夯基提能練35 酶的研究與應用-高考生物一輪復習夯基提能練（全國）（解析版）

答案和解析在卷尾夯基提能練35酶的研究與應用答案和解析在卷尾第一部分【夯實基礎】1.(2021·全國甲卷，37)加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉。某同學通過實驗比較了幾種洗衣粉的去漬效果(“＋”越多表示去漬效果越好)，實驗結果見下表。加酶洗衣粉A加酶洗衣粉B加酶洗衣粉C無酶洗衣粉(對照)血漬＋＋＋＋＋＋＋＋油漬＋＋＋＋＋＋＋＋根據(jù)實驗結果回答下列問題：(1)加酶洗衣粉A中添加的酶是________；加酶洗衣粉B中添加的酶是________；加酶洗衣粉C中添加的酶是________。(2)表中不宜用于洗滌蠶絲織物的洗衣粉有________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)相對于無酶洗衣粉，加酶洗衣粉去漬效果好的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)關于酶的應用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生產(chǎn)實踐中得到應用，如固定化葡萄糖異構酶已經(jīng)用于高果糖漿生產(chǎn)。固定化酶技術是指________________________________________。固定化酶在生產(chǎn)實踐中應用的優(yōu)點是________________________________(答出1點即可)。2.(2022·湖南長郡中學階段考)某工廠生產(chǎn)了一種加酶洗衣粉，其包裝袋上印有如下部分說明。成分：含堿性蛋白酶等。用法：洗滌前先將衣物浸泡于含洗衣粉的水中數(shù)小時。使用溫水效果更佳。注意：①切勿用于洗滌絲質(zhì)和毛質(zhì)衣料。②用后需要徹底清洗雙手。請回答以下問題。(1)質(zhì)檢局針對該洗衣粉設計了如圖所示的實驗進行檢驗，該實驗的目的是________________________________________________________________________。(2)某學生為探究該洗衣粉中酶催化作用的最適溫度，參考上述實驗(1)的實驗材料及方法進行了有關實驗，并把實驗結果用圖中的曲線表示。①該實驗中，溫度、pH分別屬于________變量、________變量。②由圖可知，該加酶洗衣粉的最適宜使用溫度為________。③在0℃和75℃時，酶的催化效率極低，甚至降為零，但溫度再度回到45℃，后者的催化作用已不能恢復，這是因為____________________________________________________。④該學生在實驗過程中可直接測定____________________________________________，以此來表示酶的催化效率。(3)該加酶洗衣粉不能用于洗滌絲質(zhì)和毛質(zhì)衣物，其主要原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)為什么用后需要徹底清洗雙手？_______________________________________________________________________________________________________________________________________。第二部分【能力提升】4.(2020·全國卷Ⅱ，37)研究人員從海底微生物中分離到一種在低溫下有催化活性的α－淀粉酶A3，并對其進行了研究?；卮鹣铝袉栴}：(1)在以淀粉為底物測定A3酶活性時，既可檢測淀粉的減少，檢測應采用的試劑是________，也可采用斐林試劑檢測________的增加。(2)在A3的分離過程中可采用聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測其純度，通常會在凝膠中添加SDS，SDS的作用是__________________________________________________________________________________________________和_______________________________________________________________。(3)本實驗中，研究人員在確定A3的最適pH時使用了三種組分不同的緩沖系統(tǒng)，結果如圖所示。某同學據(jù)圖判斷，緩沖系統(tǒng)的組分對酶活性有影響，其判斷依據(jù)_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在制備A3的固定化酶時，一般不宜采用包埋法，原因是______________________________________________________________________________(答出1點即可)。血紅蛋白是人和其他脊椎動物紅細胞的主要組成成分，負責血液中O2或CO2的運輸。請根據(jù)血紅蛋白的提取和分離流程圖回答問題。(1)將實驗流程補充完整：A為________，B為________。凝膠色譜法是根據(jù)________分離蛋白質(zhì)的有效方法。(2)洗滌紅細胞的目的是去除________；離心速度過高和時間過長會使________一同沉淀，達不到分離的效果。洗滌干凈的標志是________。釋放血紅蛋白的過程中起作用的是________。(3)在洗脫過程中加入物質(zhì)的量濃度為20mmol/L的磷酸緩沖液(pH為7.0)的目的____________________________________________________________________________________。