生物选修1《生物技术实践》专题4 酶的研究与应用综合与测试练习题

这是一份生物选修1《生物技术实践》专题4 酶的研究与应用综合与测试练习题，共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

专题4　酶的研究与应用
本专题达标检测
(满分:100分;时间:45分钟)
一、选择题(每小题4分,共48分)
1.下列关于果胶酶的说法正确的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.果胶酶可以分解细胞壁的主要成分——纤维素
B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物
C.果胶酶不特指某种酶,而是能分解果胶的一类酶的总称
D.果胶酶的化学本质是蛋白质或RNA
2.普通含磷洗衣粉与加酶洗衣粉的区别是 (　　)
A.普通洗衣粉含磷会污染环境,加酶洗衣粉降低了磷含量,对环境污染轻
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普通洗衣粉中
3.如图是根据果胶酶在果汁生产中的作用的系列实验结果得出的坐标曲线。有关说法正确的是 (　　)

A.图甲表示温度对果胶酶活性的影响,高温使得果胶酶结构被破坏
B.图乙只能表示pH对果胶酶活性的影响,最适pH通常>7
C.图丙可表示苹果泥中加入果胶酶后得到的果汁量随时间变化情况
D.图丁可表示苹果泥用量一定时,果胶酶用量对果汁产量的影响
4.用固定化酵母进行葡萄糖的发酵,结果发现产生的酒精很少,可能的原因是 (　　)
①干酵母未进行活化处理
②CaCl2溶液浓度过高
③加入酵母细胞前海藻酸钠溶液未冷却
④活化酵母菌用的是蒸馏水
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
5.大分子反应物应采用的固定化技术和理由是 (　　)
A.固定化酶技术;可应用包埋法对酶固定,利于大分子和酶的接触
B.固定化细胞技术;一般应用包埋法对细胞固定,利于大分子和细胞的接触
C.固定化酶技术;可应用化学结合法或物理吸附法对酶固定,利于大分子和酶的接触
D.固定化细胞技术;一般应用化学结合法或物理吸附法对细胞固定,利于大分子和细胞的接触
6.高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶,它能将葡萄糖转化成果糖,但酶溶解于葡萄糖溶液后,就无法从糖浆中回收,而使用固定化酶技术就可以解决这一问题。如图为探究温度对葡萄糖异构酶及其固定化酶活性的影响的实验结果。下列相关叙述错误的是 (　　)

A.固定化的葡萄糖异构酶的最适温度比游离的葡萄糖异构酶的最适温度高
B.与游离的葡萄糖异构酶相比,固定化的葡萄糖异构酶的最佳催化效率提高
C.固定化的葡萄糖异构酶比游离的葡萄糖异构酶更耐受较高温度
D.固定葡萄糖异构酶常采用化学结合法和物理吸附法,而不使用包埋法
7.下列有关实验操作或说法的叙述,不正确的是 (　　)
A.用果胶酶处理苹果泥时,为了提高出汁率,可采取用玻璃棒进行搅拌的措施
B.制作葡萄酒时,葡萄浆不装满发酵瓶,留有1/3空间,密闭发酵时要适时排气
C.到灭菌时间后,当压力表的指针归零时再打开灭菌锅
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是37 ℃
8.蔗糖酶能够催化蔗糖水解。如表是在同一温度下研究蔗糖酶和蔗糖含量(质量分数)对水解反应速率的影响的系列实验结果。下列有关该实验的说法,不正确的是　 (　　)
实验组
实验一
实验二
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
蔗糖酶
含量
0
1%
2%
4%
5%
2%
2%
2%
2%
2%
蔗糖含量
10%
10%
10%
10%
10%
0
5%
10%
20%
30%
相对反应
速率
0
25
50
100
200
0
25
50
65
65
A.实验一中,酶含量低于5%时限制反应速率的因素是蔗糖含量
B.实验二中,蔗糖含量高于20%后限制反应速率的因素是酶含量
C.两组实验的自变量不同,无关变量有差异,因变量相同
D.如果将实验温度升高5 ℃,相对反应速率可能降低
9.玉米经深加工后可用于生产酒精、玉米胚芽油、葡萄糖等产品(流程如下)。下列相关叙述错误的是 (　　)

