2019-2020学年生物高中人教版选修1检测：专题4酶的研究与应用检测（A） 10页

专题 4 检测(A) (时间:60 分钟,满分:100 分) 一、选择题(每小题 2 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合 题目要求的) 1 在果汁生产中用到的酶主要是( ) 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 解析:生产果汁要用酶解法去除细胞壁,细胞壁的成分主要是纤维素和果胶。 答案:A 2 下列有关果胶的叙述,错误的是( ) A.果胶是植物细胞壁的主要成分之一 B.果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物 C.果胶影响出汁率 D.果胶酶能够分解果胶,因此果胶酶是一种酶 解析:果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和 果胶酯酶等。 答案:D 3 下列关于酶的叙述,错误的是( ) A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率 D.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物 解析:同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中,如呼吸酶可以存在于各种细胞 中;低温能降低酶活性是因为分子运动能力降低,并没有破坏酶的空间结构;酶的 作用机理是通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率;酶是催化剂,但酶也 可以是另一个反应的底物,如淀粉酶的本质是蛋白质,可被蛋白酶催化水解。 答案:B 4 下列关于利用固定化酶生产高果糖浆的过程中用到的反应柱的理解,正确的 是( ) A.反应物和酶均可自由通过反应柱 B.反应物和酶均不能通过反应柱 C.反应物能通过反应柱,酶不能通过反应柱 D.反应物不能通过反应柱,酶能通过反应柱 解析:在固定化酶技术中,酶都是被固定的,在生产应用上,反应柱既能让反应物通 过,又能让生成物通过,达到产物中不含酶的目的。 答案:C 5 下图所示是酶或细胞的几种固定方式示意图,其所采用的固定方法依次是 ( ) A.物理吸附法、化学结合法、包埋法 B.化学结合法、物理吸附法、包埋法 C.包埋法、物理吸附法、化学结合法 D.包埋法、化学结合法、物理吸附法 解析:图①表示细胞包埋在细微网格中,应属包埋法;图②表示许多酶分子通过特 殊试剂连接起来,成为网状结构,应属化学结合法;图③表示酶固定在一定的支持 物上,应属物理吸附法。 答案:D 6 在探究温度对酶活性的影响实验中,向试管中注入 2 mL 可溶性淀粉溶液后, 置于沸水中 5 min,再注入 1 mL 新鲜的淀粉酶溶液,维持 5 min,然后转入 60 ℃热 水中 5 min,淀粉酶的活性将会( ) A.不断上升 B.没有变化 C.先升后降 D.先降后升 解析:在沸水中,高温已使酶变性失活,即使再提供适宜的温度,酶也不会发挥催化 作用。 答案:B 7 将肠液和果胶酶混合一段时间后,向混合液中加入浑浊的果汁,果汁会( ) A.变得澄清 B.无法判断 C.变得无色透明 D.仍然浑浊 解析:由于果胶酶是蛋白质,肠液中有蛋白酶,所以二者混合后果胶酶被分解,加入 果汁后果汁中的果胶不会被分解,所以果汁仍然浑浊。 答案:D 8 下列与酶的活性有关的说法,错误的是( ) A.酶的活性从根本上说是由蛋白质结构决定的,不受外界条件的影响 B.酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力 C.酶的活性受温度、pH 和酶抑制剂等因素的影响 D.酶活性高低与反应物浓度无关 解析:酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力,这种能力与蛋白质的结构有关, 受温度、pH 和酶抑制剂等因素的影响。 答案:A 9 下列关于酶的叙述,正确的是( ) A.淀粉酶能够促使唾液淀粉酶水解 B.由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一 C.