高三一轮复习选修一酶的研究与应用经典习题中学教育高考_中学教育-高中教育.pdf

学习必备 欢迎下载 课时考点训练 题组一、酶的应用 1(20XX 年高考江苏卷)下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述，合理的是 ()A先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温度 B实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度 C相同 pH 时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉 D衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果 解析：本题考查探究加酶洗衣粉的洗涤效果实验的基本知识。本实验的自变量是洗衣粉的种类，因变量是洗涤效果，无关变量有温度、pH、衣物质地(因为酶具有专一性)、洗衣粉的用量等，探究实验中除自变量外应给予相同且适宜的其他条件，才能排除无关变量对实验结果的干扰，根据上述分析，符合题意的是B，热水溶解洗衣粉可能使酶失活，只有适宜 pH 条件时加酶洗衣粉才有好的洗涤效果，故 A、C、D 均不符合题意。答案：B 2(20XX 年高考海南卷)根据相关知识，回答胡萝卜素提取和酶应用方面的问题：(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素时，通常在萃取前要将胡萝卜粉碎和_，以提高萃取效率；水蒸气蒸馏法_(填“适合”或“不适合”)胡萝卜素的提取，原因是_；鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，通常可采用_法，并以_样品作为对照。(2)若要提高衣物上血渍的去除效果，可在洗衣粉中加入_酶，因为该酶能将血红蛋白水解成可溶性的 _或_；若要提高衣物上油渍的去除效果，洗衣粉中可添加_酶；使用加酶洗衣粉时，水温过低或过高时洗涤效果不好的原因分别是 _。解析：(1)用萃取法提取胡萝卜素时，为提高萃取效率，通常在萃取前要将学习必备 欢迎下载 胡萝卜素粉碎和干燥。胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出，故不可用水蒸气蒸馏法提取。鉴定萃取物中是否含有胡萝卜素时，常采用纸层析法，并以标准的胡萝卜素样品作为对照。(2)血渍中含有较多蛋白质，为快速去除血渍，可使用添加蛋白酶的洗衣粉。若要提高衣物上的油渍的去除效果，可使用添加脂肪酶的洗衣粉。由于酶具有温和性，低温、高温都会影响酶的活性，故使用加酶洗衣粉时，最好使用温水。答案：(1)干燥 不适合 水蒸气蒸馏法适用于分离挥发性物质，而胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出 纸层析 标准的胡萝卜素(2)碱性蛋白(或蛋白)氨基酸 小分子肽 脂肪 水温过低时酶活性较低，水温过高会使酶变性失活 题组二、固定化酶和固定化细胞 3(20XX 年高考江苏卷)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 解析：本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识。可用包埋法制备固定化酵母细胞；有些反应产物可与相应酶结合，进而影响固定化酶的活性；葡萄糖异构酶固定前后专一性不变；固定化细胞固定的是一系列酶，催化一系列反应，不能催化各种反应底物的一系列反应。答案：A 4某同学进行苹果汁制作实验，工艺如下图所示。学习必备 欢迎下载 请回答：(1)图中用 KMnO4溶液浸泡苹果的目的是_。黑曲霉提取液中含有的_可水解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过_方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去_。(2)实验中，操作流程 A 和 B 的先后程序为_。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是_。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的_混合，如果出现_现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调_。(3)实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被 _使用。解析：本题主要考查固定化酶的利用。(1)KMnO4具有杀菌消毒的作用，可杀死苹果表面的杂菌。果汁中因含有果胶等，使苹果汁浑浊，用果胶酶处理可使果胶水解，从而使果汁澄清。石英砂具有吸附作用，可通过吸附将酶固定；用蒸馏水洗涤时，未固定的酶可随蒸馏水流走。(2)操作过程中，应先提取果胶酶，再将果胶酶放入待处理的果汁中，使果汁澄清。因酶具有高效性和反应前后化学性质不发生改变的性质，故果汁澄清的过程中，不需要连续加酶。果胶中的果胶酸钙能与乙醇反应形成沉淀，故可用乙醇鉴定果汁中的果胶，如有浑浊现象，说明果汁中仍有果胶存在。为使果胶完全水解，应控制阀 2 的流量，减少果汁处理量。(3)酶固定化后，便于与反应物和产物分离，可反复利用，提高利用率。