A.玉米胚芽油不易挥发,可适当提高温度来提高出油率
B.水解玉米秸秆纤维素的酶是一种复合酶,其中CX酶的作用是将纤维二糖分解成葡萄糖
C.探究水解玉米淀粉的酶的最适用量时,需保持温度、pH、加入的淀粉量等无关变量相同且适宜
D.纤维素分解菌可用于玉米秸秆还田,鉴别纤维素分解菌可用刚果红染色法
10.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,结果如图。下列有关叙述正确的是 (　　)

A.实验中固定云微藻和芽孢杆菌的常用方法是包埋法
B.混合固定使云微藻增殖快,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8天,混合固定的每个颗粒中含藻细胞的个数约为 8×107
11.下列关于以酵母菌为材料进行实验的叙述,正确的是 (　　)
A.探究酵母菌的呼吸方式,可根据是否产生CO2来判断
B.探究酵母菌种群数量变化,应设置空白对照排除无关变量影响
C.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用不只是作为反应底物
D.用酵母菌发酵制作果酒,选择溴麝香草酚蓝水溶液检测产生的酒精
12.某学生为研究加酶洗衣粉的洗涤效果,设计了如下实验:①制备不同洗衣粉含量的洗涤液。②按表格设置实验组。③每只烧杯中加入等量的洗涤液、相同的污染布料,并设置相同且适宜的浓度。④以污染布料洗净所用的时间为实验结果。下列实验结果预测及其分析,不正确的是 (　　)
pH洗衣粉含量时间
4.0
5.0
6.0
……
1%




2%




3%




……




A.当洗衣粉含量为任一固定值时,都能发现酶的最适pH的估计值
B.当pH为任一固定值时,都能证明酶影响反应速率
C.无论洗衣粉含量为何值,根据实验结果作出的曲线图形近似“V”字形
D.此实验涉及2个自变量,1个因变量

二、非选择题(共52分)
13.(12分)我国水果生产发展迅速,但由于收获的季节性强,易造成水果积压,腐烂变质,为了解决上述问题且满足不同人群的需求,可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中要用到果胶酶,某生物研究小组为了探究果胶酶的某些特性,进行了如图所示实验。

(1)实验方法:请将图中所示的操作进行排序　　　　　　　　　　。 
(2)实验结果:对照组与实验组进行了相同时间的实验,结果如图中曲线甲所示。

①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 D.pH
②图中的纵坐标还可用　　　　　　　来表示。 
③实验小组改变了实验条件后重复做实验,得到曲线乙,两次实验中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　　　　　　　　　　　　　　 
　　　　　　　　　　　　。 
④步骤c中在果胶酶和苹果泥混合前,将两者分装在不同试管中进行恒温处理的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
　　　　　　　　　　　　　。 
14.(16分)天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产工艺流程如下:
淀粉类原料葡萄糖成熟酒醅成熟醋醅成品醋
(1)在酒精发酵阶段,若使用固定化酵母细胞,在溶化海藻酸钠时要进行　　　　　　　　　　　　　;酒精发酵过程中,发酵缸要处于　　　　状态。 
(2)在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。工艺如下:

①发酵过程中,定期取样测定醋酸菌密度变化,趋势如曲线图。据图分析,与颠倒前相比,B层醋酸菌在颠倒后密度变化的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中,发酵缸中　　　　　　　　　　　　层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。 
(3)如图表示温度、乙醇浓度对该醋酸菌产酸量的影响。