用果胶酶澄清果汁时,温度越低澄清速度越快 D.洗衣时,加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性 解析:唾液淀粉酶的化学成分是蛋白质,能够使蛋白质水解的酶是蛋白酶;用果胶 酶澄清果汁时,温度适宜时酶活性最高,故最适温度时澄清速度最快;洗衣时,加少 许白醋后会使 pH 降低,使加酶洗衣粉中酶的活性降低。 答案:B 10 下列有关加酶洗衣粉的叙述,错误的是( ) A.加酶洗衣粉中的酶都是固定化酶 B.温度影响加酶洗衣粉的洗涤效果 C.与普通的洗衣粉相比,用加酶洗衣粉可以减少对水质的污染 D.加酶洗衣粉中的纤维素酶不能直接去除污垢,但可以增强洗涤效果 解析:洗衣粉中的酶没有用包埋法、化学结合法和物理吸附法等固定化,只是用特 殊的化学物质包裹,与洗衣粉中的其他成分隔离,A 项错误。 答案:A 11 为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果,在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦 洗,是目前重要的生产手段(工艺流程见下图)。下列叙述错误的是( ) A.纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似 B.在上述工艺中,为重复使用纤维素酶,可选用适当的包埋剂固定化酶 C.在上述工艺中,通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅 D.纤维素酶中的 C1 酶可使纤维素分解成纤维二糖 解析:根据酶的专一性可知,纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的 机理相似,A 项正确。为重复使用纤维素酶,可选用化学结合法或物理吸附法固定 化,细胞多采用包埋法固定化,B 项错误。改变温度、酸碱度和处理时间会影响酶 作用的效果,从而控制仿旧颜色的深浅,C 项正确。纤维素酶中的 C1 酶可使纤维素 分解成纤维二糖,D 项正确。 答案:B 12 下列有关配制海藻酸钠溶液的叙述,错误的是( ) A.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环 B.海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量 C.海藻酸钠可在水中迅速溶解,无须再加热 D.海藻酸钠的浓度过低,形成的凝胶珠内包埋的细胞会过少 解析:海藻酸钠在水中溶解较慢,需要通过加热促进其溶解,最好用小火加热或间 断加热的方法。如果加热太快,海藻酸钠会焦糊。 答案:C 13 下列关于制备固定化酶或细胞的方法的叙述,正确的是 ( ) A.物理吸附法的优点是操作简单,吸附牢固 B.包埋法的特点是操作复杂,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、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等 解析:固定化酶或细胞的主要方法有物理吸附法、化学结合法和包埋法。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。而包埋法操作简单,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、明胶和聚丙烯酰胺等。 答案:D 14 加工橘子罐头时,采用酸碱处理的方法脱去中果皮(橘络),会产生严重污染。 目前使用酶解法去除橘络,可减少污染。下列生长在特定环境中的 4 类微生物,不 能产生酶解法去除橘络所用酶的是( ) A.生长在麦麸上的黑曲霉 B.生长在酸奶中的乳酸菌 C.生长在棉籽壳上的平菇 D.生长在木屑上的木霉 解析:橘子的中果皮(橘络)主要是纤维素,用纤维素酶可脱去中果皮。A 项中的黑 曲霉、C 项中的平菇、D 项中的木霉都能产生纤维素酶,而 B 项中的乳酸菌不能 产生纤维素酶。 答案:B 15 下列关于制备固定化酵母细胞的过程的说法,错误的是 ( ) A.取干酵母,加入蒸馏水,使其活化 B.配制海藻酸钠溶液时,用大火加热,直到海藻酸钠溶化为止 C.