁澄清度得出酶的最适用量

2.()下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明 (　　)

A.温度影响果胶酶的活性

B.40 ℃与60 ℃时酶的活性相等

C.50 ℃是该酶的最适温度

D.若温度从10 ℃升高到40 ℃,酶的活性将逐渐增强

3.(2020山西大同高二月考,)下列关于果胶酶的叙述,正确的是 (　　)

①凡是活细胞都能产生果胶酶

②果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸

③植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶

④果胶酶特指分解果胶的一种酶

⑤果胶酶可用于去除植物细胞壁

A.①②③ B.②③⑤ C.②③④ D.③④⑤

4.()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,瓦解植物的细胞壁及胞间层。完成以下有关果胶酶和果汁生产中的问题:

(1)在果汁生产中应用果胶酶可以提高　　　　　　和　　　　　　。 

(2)某实验小组进行了“探究果胶酶催化果胶水解最适pH”的课题研究。本课题的实验步骤中,在完成“烧杯中分别加入苹果泥,试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后,有下面两种操作:

方法一:将试管中果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合,再把混合液的pH分别调至4、5……10。

方法二:将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥pH分别调至4、5、6……10,再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。

①请问哪一种方法更科学?　　　　。理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②如果用曲线图的方式记录实验结果,在现有的条件下,当横坐标表示pH,纵坐标表示　　　　　　　时,实验的操作和记录是比较切实可行的。根据对酶特性的了解,分析图中最可能是实验结果的曲线图的是　　　　　。若实验所获得的最适pH=m,请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。 

易错点2　加酶洗衣粉的实验探究

5.(2020黑龙江鹤岗一中高二月考,)下列关于探究不同类型的加酶洗衣粉洗涤效果实验的叙述,错误的是              (　　)

A.探究含有蛋白酶洗衣粉的洗涤效果不能选择丝绸作为洗涤材料

B.洗涤材料应该选择固定大小的新布料以保证科学实验的严谨性

C.洗涤开始前应该将不同类型的加酶洗衣粉放在80 ℃热水中浸泡

D.污渍的污染程度可以通过滴加在洗涤材料上污染物的量来控制

6.(2020江苏盐城高三四模,)下列有关加酶洗衣粉的叙述,正确的是 (　　)

A.水温越高加酶洗衣粉的洗涤效果越好

B.为避免相互干扰,洗衣粉中只适宜添加一种酶制剂

C.使用加酶洗衣粉,可降低生活污水中P的含量

D.洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用的

7.()某校高三学生对某种加酶洗衣粉做了研究实验,探究在不同温度下去除不同污渍所需的时间,结果如表所示。下列叙述正确的是              (　　)

不同温度下去除不同污渍所需时间/min

注:牛奶主要含蛋白质、脂肪,蓝墨水主要成分是阿拉伯树胶(植物纤维)、鞣酸与硫酸亚铁。

A.此加酶洗衣粉适宜洗涤棉织品、毛织品、蚕丝制品等衣料

B.此实验证明了酶具有高效性

C.此实验只探究了加酶洗衣粉对不同污渍的洗涤效果

D.同一水温下除去两种污渍时间不同的原因可能是加酶洗衣粉含有多种酶,酶具有专一性,且不同酶的活性受温度影响不同

易错点3　固定化酶和固定化细胞技术的比较

8.()如图表示科研人员利用固定化葡萄糖异构酶来生产高果糖浆的过程,相关叙述正确的是              (　　)

A.固定葡萄糖异构酶时,采用方法2比方法3对酶的活性影响要小

B.在生产过程中,需严格控制好pH、温度、溶解氧等环境因素

C.在生产过程中,通过控制阀调节果糖流出的速率以保证反应充分进行

D.由于固定化葡萄糖异构酶活性不会降低,此反应柱可持续用于生产

9.(2020广西北海高二下期末,)下列关于固定化酶和固定化细胞技术的比较,正确的是              (　　)

A.虽然酶与细胞的大小存在差异,但固定方法可完全相同

B.固定化酶技术对酶的活性无影响,其中的酶可回收利用

C.固定化的细胞可催化一系列反应,但反应效果下降

D.运用这两种技术进行的反应都不受反应物分子大小的限制

易错点4　固定化酶和固定化细胞的实验操作

10.(2020四川成都蓉城名校联盟高二下期末,)下列是酵母细胞的固定化实验的相关叙述,错误的是              (　　)

A.固定化酵母细胞适宜采用包埋法

B.干酵母在固定前需要进行活化

C.配制海藻酸钠溶液时要用小火,或者间断加热,并不断搅拌

D.将刚溶化好的海藻酸钠溶液立即加入酵母细胞,进行充分搅拌

11.()固定化脂肪酶的方法一般是:将酶液和一定浓度的海藻酸钠溶液混合后,用注射器滴到一定浓度CaCl2溶液中,25 ℃静置固定化2 h,过滤洗涤,再加入戊二醛溶液中,25 ℃化学结合2 h,过滤、洗涤和干燥后就可得到颗粒状固定化脂肪酶。兴趣小组对固定化脂肪酶的性质和最佳固定条件进行了探究。如图显示的是部分研究结果(注:纵坐标为酶活力,包括酶活性和酶的数量,a为游离脂肪酶,b为固定化脂肪酶)。下列分析中正确的是              (　　)

