高考生物一轮复习讲练 第11单元 第39讲　酶的研究及应用 (含解析)

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第39讲　酶的研究及应用
[考纲要求]　1.酶活力测定的一般原理和方法。2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。3.制备和应用固相化酶。

1．果胶酶在果汁生产中的作用
(1)果胶酶
(2)酶的活性及其影响因素
①酶的活性：酶催化一定化学反应的能力，可用在一定条件下，酶催化某一化学反应的反应速度来表示酶活性的高低。
②影响酶活性的因素：温度、pH、酶的抑制剂等。
2．探究影响果胶酶作用的因素
(1)探究温度(或pH)对酶活性影响的实验
①思路方法：探究不同温度(或pH)对果胶酶活性的影响时，温度(或pH)作为自变量，有效地控制其他无关变量，通过设置合理的温度(或pH)梯度来确定最适值。
②观察指标：在相同时间内，滤出苹果汁的体积多少或者观察苹果汁的澄清度。
③得出结论：获得的苹果汁越多或者澄清度越高，表明果胶酶活性越高。活性最高的那一组对应的温度(或pH)即约为果胶酶的最适温度(或pH)。
(2)探究果胶酶的用量
①最适用量是在一定的温度、pH条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和pH。
②实验方法：设置一系列温度和pH相同的实验组，加入等量的苹果泥，再按一定梯度分别加入不同浓度的果胶酶溶液，相同时间后过滤，测定果汁的体积。
③结果分析：如果随酶用量的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是酶的最适用量。
3．探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)常用酶制剂的种类及洗涤原理
种类
洗涤原理
洗涤实例
蛋白酶
可将大分子蛋白质水解为可溶性的小分子的肽或氨基酸
血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢
脂肪酶
把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸
食品的油渍、人体皮脂、口红
淀粉酶
能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等
面条等污垢
纤维素酶
使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果


(2)探究不同类型加酶洗衣粉的洗涤效果实验
步骤
烧杯编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
注入自来水
500 mL
500 mL
500 mL
加入物质(等量)
奶渍布
奶渍布
奶渍布
控制水温
37 ℃
37 ℃
37 ℃
加入洗衣粉(等量)
蛋白酶洗衣粉
复合酶洗衣粉
脂肪酶洗衣粉
用玻璃棒搅拌
5 min
5 min
5 min
观察实验现象
颜色浅
已消失
颜色浅


(1)果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称(　√　)
(2)用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型的加酶洗衣粉好(　×　)
(3)棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤(　×　)
(4)加酶洗衣粉最好用沸水融化后使用，这样效果更好(　×　)
(5)探究果胶酶用量对果汁产量的影响时，各实验组的温度和pH应该保持一致且适宜(　√　)

考向一　果胶酶的作用及其影响因素的探究
1．下列关于“探究果胶酶最适用量”实验的叙述，错误的是(　　)
A．各组需加入等量、不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．可通过果汁澄清程度得出酶的最适用量
答案　B
解析　探究果胶酶最适用量的实验，自变量是果胶酶浓度，所以各组需加入等量、不同浓度的果胶酶溶液，A正确；需要检测相同反应时间下生成物的量，B错误；实验设置时，除自变量不同之外，其他无关变量应相同且适宜，C正确；果胶酶可以使果汁变得澄清，因此可通过果汁澄清程度得出酶的最适用量，D正确。
2．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。请你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、分组”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、6……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。根据你对酶特性的了解，分析图中最可能是实验结果的曲线图是 。


答案　(1)出汁率　果汁澄清度　(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之前就发生了酶的催化反应)　②果胶酶的活性　甲
解析　果胶酶可以分解果胶，提高出汁率和果汁澄清度，但果胶酶发挥作用需要一定的条件，如温度和pH等。本题是探究pH对果胶酶活性的影响，实验关键是分别将果胶酶溶液和苹果泥调至一定的pH，然后把pH相等的这两种物质混合。如图甲所示，在一定范围内，果胶酶的活性随pH增大而升高，达到最适pH之后，酶活性随pH增大逐步降低。

