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練案[37]　酶的研究與應(yīng)用 一、選擇題 1．(安徽安慶2017模擬)某實(shí)驗(yàn)小組從超市購(gòu)得兩種含不同酶的洗衣粉，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，通過觀察布料污染物消失的時(shí)間來判斷酶的催化活性。下列分析正確的是(　B　) 洗衣粉品牌 布料污染物 布料規(guī)格 水溫 A品牌 血漬布料 相同 40℃ B品牌 奶漬布料 相同 40℃ A.該小組能得出正確的結(jié)論，自變量唯一 B．該小組不能得出正確的結(jié)論，自變量不唯一 C．該小組能得出正確的結(jié)論，因變量相同 D．該小組不能得出正確的結(jié)論，因變量不相同 [解析]　該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)自變量，即酶的種類和污染物的種類，所以不能得出正確的結(jié)論。該實(shí)驗(yàn)的因變量是相同的，即都是布料上污染物消失的時(shí)間。 2．(2016菏澤質(zhì)檢)下列有關(guān)果膠酶作用的敘述中，錯(cuò)誤的是(　C　) A．果膠酶是一種催化劑，可以改變反應(yīng)速度 B．在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清 C．果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸 D．果膠酶能瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層 [解析]　果膠是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物(非乳糖醛酸)，能被果膠酶分解成可溶性的半乳糖醛酸，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．(2016威海質(zhì)檢)下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的說法正確的是(　C　) A．某種固定化酶的優(yōu)勢(shì)在于能催化一系列生化反應(yīng) B．固定化細(xì)胞技術(shù)一次只能固定一種酶 C．固定化酶和固定化細(xì)胞都既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離 D．固定化酶和固定化細(xì)胞都適宜用包埋法制備 [解析]　固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用理化方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。固定化細(xì)胞適宜用包埋法制備，固定化酶適宜用化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法制備。 4．隨著生物技術(shù)的發(fā)展，酶在社會(huì)生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用越來越廣泛。下列說法錯(cuò)誤的是(　B　) A．利用酶生產(chǎn)某些化工產(chǎn)品，能顯著降低能耗、減少污染，節(jié)約成本 B．“加酶洗衣粉”的洗滌效果與水溫、酸堿度有關(guān)，與污物 或衣物的性質(zhì)無關(guān) C．用于治療消化不良癥的腸溶多酶片含有多種消化酶，但嚼服后會(huì)失去療效 D．為較長(zhǎng)時(shí)間保持酶活性，各種酶制劑都應(yīng)保存在低溫的條件下 [解析]　酶制劑的活性受溫度、酸堿度等條件的影響，在適宜條件下洗滌效果比較好，同時(shí)污物或衣物的性質(zhì)也會(huì)影響到酶活性的發(fā)揮。 5．研究認(rèn)為，用固定化酶技術(shù)處理污染物是很有前途的，如將從大腸桿菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龍膜上制成制劑，可用于降解殘留在土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥，與微生物降解相比，其作用不需要適宜的(　D　) A．