5.(2022·廣東東莞期中)蘋果汁是人們喜歡的飲料，但未經(jīng)處理的蘋果汁在放置過程中會產(chǎn)生褐色物質(zhì)，某果汁生產(chǎn)企業(yè)設計了如圖所示的生產(chǎn)流程，所生產(chǎn)的蘋果汁無色透明，回答下列問題。蘋果→破碎→滅菌→脫膠→過濾→吸附→濃縮→滅菌→灌裝(1)在蘋果汁生產(chǎn)過程中，一般多采用高溫瞬時滅菌法(95～100℃，15s)與高壓蒸汽滅菌法相比，這種滅菌方法在條件控制方面的區(qū)別是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出兩點)。(2)蘋果汁生產(chǎn)過程中，在“脫膠”時加入了適量的果膠酶，果膠酶能夠提高果汁的出汁率和澄清度，原因是__________________________________________________________。在果汁生產(chǎn)中，除了酶和蘋果的用量，影響果汁產(chǎn)量的因素還有_____________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出兩點)。(3)果膠酶并不是一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，工業(yè)生產(chǎn)中若要分離出不同的果膠酶，可采用凝膠色譜法，該方法分離蛋白質(zhì)的基本原理是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。為了提高果膠酶的重復使用率，降低生產(chǎn)成本，可以將果膠酶進行固定化，一般說來，酶固定化較適合采用的方法是___________________________________________________。(4)將完成脫膠、過濾后得到的果汁，輸入“吸附樹脂柱”中，以一定的流速通過樹脂柱后，果汁顏色變淺甚至消失，據(jù)此推測，樹脂柱的作用是_________________________________________________________________。果汁中有色物質(zhì)含量的多少，可以用比色法進行測定，該方法的基本思路是________________________________________________________________________。第三部分【綜合拓展】6.(2022·河南許昌調(diào)研)甘薯俗稱“紅薯”，它含有豐富的糖、蛋白質(zhì)和膳食纖維。民間常用甘薯釀酒，從而提高其經(jīng)濟價值?；卮鹣铝袉栴}：(1)為提高甘薯的利用率，在工業(yè)化生產(chǎn)時，可加入果膠酶和淀粉酶，其中果膠酶可將果膠分解為________。(2)利用酵母菌發(fā)酵甘薯汁，常需要將溫度控制在________。(3)為了提高酵母菌的利用率，研究人員對酵母菌進行了固定化，過程：酵母細胞活化→________→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母細胞。海藻酸鈉溶化時，最好采用________的方法。上述固定化酵母細胞的方法稱為________法。(4)普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，現(xiàn)通過基因工程方法得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌種。以淀粉為原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的適宜條件下密閉發(fā)酵一段時間后，接種________________菌的發(fā)酵罐需要先排氣，其原因是___________________________________________________。7.(2022·河北唐山一中模擬)圖1表示制備固定化酵母細胞的某步操作，圖2是利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的示意圖。請據(jù)圖分析回答下列問題：(1)圖1中，將溶化好的海藻酸鈉溶液________，加入已活化的酵母細胞，進行充分攪拌，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。(2)圖1中制備的凝膠珠用________________________后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中。(3)下面制備固定化酵母細胞的步驟，正確的是________。(填字母)①配制CaCl2溶液②配制海藻酸鈉溶液③海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合④酵母細胞的活化⑤固定化酵母細胞A.①②③④⑤ B.④①③②⑤C.④⑤②①③ D.④①②③⑤(4)若用固定化酶技術生產(chǎn)高果糖漿，需要使用________酶。從酶數(shù)量的角度分析，與固定化酶技術相比，固定化細胞固定的是________。如果反應物是大分子物質(zhì)，應采用固定化________(填“酶”或“細胞”)技術。參考答案及解析1.答案(1)蛋白酶脂肪酶蛋白酶和脂肪酶(2)加酶洗衣粉A和C其中所含有的堿性蛋白酶可將蠶絲蛋白水解為可溶性氨基酸和小分子肽，對蠶絲織物造成破壞(3)酶可以將污漬中的大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，使污漬易從衣物上脫落(4)利用物理或化學方法將酶固定在一定空間內(nèi)的技術固定化酶能夠反復利用，易于回收解析(1)由題表可知，加酶洗衣粉A去血漬的效果較好，加酶洗衣粉B去油漬的效果較好，加酶洗衣粉C去血漬和油漬的效果都較好。