考向二　加酶洗涤剂的作用及其影响因素的探究

蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示，据图分析：

(1)若要去除衣服上的血渍，应选择含有蛋白酶丙(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉，理由是碱性条件下只有蛋白酶丙有活性。
(2)某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的做法合理吗？为什么？
提示　不合理。因为蛋白酶会降解脂肪酶。
(3)通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是什么？
提示　开水会使血迹中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗。

3．为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成三等份，在甲、乙两组洗衣粉中加入一种或两种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的两种污渍，即血渍(主要成分是蛋白质)和油渍(主要成分是脂肪)，其他实验条件均相同，实验结果如表所示。请回答下列问题：
水温/℃
10
20
30
组别
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
清除血渍时间/min
67
66
88
52
51
83
36
34
77
清除油渍时间/min
93
78
95
87
63
91
82
46
85
水温/℃
40
50
组别
甲
乙
丙
甲
乙
丙
清除血渍时间/min
11
12
68
9
11
67
清除油渍时间/min
75
27
77
69
8
68
(1)实验结果表明，提高洗衣粉去污能力的方法有 和 。
(2)据表分析，甲组在洗衣粉中加入的酶是 ，乙组在洗衣粉中加入的酶是 。
(3)由实验结果可知，清除污渍所需要的时间越 ， 表明酶的活性越高。通过表中的数据， (填“能”或“不能”)得出“酶的最适温度是50 ℃”的结论，理由是 。
(4)甲、乙组洗涤效果的差异，能够说明酶具有 性。
(5)如果甲、乙、丙三组均在水温为80 ℃时进行实验，发现这三组的结果无明显差异，原因是 。
答案　(1)适当提高水温　加酶　(2)蛋白酶　蛋白酶和脂肪酶　(3)短　不能　缺少50 ℃以上水温条件下的实验数据　(4)专一　(5)在水温为80 ℃的条件下，蛋白酶和脂肪酶会变性失活
解析　(1)实验结果表明，不同的污渍在不同酶的作用下在不同的温度环境中去除的时间不同，可见提高洗衣粉去污能力的方法有适当提高水温和加酶。(2)由题表分析可知，甲组在洗衣粉中加入的酶是蛋白酶，乙组在洗衣粉中加入的酶是蛋白酶和脂肪酶。(3)由实验结果可知，清除污渍所需要的时间越短，酶的活性越高。通过表中的数据，不能得出“酶的最适温度是50 ℃”的结论，因为不知道水温高于50 ℃后酶的清除效果(缺少50 ℃以上水温条件下的实验数据)。(4)由甲、乙组洗涤效果的差异可知，蛋白酶只能催化蛋白质水解，脂肪酶只能催化脂肪水解，能够说明酶具有专一性。(5)在水温为80 ℃的条件下，蛋白酶和脂肪酶均会变性失活，所以这三组的结果无明显差异。

1．固定化酶
(1)应用实例
高果糖浆的生产中用固定化葡萄糖异构酶将葡萄糖转化为果糖。
(2)固定化酶技术
将酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，反应柱底端的孔应满足酶颗粒无法通过而反应溶液却可以自由通过。
2．固定化细胞技术
(1)概念：利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术。
(2)方法

(3)制备固定化酵母细胞的操作流程
酵母细胞的活化→配制物质的量浓度为0.05 mol/L的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→冲洗→发酵。
3．直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较
项目
直接使用酶
固定化酶
固定化细胞
酶的种数
一种或几种
一种
一系列酶
制作方法

化学结合法固定化、物理吸附法固定化
包埋法固定化
营养物质
不需要
不需要
需要
反应底物
各种物质(大分子、小分子)
各种物质(大分子、小分子)
小分子物质
缺点
①对环境条件非常敏感，易失活；
②难回收，成本高，影响产品质量
不适用于催化一系列的酶促反应
反应物不易与酶接触，尤其是大分子物质，反应效率下降
优点
催化效率高、耗能低、污染低
①既能与反应物接触，又能与产物分离；
②可以反复利用
成本低、操作容易