溫度 B．酸堿度 C．水分 D．營(yíng)養(yǎng) [解析]　酶作用的發(fā)揮需要適宜的溫度、pH，A、B錯(cuò)誤；底物的濃度與水分多少有關(guān)，C錯(cuò)誤；營(yíng)養(yǎng)是微生物不可或缺的條件，酶有活性，但不是生物，D正確。 6．下列關(guān)于固定化酶中用到的反應(yīng)柱的理解中，正確的是(　C　) A．反應(yīng)物和酶均可自由通過反應(yīng)柱 B．反應(yīng)物和酶均不能通過反應(yīng)柱 C．反應(yīng)物能通過，酶不能通過 D．反應(yīng)物不能通過，酶能夠通過 [解析]　反應(yīng)物可自由通過反應(yīng)柱，而酶固定在載體中，不能通過反應(yīng)柱。 7．某校學(xué)生嘗試用瓊脂作載體，用包埋法固定α－淀粉酶來探究固定化酶的催化效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表(假設(shè)加入試管中的固定化淀粉酶量與普通α－淀粉酶量相同)。實(shí)驗(yàn)表明1號(hào)試管中淀粉末被水解，你認(rèn)為最可能的原因是(　B　) 1號(hào)試管 2號(hào)試管 固定化淀粉酶 √ 普通α－淀粉酶 √ 淀粉溶液 √ √ 60℃保溫5分鐘，取出冷卻至室溫，滴加碘液 現(xiàn)象 變藍(lán) 不變藍(lán) A.實(shí)驗(yàn)中的溫度過高，導(dǎo)致固定化淀粉酶失去活性 B．淀粉是大分子物質(zhì)，難以通過瓊脂與淀粉酶接觸 C．水浴保溫時(shí)間過短，固定化淀粉酶未將淀粉水解 D．實(shí)驗(yàn)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤，試管中應(yīng)先加入碘液后保溫 [解析]　由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物質(zhì)，它不能通過瓊脂與酶接觸，導(dǎo)致淀粉不能被水解而遇碘液呈現(xiàn)藍(lán)色。 8．某種生物活性洗衣粉盒上印有以下資料(見下框)，對(duì)資料中的信息理解錯(cuò)誤的是(　D　) 成分：蛋白酶0.2%　清潔劑15% 用法：洗滌前先將衣服(物)浸于溶有洗衣粉的水中數(shù)小時(shí)，使用溫水效果更佳，切勿用60℃以上的水 A．這種洗衣粉較易清除衣服上的蛋清污漬 B．在60℃以上的水中，蛋白酶會(huì)失去活性 C．該洗衣粉不適合洗滌絲綢面料衣物 D．這種洗衣粉對(duì)衣服上油漬也能較易清除 [解析]　蛋清污漬的主要成分是蛋白質(zhì)，該洗衣粉中含有蛋白酶，因此這種洗衣粉較易清除衣服上的蛋清污漬，A正確；高溫會(huì)使酶變性失活，使用該洗衣粉時(shí)不能用60℃以上的水，說明在60℃以上的水中，蛋白酶會(huì)失去活性，B正確；該洗衣粉中含有蛋白酶，能水解蛋白質(zhì)，因此不能洗滌毛料、絲綢等富含蛋白質(zhì)的衣料，C正確，根據(jù)酶的專一性原理可知，蛋白酶能夠水解蛋白質(zhì)污漬，這種洗衣粉對(duì)衣服上油漬不易清除，D錯(cuò)誤。 二、填空題 9．(2017福建福州第一次聯(lián)考)據(jù)圖分析回答下列問題： (1)酶所降低的活化能可用圖1中__ab__段來表示。如果將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng)，則b在縱軸上將__上移__(上移/下移)。 (2)圖2縱軸為酶促反應(yīng)速率，橫軸為底物濃度，其中能正確表示酶量增加1倍時(shí)，底物濃度和反應(yīng)速率關(guān)系的是__B__(填A(yù)或B)。 (3)某實(shí)驗(yàn)小組為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份，進(jìn)行了3組實(shí)驗(yàn)。