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专题40 酶的研究与应用

1．（2018江苏卷，14）下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是（ ）
A．用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞
B．进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜
C．注射器（或滴管）出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状
D．包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性
【答案】D
2．（2018江苏卷，21）下列关于加酶洗衣粉的叙述，错误的是（ ）
A．洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来
B．洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解
C．在50℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶会迅速失活
D．加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不会影响其中酶的活性
【答案】BCD
【解析】加酶洗衣粉中加入的酶多是微生物发酵产生的,其本质与生物体内的酶无明显差异，A正确；洗衣粉中的蛋白酶通常不会将添加的其他酶迅速分解，这是因为加酶洗衣粉中的酶经过了特殊的化学物质的包裹，使之与其他成分隔离，这些酶在遇水后，包裹层分解，酶才能发挥作用，B错误；加酶洗衣粉的pH值一般不大于10，在水温45～60℃时，能充分发挥洗涤作用，因此在50℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶不会失活，C错误；加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，会导致其中酶的活性降低，D错误。
3．（2017江苏卷，12）固定化单宁酶应用于茶饮料加工，可消除其中的苦涩味。下列有关叙述正确的是（ ）
A．在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白
B．化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小
C．温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性
D．酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分
【答案】C
4．（2017江苏卷，17）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．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
【答案】C
【解析】20 U/L的碱性纤维素酶处理对污布类型1，去污力为60%，30 U/L的碱性纤维素酶处理污布类型2，去污力约为80%，则单位碱性纤维素酶对污布类型1去污力最强，A错误；由于污布类型不同，不能探究不同类型的洗衣粉对碱性蛋白酶的去污力的影响，B错误；对污布类型2、3而言，都是Y型洗衣粉，30%的酶用量，但去污力不同，说明碱性纤维素酶对污布类型2、3 的去污力不同，C正确；该实验没有针对同一类型的洗衣粉加大酶用量的探究，则不能判断加大酶用量是否提高洗衣粉的去污力，D错误。
5．（2017江苏卷，20）下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述，正确的是（ ）
A．活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状
B．配制CaCl2溶液时，需要边小火加热边搅拌
C．将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液时，凝胶珠成形后应即刻取出
D．海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色，过低时凝胶珠易呈蝌蚪状
【答案】A
6．（2016江苏卷，21）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）。下列叙述中错误的是（ ）

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．纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素
【答案】BD
【解析】在仿旧和去污中，纤维素均作用于衣物，二者作用相似，A正确；由于纤维素酶较小，不能用包埋法固定化酶，B错误；改变温度、酸碱度和处理时间会影响酶的作用效果，控制仿旧颜色的深浅，C正确；纤维素酶催化葡萄糖残基之间的糖苷键水解纤维素，D正确。
7．（2016江苏卷，29）为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含Zn2+污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行试验，流程及结果如下。请回答下列问题：

（1）实验中的海藻酸钠作用是＿＿＿＿＿＿＿，CaCl2的作用是＿＿＿＿＿＿。
（2）为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用＿＿＿＿＿＿洗涤。图1中1．0%海藻酸钠组培养24h后，移去凝胶球，溶液呈绿色，原因是______________________。
（3）为探索固定化藻对含Zn2+污水的净化作用，应选用浓度为____________海藻酸钠制备凝胶球。
（4）图2中空白凝胶球组Zn2+浓度下降的原因是__________________。结合图1和图2分析，固定化藻的实验组24~48h间Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是__________________；72~96h间Zn2+浓度下降速度较慢的原因有________________________。
【答案】（1）包埋绿球藻（包埋剂） 与海藻酸钠反应形成凝胶球（凝固剂）
（2）培养液（生理盐水） 海藻酸钠浓度过低（凝胶球孔径过大）
（3）2.0%
（4）凝胶球吸附Zn2+ 绿球藻生长（增殖）速度快 绿球藻生长（增殖）速度减慢，溶液中Zn2+浓度较低
8．（2016海南卷，30）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可以影响酶的活性，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