(1)从酶的固
定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小(　 √　)
(2)固定化酶可以反复使用，反应产物对固定化酶的活性无影响(　×　)
(3)固定化细胞含有多种酶，可以催化各种反应底物的一系列反应(　×　)
(4)CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠(　√　)
(5)固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显(　√　 )

考向一　固定化酶(细胞)制备的原理及过程

某一实验小组的同学，通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验装置如下图，请分析：

(1)图中a、b、c分别是什么？
提示　a是固定化酵母细胞，b是反应柱，c是筛板。
(2)从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是什么？
提示　葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞失水过多而死亡。
(3)要想得到较多的酒精，加入反应液后应关闭活塞1和活塞2。
(4)图中的长导管有什么用途？
提示　释放CO2；防止空气中的杂菌进入反应柱。

4．下列关于固定化酶的叙述，正确的是(　　)
A．酶可被固定在不溶于水的载体上进行重复利用
B．酶由于被固定在载体上，所以丧失了其高效性和专一性
C．酶作为催化剂反应前后结构不改变，所以固定化酶可被一直利用
D．固定化酶活性部位完整，所以不受高温、强碱、强酸等条件的影响
答案　A
解析　酶可被固定在不溶于水的载体上进行重复利用，A正确；固定化酶由于被固定在载体上，酶的活性稍有降低，但仍具有高效性和专一性，B错误；固定化酶可多次反复利用，但不可能永远利用下去，一定时间后也会失去活性，C错误；固定化酶活性部位完整，酶活性仍受高温、强碱、强酸等条件的影响，D错误。
5．如图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。下列相关叙述错误的是(　　)

A．溶解海藻酸钠最好采用小火或间断加热的方法
B．图2中搅拌可以使培养液与酵母菌充分接触
C．图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
D．图1中制备的凝胶珠用自来水洗涤后再转移到图2装置中
答案　D
解析　溶解海藻酸钠最好采用小火或间断加热的方法，A正确；图2发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母菌充分接触，B正确；图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠，C正确；图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中，目的是洗去凝胶珠表面的CaCl2，D错误。
考向二　固定化酶(细胞)的应用
6．(2019·南通等七市第三次调研)科研人员利用图1所示固定化乳糖酶反应装置降解牛奶中的乳糖，并研究了乳糖酶凝胶珠颗粒大小对降解效果的影响。实验时将3种不同大小的凝胶珠分别放在反应柱中，打开活栓，然后以相同的速度向每个反应柱中加入等量的牛奶，测定收集的牛奶中葡萄糖的浓度，结果如图2。请回答：

(1)乳糖酶催化乳糖降解为葡萄糖和 。
(2)制备固定化乳糖酶凝胶珠时，溶解海藻酸钠宜采用 的方法。应用 溶液浸泡凝胶珠使其形成稳定结构。
(3)与固定化细胞相比，固定化酶时使用的海藻酸钠浓度应适当 ，这样可以减少 。
(4)本实验结果表明，直径为 mm的乳糖酶凝胶珠降解乳糖的效果较好，分析其原因是 。
(5)在凝胶珠颗粒直径一定时，控制牛奶流经反应柱的速度，测定不同流速下收集的牛奶中葡萄糖浓度。绘制收集的牛奶中葡萄糖浓度相对值与流速之间的关系曲线。
答案　(1)半乳糖　(2)小火或间断加热　CaCl2 (3)升高　酶分子从凝胶珠中漏出　(4)2　凝胶珠小，彼此间靠得紧密，牛奶流速慢，反应时间长(或凝胶珠小，相对表面积大，与外界物质交换能力强)　(5)如图所示

