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1、【优化设计】2015-2016学年高中生物 专题4 酶的研究与应用测评（含解析）新人教版选修1 (时间:100分钟,满分:100分)一、选择题(每小题2分,共50分)1.以下关于果胶酶的叙述,正确的是()A.它是一类酶的总称B.果胶酶的化学成分为类脂C.果胶酶的催化作用不受温度影响D.果胶酶可以催化多种化学反应解析:果胶酶是一类酶的总称,主要包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶,其化学本质是蛋白质。作为酶的一种,它具有酶的一般特性,即专一性、高效性、易受温度与pH的影响。答案:A2.在果汁生产中主要应用的酶是()A.果胶酶、纤维素酶B.脂肪酶、淀粉酶C.淀粉酶、果胶酶D.蛋白酶、纤维素酶
2、解析:榨取果汁必须使细胞破裂,释放出其中的细胞液。破坏植物细胞首先必须将细胞壁破坏,细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。答案:A3.下列哪一项说法是错误的?()A.酶是细胞合成的生物催化剂B.温度、pH和酶的抑制剂等条件会影响果胶酶的活性C.果胶酶能催化果胶分解,但不能提高水果的出汁率,只能使果汁变得澄清D.生产果汁时,为了使果胶酶得到充分的利用,节约成本,需要控制好酶的用量解析:果胶酶能使果汁变得澄清,并能提高水果的出汁率。答案:C4.下列有关酶的叙述,错误的是()A.果胶酶是一类酶的总称,探究果胶酶的最适温度时,需将底物和酶分别在同等温度下处理后再混合B.低温和高温对酶活性的影响是相同的,而过
3、酸、过碱对酶活性的影响是不同的C.探究果胶酶的最适温度和最适pH实验中应严格控制酶作用时间D.在果胶酶溶液中加入双缩脲试剂可发生紫色反应解析:低温使酶的活性降到很低,但不会破坏酶分子的空间结构,高温会破坏酶分子的空间结构,使酶失去活性;过酸、过碱都会使酶分子的空间结构破坏而失去活性。答案:B5.下图表示某研究小组探究果胶酶的用量的实验结果。下列有关说法不正确的是()A.在AB段限制反应速率的主要因素是酶的用量B.在BC段限制反应速率的因素之一是反应物浓度C.在AC段增加反应物浓度,可以明显加快反应速率D.在该实验给定条件下,果胶酶的最佳用量是B点对应的值解析:由曲线图可以看出,在AB段,随着酶
4、的用量的增大,酶促反应速率加快,说明此阶段限制反应速率的主要因素是酶的用量;此时增加反应物浓度,反应速率不会明显加快。在BC段,随着酶的用量的增大,酶促反应速率不再加快,此时反应物浓度成为限制反应速率的因素之一,增加反应物浓度,反应速率会加快。答案:C6.下列关于固定化酶中的酶的叙述,正确的是()A.酶的种类多样,可催化一系列的酶促反应B.酶被固定在不溶于水的载体上,可反复利用 C.酶作为催化剂,反应前后结构不改变,所以固定化酶可永远利用下去D.固定化酶由于被固定在载体上,所以丧失了酶的高效性和专一性特点解析:一种载体只能固定化一种酶,一种固定化酶只能催化一种酶促反应;固定化酶可反复利用,但不
5、能永远利用下去;固定化酶保持了酶一般的特性。答案:B7.为保证加酶洗衣粉洗涤效果,应注意()A.使用沸水冲泡洗衣粉B.用含氯较高的自来水C.和其他洗涤剂混合使用D.用温水先溶解洗衣粉解析:酶的催化作用需要适宜的温度和酸碱度,高温、低温以及过酸、过碱,都能影响酶的活性。洗衣粉中添加的酶在温水中催化作用发挥得最好。答案:D8.用加酶洗衣粉洗涤衣物时,下列说法正确的是()A.可用加酶洗衣粉洗涤毛料衣服B.一般先用沸水浸开,然后调至适宜温度C.水温太低使洗衣粉的酶丧失活性D.使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后应立即冲洗双手解析:由于加酶洗衣粉中常常加入了碱性蛋白酶,而毛料衣服的主要成分为蛋白质,在蛋