①醋酸菌能将乙醇转变为　　　　,再将其转变为醋酸。 
②研究不同酒精浓度下的最高产酸量时,最好把温度控制为　　　　℃。 
③酒精发酵后检测酒精浓度,将发酵液中酒精浓度调节到　　　　左右再接种醋酸菌。 
④为检测发酵过程中醋酸菌数量,将1 mL发酵液稀释1 000倍后,分别取0.1 mL稀释菌液均匀涂布在4个平板上;经适当培养后,4个平板上的菌落数分别为20、168、170、172,据此可得出每毫升发酵液中的活菌有　　　　个。 
15.(10分)草莓汁酸甜适口,深受大众喜爱,加工草莓汁时,草莓中的果胶易导致果汁混浊,影响品质,为探究制作果汁的最佳条件,研究人员进行了实验,结果如表所示。
组别
果胶酶用量
(mL/kg)
pH
温度
(℃)
草莓汁
透光率(%)
1
0.025
2.5
35
24.55
2
0.035
4.5
35
96.47
3
0.035
2.5
45
22.70
4
0.045
3.5
35
96.47
5
0.045
2.5
55
13.12
(1)草莓细胞中,去掉果胶,会使植物组织变得松散,这是因为果胶具有“黏合”的作用,果胶酶通过　　　　作用促进果胶的水解反应,使草莓细胞彼此容易分开。 
(2)生产过程中,既可获得澄清度高的草莓汁,又可减少酶的用量,降低成本的组合是第　　　　组。 
(3)果胶酶可从某些微生物中提取,为提高生产效率,可将此酶固定在适宜介质上制成　　　　　　　,常用的固定化酶的技术有　　　　　　　　　　。目前常用的酶制剂有四类:蛋白酶、脂肪酶、　　　　、　　　　。 
(4)在合适条件下,将果胶酶与海藻酸钠混合后,滴加到一定浓度的钙离子溶液中,使液滴形成凝胶固体小球。该过程是对酶进行　　　　。 
A.吸附 B.包埋 C.装柱 D.洗涤
16.(14分)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实验,流程及结果如下。请回答下列问题:
制备固定化绿球藻凝胶球清洗2~3次培养液中培养柠檬酸钠溶液溶解凝胶球,测定藻数量


(1)实验中海藻酸钠的作用是　　　　　　,CaCl2的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)图1 中1.0%海藻酸钠组培养24 h 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　　　　的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24~48 h间Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是　　　　　　　　　;72~96 h间Zn2+浓度下降速度较慢的原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