解析　(1)葡萄糖和半乳糖脱水缩合形成乳糖，故乳糖酶催化乳糖降解为葡萄糖和半乳糖。
(2)溶解海藻酸钠，最好采用小火或间断加热的方法，避免发生焦糊现象。用CaCl2溶液浸泡凝胶珠使其形成稳定结构。(3)固定化酶时使用的海藻酸钠浓度应适当升高，可以减少酶分子从凝胶珠中漏出。(4)通过图示可知，直径为2 mm的乳糖酶凝胶珠降解乳糖的效果较好，因为凝胶珠小，彼此间靠得紧密，牛奶流速慢，反应时间长(或凝胶珠小，相对表面积大，与外界物质交换能力强)。(5)牛奶流速越快，与固定化乳糖酶接触的时间越短，越不利于反应，图见答案。
7．为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验，流程及结果如图1。请回答下列问题：



(1)实验中海藻酸钠的作用是 ，CaCl2的作用是 。
(2)为洗去凝胶珠上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用 洗涤。图2中1.0%海藻酸钠组培养24 h后，移去凝胶珠，溶液呈绿色，原因是 。
(3)为探索固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，应选用浓度为 海藻酸钠制备凝胶珠。
(4)图3中空白凝胶珠组Zn2＋浓度下降的原因是 。结合图2和图3分析，固定化藻的实验组24～48 h间Zn2＋浓度下降速度较快的主要原因是 ； 72～96 h间Zn2＋浓度下降速度较慢的原因有 。
答案　(1)包埋绿球藻(包埋剂)　与海藻酸钠反应形成凝胶珠(凝固剂)　(2)培养液　海藻酸钠浓度过低(凝胶珠孔径过大)　(3)2.0%　(4)凝胶珠吸附Zn2＋　绿球藻生长(增殖)速度快　绿球藻生长(增殖)速度减慢，溶液中Zn2＋浓度较低
解析　(1)海藻酸钠溶液在CaCl2溶液中会形成凝胶珠，包埋绿球藻。(2)用培养液或生理盐水洗去凝胶珠上残余的CaCl2和其他污染物，可保持绿球藻活性。溶液呈绿色，说明固定化的绿球藻数量少，原因是海藻酸钠浓度过低(凝胶珠孔径过大)。(3)根据图2可知，浓度为2.0%的海藻酸钠制备的凝胶珠最有利于绿球藻的繁殖。(4)空白凝胶珠可吸附Zn2＋，导致溶液中Zn2＋浓度下降；根据图2和图3分析，固定化藻的实验组24～48 h间绿球藻数量增加最快，导致Zn2＋浓度下降速度较快；72～96 h间绿球藻数量基本不再增加，且溶液中Zn2＋浓度较低，导致Zn2＋浓度下降速度较慢。