6、白酶作用下会影响衣服的质量。加酶洗衣粉中酶的活性易受温度、酸碱度、表面活性剂的影响,高温使酶的活性丧失,低温仅仅降低酶的活性。添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面的蛋白质,使人患过敏性皮炎、湿疹等,因此使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后应立即冲洗双手。答案:D9.在探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中,变量控制方法正确的是()A.实验材料的污染程度属于本研究的无关变量,实验过程中不必考虑B.若采用手洗法进行去污操作,需尽可能保证各组洗涤用力程度、时间等基本相同C.水温属于本研究的变量,实验过程中必须保证各组实验温度相同且恒定D.水的用量和布料的大小是成正比的,实验用的布料越
7、大、水量越多实验效果越好解析:根据实验的对照原则和单因子变量原则,水温是本研究的变量,要有温度梯度,各组实验温度不能相同,其他的无关变量要保持适宜且相同。该实验用的布料、水量要适中,不是布料越大、水量越多实验效果越好。答案:B10.固定化细胞对酶的活性影响最小,根本原因是()A.避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程B.固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用C.催化反应结束后,能被吸收和重复利用D.细胞结构保证了各种酶在化学反应中有效地发挥作用解析:细胞内部环境稳定,保证了各种酶的存在环境不受改变。答案:D11.在探讨不同温度对加酶洗衣粉影响的实验中,下列说法不正确的是()A.应根据当地一年中实际气
8、温变化来确定水温B.可选择洗涤不同污渍的白布作对照C.选择水温应考虑衣物的承受能力D.选择水温应考虑洗涤成本解析:探讨不同温度对加酶洗衣粉的影响实验中,温度是唯一变量,其他各条件应适宜且保持不变,所以实验中白布的污渍程度应完全相同。答案:B12.下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的有关探究实验。下列叙述不正确的是()实验编号洗涤物(等量)洗涤温度/洗衣粉(等量)水量/L洗涤所需时间/min1油污布45加酶24.02油污布45 普通27.03油污布5加酶28.54油污布5普通29.0A.该实验设计体现了等量原则、单一变量原则和对照原则B.假如1号实验组洗涤时间接近7 min,说明温
9、度过高脂肪酶已失活C.用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤油污布,效果与普通洗衣粉基本没有区别D.1号实验组的洗涤时间比4号实验组短很多,说明45 较适宜脂肪酶功能的发挥解析:1号与4号实验组之间有2个变量,无法确定因变量不同到底是温度引起的还是酶引起的,所以D项错误。答案:D13.某同学进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较”的课题研究。下列叙述错误的是()A.设计对照实验,分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉B.洗衣粉用量、污渍种类和洗涤温度等无关变量全部相同且适宜C.根据相同时间内污渍去除程度的差异得出实验结论D.根据污渍完全洗净所需时间的差异得出实验结论解析:对照实验应使用同种不加酶的洗衣粉
10、。答案:A14.下列关于使用固定化酶技术生产高果糖浆的说法,正确的是()A.高果糖浆的生产需要使用果糖异构酶B.在反应柱内的顶端装上分布着许多小孔的筛板,防止异物的进入C.将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,果糖从反应柱下端流出D.固定化酶技术复杂,成本较高解析:生产高果糖浆时所用的酶应为葡萄糖异构酶,将这种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。柱子底端装上分布着许多小孔的筛板,酶颗粒无法通过筛板上的小孔,而反应溶液却可以自由出入。生产过程中,将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,使葡萄糖溶液流过反应柱,与固定化葡萄糖异构酶接触,转化成果糖,从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年