【考点定位】
考纲内容
考纲解读
1．酶的研究与应用。
1．了解生物技术在酶方面的应用。
【命题预测】
纵观近三年高考题，本专题主要考查基果胶酶的活性测定、加酶洗衣粉的洗涤效果、酵母细胞的固定化等，预测2019年高考仍将以选择题或非选择题的形式考查以上知识点。
【基础梳理】
一、酶的研究
1．果胶酶在果汁生产中的应用
（1）果胶酶：由多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶及果胶酯酶等组成，作用主要是瓦解植物的细胞壁及胞间层，使果汁变得澄清，增加出汁率。
（2）酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力，可用酶催化的化学反应的反应速率表示。
（3）影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等。
2．探究温度和pH对酶活性的影响
（1）实验原理
①果胶酶活性受温度和pH的影响，处于最适温度和最适pH时，酶活性最高。
②果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶活性大小呈正相关。
（2）实验结果
①果汁体积越多，说明果胶酶的活性越高。
②果汁越澄清，说明果胶酶活性越高。
3．探究果胶酶的用量
（1）实验原理
①在一定条件下，随着酶的用量增加，果汁的体积增加。
②当酶的用量达到一定值后，再增加酶的用量，果汁的体积不变。
（2）实验结果：果汁体积不变的最低酶用量就是酶的最适用量。
4．探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
（1）加酶洗衣粉
指含有酶制剂的洗衣粉。
（2）影响加酶洗衣粉中酶活性的因素：温度、pH、表面活性剂等。
（3）不同类型的加酶洗衣粉的洗涤效果
①实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。
②控制变量
a．自变量：加酶洗衣粉的种类。
b．无关变量：水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的材质和大小、洗涤方式和时间等。
c．设置变量时要考虑生活中的具体情况。
二、制备和应用固定化酶
1．固定化酶的应用实例
（1）化学反应：葡萄糖＋葡萄糖异构酶→果糖。
（2）固定化酶反应柱：将酶固定在颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装入反应柱内，反应柱底端装有分布着许多小孔的筛板，酶颗粒无法通过小孔，而反应溶液却能自由出入。
（3）意义：酶既易于催化化学反应，又易于回收，可以重复利用。
2．固定化细胞技术
（1）概念：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内的技术。
（2）常用方法：物理吸附法、化学结合法和包埋法。
（3）实验流程：酵母细胞的活化→配制物质的量浓度为0．05mol/L的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→冲洗→发酵。
【要点解读】
1．固定化实验中的易错总结
（1）海藻酸钠溶液的浓度对包埋酵母细胞数量的影响
①海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠。
②浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。
（2）海藻酸钠溶液配制注意事项
①海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊。
②将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温杀死酵母细胞。
③固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。

1．（江苏省南京市、盐城市2018届高三第二次调研考试生物试卷）下列关于生物技术应用的叙述，正确的是（ ）
A．从酶的固定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小
B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂只能以注射的方式给药
C．加酶洗衣粉中酶制剂可以被重复利用，提高了酶的利用率
D．将海藻酸钠凝胶珠用自来水冲洗，可洗去多余的CaCl2和杂菌
【答案】A
2．（江苏省2018届高三高考冲刺预测卷四生物试题）下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述中，错误的是（ ）
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，不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
【答案】BD
【解析】固定化细胞技术固定的是一系列酶，所以在多步连续催化反应方面优势明显；A正确；固定化酶的应用中，要控制好pH、温度，但与溶解氧无关，因为温度和pH影响酶的活性，B错误；利用固定化酶降解水体中的有机磷农药是酶促反应，没有生物参与，所以不需提供营养条件，C正确；利用固定化酵母细胞进行发酵时，糖类除了作为反应底物外，还为酵母菌提供碳，D错误，所以选BD。
3．（江苏省南京市、盐城市2018届高三第二次调研考试生物试卷）科研人员比较了单独固定的云微藻和与芽孢杆菌混合固定的云微藻的增殖变化，结果如下图。下列有关叙述错误的是（ ）