1．果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。
2．加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。其中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
3．海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
1．(2019·江苏，13)下列关于加酶洗涤剂的叙述，错误的是(　　)
A．加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶
B．用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水
C．含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物
D．加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的
答案　A
解析　加酶洗衣粉中一般含有碱性蛋白酶、碱性脂肪酶等，A错误；加酶洗涤剂比传统洗涤剂的去污能力更强，所以用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水，B正确；含纤维素酶洗涤剂中的纤维素酶能使棉织物中的纤维变得蓬松，污物容易脱落，C正确；加酶洗衣粉中所添加的酶，通常是科学家通过基因工程生产出的能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶，D正确。
2．(2019·扬州考前调研)下列有关制备固定化酵母细胞的叙述，正确的是(　　)
A．利用5%的海藻酸钠溶液比蒸馏水活化酵母细胞效果更好
B．海藻酸钠溶化后还需要注意定容处理
C．将溶化后的海藻酸钠立即与活化的酵母细胞等量混合并充分混匀
D．以恒定的速度将注射器中的溶液滴加到适宜的CaCl2溶液中即可获得规则的凝胶珠
答案　B
解析　海藻酸钠溶液会包埋酵母细胞，活化酵母细胞效果会更差，A错误；海藻酸钠溶化后还需要及时定容，B正确；将海藻酸钠溶液与酵母细胞混合时，需将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞，以避免温度过高杀死酵母细胞，C错误；以恒定的速度将注射器中的溶液滴加到适宜的CaCl2溶液中，会形成凝胶珠，但不一定会形成规则的凝胶珠，D错误。
3．(2018·江苏，14)下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是(　　)
A．用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞
B．进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜
C．注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状
D．包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性
答案　D
解析　溶解海藻酸钠时，应先加水，小火或间断加热并不断搅拌，完全溶化后用蒸馏水定容，冷却至室温后加入活化的酵母细胞充分搅拌，使其混合均匀，再固定，A错误；进行包埋时，CaCl2溶液的作用是让胶体聚沉，使海藻酸钠形成凝胶珠，不是用于悬浮细胞，B错误；滴加时注射器或滴管不能贴近液面，否则凝胶珠会呈蝌蚪状，C错误；制作成功的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，D正确。
4．回答与果胶和果胶酶有关的问题：
(1)通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，还有
。
(2)为了获得高产果胶酶微生物的单菌落，通常对分离或诱变后的微生物悬液进行 。
(3)在某种果汁生产中，用果胶酶处理显著增加了产量，其主要原因是果胶酶水解果胶使
_______________________________________________________________________________。
(4)常用固定化果胶酶处理含果胶的污水，其主要优点有 和可连续处理等。在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等因素外，还需考虑的主要有 和 。
答案　(1)腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多 (2)涂布分离(或划线分离)　(3)植物的细胞壁及胞间层瓦解　(4)提高果胶酶的稳定性　固定化的方法　固定化所用的介质
解析　(1)通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其原因除水果中果胶含量较高外，还有腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多。(2)对微生物悬液进行涂布分离(或划线分离)可获得单菌落。(3)果胶能将植物细胞粘合在一起，果胶酶水解果胶可以使植物的细胞壁及胞间层瓦解。(4)固定化酶工艺具有提高酶的稳定性以及可连续处理等优点。在建立和优化固定化果胶酶处理工艺时，除考虑果胶酶的活性和用量、酶反应的温度、pH、作用时间等因素外，还需考虑的主要有固定化的方法和固定化所用的介质。
5．生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40～60 ℃之间，而极端耐热淀粉酶在100 ℃仍能保持较高的活性，因此具有更为广泛的应用前景。请回答下列有关问题：
(1)在筛选产极端耐热淀粉酶的微生物时，需要将选择培养基置于 环境中进行培养。选择培养基中添加的淀粉为该微生物的生长提供 (填“碳源”或“氮源”)。
(2)淀粉酶的活性可以用 的量来表示。
(3)某同学要设计一个实验以探究温度对这两种淀粉酶活性的影响，请完善实验思路。
①此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑 等影响因素(至少写出两种)。
②假设实验结果如下表，请绘制反映该实验结果的坐标曲线图。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
普通淀粉酶相对活性/%
6
25
43
67
83
65
22
2
0
0
极端耐热
淀粉酶相
对活性/%
6
15
25
48
76
92
100
98
82
65