11、,大大降低了生产成本。答案:C15.下列说法不正确的是()A.科学家通过基因工程生产出了能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶B.加酶洗衣粉能够有效去除油渍、汗渍或血渍C.衣服的洗涤只考虑洗涤效果就可以D.科学探究中,研究变量的思路是一致的,只是在不同的问题情境下,具体做法不同解析:衣物的洗涤,不仅要考虑洗涤效果,还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。答案:C16.试分析下图中,哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似?()解析:A、B 选项适合于酶的固定化,C选项既可用于固定酶,也可用于固定细胞。制备固定化酵母细胞用的是包埋法,即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中,所以与D
12、项相似。答案:D17.固定化细胞常用的载体的共同特点是()A.不溶于水且多孔B.富含营养物质C.对酶的活性无影响D.最适pH不变解析:在固定化细胞的技术中,载体的主要作用是固定细胞,不让细胞溶于产物中。当然,也要考虑固定的材料尽可能对酶的催化不产生影响或产生的影响最小。固定化细胞在催化化学反应的同时,自身获得了物质和能量,因此,不需载体提供营养物质。答案:A18.下列关于酵母细胞活化的说法,不正确的是()A.酵母细胞活化就是使酵母细胞由无氧呼吸变成有氧呼吸B.活化就是让处于休眠状态的细胞恢复正常的生活状态C.酵母细胞活化所需要的时间为1 h左右D.酵母细胞活化后体积增大解析:在缺水的状态下,微
13、生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复到正常的生活状态。酵母细胞所需要的活化时间较短,一般需要1 h左右。答案:A19.下面是制备固定化酵母细胞的步骤,正确的是()A.应使干酵母与自来水混合并搅拌,以利于酵母菌活化B.配制海藻酸钠溶液时要用小火,或间断加热C.向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞,充分搅拌并混合均匀D.将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注入CaCl2溶液中,会观察到CaCl2溶液中有球形或椭圆形的凝胶珠形成解析:由于在缺水状态下,微生物处于休眠状态,为了加速酵母细胞的活化,将干酵母与蒸馏水混合后应用玻璃棒充分搅拌。为避免海藻酸钠发生焦糊,溶化时要用小火
14、,或间断加热。如果将刚溶化好的海藻酸钠与已活化的酵母细胞混合,有可能会杀死酵母细胞。应将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中,而不是注入。答案:B20.下列有关制备固定化酵母细胞的说法,错误的是()A.可根据凝胶珠的颜色和形状检测凝胶珠的质量B.要将酵母细胞活化处理C.制成的凝胶珠中不能出现小孔D.配制的海藻酸钠浓度是本实验的关键解析:制备固定化酵母细胞时,将活化的酵母细胞与海藻酸钠溶液混匀后,滴进CaCl2溶液中,形成海藻酸钙凝胶小球,细胞被包埋在凝胶的小孔中,制成固定化细胞,故C项错误。答案:C21.右图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实验结果,出现此结果的可
15、能原因不包括()A.海藻酸钠浓度过高B.酵母细胞已经死亡C.注射器中的溶液推进速度过快D.注射器距离CaCl2溶液液面太近解析:题图中出现此结果的可能原因有海藻酸钠浓度过高,注射器中的溶液推进速度过快,注射器距离CaCl2溶液液面太近。答案:B22.某学生进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的课题研究。他的实验设计如下:设置2组实验,分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉2组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部设置相同根据污渍去除程度得出结果对这个实验的评价,正确的是()A.未设置对照实验B.无关变量设置太多C.没有自变量D.因变量