A．实验中固定云微藻和芽孢杆菌的常用方法是包埋法
B．混合固定是云微藻增殖快，与芽孢杆菌线粒体产生的CO2有关
C．实验时间内混合固定后云微藻增长较快，可呈“J”型增长
D．第八天，混合固定的每个颗粒中含藻细胞数约为8×107个
【答案】BCD
4．（黑龙江省大庆实验中学2017-2018学年高三上学期期中考试生物试题）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．相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
C．实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度
D．衣物质地和洗衣粉用量会影响实验结果，但水量的多少不会影响实验结果
【答案】C
【解析】热水溶解洗衣粉时可能会因为温度过高影响酶的活性，A项错误；加酶洗衣粉的洗涤效果受pH影响较大，普通洗衣粉受pH影响较小，因此相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果不一定好于普通洗衣粉，B项错误；实验的因变量是洗涤效果，可以用相同洗涤时间内污渍的残留程度表示，C项正确；衣物质地和洗衣粉用量会影响实验结果，水量的多少也会影响实验结果，因此在实验过程中都应该保持一致，D项错误。
5．（上海市虹口区2018届高三二模生物试题）磁性壳聚糖微球是一种新型高分子材料，可用于酶的固定化。它表面的氨基可以与蛋白质分子的羧基反应，从而将蛋白质分子吸附固定，因此利用它固定酶的方法是（ ）
A．载体结合法 B．交联法 C．网格法 D．包埋法
【答案】A
【解析】磁性壳聚糖微球表面的氨基可以与蛋白质分子的羧基反应，从而将蛋白质分子吸附固定，属于载体结合法。
6．（江苏省南通、徐州、扬州、泰州、淮安、宿迁六市2018届高三第二次调研（二模）生物试题）下面是研究人员以复合酶制剂为材料进行研究的结果，相关叙述错误的是（ ）
温度/℃
20
30
40
45
50
60
不加酶去污力/%
15
18
20
21
21．5
22
加酶去污力/%
30
40
48
50
48
37
A．本研究的主要目的是探究温度对复合酶制剂去污力的影响
B．实验所用污布上污染物种类、污染程度等均会影响实验结果
C．实验结果表明，加复合酶制剂后的洗涤温度以40—50℃为宜
D．当温度高于60℃时，加人的复合酶制剂会失去催化活性
【答案】D
7．（江苏省苏锡常镇四市2018届高三教学情况调研（一）（3月）生物试题）研究人员以啤酒发酵的废酵母为材料，探究固定化酵母对工业废水中的重金属铬的吸附处理效果，获得实验结果如下图。下列有关叙述错误的是（ ）

A．将废酵母加入到冷却至室温的海藻酸钠溶液后就可用注射器吸取固定
B．滴加到CaCl2溶液中的凝胶形成面条状是因为海藻酸钠溶液浓度过高
C．处理的工业废水适宜的起始铬浓度不宜超过60mg/L
D．相同且适宜条件下该固定化酵母可以显著提高啤酒产量
【答案】ABD
8．（江苏省南通市2018届高三上学期第一次调研测试生物试题）下面是利用苹果块固定乳酸菌进行的有关实验流程图，相关叙述错误的是（ ）

A．将苹果切成小块可以增大相对表面积，有利于固定化乳酸菌与外界进行物质交换
B．步骤③中用无菌水清洗的目的是洗去苹果块表面乳酸菌，使步骤④的结果更准确
C．步骤④中设置的对照实验应是用等质量的苹果小块在相同条件下进行实验
D．与传统使用海藻酸钠固定细胞相比，用苹果固定乳酸菌可以保证发酵食品的安全性
【答案】C
【解析】将苹果切成小块可以增大相对表面积，有利于固定化乳酸菌与外界进行物质交换，A正确；步骤③中用无菌水清洗的目的是洗去苹果块表面乳酸菌，使步骤④的结果更准确，B正确；步骤④中设置的对照实验应是用等量的乳酸菌在相同条件下进行实验，C错误；与传统使用海藻酸钠固定细胞相比，用苹果固定乳酸菌可以保证发酵食品的安全性，D正确。
9．（黑龙江省大庆实验中学2017-2018学年高三上学期期中考试生物试题）下列对果胶酶的作用的叙述中，错误的是（ ）
A．果胶酶是一种催化剂，可以改变反应速度
B．果胶酶在蛋白酶作用下可能会被降解
C．果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸
D．果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层
【答案】C
10．（江苏省泰州中学2018届高三3月月度检测（二模模拟）生物试题）在固定化小球藻的过程中，凝胶球的直径对小球藻的生长产生影响，实验者分别用直径为0．2mm、0．3mm、0．4mm的滴管制备凝胶球，其中小球藻的生长量如图所示。下列叙述中正确的是（ ）

