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酶的研究与应用时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，共60分)1．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．制成的凝胶珠上不能出现小孔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，细胞悬浮在海藻酸钠溶液中，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错误。答案：C2．固定化细胞对酶的影响最小，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细胞内的化学反应中有效地发挥作用解析：固定化细胞对酶的影响最小，其根本原因是酶在细胞内，受外界影响小，保证了各种酶在细胞内的化学反应中有效地发挥作用。答案：D3．(2015·汕头模拟)酶的固定化是将酶束缚或限制于一定区域内，使其进行酶促反应后可回收及重复利用的一类技术，下列关于固定化酶技术的叙述不．正确的是()A．为使葡萄糖液与葡萄糖异构酶充分接触生产果糖，葡萄糖液应从固定化酶反应柱下端注入B．制备固定化酶的方法主要有化学结合法和物理吸附法C．固定化酶固定时可能会对酶造成损伤而影响其活性D．用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆可以大幅度提高产量解析：葡萄糖液应从固定化酶反应柱的上端注入，使葡萄糖液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖。制备固定化酶的方法主要有化学结合法和物理吸附法。固定化酶固定时可能会对酶造成损伤而影响其活性。答案：A4．下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B．固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C．利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件D．利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物解析：本题考查固定化酶和固定化细胞的相关基础理论知识。固定化酶的应用，无需控制溶解氧；利用固定化酶降解水体中有机磷农药，不需要提供营养条件，固定化细胞发挥作用才需要提供适宜的营养条件；利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用一是作为反应底物；二是为酵母菌的生长繁殖提供物质和能量。答案：A5．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．若采用手洗法进行去污操作，必须尽可能保证各组洗涤用力程度、时间等基本相同B．水的用量和布料的大小是成正比的，实验用的布料越大、水量越多实验效果越好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．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解析：本实验的自变量是不同温度，因变量是加酶洗衣粉的洗涤效果，水的用量和布料的大小、污染程度等属于无关变量，要保持相同且适宜。答案：A6．下列关于普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别，正确的说法是()A．普通洗衣粉中含磷，会污染环境B．表面活性剂只存在于普通洗衣粉中，会产生泡沫，可以将油脂分子分散开C．水软化剂只存在于普通洗衣粉中，可以分散污垢D．加酶洗衣粉是将酶直接添加到洗衣粉中解析：普通洗衣粉中含有磷，可能引起微生物和藻类大量繁殖，造成水体污染。加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉，并非将酶直接添加到洗衣粉中。两者均含有表面活性剂和水软化剂，可以增强洗涤效果。答案：A7．蛋白酶是能分解其他蛋白质类的酶，但洗衣粉中，蛋白酶并没有将其他几种酶分解掉，以下叙述解释正确的是()A．其他几类酶不是蛋白质类B．蛋白酶处于抑制状态C．蛋白酶具有识别作用，不分解作为酶作用的蛋白质D．缺少水环境或各种酶在添加前已作了保护性修饰解析：加酶洗衣粉中的蛋白酶制剂已通过特殊的化学物质将其层层包裹，与洗衣粉的其他成分隔离。这些隔离层遇到水后就溶解，蛋白酶就能迅速发挥作用。答案：D8．下列验证某种加酶洗衣粉需要的最适温度实验，正确的是()A．取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度中酶的效果最好B．在不同温度的水中，加入相同的污物及不等量洗衣粉，看哪种效果好C．将加酶洗衣粉加入30℃水中的洗涤效果没有45℃水中的好，说明45℃为最适温度D．将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37℃的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃解析：本实验的实验变量是温度，其他条件应相同且适宜。酶的催化作用有一最适温度，但最适温度需要经过精确的实验才能确定的。如将加酶洗衣粉加入30℃水中的洗涤效果没有45℃水中的好，只能说明45℃时酶的活性比30℃时高，但不能肯定就是最适温度，如35℃、42℃等温度条件下洗涤效果如何？答案：A9．目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列属于酶应用中面临的实际问题是()A．酶对有机溶剂不敏感，但对高温、强酸、强碱非常敏感B．加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境C．固定化酶可以反复利用，但在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性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：酶对有机溶剂非常敏感，容易失活；加酶洗衣粉可使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展，减少对环境的污染；酶催化过程中不需要任何营养供给。答案：C10．