專題質量評估(四)酶的研究與應用(時間：90分鐘分數：100分)一、選擇題(本題共20個小題，每小題2.5分，共50分)1．有關果膠的敘述不正確的是()A．果膠是植物細胞壁的主要成分之一B．果膠是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物C．果膠影響出汁率D．果膠酶能夠分解果膠，因此果膠酶是一種酶解析：果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。答案：D2．下列與酶的活性有關的說法不準確的是()A．酶的活性從根本上說是由蛋白質結構決定的，不受外界條件的影響B．酶的活性是指酶催化一定化學反應的能力C．酶的活性受溫度、pH和酶抑制劑等因素的影響D．酶活性高低與反應物濃度無關解析：酶的活性是指酶催化一定化學反應的能力，這種能力與蛋白質的結構有關，受溫度、pH和酶抑制劑等因素的影響。答案：A3．下列關于果膠酶的敘述不正確的是()①具有分泌功能的細胞產生的②凡是活細胞都能產生果膠酶③果膠酶能將果膠分解成半乳糖醛酸④植物、霉菌、酵母菌和細菌均能產生果膠酶⑤果膠酶特指分解果膠的一種酶⑥纖維素酶和果膠酶可用于去除植物細胞壁⑦組成果膠酶的基本單位是氨基酸或核苷酸A．①③⑤ B．②⑤⑦C．③④⑥ D．③④⑤解析：果膠酶是指能夠分解果膠的一類酶的總稱；發揮作用的場所是細胞外；能夠產生果膠酶的細胞一定是具有分泌功能的細胞；植物、霉菌、酵母菌和細菌均能產生果膠酶，但是并不是所有活細胞都能產生果膠酶；果膠酶的化學本質是蛋白質，其基本單位是氨基酸；果膠酶和纖維素酶共同作用可以除去植物細胞壁。答案：B4．關于探究果膠酶最適用量的實驗，敘述錯誤的是()A．配制不同濃度的果膠酶溶液，并在各組中加入等量的該溶液B．調節pH，使各組中的pH相同而且處于適宜狀態C．用玻璃棒攪拌加酶的果泥，攪拌時間可以不同D．在相同的適宜溫度條件下進行實驗解析：在探究果膠酶用量的實驗中，可以將果膠酶的用量作為單一變量，而其他條件必須保持一致，如用玻璃棒攪拌加酶的果泥時，所需用的時間要一致。答案：C5．果膠酶能夠分解果膠，可以提高水果的出汁率。某同學為了探究pH對果膠酶活性的影響，在不同pH下，將等量的果膠酶加入到等量的蘋果泥中，在反應同樣時間后，再將反應液過濾同樣時間，用量筒測出濾出蘋果汁的體積。下列能正確反映實驗結果的曲線是()解析：果膠酶的活性受到pH的影響，若pH適宜則酶的活性高，得到的果汁較多；當過酸或過堿時，酶的活性會喪失，得到的果汁極少。答案：A6．下列說法正確的是()A．加酶洗衣粉就是將酶直接加到洗衣粉中B．目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、蔗糖酶C．溫度、酸堿度和表面活性劑都會影響酶的活性D．加酶洗衣粉不含表面活性劑和水軟化劑，不會污染環境解析：加酶洗衣粉中的酶是通過特殊化學物質層層包裝后再加入洗衣粉中；洗衣粉中的酶制劑不包括蔗糖酶；洗衣粉中的酶雖然具有很好的耐酸堿和表面活性劑的特性，但是溫度、酸堿度和表面活性劑在一定程度上仍然會影響酶的活性。加酶洗衣粉中表面活性劑和水軟化劑的使用量少，對環境造成污染程度小，而不是不污染環境。答案：C7．市場上有一種加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的堿性蛋白酶，它的催化活性很強，衣物中的汗漬、血漬以及人體排放的蛋白質等遇到它，皆能被水解而除去。下列衣物中不能用加酶洗衣粉洗滌的是()①棉絲品②毛織品③腈綸織品④蠶絲織品⑤滌綸織品⑥尼龍織品A．①②③ B．③④⑤C．④⑤⑥ D．②④解析：毛織品和蠶絲織品的主要成分是蛋白質，加酶洗衣粉中的蛋白酶將其水解而破壞衣物。答案：D8．與普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉能更有效地清除污漬。下列有關敘述錯誤的是()A．加酶洗衣粉是添加了固定化酶的洗衣粉B．加酶洗衣粉的使用，減少了磷的排放，降低了環境污染C．探究加酶洗衣粉的洗滌效果，應該選擇同一品牌的普通洗衣粉作對照D．水質、水量、水溫都會影響加酶洗衣粉的洗滌效果解析：加酶洗衣粉中加入了酶制劑，但沒有加入固定化酶；它會受到水質、水量、水溫等條件影響；還可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，減少對環境的污染。探究加酶洗衣粉的洗滌效果，需要考慮對照原則等，即用同一品牌的普通洗衣粉作為對照。答案：A9．