A．小球藻被包埋在不溶于水的多孔性载体中
B．用直径为0．3mm的滴管制备凝胶球较适宜
C．凝胶球直径过大不利于小球藻获得充足光照
D．凝胶球直径过小不利于小球藻获得养分
【答案】ABC
【解析】小球藻被包埋在不溶于水的多孔性载体中，A正确；据图分析可知，用直径为0．3mm的滴管制备凝胶球较适宜，B正确；凝胶球直径过大不利于小球藻获得充足光照，C正确；凝胶球直径小，有利于小球藻获得养分，D错误。
11．（江苏省海安高级中学2017-2018学年高三上学期期中考试生物试题）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的是（ ）
A．洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用
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
【答案】C
12．（江苏省苏锡常镇四市2018届高三教学情况调研（一）（3月）生物试题）总状毛霉和米根霉是常见的霉菌。研究人员将总状毛霉和米根霉的孢子悬液分别接种到两组豆腐切块上，完成前期发酵后，分别测定两组霉菌产生的蛋白酶的活力，结果如下图。据图分析，下列有关叙述正确的是（ ）

A．总状毛霉与米根霉都能利用蛋白酶将分解产生的肽和氨基酸分泌到细胞外
B．总状毛霉与米根霉接种量与蛋白酶活力呈正相关
C．相同适宜条件下接种等量的两种菌，总状毛霉使豆腐块中的蛋白质减少更多
D．接种量为5CFU/mL时发酵制作的腐乳品质最好
【答案】C
【解析】状毛霉与米根霉都能将蛋白酶分泌到细胞外，进而将豆腐块中的蛋白质分解产生肽和氨基酸，A错误；据图分析，随着接种量的增加，总状毛霉与米根霉产生的蛋白酶的活性都是先增加后减弱，并不是一直呈现正相关，B错误；相同适宜条件下接种等量的两种菌，总状毛霉的蛋白酶活性更高，因此使豆腐块中的蛋白质减少更多，C正确；图示只能证明接种量为5CFU/mL时，蛋白酶的活性最好，但是不能说明发酵制作的腐乳品质最好，D错误。
13．工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞的细胞壁以提高出汁率。为研究温度对果胶酶活性的影响，某学生设计了如下图所示的实验：

①将果胶酶与苹果泥分装于不同的试管，在10℃水浴中恒温处理10min（如图中A）。
②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10℃水浴中恒温处理10min（如图中B）。
③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量（如图中C）。
在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
80
出汁量/mL
8
13
15
25
15
12
11
10
根据上述实验，请分析并回答下列问题：
（1）果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中＿＿＿＿的水解。
（2）实验结果表明，在上述8组实验中，当温度为＿＿＿时果汁量最多，此时果胶酶的活性＿＿＿。当温度再升高时，果汁量降低，说明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）实验步骤①的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）实验操作中，如果不经过步骤①的处理，直接将果胶酶和苹果泥混合，是否可以？＿＿＿＿，请解释原因：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（5）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：
①下列图中能正确表示温度对果胶酶活性影响的曲线是＿＿＿。
②下列图中能正确表示pH对果胶酶活性影响的曲线是＿＿＿。
③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＿＿＿。

【答案】（1）果胶
（2）40℃ 最强 温度升高，降低了酶的活性
（3）使果胶酶和苹果泥处于同一温度条件
（4）不可以 因为原先果胶酶和苹果泥的温度并不处于实验温度下，这样对实验结果会有影响
（5）乙 乙 丙
（4）实验操作中，如果不经过步骤①的处理，直接将果胶酶和苹果泥混合，则原先果胶酶和苹果泥的温度并不处于实验温度下，这样对实验结果会有影响，不符合实验设计的单一变量原则。
（5）酶都有一个最适宜温度，低于或超过该温度时，酶的活性均降低，所以表示温度对果胶酶活性影响的曲线是乙。酶都有一个最适宜PH，低于或超过该PH时，酶的活性均降低，所以表示PH对果胶酶活性影响的曲线也是乙。在原材料有限的情况下，起始一段时间内，由于原料充足，故果胶酶的用量增大则果汁产量也增大；超过一定的果胶酶用量后，由于原料有限（不足），会出现酶饱和现象，即果汁的产量不再随果胶酶的用量增大而增大，对应曲线丙。
14．（西藏自治区拉萨中学2018届高三上学期第四次月考理综生物试题）在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，人们又发明了固定化酶和固定化细胞技术。请回答下列有关固定化酶和固定化细胞方面的问题：
（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，固定化细胞固定的是________________。
（2）制备固定化酵母细胞常用的包埋材料是____________，使用了如图所示的方法[ ]_______（填图号及名称）。