答案　(1)高温(或100 ℃)　碳源
(2)单位时间内产物增加(或单位时间内反应底物减少)
(3)①pH、酶浓度、底物浓度(合理即可)
②如图

解析　 (1)在筛选产极端耐热淀粉酶的微生物时，需要用以淀粉作为唯一碳源的选择培养基进行培养，同时需要提供高温条件。(2)淀粉酶的活性可以用单位时间内产物的增加量或反应底物的减少量来表示。(3)根据实验目的可确定自变量是温度，因变量是产物的增加量或反应底物的减少量。为了保证实验结果的准确性，需要排除pH、酶浓度、底物浓度等无关变量对实验结果的影响。
一、选择题
1．下列有关生物技术实践相关实验的叙述，正确的是(　　)
A．加酶洗衣粉中的酶制剂的作用是直接洗去衣服上的污垢
B．为了确定选择培养基是否具有选择作用，应设计一个不接种的培养基作对照
C．制作固定化酶的最佳方法是采用海藻酸钠溶液进行包埋固定
D．采用小火或间断加热方法溶解海藻酸钠
答案　D
解析　加酶洗衣粉中的酶制剂不能直接洗去衣服上的污垢，A错误；选择培养基的作用是目的菌能够正常在其上生存，其他微生物不能正常生存，为了确定选择培养基是否具有选择作用，应设计一个在完全培养基上接种的培养皿作对照，B错误；由于酶分子较小，容易从包埋材料中漏出，因此固定化酶常用物理吸附法或化学结合法，C错误；在制备固定化酵母细胞的实验中，溶解海藻酸钠时，最好采用小火或间断加热的方法，防止海藻酸钠焦糊，D正确。
2．下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是(　　)
A．高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好
B．洗衣粉中的酶是直接来自生物体的，比一般的酶稳定性强
C．在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用
D．洗衣粉中的酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用
答案　C
解析　酶的活性受温度影响，在最适温度下酶的活性最高，故温水洗涤去污效果应该比冷水好，A错误；加酶洗衣粉中的酶不是直接来自生物体的，而是经过酶工程改造的，比一般的酶稳定性强，B错误；碱性蛋白酶在pH低于7.0的自来水中，仍然能够起作用，只是与最适宜pH条件下相比，作用较弱，C正确；洗衣粉中的酶主要是通过快速分解不溶于水的污渍发挥作用，D错误。
3．(2019·盐城第四次模拟)下列有关“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述，正确的是(　　)
A．衣物质地、洗涤方式、洗衣粉种类和用量等属于实验的无关变量
B．污渍清洗到相同程度所需时间可作为实验的观察指标
C．先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度
D．相同pH时，加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
答案　B
解析　探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果，自变量应是洗衣粉种类，衣物质地、洗涤方式、洗衣粉用量等属于实验的无关变量，A项错误；污渍清洗到相同程度所需时间可作为实验的观察指标，即实验的因变量，B项正确；酶在高温时会变性失活，不能用热水溶解加酶洗衣粉，C项错误；酶在适宜的pH下具有较高的催化效率，若偏离最适pH，活性会降低甚至失活，相同pH时，加酶洗衣粉洗涤效果不一定好于普通洗衣粉，D项错误。
4．固定化酵母细胞在发酵生产中得到了广泛应用，下列有关叙述正确的是(　　)
A．利用固定化酵母细胞发酵，发酵液浓度不宜过高
B．制备固定化酵母细胞时，形成的凝胶珠越大、越硬越好
C．固定化的酵母细胞不能繁殖，性状较为稳定
D．酵母细胞固定化是为了提高发酵速度
答案　A
解析　若发酵液浓度过高，会导致酵母细胞失水过多而死亡。
5．加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮(橘络)会产生严重污染。目前，使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的四类微生物，不能产生所用酶的是(　　)
A．生长在麦麸上的黑曲霉
B．生长在酸奶中的乳酸菌
C．生长在棉籽壳上的平菇
D．生长在木屑上的木霉
答案　B
解析　橘络、麦麸、棉籽壳和木屑的主要成分都是纤维素，因为黑曲霉、平菇、木霉能产生纤维素酶，所以这些微生物能去除橘络，由于乳酸菌不能产生纤维素酶，因而不能去除橘络。
6．有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普通洗衣粉，实验分为两组，一组衣物用加酶洗衣粉洗涤，另一组衣物用普通洗衣粉洗涤，该实验设计缺少(　　)
A．用加酶洗衣粉洗涤和用适量普通洗衣粉洗涤的对照
B．既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤(即只用清水)的对照
C．用普通洗衣粉洗涤和用少量加酶洗衣粉洗涤的对照
D．用少量普通洗衣粉洗涤和用大量加酶洗衣粉洗涤的对照
答案　B
解析　该实验的自变量是加酶洗衣粉、普通洗衣粉。实验设计应分为三组，其中实验组有两组：一组用加酶洗衣粉洗涤，一组用普通洗衣粉洗涤；另外应有一个空白对照组，既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤，而是用清水洗涤。
二、非选择题
7．某校生物兴趣小组为探究不同浓度果胶酶对苹果匀浆出汁率的影响，进行了如下实验。
实验步骤：
①制备苹果匀浆。将苹果洗净，切成小块，用榨汁机打成苹果匀浆。加热苹果匀浆到100 ℃，再冷却至50 ℃左右。
②配制不同浓度的酶液。取5支10 mL的试管，依次编号为2～6号，分别加入不同量的质量浓度为10 g/L的果胶酶溶液，再分别加入苹果酸定容至10 mL，获得质量浓度分别为2 g/L、4 g/L、6 g/L、8 g/L、10 g/L的果胶酶溶液，备用。
③降解苹果匀浆(如下图所示)。

