高中生物高考解密24 酶的应用（分层训练）（原卷版）

解密24  酶的应用

A组 考点专练

考向一 果胶酶在果汁生产中的作用

 （2018·海南枫叶国际学校高二期中）某工厂利用苹果生产果汁、果酒和果醋的大致工艺流程如下图，请分析回答：

苹果果汁果酒果醋

（1）用苹果加工成果汁的过程中，需要加入果胶酶，果胶酶包括果胶分解酶、果胶酯酶和_________，果胶酶能够分解果胶为______________，使浑浊的果汁变得澄清。

（2）苹果酒是由果汁发酵产生的,在此过程中，发酵温度要控制在______；果汁发酵后是否有酒精产生，可用______________来检验，该试剂与酒精反应呈现________色。

（3）苹果酒在____________的作用下，经过进一步发酵可形成苹果醋；在此过程中，要适时向发酵液中通入空气，原因是___________________。

（4）制作果醋时，醋酸菌在___________和糖源充足时，将糖分解成醋酸，在糖源不充足时，也可以利用__________生成醋酸。果酒制果醋的反应式为______________________。

（2019·全国高三专题练习）生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题：

（1）某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是___________________。

（2）现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0 ℃、5 ℃、10 ℃、40 ℃下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量的平均值。该实验温度设置的不足之处有____________和_________________________。

（3）某同学取5组试管（A～E）分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D、4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计_________（填“能”或“不能”）达到目的，其原因是__________________________。

（2019·河南濮阳市·高三其他模拟）生物技术在食品加工中的应用十分广泛，如果酒、果醋的制作就是生活中常见的例子。如图A是果酒和果醋制作的实验流程，图B是一个果酒制果醋的发酵装置。请分析回答：

（1）果酒和果醋发酵的微生物在代谢方式上的主要区别是________________。

（2）果醋是在图B中___________瓶产生的，发酵的微生物利用的碳源主要是___________。

（3）图A①过程是在图B___________瓶进行的，发酵产物酒精要在酸性条件下用_________________来鉴定。

（4）图B装置实际有一个不足之处，即______________________。

（5）在食品生产过程中常常采用固定化技术，如要固定化生产果醋的微生物多采用________________。

（6）甲、乙两位同学用稀释涂布平板法，将生产果醋的菌种在同一稀释倍数下得到以下结果：

甲同学涂布了5个平板，统计的菌落数分别是124、135、117、141和148。取平均值133；乙同学涂布了5个平板，统计的菌落数分别是31、178、49、169和173，取平均值120。有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是______________________。

考向二 探究加酶洗衣粉的洗涤效果

（2020·全国高三专题练习）某研究小组为探究市售的一种含碱性蛋白酶的洗衣粉使用的最适温度，设计了相关实验，实验装置及实验结果如下图所示，回答下列问题：

（1）与普通洗衣粉相比，含碱性蛋白酶的洗衣粉能更好地清除衣物上的血渍和奶渍，其原理是碱性蛋白酶能将血渍和奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的_____，使污迹容易从衣物上脱落；同样的道理，____________________也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使加酶洗衣粉具有更好的去污能力。

（2）在实验过程中，可通过直接测定___________（指标）来表示该洗衣粉中酶的催化效率。为缩短酶催化反应的时间，你认为可以采用的方法是__________。（写出一种即可）

（3）由图可知，在0℃和75℃时，酶的催化效率都为0，但当恢复到最适温度时，只有0℃下的酶能恢复催化活力，其原因是______________。

（4）工业生产中，若要将酶固定化，一般_____（填适宜或不适宜）采用包埋法，其原因是_____；与使用游离酶相比，使用固定化酶的优点是__________。

（2020·全国高三专题练习）纤维素类物质是地球上产量巨大而又未得到充分利用的可再生资源。纤维素酶是一组能够降解纤维素生成葡萄糖的酶的总称， 在食品、饲料、医药、纺织、洗涤剂和造纸等众多的工业领域有广泛的应用价值。请分析回答下列问题：

（1）纤维素酶是由至少3种组分组成的复合酶，其中 _____________酶可将纤维二糖分解成葡萄糖。

（2）用凝胶色谱将纤维素酶与其它杂蛋白分离时，先洗脱下来的是相对分子质量较___________填“大”或“小”）的蛋白质。对生产的纤维素酶进行初步检测，常用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳，其中SDS的作用是   ______________ 。

（3）与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是 ______________ ，还能被反复利用。若将纤维素酶进行固定，一般不采用包埋法，原因是  _____________。

（4）研究发现洗衣粉中纤维素酶的作用是使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果。

①为探究纤维素酶洗衣粉的去污效能，应该选用污染状况相同的_____________（填“浅色棉布”或“浅色丝绸”）。

②已知某种含纤维素酶的洗衣粉的适宜洗涤温度范围是25-45℃，利用①所选的污布进一步探究该种含纤维素酶洗衣粉的最适温度，请补充实验思路：

实验思路：在25-45℃范围内设置 ______________ 的清水，各组清水中均加入适量且等量的含纤维素酶洗衣粉，将污染状况相同的所选的污布分别在不同温度的水中进行洗涤，洗涤强度等其他条件相同且适宜，观察并记录 ___________________________________。