（3）酶活性一般用酶催化某一化学反应的速率来表示。在酶活性测定过程中，酶促反应速率用单位时间内或单位体积中______来表示。
（4）使用纤维素酶和化学方法都能分解纤维素，请指出使用酶处理的优点：____________________。
（5）为什么一般不能用加酶洗衣粉洗涤丝绸及羊毛衣物？____________。
【答案】（1）酶即能与反应物接触，又容易与产物分离，且能反复利用 多酶系统（一系列、多种酶）
（2）海藻酸钠 C包埋法
（3）反应物的减少量或产物的增加量
（4）处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低
（5）洗衣粉中的蛋白酶会将丝绸及羊毛衣物中的蛋白质成分水解，损坏衣物
（3）在酶活性测定过程中，酶促反应速率用单位时间内或单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
（4）与利用化学方法分解纤维素相比，使用纤维素酶分解纤维素具有处理效率高、反应条件温和、不污染环境、成本低等优点。
（5）洗衣粉中的蛋白酶会将丝绸及羊毛衣物中的蛋白质成分水解，损坏衣物，所以一般不能用加酶洗衣粉洗涤丝绸及羊毛衣物。
15．固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业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），海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，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），请分析回答下列问题：

（1）测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的＿＿＿＿＿或产物的＿＿＿＿＿＿来表示。
（2）从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是________________。
（3）乙图曲线表明浓度为________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______________。
（4）固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用______________次，酶活力明显下降。
（5）固定小麦酯酶不仅采用海藻酸钠直接包埋，同时用戊二醛作交联剂，这是因为__________________。
【答案】（1）减少量 增加量
（2）固定化酶比游离酶对温度变化适应性更强且应用范围较广
（3）3% 海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足
（4）3
（5）酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出
（5）由于小麦酯酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出，因此固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是采用双重固定法。

1．下列叙述不正确的是（ ）
A．洗衣粉的主要成分是阴离子表面活性剂
B．也有的洗衣粉中加入了非离子型的表面活性剂
C．表面活性剂能优先吸附在各种界面上，起到加强表面张力、改变体系界面状态的作用
D．一般表面活性剂中含有亲水基团和疏水基团，在洗涤过程中可起乳化作用和通透作用，使衣服中的脂肪类物质进入水中
【答案】C
2．某种生物活性洗衣粉包装袋上印有以下资料（见框），下列对资料表明的信息理解错误的是（ ）

A．这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍
B．在60℃以上的水中，蛋白酶会失去活性
C．该洗衣粉可洗涤各种污渍的衣料
D．使用温水效果最佳是因为酶的活性受温度影响
【答案】C
【解析】根据洗衣粉的成分中含蛋白酶，蛋白酶能专一性水解蛋清中的蛋白质，所以这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍，A正确；根据题干信息“切勿用60℃以上的水洗涤”可推知，该蛋白酶在60℃以上将会失去活性，B正确；该洗衣粉不能洗涤各种污渍的衣料，如真丝织物的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶破坏，因此不能用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤真丝织物，C错误；由于酶活性需要适宜的温度环境中才表现最强，使用温水效果最佳是因为酶的活性受温度影响，D正确。
3．下列关于固定化细胞的说法错误的是（ ）
A．固定化细胞是利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术
B．酶固定化技术是固定化细胞技术的基础
C．一般来说，细胞常采用物理吸附法固定
D．包埋法常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等
【答案】C
4．在果汁生产中使用果胶酶的根本作用是（ ）
A．提高水果的出汁率并使果汁变得澄清
B．使大分子物质分解为小分子有机物便于人体吸收
C．解决人体不能利用纤维素的问题
D．进一步提高水果的营养价值
【答案】A
【解析】果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清。所以本题选A。
5．下图为高果糖浆反应柱，下列有关利用固定化酶技术生产高果糖浆的说法错误的是（ ）