答案：(1)消毒 果胶酶 吸附 未被固定的酶等(2)A、B 阀 1 乙醇 浑浊(或沉淀)慢(3)重复 课时高效训练 一、选择题 1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，而过酸、过碱对酶活性的影响是学习必备 欢迎下载 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解旋酶作用于碱基对间的氢键 解析：本题考查影响酶最适条件的因素等知识。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：B 2(20XX 年佛山质检)(多选)下图曲线表示不同 pH 对三种蛋白酶活力的影响，有关叙述错误的是()A酶活力可用单位时间内产物增加的量来表示 BpH 由 6 降至 2，甲酶的活力逐渐恢复 C乙酶的活力不受 pH 影响 D与乙酶相比，甲酶和丙酶的适宜 pH 范围较窄 解析：本题考查 pH 对不同蛋白酶活力的影响。酶的活力高低可以用一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速率来表示，反应速率可以用单位时间内、单位体积中产物的增加量或者反应物的减少量来表示；过酸或过碱都会使酶分子的空间结构破坏，pH 为 6 时甲酶活力已经为零，所以 pH 降到 2 时甲酶活力不能恢复；由于图中乙酶的曲线只是标出了在 pH 从 4 到 8 的范围内的酶活力，所以不能判断在其他 pH 条件下对酶活力的影响；通过曲线比较，乙酶的适宜 pH范围最广。答案：BC 3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，下列叙述不正确的是()学习必备 欢迎下载 图 1 图 2 A刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液 B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图 2 发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触 D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 解析：溶化的海藻酸钠应冷却至室温后与活化的酵母菌混合，A 项错误。海藻酸钠与酵母菌混合液应滴入 CaCl2溶液中，以制备凝胶珠；凝胶珠用蒸馏水冲洗 23 次后，可转移到发酵装置中；搅拌可使酵母菌与培养液充分接触，有利于发酵的顺利进行，故 B、C、D 三个选项正确。答案：A 4下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是()A酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶 B透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化 C棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤 D多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层 解析：酶解法可利用酶的专一性去除微生物的细胞壁，再通过吸水涨破法使细胞内的物质释放出来，然后提取其中的胞内酶，A 项正确；透析和电泳可用于酶的分离和纯化，但酸解会导致酶结构的破坏，B 项错误；棉织物的主要成分是纤维素，用添加了纤维素酶的洗衣粉进行洗涤会使棉织物蓬松，有利于污物的洗涤，纤维素酶还能去除掉棉织物表面的浮毛，平整棉织物表面，使洗涤后的棉织物柔软、蓬松，花纹清晰，色泽更加鲜艳，穿着更加舒适，C 项错误；多酶片中的胃蛋白酶应位于片剂核心层的外层，而片剂的核心层是在小肠中发挥作用的胰学习必备 欢迎下载 蛋白酶等消化酶，D 项错误。答案：A 二、非选择题 5为探究 NaCl 和 CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答：(1)实验中加入缓冲液的作用是_。(2)分 析 实 验 结 果 可 知：对 酶 活 性 有 影 响 的 离 子 是_，其中对酶活性有抑制作用的离子是_，对酶活性有促进作用的离子是_。(3)该实验中设置 4 号试管的目的是_；设置 3 号试管的目的是_。(4)上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，14 号试管中的颜色依次是 _、_、_、_。根据上述实验结果，在操作 过 程 中，保 温 之 前 不 能 加 入 斐 林 试 剂，其 原 因 是学习必备 欢迎下载 _ _。解析：本题考查影响酶活性的因素以及还原性糖的鉴定。(1)酶的催化作用需要一定的条件，加入缓冲液能够始终维持反应过程中pH 的稳定。(2)本实验中，加入蒸馏水的试管 4 是对照组；试管 3 和对照组有相同的实验结果，可见 Na和 SO24对酶活性没有影响；由试管 1 和试管 3 对照可知，Cl对酶活性有促进作用；由试管 2 和试管 3 对照可知，Cu2对酶活性有抑制作用。(3)设置 3 号试管的目的是使 Na和 SO24分别与 1 号试管和 2 号试管进行对照，确认 Na和SO24是否会对酶的活性产生影响。(4)斐林试剂在水浴加热的条件下能够与还原性糖反应形成砖红色沉淀，淀粉被淀粉酶水解形成的还原性糖的多少决定了砖红色沉淀颜色的深浅。由于斐林试剂中含有 Cu2，在保温之前加入会对酶活性产生影响。答案：(1)维持反应液中pH的稳定(2)Cl和Cu2 Cu2 Cl(3)对照 确定Na和SO24对唾液淀粉酶催化活性是否有影响(4)深砖红色 无砖红色(或蓝色)浅砖红色 浅砖红色 斐林试剂中有 Cu2，其可抑制唾液淀粉酶的活性 6.