人教版选修1 专题4 酶的研究和应用(包含答案)

人教版选修1 专题4 酶的研究与应用

一、单选题

1.如果反应物是大分子物质，采用哪种方法催化会受限制()

A．直接使用酶

B．使用化学方法结合的酶

C．使用固定化细胞

D．使用物理吸附法固定的酶

2.下列关于固定化细胞技术的说法中，正确的是()

A．物理吸附法的优点是操作简单，吸附牢固

B．包埋法的优点是操作复杂，条件温和，对细胞无毒性

C．物理吸附法容易对酶活性产生影响

D．凝胶包埋常用的凝胶种类有琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、明胶和聚丙烯酰胺等

3.下列实验必须在恒温条件下进行的是()

A．验证酶的高效性

B．验证酶的专一性

C．温度对酶活性的影响

D． pH对酶活性的影响

4.某一有机物加酶后，先置于pH为2的环境中一段时间，然后把pH逐渐由2调到10，则此过程中，底物量的变化为()

A．①

B．②

C．③

D．④

5.固定化酶技术与固定化细胞技术的关系是()

A．固定化酶技术是固定化细胞技术的基础

B．固定化细胞技术是固定化酶技术的基础

C．固定化酶技术与固定化细胞技术是同时发展起来的

D．固定化细胞技术先于固定化酶技术

6.如图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系，从图中不能获得的信息是()

A．酶反应的最适温度范围

B．酶因受热而失活

C．酶反应生成物量与时间的关系

D．酶反应速率和酶量的关系

7.下列关于固定化技术的叙述，不正确的是()

A．从操作角度来考虑，固定化细胞比固定化酶更容易

B．固定化细胞比固定化酶对酶活性影响更小

C．固定化细胞固定的是一种酶

D．将微生物的发酵过程变成连续的酶反应应选择固定化细胞技术

8.下列关于果胶酶的叙述正确的是()

①果胶酶特指分解果胶的一种酶②纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁③果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸④植物、霉菌、酵母菌和细菌均可能产生果胶酶⑤组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸

A．①②⑤

B．②③⑤

C．②③④

D．③④⑤

9.有关制备固定化酵母细胞的叙述，错误的是()

A．溶解海藻酸钠，最好采用持续加热的方法

B．溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温才能加入酵母细胞

C．如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目少

D．制备凝胶珠时要缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中

10.研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如从大肠杆菌得到的磷酸三酯酶被固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解土壤中的有机磷农药，与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的()

A．温度

B． pH

C．水分

D．营养

11.下列有关固定化技术的叙述错误的是()

A．从操作角度来考虑，固定化细胞比固定化酶更容易

B．固定化细胞比固定化酶对酶活性的影响更小

C．固定化细胞固定的是一种酶

D．固定化酶和固定化细胞的共同优点之一就是可以重复使用

12.关于洗衣粉中的酶说法错误的是()

A．洗衣粉中的酶是人工合成的无机催化剂

B．洗衣粉中的酶是生物工程的产物

C．加酶洗衣粉也有保质期，时间长了，酶活性会降低或丧失

D．加酶洗衣粉中磷的含量比普通洗衣粉低

13.下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()

A．可用包埋法制备固定化酵母细胞

B．反应产物对固定化酶的活性没有影响

C．葡萄糖异构酶固定前后专一性不同

D．固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应

14.大分子反应物应采用的固定化技术和理由是()

A．固定化酶技术；可应用化学结合法或物理吸附法对酶固定，利于大分子和酶的接触

B．固定化酶技术；可应用包埋法对酶固定，利于大分子和酶的接触

C．固定化细胞技术；一般应用化学结合法或物理吸附法对细胞固定，利于大分子和细胞的接触D．固定化细胞技术；一般应用包埋法对细胞固定，利于大分子和细胞的接触

15.下列有关生物技术实践的叙述，正确的是()

A．探究果胶酶用量的实验中，果汁量与果胶酶的用量始终成正比

B．在提取胡萝卜素时，可选用乙醇或石油醚作为萃取剂

C．果胶酶是由植物、霉菌、细菌等产生的能分解果胶的一类酶的总称

D．为提高胡萝卜素的萃取速度，应釆用明火加热

16.在“探究温度对酶活性的影响”实验中，下列说法不正确的是()