（2020·四川遂宁市·射洪中学高三月考）皂角又名皂角树，生长旺盛，雌树结荚（皂角）能力强。皂角是医药食品、保健品、化妆品及洗涤用品的天然原料，具有很高的经济价值。回答下列问题：

（1）皂荚中含有大量的皂素，具有较高的药用价值。若要提高萃取的产量和品质，可采取的措施是__________、_________。其一般不采用水中蒸馏法提取的原因是_________。

（2）皂素是一种表面活性剂，在没有洗衣粉之前，人们常用皂角洗衣服、洗头发等。现在家庭使用的都是工业生产的加酶洗衣粉或洗衣液，目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和_________酶；若要固定化这些酶宜采用的方法是_________。

（3）皂角种子中含有丰富的蛋白质，其中含有合成人体蛋白质必需的氨基酸。提取皂角种子中的蛋白质时，一般分为_________、粗分离、纯化和纯度鉴定四步。鉴定蛋白质可采用电泳法，其依据的原理是_________。

考向三 固定化酶和固定化细胞

 （2019·浙江高三二模）“爆爆蛋”又叫海藻魔豆，味道Q弹爽滑，轻咬外皮“噗嗤”流出香甜的果汁，深受消费者喜爱。目前作为食品添加剂广泛应用于果汁、奶茶、冷饮、雪糕、沙拉、甜品等食物中。下图是“爆爆蛋”制作流程，请回答下列问题：

注：海藻酸钠作为成膜剂，可与多价阳离子（主要应用Ca2＋）反应形成凝胶。

（1）利用果胶酶和果胶甲酯酶制备的果汁比鲜榨果汁更加澄清的原因是_________。有些微生物，如黑曲霉、_________等都可用于生产果胶酶。_________是消除污染杂菌的通用方法，也是用于筛选高产果胶酶的优质菌种的最简便方法之一。

（2）对高产果胶酶的优质菌种（好氧菌）进行扩大培养时，可将其接种到液体培养基中并混匀，然后分为甲、乙两组。甲组进行静置培养，乙组进行振荡培养，推测_________组优质菌种生长速度快，理由是________________、_________________。

（3）本流程中果汁颗粒的固定化方法是_________。若“爆爆蛋”的口感偏硬，咬不动，可能的原因是___________________。

（2020·浙江杭州市·高二月考）请回答下列关于固定化酶和细菌培养实验的问题：

（1）某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验，分组见表。

将吸附了-淀粉酶的石英砂装入柱中后，需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱，以除去_________________。按上表分组，将配制好的淀粉溶液加入到固定化酶柱中，然后取一定量的流出液进行KI-I2检测，若流出液呈红色，表明有________________生成；若各组呈现的颜色有显著差异，则流出液中淀粉水解产物浓度最高的是_____________组。

（2）下列关于上述固定化酶实验的叙述，错误的是_____________。

A．固定化酶柱长度和淀粉溶液流速决定了酶柱中酶的含量

B．淀粉溶液流速过快会导致流出液中含有淀粉

C．各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同

D．淀粉溶液的pH对实验结果有影响

（3）现有一份污水样品，某兴趣小组欲检测其中的细菌数，进行以下实验。将一定量的污水样品进行浓度梯度稀释。取适量不同稀释度的稀释液，用______________法分别接种于固体平面培养基上，经培养后进行计数。该实验应注意，接种前，从盛有_____________的容器中将玻璃刮刀取出，放在酒精灯火焰上灼烧，冷却后待用；分组时，需用_____________作为对照。

（4）在上述细菌培养实验中进行计数时，应计数的是接种了______________。

A．各个稀释度样品的培养基上的细菌数

B．合理稀释度样品的培养基上的细菌数

C．各个稀释度样品的培养基上的菌落数

D．合理稀释度样品的培养基上的菌落数

（2019·全国高三专题练习）（1）在工业生产中，为提高酶的使用效率和产品纯度，一般需要将酶进行固定化处理：利用石英砂固定a-淀粉酶的方法属于_______________。

A．吸附法                    B．共价偶联法

C．交联法                    D．包埋法

（2）一定浓度的淀粉溶液流经a-淀粉酶固化柱后，被水解成________，遇碘显___________色。

（3）a-淀粉酶可以通过枯草杆菌发酵生产，以下是利用诱变育种方法培育获得产生较多淀粉酶的菌株的主要实验步骤（原理：菌株生长过程可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈）。