A．葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成的是果糖
B．从固定化酶反应柱下端流出的不只有果糖
C．高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管疾病，对人类的健康有益
D．酶溶解于葡萄糖溶液后，不可从糖浆中回收
【答案】D
6．下列关于固定化酵母细胞制备过程的叙述，错误的是（ ）
A．将干酵母与蒸馏水混合并搅拌，有利于酵母菌的活化
B．配制海藻酸钠溶液时要进行小火或间断加热
C．将溶化并冷却的海藻酸钠溶液直接转移至注射器中
D．将制备好的凝胶珠放入氯化钙溶液中浸泡半小时左右
【答案】C
【解析】干酵母与蒸馏水混合并搅拌，以利于酵母菌活化，A正确；配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热的方法，防止焦糊，B正确；溶化好的海藻酸钠溶液需冷却后才能加入已活化的酵母细胞，再将混合液转移至注射器中，C错误；将与酵母菌混匀的海藻酸钠溶液注入CaCl2溶液中浸泡半小时左右，以形成球形或椭球形的凝胶珠，D正确。
7．关于固定化酵母细胞制备过程的叙述，正确的是（ ）
A．制备固定化酵母细胞过程中酵母细胞不需要活化
B．用小火或间断加热可防止海藻酸钠溶液焦糊
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迅速倒入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
【答案】B
【解析】由于在缺水状态下，微生物处于休眠状态，所以在制备固定化酵母细胞过程中应将干酵母与蒸馏水混合后用玻璃棒充分搅拌加速其活化，A错误。为避免海藻酸钠溶液发生焦糊，溶化时要用小火或间断加热，B正确。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，C错误。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，而不是迅速倒入，D错误。
8．下列有关加酶洗衣粉及其洗涤效果的叙述中，错误的是（ ）
A．使用添加纤维素酶的洗衣粉可使衣物蓬松柔软，棉织制品也可使用
B．加酶洗衣粉因为添加了酶制剂，所以比普通洗衣粉更易造成环境污染
C．使用加酶洗衣粉时，浸泡时间不足会影响洗涤效果
D．加酶洗衣粉能将衣服上的蛋白质、脂肪等水解成可溶于水的小分子物质
【答案】B
9．某工厂新制了50L苹果泥，准备生产果汁，但不知酶的最适用量。为了节约成本，进行了如下探究实验：取8只试管编号1～8，分别加入30mL苹果泥，保温一段时间，然后向各试管加入不同体积的果胶酶溶液，反应一段时间后过滤并记录果汁体积，实验数据如下表所示。下列分析错误的是（ ）
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
果胶酶溶液体积（mL）
1
2
3
4
5
6
7
8
果汁体积（mL）
20．6
21．2
21．8
22．4
23
23．4
23．4
23．4
注解：果汁体积均不包含酶溶液体积
A．8只试管均需要调节至相同且适宜的温度、pH，且反应时间充足
B．本实验的测量指标还可以是苹果泥反应完全时所需要的时间
C．在果汁生产中一般还应加入纤维素酶来充分瓦解细胞壁
D．为得到更准确的最适用量，可以设置5～6mL范围内不同果胶酶用量梯度实验来探究
【答案】A
【解析】8只试管如果反应时间充足，则各组过滤的果汁体积应相同，与表格中的实验结果不符合，A错误；本实验中苹果泥反应完全时各试管过滤的果汁的体积相同，可以利用苹果泥反应完全所需时间的不同作为本实验的测量指标，B正确；植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以在果汁生产中还应加入纤维素酶来瓦解细胞壁，C正确；设置5～6mL范围内不同果胶酶用量梯度实验来进行探究是为了得到更准确的最适用量，D正确。
10．兴趣小组为了探究不同金属离子对加酶洗衣粉中的碱性蛋白酶活性的影响，进行了系列实验，结果如下表。下列有关叙述错误的是（ ）
金属离子/%
浓度/mmol·L－1
剩余活力/%
对照
0
100
CaCl2
10
119．56
ZnSO4
10
39．08
MgSO4
10
132．56
HgCl2
10
17．10
MnSO4
10
189．25
CuSO4
10
76．36
FeSO4
10
31．23
FeCl3
10
9．36
A．碱性蛋白酶不能将反应液中各种蛋白质彻底水解
B．Mn2＋、Mg2＋、Ca2＋离子能激活碱性蛋白酶的活性
C．Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋、Hg2＋等离子能抑制碱性蛋白酶的活性
D．反应液中离子浓度与其抑制或激活碱性蛋白酶活性作用成正相关
【答案】D
11．下列关于酶的研究和应用的说法正确的是（ ）
A．生产果汁时常用的果胶酶是分解果胶的一种酶
B．洗衣粉中应用最广、效果最明显的是碱性淀粉酶
C．固定化酶是将酶固定在细胞内，可大大降低生产成本
D．由于细胞较大，固定化细胞技术多采用包埋法
【答案】D
12．如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．注射器推进速度过快
D．注射器距离液面太近
【答案】B
【解析】题图中显示没有形成大小均匀的凝胶珠，出现此结果的可能原因有海藻酸钠浓度过高，注射器推进速度过快，注射器距离氯化钙溶液液面太近，而不会是酵母细胞死亡，B错误，A、C、D均正确。
13．固定化酶技术运用工业化生产前，需要获得酶相关参数。如图：曲线①表示某种酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比，曲线②表示将该酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测得的酶活性，称为残余酶活性，由此得到的数据为酶的热稳定性数据，据图判断下列叙述正确的是（ ）