A．可准备一组烧杯，分别盛有不同温度的水

B．将苹果泥和果胶酶混合后放在不同温度的烧杯中恒温水浴处理

C．不同温度梯度之间可相互对照

D．温度过高时，果胶酶会变性失活

17.固定化酶技术是近几年新兴发展起来的一项酶应用技术，它很好地解决了酶的重新利用的能力，大大提高了酶的利用率，从而避免了酶的浪费问题。下列关于固定化酶技术的说法正确的是()

A．固定化酶技术就是固定反应物，将酶依附着载体围绕反应旋转的技术

B．固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应

C．固定化酶中的酶无法重复利用

D．固定化酶是将酶固定在一定空间内的技术

18.下列选项符合下面坐标曲线图含义的是()

A．随pH从5升高到7，酶的活性逐渐降低

B．随pH从5升高到7，酶的最适温度不变

C．温度从0到a变化过程中，酶的活性逐渐降低

D．该酶的最适pH为7

19.下表为某加酶洗衣粉的产品说明，则下列叙述不正确的是()

①这种洗衣粉较容易清除衣物上的奶渍、蛋清污渍等②温水条件下该碱性蛋白酶的活性最高③该洗衣粉可以洗涤各种污渍④该碱性蛋白酶能够将蛋白质水解成氨基酸或小分子的肽链⑤

羊毛、丝质类衣物可以用该洗衣粉洗涤

A．①②

B．①⑤

C．②③

D．③⑤

20.关于加酶洗衣粉的叙述中，正确的是()

A．加酶洗衣粉是指仅加入蛋白酶的洗衣粉

B．加酶洗衣粉里的酶制剂对人体有毒害作用

C．加酶洗衣粉里的酶制剂会污染环境

D．加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉

二、非选择题

21.根据材料，回答下列问题：

材料科学家发现，几乎所有的酶都可以在各种不同的微生物中找到，而微生物有繁殖快、产量高等优点，所以微生物成了酶制剂的主要原料。从20世纪70年代开始，人们找到了一种方法可以设计连续操作的生物反应系统，即固定化酶。科学家将酶或生产酶的细菌以一定的方法固定在某种载体上，这样生产原料从载体的一头流入，产品就从载体的另一头流出，而酶可以重复使用。酶工程具有简便易行、见效迅速、耗能低、废物少等优点。

(1)以上材料体现了科学技术的发展是不断提出问题和解决问题的动态过程，介绍了从________到______________，再到______________的发展过程。

(2)请列举利用固定化酶技术的应用实例。

_________________________________________________________________________。

(3)固定化酶在生产实践中的优点有____________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)固定化酶和固定化细胞通常采用的方法有__________、__________、___________。

22.生物技术实践与人们的生产和生活密切相关。请回答下列有关问题：

(1)进行菊花组织培养的基本操作步骤是制备MS固体培养基、________________、接种、培养、移栽、栽培。花药离体培养时，选择合适发育时期的花粉能提高诱导成功率，确定花粉发育时期最常用的染色方法是________________。花粉经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中__________________________。

(2)如图一表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图中的X溶液为______________，其作用是__________________。用注射器滴加海藻酸钠与酵母菌混合液时，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菌，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二所示的结果。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________________________。

23.下面是制备固定化酵母细胞的操作过程，请你指出有哪几项错误，并改正。

(1)酵母细胞的活化：称取1 g干酵母，放入50 mL的小烧杯中，加入蒸馏水10 mL，用酒精灯加热，且边加热边搅拌，混匀成糊状，放置1 h左右，使其活化。

(2)配制物质的量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液。

(3)配制海藻酸纳溶液。称取0.7 g海藻酸钠，放入50 mL的小烧杯中，加入10 mL水，搅拌直到完全溶化，用蒸馏水定容至10 mL。

(4)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合。将溶化好的海藻酸钠溶液立即加入已活化的酵母细胞，充分搅拌混匀，再转移到注射器中。

(5)固定化酵母细胞。迅速将注射器中的溶液注入到配制好的CaCl2溶液中，观察到液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠后，迅速将其取出。

24.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________、______________。

(2)甲组在洗衣粉中加入了________，乙组在洗衣粉中加入了____________；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)加酶洗衣粉中除了添加以上酶，还可以添加纤维素酶，纤维素酶的作用是________________________。

25.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，分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、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、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________。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。

答案解析

1.【答案】C

【解析】大分子物质因不通过细胞膜而不能与细胞内的酶接触，从而使固定化细胞不能发挥作用。

2.【答案】D

【解析】物理吸附法的优点是酶活性不受影响，但吸附过程复杂且吸附不牢固；包埋法操作简单，条件温和，对细胞无毒性。

3.【答案】D

【解析】实验必须遵循单因子变量原则，另外还要严格控制无关变量。在探究pH对酶活性的影响时，实验变量是pH，温度等是无关变量，但温度能影响酶的活性，因此，实验组和对照组的温度都要恒定，所以通常用水浴加热保温法。