果酒放久了易產生沉淀，若加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶則無濟于事，說明()A．酶具有專一性 B．酶的成分是蛋白質C．酶的活性受環境影響 D．該沉淀的成分是氨基酸解析：果酒里含有一定量的細小果肉，時間一長就會產生沉淀，該沉淀物主要含有蛋白質，只有蛋白酶才能將其分解，這就證明了酶的專一性。答案：A10．某工廠生產的一種生物活性洗衣粉的包裝上有如下說明：成分：堿性蛋白酶0.2%，清潔劑15%。用法：洗滌前先將衣物浸于洗衣粉的水中15分鐘，使用溫水效果最佳。下列敘述不正確的是()①這種洗衣粉較容易清除衣物上的奶漬、蛋清污漬等②溫水條件下蛋白酶的活性最強③該洗衣粉可以洗滌各種污漬④該堿性蛋白酶能夠將蛋白質水解成氨基酸或小分子的肽⑤羊毛、絲質類衣物可以用該洗衣粉洗滌A．①② B．①⑤C．②④ D．③⑤解析：該洗衣粉中含有蛋白酶，可以清除衣物上的奶漬、蛋清污漬等，但不能洗滌各種污漬；羊毛、絲質類衣物中的蛋白質容易被蛋白酶分解，所以它們不能用該洗衣粉洗滌。答案：D11．酶固定化技術與細胞固定化技術的關系是()A．酶固定化技術是細胞固定化技術的基礎B．細胞固定化技術是酶固定化技術的基礎C．酶固定化技術與細胞固定化技術是同時發展起來的D．細胞固定化技術先于酶固定化技術解析：固定化細胞技術是繼固定化酶技術之后，建立在固定化酶基礎之上的新技術。答案：A12．下列有關固定化酶和固定化細胞的說法，正確的是()A．固定化酶和固定化細胞都能反復使用但酶的活性迅速下降B．固定化酶技術一次只能固定一種酶C．某種固定化酶的優勢在于能催化一系列生化反應D．固定化技術常用的方法有包埋法、化學結合法、吸附法答案：D13．有關配制海藻酸鈉溶液的敘述中，不準確的是()A．加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環B．海藻酸鈉的濃度關系到固定化細胞的質量C．海藻酸鈉可在水中迅速溶解，無須再加溫D．海藻酸鈉的濃度過低，形成的凝膠珠內包埋的細胞過少解析：海藻酸鈉在水中溶解較慢，需要通過加熱促進其溶解，最好用小火間斷加熱的方法。如果加熱太快，海藻酸鈉會發生焦糊。答案：C14．下列敘述正確的是()A．一種固定化酶能催化一系列的化學反應B．固定化細胞能產生一系列酶C．固定化細胞產生的酶，其活性更容易受影響D．固定化酶更適合大分子反應物解析：固定化酶一般只能催化一種化學反應；而固定化細胞則能產生一系列酶，故能催化一系列化學反應；固定化細胞和固定化酶的作用原理是相同的，且固定化細胞能不斷地產生酶和催化反應所需要的輔助因子，效果更好。固定化酶不能從固定的材料中漏出，因此用于固定的材料所設計的孔不能大，若催化的反應物過大，酶和反應物不能接觸，就達不到催化的目的。答案：B15．下列關于使用固定化酶技術生產高果糖漿的說法，正確的是()A．高果糖漿的生產需要使用果糖異構酶B．在反應柱內的頂端裝上分布著許多小孔的篩板，防止異物的進入C．將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，果糖從反應柱下端流出D．固定化酶技術復雜，成本較高解析：生產高果糖漿時所用的酶應為葡萄糖異構酶，將這種酶固定在一種顆粒狀的載體上，再將這些酶顆粒裝到一個反應柱內，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板上的小孔，而反應溶液卻可以自由出入。生產過程中，將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應柱，與固定化葡萄糖異構酶接觸，轉化成果糖，從反應柱的下端流出。反應柱能連續使用半年，大大降低了生產成本。答案：C16．多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，具有輔助消化的作用。其片劑是糖衣片，這樣制作的目的不包括(多選)()A．補充體內糖類物質的供給B．防止胃液的消化作用C．經唾液消化后即可迅速起作用D．使其中各種酶緩慢地釋放解析：因小腸是消化的主要場所，故應使多酶片中的各種酶到達小腸中起作用，且小腸中的pH對它們適宜；又因胃中只含胃蛋白酶，對糖衣無消化作用，這就防止了多酶片中的各種消化酶被胃蛋白酶消化分解。答案：ACD17．下列關于固定化細胞技術的說法中，正確的是()A．物理吸附法的優點是操作簡單，吸附牢固B．包埋法的優點是操作復雜，條件溫和，對細胞無毒性C．物理吸附法容易對酶活性產生影響D．