A.在温度或pH变化时,与游离脂肪酶相比固定化脂肪酶具有的缺点是稳定性较低

B.这种固定化脂肪酶使用的方法是物理吸附法、包埋法和化学结合法三种方法的结合

C.氯化钙的量太少时,酶活力较低的原因可能是包埋不完全,包埋在内部的部分酶会流失

D.海藻酸钠浓度较高时,酶活力低的原因可能是形成的凝胶孔径较大,影响酶与底物的结合

12.()下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤,请回答下列问题:

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)固定化细胞一般采用包埋法,而固定化酶常用　　　　　　　和　　　　　　　。 

(3)影响实验成败的关键步骤是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)海藻酸钠溶化过程的注意事项是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)如果海藻酸钠浓度过低,则形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目　　　　。如果形成的凝胶珠不是球形或椭球形,说明　　　　　　　　　　　　　　。 

(6)该实验中CaCl2溶液的作用是　　　　　　　　　　　　。

答案全解全析

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易混易错练

1.B　探究果胶酶最适用量实验中,自变量为果胶酶的用量,因此各组需要加入不同量、相同浓度的果胶酶溶液,A正确;反应时间为无关变量,在实验中需要检测在相同反应时间下生成物的量,B错误;pH、温度等无关变量需保持相同且适宜,C正确;果胶酶可水解果汁中的果胶,使果汁变澄清,故可通过果汁的澄清度得出酶的最适用量,D正确。

2.C　由题表可知不同温度下果汁的量不同,可说明温度影响果胶酶的活性,A正确。由题表可知,40 ℃与60 ℃时产生的果汁量相同,故40 ℃与60 ℃时酶的活性相同,B正确。在表中所示温度下50 ℃时果汁量最大,酶活性较高,但只能说明果胶酶的最适温度在40~60 ℃之间,C错误。在低于最适温度时,随温度的升高,酶的活性逐渐增强;高于最适温度时,随温度的升高,酶的活性逐渐降低,D正确。

本题易错选D,对低温或高温对酶活性的影响分析不清,对实验结果的分析不清楚,认为在本实验中50 ℃时酶的活性最高即为最适温度,对最适温度的分析不清楚。在实验分析过程中,需注意分析温度对酶活性的影响曲线,在最适温度两侧存在酶活性相同的两点。

3.B　酶是由活细胞产生的,但不同细胞产生的酶不一定相同,能产生果胶酶的生物有植物、霉菌、酵母菌和细菌等,①错误,③正确;果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸,②正确;果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等,④错误;植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,果胶酶可用于去除植物细胞壁,⑤正确。故选B。

4.答案　(1)出汁率　澄清度　(2)①方法二　方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH环境(或方法一的操作会在达到预定pH之前就发生酶的催化反应)　②果汁体积(或果汁澄清度)　甲　如图所示

解析　(1)在果汁生产中应用果胶酶可分解果胶,瓦解植物细胞壁及胞间层,可以提高出汁率和澄清度。(2)①探究果胶酶催化果胶水解最适pH的实验中,自变量为pH。分析两种方法可知,方法二比较科学,因为其操作能确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH。方法一在调pH前将底物和酶混合会使反应在达到预设pH前就进行,影响实验效果。②用曲线图的方式记录实验结果,在现有的条件下,横坐标表示pH,纵坐标表示果汁体积或澄清度。根据酶的作用条件较温和可得出,最可能是实验结果的曲线图为甲。甲图中曲线最高处对应的横坐标上的点为m。

本题的易错点为对探究pH对酶活性影响实验的实验步骤理解不清,对实验中各变量的分析不到位,对结果的分析不明确。在探究酶活性的实验中需注意实验的科学性及单一变量原则,同时注意自变量的控制、因变量的分析及检测方法。

5.C　丝绸的主要成分是蛋白质,故探究含有蛋白酶洗衣粉的洗涤效果不能选择丝绸作为洗涤材料,A正确;洗涤材料属于无关变量,做实验时无关变量应保持相同且适宜,故洗涤材料应该选择固定大小的新布料以保证科学实验的严谨性,B正确;酶的催化作用需要适宜的温度,高温会使酶变性失活,C错误;污渍的污染程度要保持一致,这可以通过滴加在洗涤材料上的污染物的量来控制,D正确。

6.C　酶的催化作用需要适宜的温度,高温或者低温都会影响酶活性,A错误;洗衣粉中一般会添加多种酶制剂,B错误;与普通的洗衣粉相比,使用加酶洗衣粉,可降低生活污水中P的含量,C正确;加酶洗衣粉中的酶主要是通过快速分解衣物上不溶于水的污渍发挥作用的,D错误。