④沉淀。向上述6只烧杯中添加明胶、活性炭等物质搅拌处理，充分混匀后静置，分别过滤。记录并处理结果：用量筒测量澄清滤液(即苹果汁)的体积，记入表格，并计算出汁率。
请回答下列问题：
(1)果胶酶能提高苹果的出汁率并使果汁澄清的原理是 。
(2)步骤①中，将苹果匀浆加热到100 ℃的目的是 。
(3)步骤②中，在2～6号试管中加入10 g/L果胶酶溶液的量分别是 ；步骤③中，在1号烧杯中加入1 mL 。
(4)根据预期结果，请在下图中绘制出苹果匀浆出汁率与果胶酶浓度之间大致的关系曲线，并在坐标轴上标出苹果匀浆最高出汁率所对应的果胶酶最佳浓度。

答案　(1)果胶酶能分解果胶，瓦解细胞壁及胞间层　(2)使苹果中的酶失活，防止对实验结果产生干扰 (3)2 mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL　苹果酸
(4)如图所示(要求标明坐标含义和最佳浓度)

解析　果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。在果汁加工中，果胶不仅影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶能分解果胶，瓦解植物细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得容易，也使浑浊的果汁变得澄清。在研究酶浓度对出汁率影响的实验中，加热使苹果中的酶失活，可排除苹果中的酶对实验结果的影响。1号烧杯做空白对照，2～6号烧杯中加入等浓度梯度的酶溶液。在一定浓度范围内，随着酶浓度的增加，出汁率增加，超过一定范围后，出汁率不再变化。
8．东北农业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)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，来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，请分析回答下列问题：


注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率。
(1)测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的 或产物的 来表示。
(2)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是
。
(3)乙图曲线表明浓度为 的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因是 。
(4)固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用_____次。
(5)固定小麦酯酶不仅采用海藻酸钠直接包埋，同时用戊二醛作交联剂，这是因为 。
答案　(1)消耗量　生成量　(2)固定化酶比游离酶对温度变化适应性更强且应用范围较广　(3)3%　包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足　(4)3　(5)酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出
解析　(1)酶活力通常用单位时间内、单位体积中底物的消耗量或产物的生成量表示。
(2)通过分析甲图可知，固定化酶与游离酶相比，对温度变化的适应性更强且应用范围较广。
(3)乙图曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时酶活力最高。当海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足，因此酶活力较低。
(4)由丙图可知，固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力显著下降。
(5)由于小麦酯酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出，因此固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是采用双重固定法。
9．洗衣粉是人们日常生活所必需的，有位同学对加酶洗衣粉的作用很感兴趣，为此做了以下探究实验。
实验过程：①用天平称取加酶洗衣粉若干份，每份5 g。
②制作被牛奶(主要含蛋白质、脂肪)和蓝墨水[主要成分：阿拉伯树胶(植物纤维)、鞣酸与硫酸亚铁]处理过的同一布料若干份(污渍大小以滴管滴数为准)。
③取2只500 mL烧杯，依次编号为A、B，分别加入200 mL水和一份已称好的洗衣粉，放入10 ℃水浴锅中，搅拌均匀。
④取2块被牛奶和蓝墨水处理过的布料各一份，分别同时放入烧杯中，用玻璃棒搅拌并用秒表记录除去污渍所需时间。
⑤分别以水浴锅温度依次为20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃，重复步骤③④，记录除去污渍所需要的时间，结果如下表。
不同温度下除去不同污渍所需时间/min
水温/℃
10
20
30
40
50
60
70
80
奶渍
48
43
28
12
6
4
12
17
蓝墨水
93
86
80
72
68
67
81
105

