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課下達(dá)標(biāo)檢測(cè)（三十八）酶的應(yīng)用 一、基礎(chǔ)題點(diǎn)練 1．在果汁生產(chǎn)中使用果膠酶的作用是(　　) A．提高水果的出汁率并使果汁變得澄清 B．使大分子物質(zhì)分解為小分子有機(jī)物便于人體吸收 C．解決人體不能利用纖維素的問題 D．進(jìn)一步提高水果的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 解析：選A　果膠酶能分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，使榨取果汁變得容易，而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，使渾濁的果汁變得澄清。 2．(2019南京調(diào)研)下列關(guān)于生物技術(shù)應(yīng)用的敘述，正確的是(　　) A．從酶的固定方式看，物理吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響小 B．作為消化酶使用時(shí)，蛋白酶制劑只能以注射的方式給藥 C．加酶洗衣粉中酶制劑可以被重復(fù)利用，提高了酶的利用率 D．將海藻酸鈉凝膠珠用自來(lái)水沖洗，可洗去多余的CaCl2和雜菌 解析：選A　酶的固定方法通常有化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，前者可能引起酶分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而改變酶的活性，后者則不會(huì)；消化酶發(fā)揮作用的場(chǎng)所是消化道，因此蛋白酶制劑應(yīng)該口服；加酶洗衣粉中酶制劑不能被重復(fù)利用，會(huì)隨污水一起排掉；將海藻酸鈉凝膠珠用無(wú)菌水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌。 3．下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯 B．固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度 C．利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，不需提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件 D．固定化細(xì)胞不能用于生產(chǎn)胞外酶 解析：選D　固定化細(xì)胞技術(shù)固定的是一系列酶，所以在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯；固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度，因?yàn)闇囟群蚿H影響酶的活性；利用固定化酶降解水體中的有機(jī)磷農(nóng)藥是酶促反應(yīng)，沒有生物參與，所以不需提供營(yíng)養(yǎng)條件；固定化細(xì)胞可用于生產(chǎn)胞外酶。 4．(2019無(wú)錫調(diào)研)科研人員比較了單獨(dú)固定的云微藻和與芽孢桿菌混合固定的云微藻的增殖變化，結(jié)果如下圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)中固定云微藻和芽孢桿菌的常用方法是包埋法 B．混合固定時(shí)云微藻增殖快，與芽孢桿菌線粒體產(chǎn)生CO2有關(guān) C．實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)混合固定后云微藻增長(zhǎng)較快，可呈“J”型增長(zhǎng) D．第八天，混合固定的每個(gè)顆粒中含藻細(xì)胞數(shù)約為8107個(gè) 解析：選A　云微藻、芽孢桿菌為單細(xì)胞生物，故固定化云微藻、芽孢桿菌常用的方法為包埋法；混合固定時(shí)云微藻增殖快，與芽孢桿菌產(chǎn)生CO2有關(guān)，但是芽孢桿菌屬于原核生物，沒有線粒體；有限環(huán)境中，云微藻種群數(shù)量呈“S”型增長(zhǎng)；第八天，混合固定的每個(gè)顆粒中含藻細(xì)胞數(shù)約為810710＝8106(個(gè))。 5．某工廠新制了50 L蘋果泥，準(zhǔn)備生產(chǎn)果汁，但不知酶的最適用量。為了節(jié)約成本，進(jìn)行了如下探究實(shí)驗(yàn)：取8支試管編號(hào)1～8，分別加入30 mL蘋果泥，保溫一段時(shí)間，然后向各試管加入不同體積的果膠酶溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后過濾并記錄果汁體積，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。下列分析錯(cuò)誤的是(　　) 編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 果膠酶溶 液體積(mL) 1 2 3 4 5 6 7 8 果汁體 積(mL) 20.6 21.2 21.8 22.4 23 23.4 23.4 23.4 注：果汁體積均不包含酶溶液體積 A．8支試管均需要調(diào)節(jié)至相同且適宜的溫度、pH，且反應(yīng)時(shí)間充足 B．本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量指標(biāo)還可以是蘋果泥反應(yīng)完全時(shí)所需要的時(shí)間 C．