4.【答案】B

【解析】过酸过碱都能使酶变性失活，当pH为2时酶已变性失活，即使再把酶所处环境的pH调到最适值，酶促反应也不再进行，底物量不再变化。

5.【答案】A

【解析】固定化细胞技术是继固定化酶技术之后，建立在固定化酶基础之上的新技术。

6.【答案】D

【解析】酶是生物体内的催化剂，其催化作用受温度、pH的影响。从图中曲线可以看出：70 ℃时是一条直线，说明酶因受热而失去活性；50 ℃时随着时间的增加，其曲线斜率在减少，最后为零，这说明酶逐渐变性失活；40 ℃时，其曲线斜率不变，生成物的量一直在等比例增加，故该酶反应的最适温度范围是40～50 ℃。图中不能体现酶反应速率和酶量的关系。

7.【答案】C

【解析】在应用操作过程中，固定化细胞比固定化酶更容易、更便捷，对酶活性影响更小，使发酵过程变成连续反应过程。

8.【答案】C

【解析】果胶酶可将果胶分解为半乳糖醛酸，纤维素酶和果胶酶可分解植物细胞壁，植物、霉菌、酵母菌和细菌均可能产生果胶酶。

9.【答案】A

【解析】溶解海藻酸钠，应小火间断加热，有利于制备优良的海藻酸钠凝胶珠。

10.【答案】D

【解析】酶活性受温度和PH影响，A、B错；酶促反应在水溶液中进行，而且底物浓度与水相关，而底物浓度影响酶促反应速率，C错；微生物代谢需要营养，而体外活性酶不需要，D正确。

11.【答案】C

【解析】固定化细胞比固定化酶操作更容易，故A正确；细胞内部的酶比在外界环境中受到的影响更小，故B正确；固定化细胞固定的是一系列酶，而不是一种酶，故C错误；固定化酶和固定化细胞都可以重复利用，故D正确。

12.【答案】A

【解析】加酶洗衣粉最大的特点是含有酶制剂，酶为有机大分子。洗衣粉中的酶是科学家通过生物工程研制出来的。酶作为一种生物催化剂，其活性会随时间延长而降低或丧失，因此加酶洗衣粉不能放置太长时间。加酶洗衣粉加入了酶制剂，而减少了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，因此含磷量较普通洗衣粉低。

13.【答案】A

【解析】固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法(交联法)，由于细胞相对于酶来说更大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法，A正确；某些反应产物可能与酶结合，致使酶的结构产生变化，从而改变酶的催化活性，B错误；固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上，实现酶的反复利用，并提高酶稳定性，酶的各项特性(如高效性、专一性和作用条件的温和性)依然保持，C错误；固定化细胞在多步酶促反应中发挥连续催化作用，但如果反应底物是大分子物质，则难以自由通过细胞膜，从而限制固定化细胞的催化反应，D错误。

14.【答案】A

【解析】大分子反应物应采用的固定化技术是固定化酶技术，理由是一般用化学结合法或物理吸附法对酶固定，和包埋法相比，化学结合法或物理吸附法有利于反应物与酶的接触。如采用固定化细胞技术，则一般用包埋法对细胞固定，由于大分子颗粒比较大，反应物难以进入包埋细胞的网格或颗粒，不利于反应的进行。

15.【答案】C

【解析】探究果胶酶用量的实验中，随着反应的进行，果胶量越来越少，A错误；在提取胡萝卜素时，可选用石油醚作为萃取剂，B错误；果胶酶是由植物、霉菌、细菌等产生的能分解果胶的一类酶的总称，C正确；为提高胡萝卜素的萃取速度，防止实验装置燃烧或爆炸，应釆用水浴加热，D 错误。

16.【答案】B

【解析】探究温度对果胶酶活性影响的实验中，应先将装有苹果泥和果胶酶的试管在不同梯度的恒温水浴中分别保温。

17.【答案】D

【解析】固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，其优点是酶可重复利用，不足是无法同时解决一系列酶促反应。

18.【答案】B

【解析】在化学反应中，单位时间内，反应物剩余量越少，说明反应速度越快，酶的活性越高。由坐标曲线图可知，在适宜温度下(a点温度)，pH为6时酶的活性最高，故A错；pH为5、6和7时，在a点温度下，酶的活性均最高，说明酶的最适温度没变，都是a点，故B正确；温度从0到a变化过程中，反应物剩余量逐渐减少，说明催化效率在逐渐加快，酶的活性在逐渐增强，C错误；该酶的最适pH为6，D错误。