(1)请以温度为横坐标，酶促反应速度为纵坐标画出除去奶渍实验的大致情况图：

(2)解释在同一水温下除去两种污渍时间不同的可能原因是
。
(3)此加酶洗衣粉不适宜洗涤下列哪些衣料？ 。
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
(4)请你为上述探究实验命题 。
(5)上述探究过程(①至⑤)隐含了科学探究的 和 两个步骤。
(6)上述实验涉及两项对照关系，一项是针对 的成分对照，另一项是针对 的条件对照。这里的条件对照与一般实验空白对照的区别是 。
答案　(1)如图

(2)加酶洗衣粉含有蛋白酶和脂肪酶，酶具有专一性，且不同酶的活性受温度影响不同　(3)②④　(4)探究不同底物及不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响　(5)提出假设　设计实验　(6)不同底物　不同温度　条件对照组互为对照(或互为实验组)
解析　加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂，如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等，这些酶最适温度不同，而且不适合洗涤蛋白质类纤维织物如羊毛、蚕丝等，因为酶能破坏蛋白质结构。该实验探究不同底物及不同温度对酶活性的影响，既可以根据底物不同设置对照，也可以根据温度不同设置对照。
10．在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了20世纪70年代，在固定化酶技术的基础上，又发展出了固定化细胞技术。请回答下列有关固定化酶和固定化细胞方面的问题：
(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是 ； 与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是 。
(2)制备固定化酵母细胞常用的包埋材料是 ，使用了如图所示的方法[　　] (填图号及名称)。

(3)使用纤维素酶和化学方法都能分解纤维素，请指出使用酶处理的优点： 。
(4)为什么一般不能用加酶洗衣粉洗涤丝绸及羊毛衣物？
。
答案　(1)酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，且能反复利用　多酶系统(或一系列酶、多种酶)　(2)海藻酸钠　C　包埋法　(3)处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低　
(4)加酶洗衣粉中的蛋白酶会将丝绸及羊毛衣物中的蛋白质成分水解，损坏衣物
解析　(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复利用；与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是多酶系统(或一系列酶、多种酶)。
(2)制备固定化酵母细胞，由于细胞体积大，难以被吸附或结合，多采用包埋法，即图中C方法，常用的载体是海藻酸钠。
(3)与利用化学方法分解纤维素相比，使用纤维素酶分解纤维素具有处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低等优点。
(4)加酶洗衣粉中的蛋白酶会将丝绸及羊毛衣物中的蛋白质成分水解，损坏衣物，所以一般不能用加酶洗衣粉洗涤丝绸及羊毛衣物。
11．请回答下列有关酶应用的问题：
(1)制作果汁时，榨取的果汁常常较浑浊、黏度高，容易发生沉淀，因此人们利用果胶酶来解决上述问题，使榨取果汁变得更容易，也使浑浊的果汁变得澄清。果汁中的酶很难回收，不能被再次利用，生产成本较高；同时，反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。而利用 技术可以做到酶的反复使用。酶是由细胞产生的，于是，人们设想把合成酶的细胞直接固定用于生产，该技术的优点是 。
(2)在制备海藻酸钠与酵母细胞的混合液时，应将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，才能加入已活化的酵母细胞，目的是防止 。
(3)为了探究某加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果的关系，某同学通过实验获得如图所示的结果。由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是 %，本实验的自变量是 。

答案　(1)固定化酶　成本低、操作简单　(2)高温杀死酵母细胞　(3)0.6　碱性蛋白酶含量
解析　(1)果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使浑浊的果汁变得澄清。利用固定化酶技术可以使酶得到反复利用。(2)将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后再加入已活化的酵母细胞，目的是防止高温杀死酵母细胞。(3)由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是0.6%，本实验的自变量是碱性蛋白酶含量。