在果汁生產(chǎn)中一般還應(yīng)加入纖維素酶來(lái)充分瓦解細(xì)胞壁 D．為得到更精確的最適用量，可以設(shè)置5～6 mL范圍內(nèi)不同果膠酶用量梯度實(shí)驗(yàn)來(lái)探究 解析：選A　8支試管如果反應(yīng)時(shí)間充足，則各組過濾得到的果汁體積應(yīng)相同，與表格中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符；本實(shí)驗(yàn)中蘋果泥反應(yīng)完全時(shí)各試管過濾得到的果汁的體積相同，可以利用蘋果泥反應(yīng)完全所需時(shí)間的不同作為本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量指標(biāo)；植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，所以在果汁生產(chǎn)中還應(yīng)加入纖維素酶來(lái)瓦解細(xì)胞壁；設(shè)置5～6 mL范圍內(nèi)不同果膠酶用量梯度實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行探究是為了得到更精確的最適用量。 6．下面是研究人員以洗衣粉為材料進(jìn)行研究的結(jié)果，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) 溫度(℃) 20 30 40 45 50 60 不加酶去污力(%) 15 18 20 21 21.5 22 加酶去污力(%) 30 40 48 50 48 37 A．本研究的主要目的是探究溫度對(duì)加酶洗衣粉去污力的影響 B．實(shí)驗(yàn)所用污布上污染物種類、污染程度等均會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加酶洗衣粉的洗滌溫度以40～50 ℃為宜 D．當(dāng)溫度高于60 ℃時(shí)，加酶洗衣粉中的酶制劑會(huì)失去催化活性 解析：選D　據(jù)表格內(nèi)容可知，本實(shí)驗(yàn)的自變量是不同的溫度，因變量是加酶去污力與不加酶去污力的大小，因此本實(shí)驗(yàn)研究的主要目的是探究溫度對(duì)加酶洗衣粉去污力的影響；實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量包括污布上污染物種類、污染程度等，這些無(wú)關(guān)變量均會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；據(jù)表格實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，40～50 ℃時(shí)，加酶洗衣粉的去污力最強(qiáng)，洗滌衣物時(shí)應(yīng)控制溫度在該范圍；據(jù)表格數(shù)據(jù)只能看出在20～60 ℃時(shí)，加酶洗衣粉中的酶制劑的活性先增加后減少，且40～50 ℃時(shí)活性最高，60 ℃活性下降，無(wú)法看出60 ℃以上加酶洗衣粉中的酶制劑是否失去催化活性。 7．研究人員以啤酒發(fā)酵的廢酵母為材料，探究固定化酵母對(duì)工業(yè)廢水中的重金屬鉻的吸附處理效果，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．將廢酵母加入到剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c溶液后就可用注射器吸取固定 B．滴加到CaCl2溶液中的凝膠形成面條狀是因?yàn)楹Ｔ逅徕c溶液濃度過低 C．處理的工業(yè)廢水適宜的起始鉻濃度不宜超過60 mg/L D．相同且適宜條件下該固定化酵母可以顯著提高啤酒產(chǎn)量 解析：選C　將廢酵母加入到冷卻至室溫的海藻酸鈉溶液，混合均勻后才能進(jìn)行固定；海藻酸鈉溶液濃度過低則凝膠珠較淺，包埋的細(xì)胞較少，過高會(huì)使得凝膠易呈蝌蚪狀；據(jù)圖分析，當(dāng)工業(yè)廢水的起始鉻濃度超過60 mg/L時(shí)，吸附率開始下降，說(shuō)明處理的工業(yè)廢水適宜的起始鉻濃度不宜超過60 mg/L；本實(shí)驗(yàn)與酵母菌產(chǎn)生酒精無(wú)關(guān)。 8．下面是利用蘋果塊固定乳酸菌進(jìn)行的有關(guān)實(shí)驗(yàn)流程圖，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．將蘋果切成小塊可以增大相對(duì)表面積，有利于固定化乳酸菌與外界進(jìn)行物質(zhì)交換 B．步驟③中用無(wú)菌水清洗的目的是洗去蘋果塊表面乳酸菌，使步驟④的結(jié)果更準(zhǔn)確 C．步驟④中設(shè)置的對(duì)照實(shí)驗(yàn)應(yīng)是用等質(zhì)量的蘋果小塊在相同條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn) D．與傳統(tǒng)使用海藻酸鈉固定細(xì)胞相比，用蘋果固定乳酸菌可以保證發(fā)酵食品的安全性 解析：選C　將蘋果切成小塊可以增大相對(duì)表面積，有利于固定化乳酸菌與外界進(jìn)行物質(zhì)交換；步驟③中用無(wú)菌水清洗的目的是洗去蘋果塊表面乳酸菌，使步驟④的結(jié)果更準(zhǔn)確；步驟④中設(shè)置的對(duì)照實(shí)驗(yàn)應(yīng)是用等量的乳酸菌在相同條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；與傳統(tǒng)使用海藻酸鈉固定細(xì)胞相比，用蘋果固定乳酸菌可以保證發(fā)酵食品的安全性。 二、高考題型練 9．