酶的應(yīng)用[基礎(chǔ)鞏固練]——學(xué)業(yè)水平一、二考點一酶活力測定的一般原理和方法1．在果汁生產(chǎn)中使用果膠酶的作用是()A．提高水果的出汁率并使果汁變得澄清B．使大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)便于人體吸收C．解決人體不能利用纖維素的問題D．進一步提高水果的營養(yǎng)價值考點二酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用2．[2018·江蘇卷改編]下列關(guān)于加酶洗衣粉的敘述，正確的是()A．洗衣粉中添加的酶通常是由微生物發(fā)酵生產(chǎn)而來的B．洗衣粉中的蛋白酶通常會將添加的其他酶迅速分解C．在50℃熱水中用加酶洗衣粉洗衣時，其中的酶會迅速失活D．加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不會影響其中酶的活性3．[2016·江蘇卷改編]為了使牛仔褲呈現(xiàn)“穿舊”效果，在工業(yè)洗衣機中用酶洗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的浮石擦洗，是目前重要的生產(chǎn)手段(工藝流程見下圖)。下列敘述中錯誤的是()A．纖維素酶在仿舊中的作用機理與其在洗衣粉中去污的機理相似B．在上述工藝中，不宜用包埋法固定化纖維素酶C．在上述工藝中，通過調(diào)節(jié)溫度、酸堿度、處理時間可控制仿舊顏色的深淺D．纖維素酶通過催化葡萄糖殘基間磷酸二酯鍵的水解來分解纖維素4．下面是研究人員以洗衣粉為材料進行研究的結(jié)果，相關(guān)敘述錯誤的是()溫度(℃)203040455060不加酶去污力(%)1518202121.522加酶去污力(%)304048504837A.本研究的主要目的是探究溫度對加酶洗衣粉去污力的影響B(tài)．實驗所用污布上污染物種類、污染程度等均會影響實驗結(jié)果C．實驗結(jié)果表明，加酶洗衣粉的洗滌溫度以40～50℃為宜D．當溫度高于60℃時，加酶洗衣粉中的酶制劑會失去催化活性考點三制備和應(yīng)用固定化酶5．下列關(guān)于固定化酶和固定化細胞的敘述，錯誤的是()A．固定化細胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢明顯B．固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度C．利用固定化酶降解水體中有機磷農(nóng)藥，不需提供適宜的營養(yǎng)條件D．固定化細胞不能用于生產(chǎn)胞外酶6．[2021·無錫調(diào)研]科研人員比較了單獨固定的云微藻和與芽孢桿菌混合固定的云微藻的增殖變化，結(jié)果如圖。下列有關(guān)敘述，正確的是()A．實驗中固定云微藻和芽孢桿菌的常用方法是包埋法B．混合固定時云微藻增殖快，與芽孢桿菌線粒體產(chǎn)生CO2有關(guān)C．實驗時間內(nèi)混合固定后云微藻增長較快，可呈“J”型增長D．第八天，混合固定的每個顆粒中含藻細胞數(shù)約為8×107個[提能強化練]——學(xué)業(yè)水平三、四7．[2021·拉薩月考]20世紀50年代，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個生產(chǎn)領(lǐng)域，到了20世紀70年代，人們又發(fā)明了固定化酶和固定化細胞技術(shù)。請回答下列有關(guān)固定化酶和固定化細胞方面的問題：(1)在實際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點是_____________________________；與固定化酶技術(shù)相比，固定化細胞固定的是____________。(2)制備固定化酵母細胞常用的包埋材料是____________，使用了如圖所示的方法[]__________(填圖號及名稱)。(3)酶活性一般用酶催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率來表示。在酶活性測定過程中，酶促反應(yīng)速率用單位時間內(nèi)或單位體積中________________________來表示。(4)使用纖維素酶和化學(xué)方法都能分解纖維素，請指出使用酶處理的優(yōu)點：________________________________________________________________________。