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、海藻酸钠(钙)、角叉菜聚糖、明胶和聚丙烯酰胺凝胶等。解析：固定化细胞的主要方法有物理吸附法和包埋法。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、载体的性质以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，适合于生长细胞的固定化，但凝胶的结构要保持稳定需要适当的控制。凝胶包埋常用的凝胶种类有琼脂、海藻酸钠(钙)、角叉菜聚糖、明胶和聚丙烯酰胺凝胶等。答案：D11．酶制剂、固定化酶、固定化细胞已经广泛地应用于各个领域，下列有关叙述错误的是()A．90℃高温会使TaqDNA聚合酶失去催化活性B．制备固定化酶的方法主要有包埋法、交联法和吸附法等C．固定化酶在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D．固定化细胞可以催化一系列酶促反应解析：TaqDNA聚合酶是从一种水生喜热菌株中分离提取的，具有耐高温的特性，在95℃仍具有活性。答案：A12．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，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用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注入。答案：B二、非选择题(共40分)13．(14分)(2015·烟台模拟)葡萄收获的季节性较高，并且不易运输，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，可以将其加工制作成果汁、果酒、果醋等。下面是简单的生产流程图，结合所学知识回答下列问题。(1)果胶酶的使用过程①中，需要对酶的活性、酶的用量进行研究。在甲、乙两条曲线中，果胶酶活性受环境因素影响的变化曲线是________；乙曲线中纵轴还可以用________________来表示。自变量X可以代表________；自变量Y可以代表________。(2)果胶酶的最适用量是上图中的________点对应的量。(3)③→⑤过程中不用灭菌一般也不会受到杂菌的污染，原因是_________________________________________________________。(4)果酒和果醋的制作过程相比，从发酵条件来看，二者不同之处是______________________________________________________。解析：(1)果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。衡量实验结果的指标有两种，一种是果汁的量，另一种是果汁的澄清度。(2)果胶酶的最适用量是过滤得到果汁澄清度最高时对应的最小酶量，B点后酶量增加而澄清度不再增加，因此B点对应的酶量为最适用量。(3)缺氧条件不利于大多数细菌的生存，同时酒精有杀菌作用。(4)酒精发酵为厌氧发酵，醋酸发酵为需氧发酵。答案：(1)甲过滤得到的果汁体积温度、pH等果胶酶的浓度(或用量)(2)B(3)培养液中缺氧环境及酵母菌产生的酒精能抑制绝大多数细菌的生长繁殖(4)酒精发酵需要厌氧条件，醋酸发酵需要充足的氧气14．(12分)某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。下表是他们记录的不同温度除去不同污渍所需时间(min)的对照表，请依照表中数据作答。水温/℃冷水20304050607080植物油4839302017111220蓝墨水93868072686781105奶渍48432812641217(1)要达到最佳洗涤效果，使用加酶洗衣粉的最适宜温度范围是________________。(2)在适宜温度范围内，加酶洗衣粉对衣物上的________的洗涤效果最佳，对____________的洗涤效果最差，其原因是______________________________________________________________________________________________________________________。(3)羊毛、蚕丝等织物________(选填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗涤，因为______________________________________________________________________________________________________。解析：由表中数据可知，加酶洗衣粉在50℃～60℃条件下洗涤效果最好；加酶洗衣粉对奶渍有较强的去污力，说明加酶洗衣粉中有蛋白酶，而羊毛和蚕丝的主要成分是蛋白质，如果使用加酶洗衣粉洗涤，会对衣物造成破坏。答案：(1)50℃～60℃(2)奶渍蓝墨水奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪，加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶，能使蛋白质和脂肪等有机物分解，而很难使蓝墨水的成分分解(3)不能羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质分解，从而使织物受到破坏15．(14分)(2015·无锡模拟)20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了20世纪70年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术。请回答：(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是___________________。与固定化酶技术相比，固定化细胞技术固定的是________，与固定化酶相比，固定化细胞技术的优点是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)制备固定化酵母细胞利用的方法是下图中的[]_______(填出号码及名称)。常用的载体是________。(3)制备固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和________________________溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是________