7.D　根据题表数据可知,此加酶洗衣粉洗涤奶渍的效果比蓝墨水好,因此洗衣粉中含有蛋白酶,而毛织品、蚕丝织品等衣料的主要成分是蛋白质,不能用此加酶洗衣粉洗涤该类衣物,A错误;该实验探究温度对酶活性的影响,没有证明酶具有高效性,B错误;此实验探究了加酶洗衣粉最适温度范围以及对不同污渍的洗涤效果,C错误;同一水温下去除两种污渍时间不同的原因可能是加酶洗衣粉含有多种酶,酶具有专一性,且不同酶的活性受温度影响不同,D正确。

本题易错选B,对酶的高效性的含义不理解,认为只要可以体现酶能催化底物分解就能体现高效性。酶催化底物分解的能力体现的是酶具有催化作用,酶的高效性需与无机催化剂相比,催化化学反应的效果更好才能体现酶的高效性。学习过程中对酶的作用特性需进行理解分析。

8.C　方法1为包埋法,方法2为化学结合法,方法3为物理吸附法,固定葡萄糖异构酶时,采用方法2比方法3对酶的活性影响要大,A错误;酶的活性受pH、温度等的影响,但不受溶解氧的影响,生产过程无需控制溶解氧,B错误;在生产过程中可通过控制阀调节果糖流出的速率,从而保证反应充分进行,C正确;固定化葡萄糖异构酶可多次重复使用,但一定时间后酶的活性也会降低,反应柱一般可使用半年,D错误。

本题易错选A或D,对固定化酶三种方法的优缺点区分不清,不明确将酶固定化后对酶活性的影响,认为将酶固定化后即可持续使用。不同的固定化方法对酶的影响不同,可将三种方法进行比较分析,将酶固定化后有其优点,但持续使用也会使酶活性降低,需注意分析。

9.C　固定化酶通常用物理吸附法和化学结合法,不宜用包埋法,因酶分子很小,容易从包埋材料中漏出,固定化细胞多采用包埋法,A错误;固定化酶可以反复利用,但某些反应产物可与酶结合,致使酶的结构发生变化,从而改变酶的催化活性,B错误;固定化的细胞可催化一系列反应,但反应效果下降,C正确;固定化细胞一般只能作用于小分子物质,D错误。

10.D　酵母细胞体积较大,难以被吸附或结合,因此酵母细胞的固定化适宜采用包埋法,A正确;活化就是让处于休眠状态的微生物恢复正常的生活状态,因此干酵母在固定前需要进行活化,B正确;配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热,并不断搅拌,防止海藻酸钠发生焦糊,C正确;溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后再加入酵母细胞,防止高温杀死酵母细胞,D错误。

11.C　由题中前两个曲线图可知,在温度或pH变化时,与游离脂肪酶相比,温度和pH对固定化脂肪酶的影响较小,固定化脂肪酶稳定性较高,A错误;该种固定化脂肪酶使用的方法是包埋法,B错误;由题中第三个图可知,氯化钙的量太少时,酶活力较低的原因可能是包埋不完全,包埋在内部的部分酶会流失,C正确;由题中第四个图可知,海藻酸钠浓度较高时,酶活力低,其原因可能是凝胶珠不易成形,包埋效果差,D错误。

本题易错选B、D,区分不清固定化技术的三种方法。三种固定化方法有其各自的优缺点及特殊的固定材料,采用包埋法固定细胞时,应重点分析实验过程中试剂的用量和操作方法对固定化细胞效果的影响。

12.答案　(1)缺水　正常的生活　体积增大　(2)化学结合法　物理吸附法　(3)配制海藻酸钠溶液　(4)要用小火或间断加热,并不断搅拌,避免海藻酸钠发生焦糊　(5)少　海藻酸钠浓度偏高,制作失败　(6)用于海藻酸钠聚沉

解析　(1)酵母细胞在缺水的状态下休眠。活化是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞在活化后体积会增大。(2)酶常用化学结合法和物理吸附法固定化。(3)该实验的关键是配制海藻酸钠溶液,海藻酸钠的浓度会影响凝胶珠的形成效果。(4)海藻酸钠溶化过程要用小火或间断加热,并不断搅拌,使海藻酸钠完全溶化,又不会发生焦糊。(5)海藻酸钠浓度过低,包埋的酵母细胞过少;海藻酸钠浓度过高,形成的凝胶珠不是球形或椭球形。(6)氯化钙中的离子能使海藻酸钠聚沉。

本题的易错点为对固定化酵母细胞过程中海藻酸钠的作用、配制及浓度控制记忆不清,易答错。海藻酸钠是固定化酵母细胞的载体,其浓度和配制过程会影响酵母细胞的固定化效果,学习过程中需重点分析。