(5)為什么一般不能用含有蛋白酶的加酶洗衣粉來洗滌絲綢或羊毛衣物？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。8．根據(jù)材料回答下列有關(guān)問題：Ⅰ.某大學(xué)科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接)，用海藻酸鈉來包埋小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對其最佳固定條件進行了探究。下圖顯示的是部分研究結(jié)果。(注：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶的活性和酶的數(shù)量)(1)從圖1可以看出，固定化小麥酯酶比游離的小麥酯酶對溫度變化的適應(yīng)性更________。(2)從圖2可以看出，海藻酸鈉濃度為________時，小麥酯酶活力最強。當海藻酸鈉濃度較低時，酶活力較低的原因是__________________。Ⅱ.某實驗小組的同學(xué)制備固定化酵母細胞的過程如下：a．活化酵母細胞：稱取定量干酵母與定量蒸餾水混合并攪拌，使酵母細胞活化；b．配制CaCl2溶液：將CaCl2溶解在定量蒸餾水中，配制成一定濃度的CaCl2溶液；c．配制海藻酸鈉溶液：將定量的海藻酸鈉直接溶解在定量的蒸餾水或無菌水中，配制成溶液；d．海藻酸鈉溶液和酵母細胞混合：將活化的酵母細胞迅速加入到剛配制成的海藻酸鈉溶液中，充分攪拌混合均勻；e．固定化酵母細胞：用注射器以恒定的速度緩慢地將海藻酸鈉和酵母細胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察凝膠珠的形成。(1)請你改正其中的兩處錯誤操作：第一處：_____________________________________；第二處：_____________________________________。(2)剛形成的凝膠珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右，其目的是________________________________________________________________________。(3)如果制作的凝膠珠顏色過淺，呈白色，則說明海藻酸鈉濃度________(填“過低”或“過高”)。9．下面是關(guān)于固定化酶和細菌培養(yǎng)實驗的問題，請回答：(1)某興趣小組欲利用固定化酶進行相關(guān)酶解淀粉的實驗(已知糊精遇KI-I2溶液顯紅色)，分組見下表。組別固定化酶柱長度(cm)淀粉溶液的流速(mL·min－1)甲100.3乙100.5丙150.3丁150.5將吸附了α-淀粉酶的石英砂裝入柱中后，需用蒸餾水充分洗滌固定化酶柱，以除去________________________。按上表分組，將配制好的淀粉溶液加入固定化酶柱中，然后取一定量的流出液進行KI-I2檢測。若流出液呈紅色，表明有________生成，若各組呈現(xiàn)的顏色有顯著差異，則流出液中淀粉水解產(chǎn)物濃度最高的是________組。(2)下列關(guān)于上述固定化酶實驗的敘述，錯誤的是________。A．固定化酶柱長度和淀粉溶液流速決定了酶柱中酶的含量B．淀粉溶液流速過快會導(dǎo)致流出液中含有淀粉C．各組實驗所用的淀粉溶液濃度應(yīng)相同D．淀粉溶液的pH對實驗結(jié)果有影響(3)現(xiàn)有一份污水樣品，某興趣小組欲檢測其中的細菌數(shù)，進行以下實驗。將一定量的污水樣品進行濃度梯度稀釋，取適量不同稀釋度的稀釋液，用____________法分別接種于固體平面培養(yǎng)基上，經(jīng)培養(yǎng)后進行計數(shù)。做該實驗時應(yīng)注意：接種前，從盛有________的容器中將玻璃刮刀(涂布器)取出，放在酒精燈火焰上灼燒，冷卻后待用；分組時，需用________________________作為對照組。10．[2021·烏魯木齊高三月考]工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細胞壁以提高出汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響，某學(xué)生設(shè)計了如下實驗。