16、不能描述解析:实验课题是“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”,因此设置的2组实验应该是:一组用普通洗衣粉,作对照组,另一组用加酶洗衣粉,作实验组。如果设置3组也正确,一组用普通洗衣粉作对照组,实验设置组使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉。答案:A23.下列说法正确的是()A.植物、霉菌、酵母菌和细菌等所有生物的活细胞均能产生果胶酶B.由霉菌发酵生产的果胶酶是食品工业中使用量最大的酶制剂之一C.果胶酶是分解果胶的一种酶D.温度过高或过低,果胶酶都丧失活性解析:植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶,并不是所有生物的活细胞均能产生果胶酶;由霉菌发酵生产的果胶酶是食品工业中使用量最大的酶制剂之一;温度过
17、低,果胶酶不会丧失活性。答案:B24.下列关于固定化细胞技术的说法,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.包埋法常用的载体有琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、明胶和聚丙烯酰胺等解析:固定化细胞的方法除了包埋法,还有物理吸附法。它们各有利弊,物理吸附法的主要优点是酶活性不受影响,但吸附过程相当复杂,这一过程与微生物细胞的性质、载体的性质及两者之间的相互作用等有关,且吸附力较弱,吸附不牢固,细胞容易脱落。而包埋法操作简便,条件温和,对细胞无毒性。包埋法常用的载体有琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、明胶和聚
18、丙烯酰胺等。答案:D25.用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时,为了能产生酒精,下列措施错误的是()A.向瓶内泵入氧气B.应将装置放于适宜的条件下进行C.瓶内应是富含葡萄糖的底物D.将瓶口密封,效果更好解析:酵母菌进行无氧发酵产生酒精,在O2充足时酵母菌繁殖,数目增多但不产生酒精。答案:A二、非选择题(共4个小题,50分)26.(12分)某校生物兴趣小组为探究不同浓度果胶酶对澄清苹果汁出汁率的影响,进行了如下实验。实验步骤:制备苹果汁:将苹果洗净,切成小块,用榨汁机打碎成苹果汁匀浆。加热苹果汁到100 ,再冷却至50 左右。配制不同浓度的酶液:取5支10 mL的试管,依次编号为26号。分别加入不同
19、量的质量浓度为10 g/L的果胶酶溶液,再分别加入苹果汁定容至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。降解苹果汁(如下图)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)步骤中,苹果汁先加热到100 的目的是。(3)步骤中,还可在26号试管中分别加入10 g/L果胶酶溶液,加入的量分别是;步骤中,在1号烧杯中加入1 mL。(4)根据预期结果,请绘
20、制出澄清苹果汁出汁率与果胶酶浓度之间大致的关系曲线,并在坐标轴上标出澄清苹果汁最高出汁率所需的果胶酶最佳浓度。解析:果胶酶能提高苹果的出汁率并使果汁澄清的原理是果胶酶能分解果胶,瓦解细胞壁。苹果汁先加热到100 的目的是使苹果中的酶失活,防止其对实验结果产生干扰。答案:(除标记外,每空2分,共12分)(1)果胶酶能分解果胶,瓦解细胞壁(2)使苹果汁中的酶失活,防止其对实验结果产生干扰(3分)(3)0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1 mL蒸馏水(4)如下图(3分)27.(12分)请回答下列有关生物技术实验问题。(1)根据果胶酶在果汁生产中的作用的系列实验结果回答下列问题。