答案全解全析
本专题达标检测
1.C
2.A
3.C
4.A
5.C
6.B
7.D
8.A
9.B
10.A
11.C
12.B




一、选择题
1.C　果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物,是植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一,果胶酶是能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,其作用是将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。酶的化学本质是蛋白质或RNA,但果胶酶的化学本质是蛋白质,C正确。
2.A　普通含磷洗衣粉可能造成水体富营养化,导致水中微生物和藻类的大量繁殖,形成“水华”或“赤潮”,引起水体污染。加酶洗衣粉中含有酶制剂,且降低了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量,减少对环境的污染。普通洗衣粉和加酶洗衣粉都含有表面活性剂和水软化剂,这是两者的相同点。若将酶直接添加到洗衣粉中,酶易失活,洗衣粉中添加的酶经过了特殊的化学物质层层包裹,与洗衣粉中的其他成分隔离。
3.C　低温时酶活性受到抑制,高温会破坏酶的空间结构使酶失活,图像应与乙图类似,且曲线右端最终应与横坐标相交,A错误;图乙中曲线不能用来表示酶的活性随pH变化的特性,因为酶在过酸或过碱的条件下都会失活,曲线两端最终均应与横坐标相交,且从乙图中无法判断果胶酶最适pH>7,B错误;果胶酶可分解植物细胞壁及胞间层,增加出汁率,C正确;苹果泥用量一定时,果汁产量也为一定值,因此果汁产量应达到一定值后不再变化,D错误。
4.A　利用酵母菌进行葡萄糖的发酵产生的酒精较少的主要原因是参与发酵的酵母细胞较少。干酵母未活化,会使参与发酵的酵母细胞少;CaCl2溶液浓度过高也会使包埋的酵母细胞过少,而加入酵母细胞前若海藻酸钠溶液未冷却,高温会杀死部分酵母细胞,因此①②③都会造成这一结果,酵母菌活化时用的就是蒸馏水。
5.C　大分子反应物应采用的固定化技术是固定化酶技术,固定化酶一般采用化学结合法或物理吸附法对酶固定,与包埋法相比,化学结合法和物理吸附法有利于反应物与酶的接触。一般采用包埋法对细胞进行固定,但大分子颗粒比较大,反应物难以进入包埋细胞的网格或颗粒,不利于反应的进行,故选C。
6.B　由题图中信息可以看出,游离的葡萄糖异构酶的最适温度是30 ℃左右,而固定化的葡萄糖异构酶的最适温度是35 ℃左右,A正确;该固定化的葡萄糖异构酶的相对活性的最大值低于游离的葡萄糖异构酶,说明该固定化的葡萄糖异构酶的最佳催化效率略有降低,B错误;比较图中两条曲线,可以看出固定化的葡萄糖异构酶在较高温度时仍有活性,C正确;酶分子的体积较小,容易从包埋材料中漏出,所以一般采用化学结合法和物理吸附法固定,D正确。
7.D　用果胶酶处理苹果泥时,为了提高出汁率,可采取用玻璃棒进行搅拌的措施,A正确;制作葡萄酒时,葡萄浆不装满发酵瓶,留有1/3空间,一方面可以在前期提供氧气,有利于酵母菌进行有氧呼吸,大量增殖,另一方面可以防止发酵液溢出,密闭发酵时要适时排气,B正确;到灭菌时间后,让灭菌锅内温度自然下降,当压力表的指针归零时再打开灭菌锅,C正确;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,只能说明在该温度下加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好,但不能说明加酶洗衣粉的最适温度为37 ℃,D错误。
8.A　实验一中,当蔗糖酶含量低于5%时,反应速率随蔗糖酶含量的增加而一直增加,说明限制反应速率的因素是蔗糖酶含量,A错误;实验二中,蔗糖含量高于20%后,反应速率不再随着蔗糖含量的增加而增加,此时限制反应速率的因素是蔗糖酶的含量,B正确;实验一的自变量是蔗糖酶含量,实验二的自变量是蔗糖含量,可见两组实验的自变量不同,无关变量也会有差异,两组实验的因变量都是相对反应速率,C正确;如果将实验温度升高5 ℃,酶活性可能会降低,相对反应速率可能降低,D正确。
9.B　玉米胚芽油不易挥发,可适当提高温度来提高出油率,A正确;纤维素酶是一种复合酶,它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,其中葡萄糖苷酶的作用是将纤维二糖分解成葡萄糖,B错误;探究水解玉米淀粉的酶的最适用量时,温度、pH、加入的淀粉量等属于无关变量,要保持相同且适宜,C正确;鉴别纤维素分解菌时可用刚果红染色法,培养基上的菌落周围会形成透明圈,D正确。
10.A　云微藻、芽孢杆菌均为单细胞生物,故固定化云微藻、芽孢杆菌常用的方法为包埋法,A正确;芽孢杆菌属于原核生物,无线粒体,B错误;由题图可知,在实验时间内,混合固定后云微藻数量呈“S”型增长,C错误;第8天,混合固定的每个颗粒中含藻细胞的个数约为8×107÷10=8×106,D错误。
11.C　酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都生成CO2,不能根据是否产生CO2来判断其呼吸方式,A错误;探究酵母菌种群数量变化,无需设置空白对照,该实验形成了前后自身对照,B错误;利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用不只是作为反应底物,还是酵母菌的营养物质,C正确;酵母菌发酵产生的酒精可用酸性重铬酸钾检测,D错误。
12.B　当洗衣粉含量为不同值时,酶的最适pH相同,A正确;过酸或过碱时,酶会失活,B错误;酶在最适pH条件下催化效率最高,污染布料洗净所用的时间最短,溶液过酸或过碱均会导致酶活性丧失,污染布料洗净所用的时间延长,C正确;此实验中的自变量包括洗衣粉用量和溶液的pH,因变量为污染布料洗净所用的时间,D正确。