19.【答案】D

【解析】羊毛、丝质类衣物中含蛋白质，不可以用该洗衣粉洗涤，⑤错误；这种洗衣粉不含有脂肪酶，对带有油渍的衣物洗涤效果不明显，③错误。

20.【答案】D

【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。这些酶制剂不仅可以有效地清除衣物上的污渍，而且对人体没有毒害作用，并且这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解，不会污染环境。

21.【答案】(1)酶固定化酶固定化细胞

(2)利用固定化葡萄糖异构酶技术生产高果糖浆(答案合理即可)

(3)可反复使用；既能与反应物接触，又能与产物分离

(4)化学结合法物理吸附法包埋法

【解析】

22.【答案】(1)外植体消毒醋酸洋红法激素的种类及其浓度配比(2)CaCl2溶液使海藻酸钠形成凝胶珠高温杀死酵母菌(3)0.6碱性蛋白酶的含量

【解析】(1)进行菊花组织培养的基本操作步骤是制备MS固体培养基、外植体消毒、接种、培养、移栽、栽培。确定花粉发育时期最常用的染色方法是醋酸洋红法。花粉经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。

(2) 制备固定化酵母细胞时，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菌，目的是防止高温杀死酵母菌。用注射器将海藻酸钠与酵母菌混合液滴加入CaCl2溶液中，可使海藻酸钠形成凝胶珠，固定酵母菌。

(3)分析图二曲线可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量0.6%，本实验自变量是碱性蛋白酶的含量。

23.【答案】(1)酵母细胞的活化过程中进行加热；改正：活化过程中不需要加热(2)配制海藻酸钠溶液的过程中未进行小火(或间断)加热；改正：配制海藻酸钠溶液的过程中，应小火(或间断)加热(3)将溶化好的海藻酸钠溶液立即加入已活化的酵母细胞；改正：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞(4)迅速将注射器中的溶液注入到配制好的CaCl2溶液中；改正：固定酵母细胞时，必须以恒定的速度缓慢地将注射器中适当浓度的海藻酸钠溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中(5)形成凝胶珠后，迅速将其取出；改正：将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，形成稳定的结构

【解析】酵母菌在缺水时，处于休眠状态，让其重新恢复正常生活状态的措施是加水活化，操作过程不需加热；配制海藻酸钠溶液时，因海藻酸钠在水中溶解速度慢，应加热使海藻酸钠溶化，为防止焦糊，采用小火或间断加热；将已活化的酵母细胞加入刚溶化好的海藻酸钠溶液中，因温度过高，很可能杀死酵母细胞，故应将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后再加入；固定化酵母细胞时，应以恒定的速度缓慢地将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液中；形成凝胶珠后，应在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，以便形成稳定的结构。

24.【答案】(1)加酶适当提高温度(不分先后)(2)蛋白酶蛋白酶和脂肪酶专一性(3)没有差异，因为高温使酶失活(4)使衣物纤维变得蓬松，便于洗涤

【解析】(1)由表格数据可知提高洗衣粉去污能力的方法有加酶和适当提高温度。

(2)甲组去除血渍所用的时间相对较短，而血渍的主要成分是蛋白质，说明甲组洗衣粉中加入了蛋白酶；乙组去除血渍和油渍的时间都相对较短，说明乙组洗衣粉中加入了蛋白酶和脂肪酶。甲、乙组洗涤效果的差异，主要原因是其中酶种类不同，说明酶具有专一性。

(3)酶的作用条件温和，高温(80℃)会使酶变性失活，因此三组之间没有差异。

(4)加酶洗衣粉中除了添加以上酶，还可以添加纤维素酶，纤维素酶的作用是使衣物纤维变得蓬松，便于洗涤。

25.【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之前就发生了酶的催化反应)②果汁体积甲如图所示：

【解析】本题考查果胶酶的作用及pH对酶活性影响实验的分析能力。

(1)果胶酶可以分解果胶，提高出汁率和澄清度，但果胶酶的作用需要一定的条件，如温度和pH

等。

(2)本题是探讨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相等的这两种溶液混合，否则，在达到预定pH之前就会发生酶的催化反应。如图甲所示，果胶酶的活性随pH增大而升高，达到最适pH之后，酶活性逐渐降低，若过酸或过碱，则酶活性丧失。