A．该酶只能在最佳温度范围内测出活性
B．实验结果表明该酶使用的最佳温度是80℃
C．曲线②各数据点的数据是在80℃时测得的
D．低于最适温度下保温足够长时间不影响该酶的热稳定性
【答案】C
14．假设你已经探究了果胶酶的最适温度（为45℃）和最适pH（为4．8），若还想进一步研究果胶酶的最适用量，此时，实验的自变量是____________。合理设置果胶酶用量的梯度后，可通过苹果泥出汁的多少来判断酶的用量是否合适。请根据所给的材料和用具完成以下探究实验。
（1）材料用具：制备好的苹果泥、恒温水浴装置、试管、漏斗、滤纸、量筒、试管夹、质量分数为2%的果胶酶溶液、质量分数为0．1%的NaOH溶液和盐酸。
（2）实验步骤：
①取6支试管，编号为1?6，分别加入________________________，调节pH至4．8。然后放入45℃的恒温水溶锅中保温。
②向1?6号试管中分别加入__________________，继续在45℃恒温水浴装置中____________。
③________________________________________________。
【答案】果胶酶的用量
（2）等量的苹果泥 45℃的不同体积的pH为4．8的果胶酶溶液 保温一段时间 过滤苹果泥并记录果汁体积
【解析】（1）研究果胶酶的最适用量，实验的自变量应是果胶酶用量的不同。可把苹果泥出汁的多少作为实验的因变量（检测指标）。
（2）温度、pH、苹果泥用量等为无关变量，各组实验中应保持适宜且相同。应先把酶和反应物分别控制在适宜环境下，再混合酶和反应物。应在1?6号试管中先分别加入等量的苹果泥，并控制适宜的温度和pH。然后向1?6号试管中分别加入45℃的不同体积的pH为4．8的果胶酶溶液；继续在45℃恒温水浴装置中保温一段时间，使果胶酶发挥作用。一段时间后可过滤苹果泥并记录果汁体积，果汁体积最大时果胶酶的最小用量即为果胶酶的最适用量。
15．根据材料回答下列有关问题。
Ⅰ．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）

⑴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________。
⑵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________________________________。
Ⅱ．制备固定化酵母细胞的过程为

（1）活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复___________________状态。
（2）海藻酸钠溶液必须冷却至室温后才能和酵母混合，原因是________________________。
（3）此固定酵母细胞的方法是____________法。
（4）制备固定化酶则不宜用此方法，原因是__________________________。
【答案】Ⅰ．（1）强
（2）3% 酶的数量不足
Ⅱ．（1）正常生活 高温导致酵母细胞死亡
（3）包埋法
（4）酶的分子小，容易从包埋的材料中漏出
【解析】（1）通过分析图1可知，固定化酶与游离酶相比，对温度变化的适应性更强且应用范围较广。
（2）图2曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时酶活力最高．当海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足，因此酶活力较低。

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