蛋白酶能將血漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子肽，使污漬從衣物上脫落，脂肪酶能將油漬中的脂肪分解成小分子物質(zhì)。因此加酶洗衣粉A、加酶洗衣粉B、加酶洗衣粉C中分別添加的酶是蛋白酶、脂肪酶、蛋白酶和脂肪酶。(2)蠶絲織物的主要成分是蛋白質(zhì)，會被蛋白酶水解破壞，故不能用含蛋白酶的洗衣粉洗滌蠶絲織物。加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C都含有蛋白酶。(3)加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，目前常見的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。相對于無酶洗衣粉，加酶洗衣粉去漬效果好的原因是蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污漬容易從衣物上脫落，脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質(zhì)，使洗衣粉具有更好的去污能力。(4)固定化酶技術是指利用物理或化學的方法將酶固定在一定空間內(nèi)的技術。固定化酶的優(yōu)點有能夠反復利用，易于回收，從而能降低生產(chǎn)成本等。2.答案(1)檢驗該洗衣粉是否含有蛋白酶(或檢驗該洗衣粉中的蛋白酶是否有活性)(2)①自無關②45℃③75℃時酶的空間結構已遭到破壞，使酶永久失活④膠片上的蛋白膜消失所需時間的長短(3)絲質(zhì)和毛質(zhì)衣物所含的蛋白質(zhì)會被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，從而破壞衣物(4)因為皮膚細胞中有蛋白質(zhì)，若不徹底清洗雙手，就可能會使手的皮膚受到損傷解析(1)質(zhì)檢局針對該加酶洗衣粉的“酶”進行質(zhì)量檢測，需設計以是否有酶為自變量的對照實驗，故需以高溫處理后的該加酶洗衣粉與未處理的該加酶洗衣粉進行洗滌對照實驗。實驗目的為檢驗該洗衣粉是否含有蛋白酶或檢驗該洗衣粉中的蛋白酶是否有活性。(2)在探究洗衣粉中酶催化作用的最適溫度時，應在pH、洗衣粉的量、膠片上涂的蛋白膜的量等無關變量相同且適宜的情況下，通過設置合理的溫度梯度這一自變量來確定酶催化作用的最適溫度。在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度或pH偏高或偏低，酶的活性都會降低。高溫、過酸、過堿會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。本探究實驗中，可以用膠片上的蛋白膜消失所需時間的長短來表示酶的催化效率。(3)絲質(zhì)和毛質(zhì)衣物所含的蛋白質(zhì)會被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，從而破壞衣物，故加酶洗衣粉不能用于絲質(zhì)和毛質(zhì)衣物的洗滌。(4)我們的皮膚細胞中含有蛋白質(zhì)，此類加酶洗衣粉用后需要徹底清洗雙手，否則，可能會使手的皮膚受到損傷。3.答案(1)碘液還原糖(或葡萄糖)(2)消除蛋白質(zhì)所帶凈電荷對遷移率的影響使蛋白質(zhì)發(fā)生完全變性(3)在pH相同時，不同緩沖系統(tǒng)條件下所測得的相對酶活性不同(4)酶分子體積小，容易從包埋材料中漏出解析(1)在以淀粉為底物測定A3酶活性時，既可依據(jù)淀粉遇碘液變藍的原理來檢測底物淀粉的減少，也可以采用斐林試劑檢測其水解產(chǎn)物還原糖的增加。(2)在蛋白質(zhì)分離過程中可采用聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測其純度，通常在凝膠中添加SDS，SDS不僅能消除蛋白質(zhì)所帶凈電荷對遷移率的影響，還能使蛋白質(zhì)發(fā)生完全變性，使電泳遷移率完全取決于分子的大小。(3)據(jù)題圖分析可知，在pH相同時，不同緩沖系統(tǒng)條件下所測得的相對酶活性不同，因此可判斷，緩沖系統(tǒng)的組分對酶活性有影響。(4)在制備固定化酶時，一般采用物理吸附法或化學結合法，不宜采用包埋法，因為酶分子體積小，容易從包埋材料中漏出。4.答案(1)血紅蛋白的釋放樣品的加入和洗脫相對分子質(zhì)量的大小(2)雜蛋白(血漿蛋白)白細胞離心后的上清液不再呈現(xiàn)黃色蒸餾水和甲苯(3)準確模擬生物體內(nèi)的生理環(huán)境，保證血紅蛋白的正常結構和功能解析凝膠色譜法是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。在樣品處理、粗分離、純化和純度鑒定的過程中，每一步均采用了不同的操作技術，需要注意。答案(1)溫度較低、時間較短(2)果膠酶能分解果膠、瓦解植物的細胞壁和胞間層pH、溫度、酶催化反應的時間(3)相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)分子在色譜柱中移動速度不同化學結合法或物理吸附法(4)吸附有色物質(zhì)將待測果汁的顏色與標準顯色液進行比較，找出與標準顯色液最近的顏色，再通過計算獲得果汁中色素的含量5.解析(1)高溫瞬時滅菌法(95～100℃，15s)與高壓蒸汽滅菌法(121℃、100kPa、15～30min)相比，在條件控制方面的區(qū)別體現(xiàn)在溫度較低、時間較短。(2)果膠酶能分解細胞壁及胞間層，提高出汁率和澄清度。在果汁生產(chǎn)中，除了酶和蘋果的用量，影響果汁生產(chǎn)量的因素還有pH、溫度、酶的催化反應時間等。(3