第一步：将枯草杆菌菌株接种到_____________培养基中进行扩大培养。

第二步：将枯草杆菌菌株分成两组，A组用____________处理，B组不作处理（作对照）。

第三步：制备多个含淀粉的固体培养基。

第四步：将A、B组分别稀释后，分别在含淀粉的固体培养基上利用______________法分离，适宜条件下培养得到单菌落。

第五步：观察A、B组各菌落周围的_______________。

实验结果预期：根据诱发突变率低的特点，预期_______________。根据诱发突变不定向性的特点，预期_______________。

B组  专题综合练

1．（2020·汪清县汪清第六中学高二月考）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．实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度

C．相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉

D．衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果

2．（2020·秦安县第一中学高二期末）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

3．（2019·吉林延边朝鲜族自治州·延边二中高二月考）下列有关酶的叙述,错误的是（    ）

A．果胶酶是一类酶的总称,探究果胶酶的最适温度时,需将底物和酶分别在同等温度下处理后再混合

B．低温和高温对酶活性的影响是相同的,而过酸、过碱对酶活性的影响是不同的

C．探究果胶酶的最适温度和最适pH实验中应严格控制酶作用时间

D．在果胶酶溶液中加入双缩脲试剂可发生紫色反应

4．（2019·石河子第二中学高二月考）制作葡萄酒时，在部分发酵液中加入果胶酶处理一段时间后，得到如下表所示结果，相关叙述错误的是(　　)

A．果酒制作时一般将温度控制在18～25℃

B．葡萄酒的澄清度随果胶含量减少而下降

C．果胶酶在酸性条件下仍具有催化活性

D．Ⅰ组中还原糖含量高主要是因为有更多的多糖被分解

5．（2020·江苏省赣榆高级中学高三开学考试）下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，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．固定化酶可以反复使用，反应产物对固定化酶的活性无影响

C．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，可以反复使用

D．固定化细胞含有多种酶，可以催化各种反应底物的一系列反应

6．（2019·江苏苏州市·）下列有关制备固定化酵母细胞的叙述，正确的是（    ）

A．5%的海藻酸钠溶液比蒸馏水活化酵母细胞的效果好

B．采用酒精灯小火间断加热使海藻酸钠溶化后还需要注意定容处理

C．将溶化后的海藻酸钠立即与活化的酵母细胞等量混合并充分混匀

D．以恒定的速度将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中即可获得规则的凝胶珠

7．（2020·黑龙江鹤岗市·鹤岗一中高二月考）下列关于探究不同类型的加酶洗衣粉洗涤效果实验的叙述，错误的是

A．探讨含有蛋白酶洗衣粉的洗涤效果不能选择丝绸作为洗涤材料

B．洗涤材料应该选择固定大小的新布料以保证科学实验的严谨性

C．洗涤开始前应该将不同类型的加酶洗衣粉放在80℃热水中浸泡

D．污渍的污染程度可以通过滴加在洗涤材料上污染物的量来控制

二、实验题

8．（2020·大通回族土族自治县第一完全中学高二期中）为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成三等份，在甲、乙组两组洗衣粉中加入一种或两种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的两种污渍，即血渍(主要成分是蛋白质)和油渍(主要成分是脂肪)，其他实验条件均相同。实验结果见下表。请回答下列问题：

(1)实验结果表明，提高洗衣粉去污能力的方法有____________和____________。

(2)据表分析，甲组在洗衣粉中加入的酶是__________，乙组在洗衣粉中加入的酶是____________。

(3)从实验结果可知清除污渍所需要的时间越______，表明酶的活性越高．通过表中的数据，____________(能、不能)得出“酶的最适温度是50 ℃”的结论，理由是_____________________________________________________。

(4)甲、乙组洗涤效果的差异，能够说明酶具有____________性。

(5)如果甲、乙、丙三组均在水温为80 ℃时进行实验，发现这三组的结果无明显差异，原因是________________________________________。

三、非选择题

9．（2019·广西桂林市·高三一模）葡萄糖异构酶经固定化后，可用于工业化生产高果糖浆。请回答下列问题。

(1)筛选产乳糖酶的微生物时，宜用___________作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是作为___________剂。从功能上讲这种培养基属于______。培养产乳糖酶的微生物前对培养皿进行灭菌宜采用___________方法。

(2)戊二醛是一种化学交联剂，能与葡萄糖异构酶通过化学键交联。将酶液、戊二醛溶液先后加入到海藻酸钠溶液中搅拌均匀，用注射器将混合液注入到___________溶液中可得到凝胶珠粒，此过程所用的固化酶方法为___________。

(3)1个葡萄糖异构酶活力单位常定义为每分钟产生1μmol___________所需的酶量。下图是温度对葡萄糖异构酶的固化酶和游离酶活力的影响曲线，该曲线表明固化酶和游离酶的最适温度___________(从“相同”或“不同”选填)；低于或高于最适温度时，固化酶的酶活力___________(从“低于”、“等于”或“高于”选填)游离酶。

(4)在用葡萄糖异构酶凝胶反应柱生产高果糖浆时，若糖液在1次流经反应柱后果糖的浓度低于产品标准，对此你提出的改进方案是___________(答出2点)