将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入已活化的酵母细胞 D.将凝胶珠在 CaCl2 溶液中浸泡 30 min 左右 解析:配制海藻酸钠时,要用小火加热或间断加热,直到海藻酸钠溶化为止。 答案:B 16 下列叙述正确的是( ) A.人体小肠中的纤维素酶和洗衣粉中的纤维素酶最适 pH 不同 B.胃蛋白酶与洗衣粉中碱性蛋白酶的化学本质相同 C.胰脂肪酶与洗衣粉中的脂肪酶都催化脂肪酸和甘油的水解 D.胃蛋白酶与洗衣粉中的蛋白酶的最适温度均为 37 ℃ 解析:人体小肠内没有纤维素酶,因此人不能消化吸收纤维素;胃蛋白酶与洗衣粉 中碱性蛋白酶的化学本质相同,都是蛋白质;脂肪酶能够促进脂肪水解为甘油和脂 肪酸,但不能催化脂肪酸与甘油的水解;胃蛋白酶与洗衣粉的蛋白酶的最适温度不 同,人体内酶的最适温度为 37 ℃,洗衣粉中的蛋白酶的最适温度为 35~50 ℃。 答案:B 17 下表是某种加酶洗衣粉的成分及用法说明,下列相关说法正确的是( ) 成分 ·蛋白酶 0.2% ·清洁剂 15% 用法 ·洗涤前先将衣物浸于溶有洗衣粉的水中数小时 ·使用温水效果最佳 ·切勿用 60 ℃以上的水 A.这种洗衣粉较易清除衣物上的油污 B.该洗衣粉含有的蛋白酶在 60 ℃以上将会失去活性 C.这种洗衣粉可除去衣物上的各种污渍 D.这种洗衣粉可用于洗涤真丝织物 解析:从题中所列资料可知,该加酶洗衣粉中含有的酶是蛋白酶,能促进蛋白质的 分解,而对油污等污渍的洗涤效果较差。若使用这种洗衣粉洗涤真丝(主要成分为 蛋白质)织物,会使织物损坏。 答案:B 18 下列有关酶应用的叙述,正确的是( ) A.酶对重金属盐不敏感,但对低温、强酸、强碱非常敏感 B.加酶洗衣粉因添加了酶制剂,比普通洗衣粉更易污染环境 C.固定化酶可以反复利用,但因反应物与酶接触受影响而使反应速率较低 D.酶的催化功能很强,但需给以适当的营养物质才能较长时间维持其作用 解析:酶对重金属盐、高温、强酸、强碱都非常敏感。加酶洗衣粉含磷少,减少了 对环境的污染。固定化酶因其外有物质包裹,酶与反应物接触受影响。酶发挥作 用不需要营养物质。 答案:C 19 许多病原菌对青霉素产生了抗药性,科学家用青霉素酰化酶研制出了氨苄 青霉素。利用固定化青霉素酰化酶反应器时,除严格控制温度和 pH 外,还必须严 格要求的条件是( ) A.高压 B.无菌 C.搅拌 D.光照 解析:酶发挥作用的条件是适宜的温度、pH。另外为了使固定化酶能反复使用, 保证反应产物的纯度,还必须严格控制无菌条件,防止杂菌污染。 答案:B 20 为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能,研究性学习小组进行了相关 实验,结果如下图。由图中实验结果能直接得出的结论是( ) A.碱性纤维素酶对污布类型 2 的去污力最强 B.不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力 C.碱性纤维素酶对污布类型 2、3 的去污力不同 D.加大酶的用量可以显著提高洗衣粉的去污力 解析:缺乏洗衣粉类型不变,以污布类型为唯一变量的对照实验,无法得出 A 项结 论。缺乏污布类型不变,以洗衣粉类型为唯一变量的对照实验,无法得出 B 项结论。 污布类型 2 和 3 对照,结果表明 Y 型洗衣粉对污布类型 2、3 去污力不同,C 项正 确。缺乏以酶的用量为唯一变量的对照实验,无法直接得出 D 项结论。 答案:C 二、非选择题(共 60 分) 21(16 分)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉,可以分解衣物上的蛋白质等有 机污渍。请回答下列问题。 (1)构成碱性蛋白酶的基本单位是 ,碱性蛋白酶的合成场所是细胞中 的 。 (2)由上图可知,该实验的目的是探究 。 50 ℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是 %。 (3)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记录。 脸盆 编号 洗涤物 (等量) 洗衣粉 (等量) 1 油污布 45 加酶 2 4 2 油污布 45 普通 2 7 3 油污布 5 加酶 2 9 4 油污布 5 普通 2 8 ①该实验设计主要体现了实验设计的 原则、 原 则。 ②若第 1 组洗净所需时间接近 7 min,最可能的原因是 。 (4)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有 。 A.棉织品 B.毛织品 C.腈纶织品 D.蚕丝织品 (5)根据以上实验结果,写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措 施: 。 答案:(1)氨基酸 核糖体 (2)温度和碱性蛋白酶的含量对加酶洗衣粉去污力的 影响 0.6 (3)①对照 单一变量 ②酶失活 (4)BD (5)用温水浸泡、延长浸 泡时间、增加洗衣粉的用量等(写出两项合理答案即可) 22(8 分)某同学进行苹果汁制作的实验,操作流程如下图所示。请回答下列问 题。 (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 的方式将酶固定化。 (2)实验中,操作流程 A 和 B 的先后次序为 。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乙醇混合,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,应调节阀 1 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后,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:(1)KMnO4 溶液具有消毒作用,能杀死苹果表面的微生物。黑曲霉提取液中含 有果胶酶,能水解果胶。石英砂能将果胶酶吸附在表面,可用蒸馏水将未被吸附的 酶洗去。(2)实验中应先提取果胶酶,做成固定化酶后,再制苹果汁。在苹果汁澄清 过程中,应关闭阀 1,防止从固定化柱流出的苹果汁混有黑曲霉提取液。果胶不溶 于乙醇,乙醇可用于鉴定果胶。若果胶没有完全水解,可调节阀 1 将流速调慢,延长 反应时间,使反应更充分。(3)固定化酶可重复使用,降低了生产成本。 答案:(1)消毒 果胶酶 吸附 (2)先 A 后 B 阀 1 沉淀 慢 (3)重复 23(10 分)结合材料回答下列关于微生物和酶的问题。 环境污染物多聚联苯难以降解,研究发现联苯降解菌内的联苯水解酶是催化多聚 联苯降解的关键酶。 (1)下列培养基中能有效分离联苯降解菌的是 培养基,原因 是 。 A 培养基(g/L):某生长因子 2.0,(NH4)2SO42.0,K2HPO43.0,MgSO41.0,pH 7.4,多聚联 苯 50 mL B 培养基(g/L):牛肉膏 10.0,蛋白胨 20.0,葡萄糖 20.0,NaCl 5.0,pH 7.4 C 培养基(g/L):某生长因子 2.0,淀粉 20.0,NH4NO32.5,MgCl20.5,K2HPO43.0,多聚联 苯 50 mL,pH 7.4 进一步研究发现,不同的金属离子对联苯水解酶的活性有一定影响。结果见下表: 对照组 100 Mn2+ 123 Co2+ 79 Mg2+ 74 (2)依据表中结果,金属离子 对该酶的活性有一定的促进作用。 金属离子对酶的活性有促进或抑制作用,可能的原因是 。 (3)下页左上图实线表示联苯水解酶催化的反应速率与酶浓度的关系,虚线表示在 其他条件不变的情况下,底物浓度增加一倍,反应速率与酶浓度的关系,能正确表 示两者关系的是 。 (4)红球菌和假单孢菌都能降解多聚联苯,但研究发现以每克菌体计算,两种菌降 解多聚联苯的能力有所不同,对此现象合理的假设是 或 。 解析:(1)A 培养基中只有多聚联苯一种碳源,只有联苯降解菌可以利用这一种碳源 而生存。因此,A 培养基可以作为分离联苯降解菌的选择培养基。(2)根据表格数 据,当培养基中添加 Mn2+时,联苯水解酶的相对活性升高。金属离子是通过与酶结 合后,改变酶的空间结构来影响酶活性的。(3)影响酶促反应速率的因素有酶浓度、 底物浓度和温度、pH 等反应条件。在反应条件适宜、酶量不足的情况下,增加底 物量,酶促反应速率不增加,此时酶促反应速率的限制因子是酶浓度。随着酶浓度 的增加,当酶浓度不是酶促反应速率的限制因子时,底物量增加,酶促反应速率增 加。