凝膠包埋常用的凝膠種類有瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、明膠和聚丙烯酰胺凝膠等解析：固定化細胞的主要方法有物理吸附法和包埋法。它們各有利弊，物理吸附法的主要優點是酶活性不受影響，但吸附過程相當復雜，這一過程與微生物細胞的性質、載體的性質及兩者之間的相互作用等有關，且吸附力較弱，吸附不牢固，細胞容易脫落。而包埋法操作簡便，條件溫和，對細胞無毒性，適合于生長細胞的固定化，但凝膠的結構要保持穩定需要適當地進行控制。凝膠包埋常用的凝膠種類有瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、明膠和聚丙烯酰胺凝膠等。答案：D18．許多病原菌對青霉素產生了抗藥性，科學家用青霉素酰化酶研制出了氨芐青霉素。利用固定化青霉素酰化酶反應器，除嚴格控制溫度和pH外，還必須嚴格要求的條件是()A．高壓 B．無菌C．攪拌 D．光照解析：酶發揮作用的條件是適宜的溫度、pH，另外為了保證反應產物的純度，還必須嚴格控制無菌條件，防止雜菌污染。答案：B19．使用固定化酶技術生產高果糖漿正確的是()A．高果糖漿的生產需要使用果糖異構酶B．在反應柱內的頂端裝上分布著許多小孔的篩板，防止異物進入C．將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，果糖從反應柱下端流出D．用固定化酶技術復雜，成本較高解析：生產高果糖漿時所用的酶應為葡萄糖異構酶，將這種酶固定在一種顆粒狀的載體上，再將這些酶顆粒裝到一個反應柱內，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板上的小孔，而反應溶液卻可以自由出入。生產過程中，將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應柱，與固定化葡萄糖異構酶接觸，轉化成果糖，從反應柱的下端流出。反應柱能連續使用半年，大大降低了生產成本。答案：C20．右圖所示為應用固定化酵母進行葡萄糖發酵的裝置，下列說法中不正確的是()A．為使固定化酵母可以反復使用，實驗過程一定要在無菌條件下進行B．加入反應液后應保持活塞1始終打開，活塞2則必須關閉C．裝置的長導管主要是為了釋放CO2并防止雜菌進入反應柱D．加入反應液的濃度不能過高以免酵母細胞因失水過多而死亡解析：考查酵母細胞的固定化和制作果酒的知識。加入反應液后應關閉活塞1和活塞2。答案：B二、非選擇題(本大題共4個小題，共50分)21．(12分)據了解，國內的飲料市場經歷了碳酸飲料時代、飲用水時代和茶飲料時代后，如今已悄然走進了果汁飲料時代。現代人吃什么都要講究純天然，所以這幾年果汁飲料賣得很火，銷量也是眾多飲料中增長最快的。但其中的某些問題卻引人深思。請思考以下問題：(1)果汁的包裝瓶上寫著105℃高溫瞬間滅菌是什么意思？________________________________________為什么要這樣做？________________________________________。(2)在自己家里榨的果汁很容易腐敗，而果汁飲料的包裝瓶上寫著“不含任何防腐劑，最長保質期為一年”，其中的奧妙在哪里？________________________________________。(3)在果汁加工過程中如何提高出汁率和澄清度？________________________________________。(4)果汁飲料和新鮮水果在營養成分上是否一樣？________________________________________。解析：該題綜合考查無菌操作的方法、意義及酶的使用等知識。(1)果汁應在105℃下滅菌30(2)自己家里榨的果汁很容易腐敗的原因是被微生物污染了，市場上銷售的是已經過滅菌處理的，所以能夠保存一段時間。(3)果膠酶能分解果膠，分解植物細胞壁及胞間層，使榨取果汁變得更容易；果膠酶將不溶于水的果膠分解為可溶性的半乳糖醛酸，使渾濁的果汁變得澄清。(4)果汁飲料是通過新鮮水果榨取果汁獲得的，二者成分非常接近，只是果汁不含纖維素，纖維素對人體的消化有影響。答案：(1)高溫瞬間滅菌指在105℃下滅菌30這樣做既能殺死引起果汁變質的微生物，又不會破壞果汁的品質(2)高溫殺死了果汁瓶內的微生物，因此在不加防腐劑的條件下也可保存較長時間(3)使用果膠酶(4)果汁的營養成分非常接近水果的營養成分，但是最大的不足就是果汁中嚴重缺乏纖維素，纖維素在醫學界目前被稱為第七營養素，而且它也是人體必需的營養素。