(2019拉薩月考)在20世紀(jì)50年代，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，到了20世紀(jì)70年代，人們又發(fā)明了固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)。請(qǐng)回答下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞方面的問題： (1)在實(shí)際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是______________________________________；與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞固定的是________________。 (2)制備固定化酵母細(xì)胞常用的包埋材料是____________，使用了如圖所示的方法[　　]_______(填圖號(hào)及名稱)。 (3)酶活性一般用酶催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率來(lái)表示。在酶活性測(cè)定過程中，酶促反應(yīng)速率用單位時(shí)間內(nèi)或單位體積中________________________________________________________________________來(lái)表示。 (4)使用纖維素酶和化學(xué)方法都能分解纖維素，請(qǐng)指出使用酶處理的優(yōu)點(diǎn)：________________________________________________________________________。 (5)為什么一般不能用含有蛋白酶的加酶洗衣粉洗滌絲綢及羊毛衣物？________________________________________________________________________。 解析：(1)在實(shí)際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是酶既容易與反應(yīng)物接觸，又容易與產(chǎn)物分離，固定在載體上的酶能反復(fù)利用；與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞固定的是多酶系統(tǒng)(或一系列酶或多種酶)。(2)制備固定化酵母細(xì)胞，由于細(xì)胞體積大，難以被吸附或結(jié)合，多采用包埋法，即圖C所示方法，常用的載體是海藻酸鈉。(3)在酶活性測(cè)定過程中，酶促反應(yīng)速率用單位時(shí)間內(nèi)或單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。(4)與利用化學(xué)方法分解纖維素相比，使用纖維素酶分解纖維素具有處理效率高、反應(yīng)條件溫和、不污染環(huán)境、成本低等優(yōu)點(diǎn)。(5)洗衣粉中的蛋白酶會(huì)將絲綢及羊毛衣物中的蛋白質(zhì)成分水解，損壞衣物，所以一般不能用含有蛋白酶的加酶洗衣粉洗滌絲綢及羊毛衣物。 答案：(1)酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易與產(chǎn)物分離，且能反復(fù)利用　多酶系統(tǒng)(或一系列酶或多種酶)　(2)海藻酸鈉　C　包埋法　(3)反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量　(4)處理效率高、反應(yīng)條件溫和、不污染環(huán)境、成本低　(5)洗衣粉中的蛋白酶會(huì)將絲綢及羊毛衣物中的蛋白質(zhì)成分水解，損壞衣物 10．固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接)，海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對(duì)其最佳固定條件進(jìn)行了探究。下圖顯示的是部分研究結(jié)果(注：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率)，請(qǐng)分析回答下列問題： (1)從對(duì)溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，甲圖所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是________________________________________________________________________。 (2)乙圖曲線表明濃度為________的海藻酸鈉包埋效果最好，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低原因是__________________________________。 (3)固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復(fù)使用______次，酶活力明顯下降。 (4)固定小麥酯酶不僅采用海藻酸鈉直接包埋，同時(shí)用戊二醛作交聯(lián)劑，這是因?yàn)開_______________________________________________________________________ ________________________。 解析：(1)通過分析甲圖可知，固定化酶與游離酶相比，對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且適用范圍較廣。