①將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10℃水浴中恒溫處理10min(如圖A)②將步驟①處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10℃水浴中恒溫處理10min(如圖B)③將步驟②處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量(如圖C)④在不同溫度條件下重復(fù)以上實驗步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下表：溫度/℃1020304050607080果汁量/mL813152515121110根據(jù)上述實驗，請分析回答下面的問題：(1)果膠酶能破除細胞壁，是因為果膠酶可以促進細胞壁中果膠的水解，產(chǎn)物是____________。(2)實驗結(jié)果表明，果膠酶的活性最強時，溫度大約是________℃。(3)實驗步驟①的目的是________________________________________________。(4)果膠酶作用于一定量的某種物質(zhì)(底物)，保持溫度、pH在最適值，生成物量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖：在35min后曲線變成水平是因為________________。若增加果膠酶濃度，其他條件不變，請在圖中畫出生成物量變化的示意曲線。(5)某同學(xué)取5組試管(A～E)分別加入等量的同種果泥，在A、B、C、D4個實驗組的試管中分別加入等量的緩沖液和不等量的同種果膠酶，然后，補充蒸餾水使4組試管內(nèi)液體體積相同；E組加入蒸餾水，使試管中液體體積與實驗組相同。將5組試管置于適宜溫度下保溫一定時間后，測定各組的出汁量。通過A～D組實驗可比較不同實驗組出汁量的差異。本實驗中，若要檢測加入酶的量等于0，而其他條件均與實驗組相同時的出汁量，E組設(shè)計________(填“能”或“不能”)達到目的，其原因是________________________________________________________________________。(6)如果進行多批次的生產(chǎn)，以提高果膠酶的利用率，可采用____________方法。(7)若繼續(xù)探究果膠酶的最適用量，則在實驗過程中溫度、________、________(列舉兩條)等因素應(yīng)保持不變。(8)由霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的果膠酶是食品加工業(yè)中使用量較大的酶制劑之一，若通過固定化霉菌細胞生產(chǎn)果膠酶，在配制海藻酸鈉溶液時，要注意__________________，否則可能出現(xiàn)焦糊。固定化細胞技術(shù)一般采用________固定化，其原因是__________________________________。(9)加酶洗衣粉中的酶是特殊的化學(xué)物質(zhì)包裹的，遇水后包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用，這是否運用了酶的固定化技術(shù)？________。理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。課后定時檢測案411．解析：果膠酶能分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層，使榨取果汁變得容易，而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，又可使渾濁的果汁變得澄清。答案：A2．解析：洗衣粉中添加的酶通常由微生物發(fā)酵生產(chǎn)而來；洗衣粉中的酶往往通過特殊的化學(xué)物質(zhì)將酶層層包裹，因此蛋白酶不會將添加的其他酶迅速分解；加酶洗衣粉的使用過程中水溫以30～50℃為宜，其中的酶具有耐較高溫度的特點，所以在50℃的熱水中用加酶洗衣粉洗衣時，其中的酶不會迅速失活；加酶洗衣粉受潮后，酶表面的保護劑會被破壞，酶的活性會受到影響。答案：A3．解析：在仿舊和去污中，纖維素酶作用機理是適當水解布料中的纖維素成分，使織物變得膨松，有利于染色劑染色和污物脫落；由于酶分子較小，不能用包埋法固定化酶；改變溫度、酸堿度和處理時間會影響酶的作用效果，進而影響仿舊顏色的深淺；纖維素酶通過催化葡萄糖殘基之間的糖苷鍵水解來分解纖維素。答案：D4．