人體雖不能直接利用其中的能量，但纖維素可影響腸道內的菌群活動，可降低腸道內有毒物質的積累22．(8分)果膠是植物細胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層。在果汁生產中應用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請你幫助完成以下有關果膠酶和果汁生產的實驗課題。實驗用具和材料：磨漿機、燒杯、試管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、紗布、蘋果、質量分數為2%的果膠酶溶液、蒸餾水等。課題：驗證果膠酶在果汁生產中的作用實驗方法及步驟：(1)將蘋果洗凈去皮，用磨漿機制成蘋果泥，加入適量蒸餾水備用。(2)取兩個100mL潔凈的燒杯，分別編號1、2，按相應程序進行操作，請把表中未填寫的內容填上。操作順序項目燒杯12①在燒杯中加入蘋果泥20mL20mL②2mL③注入蒸餾水④在恒溫水浴中保溫，并用玻璃棒不時攪拌10min10min(3)取兩個大燒杯，同時進行過濾。觀察(或比較)________，并記錄結果。實驗結果的預測及結論：如果是________，則說明果膠酶對果膠的水解具有催化作用。答案：(2)②注入果膠酶溶液③2mL(3)相同時間內濾出的果汁體積和果汁的澄清度實驗結果的預測及結論：相同時間內1號燒杯濾出的果汁體積比2號燒杯濾出的果汁體積大，澄清度高23．(12分)在日常洗滌中，普通洗衣粉已經逐漸被加酶洗衣粉所代替，加酶洗衣粉中的堿性蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶、淀粉酶等可以將粘附在衣物上的奶漬、汗漬、血漬等快速、徹底地清除掉，因此非常受人們的歡迎。(1)某班同學為探究“雕牌”復合加酶洗衣粉的最佳洗滌溫度，設計了一個探究實驗，該實驗的自變量應為________。實驗過程中，不同的小組選用了含不同污染物的衣物作為實驗材料，最終結果匯總如下表：不同溫度下除去不同污漬所需的時間(min)水溫(℃)51525354555657585植物油225110987849352246109牛奶200103704211344991100漿糊1439965312163497148由上表可知，在洗滌含不同污染物的衣物時要________。(2)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的，某大型洗滌公司為降低生產成本研制了一種能多次重復使用加酶洗衣粉的設備，他們將酶固定在不溶于水的尼龍載體上，洗滌完衣物后，經過簡單處理，這些酶還可以多次重復利用，這種處理酶的方法叫________技術。(3)加酶洗衣粉中的淀粉酶可以從霉菌中提取。用固體培養基分離、純化霉菌時，常用的接種方法是________和________。(4)土壤中有很多微生物能分泌纖維素酶，在分離這些微生物的過程中應該以________作為唯一碳源。解析：(1)探究溫度對酶活性的影響時，自變量應為溫度。由表格可知，清除不同污染物時，所需的最適溫度不同，因此洗滌時要加以區別，選用不同溫度的水。(2)將酶固定在一定的載體上，使酶既能與反應物接觸，又能和產物分離，從而使酶重復利用的技術叫做固定化酶技術。(3)用固體培養基分離、純化微生物時，常用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法。(4)分離能分解纖維素的微生物時，應使纖維素為培養基中的唯一碳源，這樣，只有能利用纖維素的微生物才能在上面生長繁殖。答案：(1)溫度使用不同溫度的水(2)固定化酶(3)平板劃線法稀釋涂布平板法(4)纖維素24．(18分)20世紀人們利用石油作為主要能源及石油化學品的原料，為社會發展做出了巨大的貢獻。但石油為不可再生的資源，而且石油作為燃料及化學品原料，對環境產生了嚴重的破壞和污染。隨著人們對全球性能源危機和環境保護認識的不斷深入，從20世紀七十年代中期開始，利用生物技術和可再生資源進行乙醇的工業生產，并以此作為石油能源的替代物成為各國研究熱點。以發酵法生產乙醇，原料出酒率的提高是永久的主題。淀粉原料均含有纖維素及半纖維素。纖維素性質穩定，極難水解，纖維素與半纖維素相互交纏扭合，組成不易被破壞的網狀細胞壁結構。網狀結構中包挾了部分淀粉、蛋白質等大分子可利用物質，這些物質在工藝中無法被釋放、利用而造成原料損失。原料中的果膠質使糖化發酵過程速度減緩，也不利于原料出酒率的提高。(1)