某化工厂生产的一种加酶洗衣粉，其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洗衣粉溶液内一段时 间，使用温水效果更佳。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。某研究性学习小组为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，设计了如下装置进行实验，并将结果用下列曲线图 A、B 表示。学习必备 欢迎下载 请回答以下各题：(1)由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为_。(2)在 0 和 75 时，酶的催化效率基本都为零。但当温度再度回到 45 时，后 者 酶 的 催 化 能 力 已 不 能 恢 复，这 是 因 为_。(3)在实验过程中可通过直接测定_(指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。(4)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的，某洗涤公司为降低生产成本研制了一种能多次重复使用加酶洗衣粉的设备，他们将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，经过简单处理，这些酶还可以多次重复利用，这种方法制成的酶叫_。解析：由 A 图看出该加酶洗衣粉在 45 时催化效率最高。高温条件下酶的结构会发生不可逆的破坏，即使再回到最适温度，酶的活性也不能恢复。胶片上的蛋白膜存在时间的长短反映了酶的催化效率。将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，使酶多次重复利用，这种方法制成的酶叫固定化酶。答案：(1)45 (2)高温条件下酶的结构已遭破坏(或酶的活性已丧失)(3)胶片上的蛋白膜存在时间的长短(或其他合理答案)(4)固定化酶 7(20XX 年江苏南京模拟)根据材料回答下列有关问题：.某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)，海藻酸钠来包埋小麦酯酶，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。(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶的活性和酶的数量)(1)从图 1 可以看出：固定化小麦酯酶比游离的小麦酯酶对温度变化的适应性更_。学习必备 欢迎下载(2)从图 2 可以看出：海藻酸钠浓度为_时的小麦酯酶活力最强。当海 藻 酸 钠 浓 度 较 低 时，酶 活 力 较 低 的 原 因 是：_。：某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下：活化酵母细胞：称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌，使酵母细胞活化；配制 CaCl2溶液：将无水 CaCl2溶解在定量蒸馏水中，配制成一定浓度的CaCl2溶液；配制海藻酸钠溶液：将定量的海藻酸钠直接溶解在定量的蒸馏水/无菌水中，配制成溶液；海藻酸钠溶液和酵母细胞混合：将活化的酵母细胞迅速加入到刚配制成的海藻酸钠溶液中，充分搅拌混合均匀；固定化酵母细胞：用注射器以恒定的速度缓慢地将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中，观察凝胶珠形成。(1)请你改正其中两处错误的操作：第一处_；第二处_。(2)刚形成的凝胶珠要在 CaCl2溶液中浸泡 30 min 左右，目的是_。(3)如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，则说明海藻酸钠浓度_(过低/过高)。解析：图 2 曲线表明浓度为 3%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，原因是海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，学习必备 欢迎下载 导致酶数量不足。答案：.(1)强(2)3%酶的数量不足.(1)海藻酸钠溶解应适当加热至完全溶化 海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞(2)让凝胶珠形成稳定的结构(3)过低 8下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答：酵母细胞的活化配制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。(1)在_状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复_状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时_。(2)固定化细胞技术一般采用包埋法，而固定化酶常用_和_。(3)影响实验成败的关键步骤是_。(4)海藻酸钠溶化过程的注意事项是_。(5)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_。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明_。