解析：據(jù)表格內(nèi)容可知，本實驗的自變量是不同的溫度，因變量是加酶去污力與不加酶去污力的大小，因此本實驗研究的主要目的是探究溫度對加酶洗衣粉去污力的影響；實驗中的無關(guān)變量包括污布上污染物的種類、污染程度等，這些無關(guān)變量均會影響實驗結(jié)果；據(jù)表格實驗數(shù)據(jù)可知，40～50℃時，加酶洗衣粉的去污力最強，洗滌衣物時應(yīng)控制溫度在該范圍內(nèi)；據(jù)表格數(shù)據(jù)只能看出在20～60℃時，加酶洗衣粉中的酶制劑的活性先增加后減少，且40～50℃時活性最高，60℃活性下降，無法看出60℃以上加酶洗衣粉中的酶制劑是否失去催化活性。答案：D5．解析：固定化細胞技術(shù)固定的是一系列酶，所以在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢明顯；固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度，因為溫度和pH可影響酶的活性；利用固定化酶降解水體中的有機磷農(nóng)藥是酶促反應(yīng)，沒有生物參與，所以不需提供營養(yǎng)條件；固定化細胞可用于生產(chǎn)胞外酶。答案：D6．解析：云微藻、芽孢桿菌為單細胞生物，故固定化云微藻、芽孢桿菌常用的方法為包埋法；混合固定時云微藻增殖快，這與芽孢桿菌產(chǎn)生CO2有關(guān)，但是芽孢桿菌屬于原核生物，沒有線粒體；有限環(huán)境中，云微藻種群數(shù)量呈“S”型增長；第八天，混合固定的每個顆粒中含藻細胞數(shù)約為8×107÷10＝8×106(個)。答案：A7．解析：(1)在實際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點是酶既容易與反應(yīng)物接觸，又容易與產(chǎn)物分離，固定在載體上的酶能反復(fù)利用；與固定化酶技術(shù)相比，固定化細胞固定的是多酶系統(tǒng)(或一系列酶或多種酶)。(2)制備固定化酵母細胞時，由于細胞體積大，難以被吸附或結(jié)合，故多采用包埋法，即圖C所示方法，常用的載體是海藻酸鈉。(3)在酶活性測定過程中，酶促反應(yīng)速率用單位時間內(nèi)或單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。(4)與利用化學(xué)方法分解纖維素相比，使用纖維素酶分解纖維素具有處理效率高、反應(yīng)條件溫和、不污染環(huán)境、成本低等優(yōu)點。(5)洗衣粉中的蛋白酶會將絲綢及羊毛衣物中的蛋白質(zhì)成分水解，損壞衣物，所以一般不能用含有蛋白酶的加酶洗衣粉洗滌絲綢及羊毛衣物。答案：(1)酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易與產(chǎn)物分離，且能反復(fù)利用多酶系統(tǒng)(或一系列酶或多種酶)(2)海藻酸鈉C包埋法(3)反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量(4)處理效率高、反應(yīng)條件溫和、不污染環(huán)境、成本低(5)洗衣粉中的蛋白酶會將絲綢及羊毛衣物中的蛋白質(zhì)成分水解，損壞衣物8．答案：Ⅰ.(1)強(2)3%酶的數(shù)量不足Ⅱ.(1)c配制海藻酸鈉溶液時應(yīng)小火或間斷加熱至完全溶化，加熱時注意防止焦糊d海藻酸鈉溶液應(yīng)冷卻至常溫后再加入酵母細胞(2)讓凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)(3)過低9．解析：(1)裝柱完成后，需用蒸餾水洗滌固定化酶柱，以除去未吸附的α-淀粉酶。淀粉遇KI-I2溶液顯藍色，而流出液顯紅色，說明大分子淀粉在酶的作用下已水解。從表中信息可知，丙中酶柱較長，淀粉流速較慢，最適合酶促反應(yīng)。(2)酶柱中酶的含量由酶柱長度決定，但是酶在反應(yīng)前后保持不變，所以淀粉溶液流速不能決定酶的含量，A錯誤；淀粉溶液流速過快，酶與底物不能充分反應(yīng)，流出的可能是沒有水解的淀粉，B正確；設(shè)計實驗應(yīng)遵循對照原則、單一變量原則，所以每組實驗中淀粉溶液濃度應(yīng)相同，溶液的pH均應(yīng)保持在淀粉酶的最適pH條件下，C、D正確。(3)本實驗接種細菌用的是不同稀釋度的菌液，而不是挑取菌落接種，故接種方法為稀釋涂布平板法。答案：(1)未吸附的α-淀粉酶糊精丙(2)A(3)稀釋涂布平板70%酒精未接種的培養(yǎng)基10．解析：(1)果膠酶可催化植物細胞壁中的果膠分解成為半乳糖醛酸。(2)由表格可知，40℃時果汁量最多，說明此溫度下酶活性最強。(3)實驗步驟①中將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10℃水浴中恒溫處理10min，這是為了避免蘋果泥和果膠酶混合時影響混