(4)红球菌和假单孢菌降解多聚联苯的能力不同的原因可能是两种菌内酶量 不同,或者是两种菌内酶结构的不同致使酶活性不同。 答案:(1)A 该培养基中多聚联苯为唯一碳源 (2)Mn2+ 金属离子与酶结合可以改变酶的空间结构(尤其是活性部位的结构) (3)B (4)两种菌内酶量不同 两种菌内酶基因的结构(酶结构)不同 24(11 分)回答下列问题。 (1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随 pH 的变化如图所示。通常,用清水洗涤衣服 上的新鲜血迹时,不应该使用开水,原因是 。若 要去除衣服上的血渍,应选择含有 (填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或 “蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉,理由是 。 (2)某同学为了洗去衣服上的油渍,洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶, 该同学的做法 (填“合理”或“不合理”),理由是 。 (3)已知溶液的 pH 可以影响酶活性,请推测 pH 影响某种蛋白酶活性的原因可能是 其影响了酶和底物分子中 (填“羧基和氨基”“氨基和 甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基团的解离状态。 答案:(1)开水使血中的蛋白质变性而沉淀,难以清洗 蛋白酶丙 碱性条件下只 有蛋白酶丙有活性 (2)不合理 蛋白酶会降解脂肪酶 (3)羧基和氨基 25(15 分)某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下。 ①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。 ②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。 ③配制海藻酸钠溶液:用定量的海藻酸钠直接溶解在定量的蒸馏水中,配制成溶 液。 ④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刚配制成的海藻酸 钠溶液中,充分搅拌混合均匀。 ⑤固定化酵母细胞:用注射器以恒定的速度缓慢将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴 加到配制好的 CaCl2 溶液中,观察凝胶珠的形成。 (1)请你改正操作中的两处错误: ① ; ② 。 (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,则说明海藻酸钠溶液浓度 (填“过 低”或“过高”)。 (4)研究发现,固定化强度强的酵母颗粒发酵效果好,且稳定性高、使用寿命长。某 机构利用上述装置,将浓度为 2%,2.5%,3%的海藻酸钠分别用浓度为 2%,3%,4%的 X 溶液进行凝胶化处理,所得到的固定化酵母颗粒的强度及在 28 ℃下发酵 48 h 后的酒精产量见下表。 海藻酸 2 2.5 3 2 2.5 3 2 2.5 3 X 溶液的 2 2 2 3 3 3 4 4 4 固定化强 930 950 990 1 030 1 100 1 140 1 170 1 170 1 160 6.7 6.5 6.5 6.7 6.4 6.2 6.7 6.4 6.3 由上表可以看出,随着 X 溶液浓度的增加, 增加;凝胶固定化 效果较好时海藻酸钠与 X 溶液的浓度分别是 、 。 解析:(1)海藻酸钠溶化时应用小火加热或间断加热,直至完全溶化;溶化后冷却至 室温再加入已活化的酵母细胞,否则会杀死酵母细胞。(2)刚形成的凝胶珠要在 CaCl2 溶液中浸泡 30 min 左右,目的是让凝胶珠形成稳定的结构。(3)凝胶珠颜色 过浅,呈白色,说明海藻酸钠溶液浓度过低。(4)从表中可以看出,一定范围内,随 X 溶液浓度的增加,酵母颗粒的固定化强度增加,且固定化效果较好时海藻酸钠的浓 度是 2%,X 溶液的浓度是 4%。 答案:(1)①海藻酸钠溶化时应小火加热或间断加热,直至完全溶化 ②海藻酸钠 溶液应冷却至室温再加入已活化的酵母细胞 (2)让凝胶珠形成稳定的结构 (3)过低 (4)固定化强度 2% 4%