二、非选择题
13.答案　(1)acdb　(2)①D　②苹果汁的体积　③同一种酶的最适温度是一定的,不会因酶的浓度、底物的量的不同而改变　④保证底物和酶在混合时的温度是相同的,避免底物和果胶酶混合时因二者温度不同而影响混合物的温度,进而影响果胶酶活性
解析　(1)实验顺序:准备苹果泥并配制果胶酶→苹果泥和果胶酶分别水浴保温→苹果泥和果胶酶混合保温→过滤果汁后用量筒计量。(2)果胶酶的活性受温度、pH等的影响,而与底物的量、酶的浓度和水的加入量无关。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个,一个是果汁的体积,另一个是果汁的澄清度。为使实验中反应的温度达到相应的设计温度,必须使酶与底物分别保温达到设计温度后再混合。在相同温度条件下,pH、酶的浓度和底物浓度也会影响反应速率。
14.答案　(1)小火或间断加热,并不断搅拌　密封　(2)①先快速增长后趋于稳定　②颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动,或下)　(3)①乙醛　②35　 ③ 4%　④1.7×106
解析　(1)制备固定化酵母细胞,在溶化海藻酸钠时要进行小火或间断加热,并不断搅拌,防止海藻酸钠发生焦糊。酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,因此发酵缸要处于密封状态。(2)①醋酸菌是一种严格的好氧细菌,只有在氧气充足时才能够大量繁殖并产生醋酸。发酵过程中,A、B层颠倒后,B层醋酸菌获得的氧气较为充足,因此与颠倒前相比,B 层醋酸菌在颠倒后密度变化的特点是先快速增长后趋于稳定。②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。乳酸发酵的原理是乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,因此,发酵缸中颠倒前的B层和颠倒后的A层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。(3)①当氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌可以先将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。②由图1可知:在温度为35 ℃时,产酸量最高,因此,研究不同酒精浓度下的最高产酸量,最好把温度控制为35 ℃。③由图2可知:在乙醇浓度为4%时,产酸量最高,因此,将发酵液中酒精浓度调节到4%左右再接种醋酸菌。④为了保证实验结果的准确性,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。据此可得出每毫升发酵液中的活菌有(168+170+172)÷3÷0.1×1 000=1.7×106(个)。
15.答案　(1)催化　(2)2　(3)固定化酶　化学结合法和物理吸附法　纤维素酶　淀粉酶　(4)B
解析　(1)植物细胞壁的成分主要为纤维素和果胶,果胶具有将植物细胞黏合的作用。根据酶的专一性,果胶酶通过催化作用促进果胶的水解反应,使草莓细胞彼此容易分开。(2)分析表格可知,草莓汁透光率越高,果胶分解的越充分,表格中组别2和组别4草莓汁的澄清度最高,而组别2的酶用量较少,可以降低成本。(3)果胶酶可从某些微生物中提取,为提高生产效率,可将此酶固定在适宜介质上制成固定化酶。常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶和淀粉酶。(4)固定化酶和固定化细胞的方法主要有包埋法、物理吸附法和化学结合法。将果胶酶与海藻酸钠混合后,滴加到一定浓度的钙离子溶液中,使液滴形成凝胶固体小球,属于包埋法。
16.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)海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)　(3) 2.0%　(4)凝胶吸附Zn2+　绿球藻生长(增殖)速度快　绿球藻生长(增殖)速度减慢
解析　(1)海藻酸钠溶液在CaCl2溶液中形成凝胶球,包埋绿球藻。(2)溶液呈绿色,说明固定化的绿球藻数量少,原因是海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)。(3)根据图1可知,浓度为2.0%的海藻酸钠制备的凝胶球最有利于绿球藻的繁殖。(4)空白凝胶容易吸附Zn2+,导致溶液中Zn2+浓度下降;根据图1和图2分析,固定化藻的实验组24~48 h间绿球藻数量增加最快,导致Zn2+浓度下降速度较快,72~96 h间绿球藻数量基本不再增加,导致Zn2+浓度下降速度较慢。