解析：(1)在缺水状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。由于酵母菌活化时体积会变大，所以活化前应选择足够大的容器。(2)固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间的技术，其中固定化细胞常采用包埋法，而固定化酶常用化学结合法和物理吸附法。原因是细胞个大，而酶分子小，个体大的细胞难以被吸附或结合，而个体小的酶容易从包埋材料中漏出。(4)海藻酸钠溶化时应用小火加热或小火间断加热，期间还要不断搅拌，防止焦糊。学习必备 欢迎下载 答案：(1)缺水 正常(生活)体积会增大(增多)(2)化学结合法 物理吸附法(3)配制海藻酸钠溶液(4)小火加热(小火间断加热)，不断搅拌(5)较少(海藻酸钠浓度偏高)制作失败 9我国水果生产发展迅速，由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以加工制作果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：(1)实验方法：如图中所示的顺序进行操作。(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图所示：图中自变量是温度，除此之外还可用 _表示。A酶的浓度 B苹果泥的量 C水的加入量 DpH 图中的纵坐标还可用_来表示。实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是_ _。步骤 b 中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是_学习必备 欢迎下载 _ _。解析：果胶酶的活性受温度、pH 等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所以每一种酶的最适 pH 和最适温度是一定的。在衡量实验结果的指标中有两种，一是果汁的量，另一个是果汁的澄清度。为使实验中达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温达到要求后才能混合。答案：(2)D 苹果汁的体积 同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物量不同而改变 保证底物和酶在混合时的温度是相同的 10 利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。请完善实验方案，并回答相关问题。实验目的：比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。实 验 原 理：纤 维 素 酶 催 化 纤 维 素 分 解 为 葡 萄 糖，_ _，葡萄糖的生成量表示酶活性大小。实验材料：三种微生物(A、B、C)培养物的纤维素酶提取液，提取液中蛋白酶浓度相同。实验步骤：(1)取四支试管，分别编号。(2)在下表各列的一个适当位置，填写相应试剂的体积量，并按表内要求完成相关操作。学习必备 欢迎下载 (3)将上述四支试管放入 37 的水浴中，保温 1 小时。(4)在上述四支试管中分别加入_试剂，摇匀后，进行 5060 水浴2 分钟。(5)观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。实验结果：微生物 A 提取物 微生物 B 提取物 微生物 C 提取物 颜色深浅程度 分析讨论：上述结果表明：不同来源的纤维素酶，虽然蛋白酶浓度相同，但活性不同。若 不 考 虑 酶 的 最 适pH和 最 适 温 度 的 差 异，其 可 能 原 因 是_。你 认 为 上 述 三 种 微 生 物 中，最 具 有 应 用 开 发 价 值 的 是_ _。从 解 决 能 源 问 题 的 角 度，开 发 这 种 纤 维 素 酶 的 意 义 在 于_。解析：本题考查不同的微生物产生的纤维素酶对纤维素分解效果的实验设计和分析。本实验原理是纤维素酶分解纤维素的产物是葡萄糖，葡萄糖是还原糖，能与斐林试剂发生反应，产生砖红色沉淀，用产生的砖红色沉淀的深浅可以验证产生的葡萄糖的量，根据在等量的不同微生物产生的纤维素酶的作用下，单位时间内产生的葡萄糖的量来证明不同酶的活性大小。由表中信息知，总体积量都为学习必备 欢迎下载 2.0 mL，所以 4 号试管应该加 1.5 mL 蒸馏水，1、2、3 号试管应该分别加入等量的(0.1 mL)微生物 A、B、C 提取样液。检测产生的葡萄糖的量要用斐林试剂或者班氏试剂，并且用量要相等。在其他条件都相同的情况下，影响酶的活性的原因只能是不同的微生物产生的酶分子的结构不同造成的。从实验结果分析，加入微生物 B 提取液的试管中砖红色沉淀颜色最深，说明其所含酶的活力最高，最具有开发价值。纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖，葡萄糖可以作为产生酒精的工业原料，从而用酒精代替其他的能源物质。答案：实验原理：葡萄糖与斐林试剂产生砖红色沉淀的颜色深浅表示葡萄糖的生成量 实验步骤：(2)在 2 号试管加入微生物 B 提取液 0.1 mL,4 号试管中加入蒸馏水 1.5 mL(4)2 mL 斐林试剂(或班氏试剂)分析讨论：不同酶的分子结构不同 微生物 B 纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖，葡萄糖可用作制取酒精的原料，用酒精代替化石燃料(合理即可)