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，表為實(shí)驗(yàn)記錄： 溫度/℃ 10 20 30 40 50 組別 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 清除血漬 時(shí)間/min 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 清除油漬 時(shí)間/min 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 ①甲組在洗衣粉中加入的酶是__蛋白酶__；乙組在洗衣粉中加入的酶是__蛋白酶和脂肪酶__。 ②如果甲、乙和丙3組均在水溫為90 ℃時(shí)洗滌同一種污漬，請(qǐng)比較這3組洗滌效果之間的差異并說明理由__沒有差異，因?yàn)楦邷厥姑甘Щ頮_。 [解析]　 (1)酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，由圖可知，ab 段表示酶所降低的活化能。 由于無機(jī)催化劑的催化效率沒有酶高，如果將酶催 化 改 為無 機(jī) 催 化 劑 催 化 b 在 縱 軸 上 將 上 移。(2)酶濃度增加，反應(yīng)速率加快，選 B。 (3)①由表格數(shù)據(jù)可推知，甲組在洗衣粉中加入的酶是蛋白酶。 乙組在洗衣粉中加入的酶是蛋白酶和脂肪酶。 ②如三組的水溫都在 90 ℃ ，則三組洗滌效果幾乎沒有差別，因?yàn)楦邷厥姑甘Щ睢? 10．(2017 浙江金華十校第一次模考)請(qǐng)回答與固定化酶實(shí)驗(yàn)有關(guān)的問題： (1)α－淀粉酶可以通過培養(yǎng)枯草桿菌來生產(chǎn)，__單菌落分離__是篩選高表達(dá)量菌株的最簡(jiǎn)便方法之一。 篩選出的菌株在發(fā)酵生產(chǎn)之前還需利用__液體__培養(yǎng)基進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。 (2)利用物理或化學(xué)的方法將α－淀粉酶固定后，成為__不溶于水__且又有酶活性的制劑。 若用吸附法固定時(shí)，在裝柱后需要用__10_倍柱體積蒸餾水__緩慢沖洗，直至流出液不使淀粉—碘混合液發(fā)生__褪色__為止。 (3)將淀粉溶液以一定流速?gòu)姆磻?yīng)柱上端滴入，再在下端接取少量流出液進(jìn)行KI－I2 顏色測(cè)試，結(jié)果不呈現(xiàn)紅色。 對(duì)此現(xiàn)象的解釋錯(cuò)誤的是__D__(A.反應(yīng)柱中沒有α－淀粉酶被固定　B．流速過快淀粉未被水解　C．接取的流出液是蒸餾水　D．流速過慢淀粉被水解成葡萄糖) [解析]　 (1)要篩選高表達(dá)量菌株最簡(jiǎn)便的方法之一是單菌落分離法，要進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)應(yīng)用液體培養(yǎng)基。 (2)利用物理或化學(xué)的方法將 α－淀粉酶固定后，成為不溶于水且又有酶活性的制劑。 如果用吸附法固定時(shí)，在裝柱后需要用 10 倍柱體積蒸餾水緩慢沖洗，直至流出液不使淀粉－碘混合液發(fā)生褪色為止。 (3)接取少量流出液進(jìn)行 KI－I2 顏色測(cè)試，出現(xiàn)紅色說明淀粉在固定的淀粉酶作用下被水解，沒有出現(xiàn)紅色，有可能是反應(yīng)柱中沒有 α－淀粉酶被固定，A 正確；也有可能是流速過快淀粉未被水解，B 正確；也有可能接取的流出液是蒸餾水，C正確。 11．葡萄酒、葡萄汁是一類常用的飲料。在果汁發(fā)酵液中，紅葡萄皮的色素也會(huì)進(jìn)入發(fā)酵液中，且有酸堿指示劑的作用。請(qǐng)根據(jù)有關(guān)材料回答下列問題： (1)在葡萄酒的自然發(fā)酵過程中，為提高果酒的品質(zhì)，可以直接在果汁中加入人工培養(yǎng)的純凈酵母菌。要篩選得到純凈的酵母菌種，通常使用的培養(yǎng)基按功能來分稱為__選擇培養(yǎng)基__，如在培養(yǎng)基中加入__青霉素(或抗生素)__可從細(xì)菌和酵母菌的混合液中分離酵母菌。 (2)在微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)中常要進(jìn)行消毒和滅菌的工作，常用的消毒方法有：煮沸消毒法、__巴氏消毒法__、紫外線消毒法、化學(xué)藥劑消毒法。