21、能正确表示温度对果胶酶活性影响的曲线是。能正确表示pH对果胶酶活性影响的曲线是。在原材料有限的情况下,能正确表示相同时间内果胶酶的用量对果汁产量影响的曲线是。(2)某种全自动洗衣机的水温有冷水、45 温水、90 热水三种设置,洗涤方式有直接洗涤和浸泡20分钟后洗涤两种设置。如果用加酶洗衣粉洗涤有陈旧牛奶渍的棉质衣服,洗衣机选择哪种水温和洗涤方式洗涤效果最好?。(3)用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤丝绸衣物和羊毛衣物是否合适?为什么?。解析:酶的催化效率容易受温度、pH的影响。丝绸衣物和羊毛衣物的主要成分是蛋白质。答案:(除标记外,每空2分,共12分)(1)乙乙丙(2)45 温水浸泡,浸泡20分钟后洗涤
22、(3分)(3)不合适。因为丝绸衣物和羊毛衣物的主要成分是蛋白质,用含蛋白酶的洗衣粉洗涤会分解其中的蛋白质,破坏衣物(3分)28.(12分)某洗衣粉的包装袋上印有如下说明。成分:含碱性蛋白酶等。用法:洗涤前先将衣物浸于含洗衣粉的水内数分钟,使用温水效果更佳,注意:切勿用于丝质及羊毛衣料,用后彻底洗手。请回答下列问题。(1)质监局针对该洗衣粉设计了如下实验:步骤A组B组1加入一定浓度的该洗衣粉溶液加入经煮沸并冷却的相同浓度的该溶液(与A组等量)2加入相同的涂有蛋白膜的胶片3置于适宜且相同的温度条件下质监局做该实验的目的是,可通过观察予以确认。(2)某中学生为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度,参考
23、上表中的材料及方法进行了有关实验,并把实验结果以曲线图A、B的形式表示了出来。由图可知,使用该加酶洗衣粉的最适温度约为。用语言描述从0 升到45 时酶催化效率变化趋势。B图中温度从75 降到45 的催化效率变化曲线与横轴重合,这样画的理由是。该学生在实验过程中可通过直接测定不同温度下来表示酶的催化效率的高低。解析:依图示,在45 时,酶的催化效率最高;在0 和75 时,酶活性为零,但0 时酶并未失活,温度升高,酶活性恢复;从75 降到45 ,酶活性不能恢复,是因为75 时酶已失活。答案:(每空2分,共12分)(1)检查该洗衣粉是否含有蛋白酶一段时间后A、B两组中胶片上蛋白膜的变化情况(2)45
24、 从0 升到45 的过程中,随温度的升高,酶的催化效率逐渐增强75 时酶的结构已被破坏(或酶的活性已丧失)胶片上蛋白膜完全消失所需时间的长短(或相同时间内胶片上蛋白膜消失的多少)29.(14分)根据下面的实验原理、实验过程分析讨论。实验原理:麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母支撑的凝胶珠中。啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵糖转化成乙醇。实验过程:取新鲜斜面上的啤酒酵母,接种于10 mL的麦芽汁液体培养基中,25 下培养2430 h。称1.6 g海藻酸钠放入无菌小烧杯内,加无菌水少许调成糊状,再加入无菌水至40 mL,在98 kPa条件下灭菌15 min。冷却到45 左右后,与预热
25、至35 左右的10 mL 酵母培养液混合搅拌均匀,立即倒入带喷嘴的无菌小塑料瓶中(或装有5号针头的注射器外套中),以恒定的速度滴入盛有葡萄糖、CaCl2混合液的容器中,浸泡30 min 制成凝胶珠。倒去葡萄糖、CaCl2混合液,用无菌水洗涤凝胶珠三次后,将凝胶珠放入500 mL三角瓶中,加入300 mL无菌麦芽汁液体培养基,置于25 下封口发酵5 d左右,倒出发酵后的麦芽汁即为啤酒,品尝其口味。(1)凝胶珠是由什么组成的?。它有什么作用?。(2)如果进行多批次的生产,本实验中的啤酒酵母与普通发酵中的酶或菌种在使用上有何区别?。(3)固定化酶和固定化细胞技术是利用或方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术,其中细胞多采用固定化,而酶多采用和固定化。(4)制作成功的凝胶珠应用冲洗,其颜色为。将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后发现有气泡产生,同时有酒味散发。答案:(除标记外,每空1分,共14分)(1)啤酒酵母和固定酵母菌的海藻酸钠啤酒酵母能将渗入凝胶珠的麦芽汁中的糖发酵,进而转化成乙醇(2分)(2)将生啤酒倒出后,将凝胶珠再投入新鲜的麦芽汁中,可以在较长时间内反复连续使用,而普通发酵中的酶或菌种不能反复使用(2分)(3)物理化学包埋法化学结合法物理吸附法(4)蒸馏水(2分)浅黄色(2分)8