(2)乙圖曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，此時(shí)酶活力最高。當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足，因此酶活力較低。(3)由丙圖可知，固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力顯著下降。(4)由于小麥酯酶分子很小，很容易從包埋材料中漏出，因此固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是采用雙重固定法。 答案：(1)固定化酶比游離酶對(duì)溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng)且適用范圍較廣　(2)3%　海藻酸鈉濃度較低時(shí)包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足　(3)3　(4)酶分子很小，很容易從包埋材料中漏出 11．假設(shè)你已經(jīng)探究了果膠酶的最適溫度(為45 ℃)和最適pH(為4.8)，若還想進(jìn)一步研究果膠酶的最適用量，此時(shí)，實(shí)驗(yàn)的自變量是____________。合理設(shè)置果膠酶用量的梯度后，可通過蘋果泥出汁的多少來(lái)判斷酶的用量是否合適。請(qǐng)根據(jù)所給的材料和用具完成以下探究實(shí)驗(yàn)。 (1)材料用具：制備好的蘋果泥、恒溫水浴裝置、試管、漏斗、濾紙、量筒、試管夾、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH溶液和鹽酸。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟： ①取6支試管，編號(hào)為1～6，分別加入________________________，調(diào)節(jié)pH至4.8。然后放入45 ℃的恒溫水浴鍋中保溫。 ②向1～6號(hào)試管中分別加入__________________________________，繼續(xù)在45 ℃恒溫水浴裝置中____________。 ③_______________________________________________________________________。 解析：(1)研究果膠酶的最適用量，實(shí)驗(yàn)的自變量應(yīng)是果膠酶用量的不同?？砂烟O果泥出汁的多少作為實(shí)驗(yàn)的因變量(檢測(cè)指標(biāo))。(2)溫度、pH、蘋果泥用量等為無(wú)關(guān)變量，各組實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持適宜且相同。應(yīng)先把酶和反應(yīng)物分別控制在適宜環(huán)境下，再混合相同條件下酶和反應(yīng)物。應(yīng)在1～6號(hào)試管中先分別加入等量的蘋果泥，并控制適宜的溫度和pH。然后向1～6號(hào)試管中分別加入45 ℃的不同體積的pH為4.8的果膠酶溶液；繼續(xù)在45 ℃恒溫水浴裝置中保溫一段時(shí)間，使果膠酶發(fā)揮作用。一段時(shí)間后可過濾蘋果汁并記錄果汁體積，果汁體積最大時(shí)果膠酶的最小用量即為果膠酶的最適用量。 答案：果膠酶的用量　(2)①等量的蘋果泥　②45 ℃的不同體積的pH為4.8的果膠酶溶液　保溫一段時(shí)間?、圻^濾蘋果泥并記錄果汁體積 12．(2016海南高考)回答下列問題： (1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性隨pH的變化如圖所示。通常，用清水洗滌衣服上的新鮮血跡時(shí)，不應(yīng)該使用開水，原因是________________________________________________________________________。 若要去除衣服上的血漬，應(yīng)選擇含有_________________(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的堿性洗衣粉，理由是________________________________________________________________________。 (2)某同學(xué)為了洗去衣服上的油漬，洗衣時(shí)在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，該同學(xué)的做法___________(填“合理”或“不合理”)，理由是________________________________________________________________________。 (3)已知溶液的pH可以影響酶的活性，請(qǐng)推測(cè)pH影響某種蛋白酶活性的原因可能是其影響了酶和底物分子中_________________(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基團(tuán)的解離狀態(tài)。 解析：(1)用清水洗滌衣服上的新鮮血跡時(shí)，如果使用開水，會(huì)使血中的蛋白質(zhì)變性而沉淀，難以清洗。使用堿性洗衣粉去除衣服上的血漬，堿性條件下只有蛋白酶丙有活性，應(yīng)選擇含有蛋白酶丙的堿性洗衣粉。(2)脂肪酶的化學(xué)成分為蛋白質(zhì)，會(huì)被蛋白酶水解。(3)蛋白酶和其作用的蛋白質(zhì)類污漬的氨基和羧基均會(huì)發(fā)生解離，pH會(huì)影響其解離狀態(tài)。 答案：(1)開水使血中的蛋白質(zhì)變性而沉淀，難以清洗　蛋白酶丙　堿性條件下只有蛋白酶丙有活性　(2)不合理　 蛋白酶會(huì)降解脂肪酶　(3)羧基和氨基