滅菌是指__使用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子__。 (3)為提高果汁的出汁率及使果汁變得澄清，在果汁生產(chǎn)中常用到__果膠酶__。為提高品質(zhì)及節(jié)約成本，廠家已嘗試使用固定化細(xì)胞技術(shù)。酵母細(xì)胞的固定多采用__包埋法__。 (4)請(qǐng)列出用干酵母和海藻酸鈉制備固定化酵母細(xì)胞的步驟： ①酵母細(xì)胞的活化；②__配制(物質(zhì)的量濃度為0.05_mol/L的)CaCl2溶液__；③配制海藻酸鈉溶液；④__海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合__；⑤固定化酵母細(xì)胞。 [解析]　(1)要篩選得到純凈的酵母菌種，通常使用的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基。細(xì)菌不能抵抗抗生素，如在培養(yǎng)基中加入青霉素可從細(xì)菌和酵母菌的混合液中分離酵母菌。(2)實(shí)驗(yàn)室常用的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外線消毒和化學(xué)藥劑消毒，但消毒只能殺死物體表面的微生物，不能殺死芽孢和孢子；滅菌是使用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子。(3)果膠酶能使果膠水解成半乳糖醛酸，使果汁變得澄清。酵母細(xì)胞的固定多采用包埋法。(4)用干酵母和海藻酸鈉制備固定化酵母細(xì)胞的步驟為酵母細(xì)胞的活化、配制(物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/L的)CaCl2溶液、配制海藻酸鈉溶液、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合和固定化酵母細(xì)胞。 12．(2017銀川模擬)某同學(xué)進(jìn)行蘋果汁制作實(shí)驗(yàn)，工藝如下圖所示。 請(qǐng)回答： (1)圖中用KMnO4溶液浸泡蘋果的目的是__消毒__。黑曲霉提取液中含有的__果膠酶__可水解果膠，從而使果汁澄清。固定化柱中的石英砂通過__吸附__方式將酶固定化，酶被固定后用蒸餾水洗滌固定化柱是為了除去__未被固定的酶等__。 (2)實(shí)驗(yàn)中，操作流程A和B的先后次序?yàn)開_A→B__。在蘋果汁澄清過程中，應(yīng)關(guān)閉的流速調(diào)節(jié)閥是__閥1__。要測(cè)定從固定化柱流出的蘋果汁中是否還有果膠，可取一定量的果汁與等量的__乙醇__混合，如果出現(xiàn)__渾濁(沉淀)__現(xiàn)象，說明果膠還沒有被完全水解。為使果膠完全水解，應(yīng)將流速調(diào)__慢__。 (3)實(shí)驗(yàn)后，將洗滌過的固定化柱在低溫環(huán)境中保存若干天，該固定化柱仍可用于蘋果汁制作實(shí)驗(yàn)，說明固定化酶可被__重復(fù)__使用。 [解析]　(1)KMnO4具有消毒作用，可用于清洗蘋果和葡萄等，將吸附在這些水果表面的微生物清洗掉；從黑曲霉和蘋果青霉中可以提取得到果膠酶；石英砂可以通過吸附的方法將酶固定化，常用的固定化方法還有共價(jià)偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法。通過吸附固定酶后，總有少量酶沒有被固定住，所以要用蒸餾水洗滌固定化柱，以洗去沒有固定的酶，以免影響實(shí)驗(yàn)效果。(2)實(shí)驗(yàn)過程中要先獲得果膠酶，把果膠酶通過吸附法固定在石英砂上，再將石英砂裝柱，然后向固定化柱中加蘋果汁。果膠酶裝柱后，就應(yīng)關(guān)閉閥1。根據(jù)果膠不溶于乙醇，可以鑒定是否有果膠的存在。流速減慢后，果膠酶可以更充分地催化分解果膠。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后可以用一定量的蒸餾水洗滌固定化柱，低溫環(huán)境中保存固定化柱，幾天后仍可重復(fù)利用。