【生物】2019届一轮复习人教版专题29　酶的研究与应用学案

【生物】2019届一轮复习人教版专题29　酶的研究与应用学案

专题29　酶的研究与应用 考纲解读 主题 考点 内容 要求 高考示例 常考题型 预测热度 酶的研究与 应用 ‎1‎ 酶的研究与应用 酶活力测定的一般原理和方法 实验与 探究 ‎2017江苏单科,17,2分 ‎2015海南单科,30,15分 选择题 非选择题 ‎★★☆‎ 酶在食品制造和洗涤等方面的应用 ‎2‎ 固定化酶和固定化细胞 制备和应用固相化酶 实验与 探究 ‎2017江苏单科,12,2分 ‎2016江苏单科,29,9分 选择题 非选择题 ‎★★☆‎ 分析解读 　 “酶的研究与应用”侧重与生产和生活的联系,主要内容包括:果胶酶的种类和应用、加酶洗衣粉的洗涤效果探究及其注意事项、固定化酶的制备和应用等。考查点主要从与酶有关的实验设计入手,考查实验变量的控制、结果的测定以及固定化酶技术的原理等,其中加酶洗衣粉洗涤效果的探究和固定化酶的应用在近年高考题中涉及较多。复习时要注意掌握实验设计思路、实验方法和简单实验的分析与评价等基本知识,还应注意与必修知识、蛋白质的提取等内容的联系。‎ 命题探究 五年高考 考点一　酶的研究与应用 ‎1.(2014江苏单科,18,2分)下列关于加酶洗衣粉的叙述,正确的是(　　)‎ A.高温易使酶失活,因此冷水洗涤去污效果应该比温水好 B.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 C.在pH低于7.0的自来水中,碱性蛋白酶依然能起作用 D.洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用 答案　C ‎2.(2015海南单科,30,15分)生产果汁时,用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。回答下列相关问题:‎ ‎(1)某同学用三种来源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,据此计算各组果胶酶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　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)比较不同来源果胶酶的活性(4分,其他合理答案也给分)　(2)温度范围设置不合理　温度梯度设置不合理(每空3分,共6分,其他合理答案也给分)　(3)不能(2分)　未加入缓冲液(3分,其他合理答案也给分)‎ ‎3.[2013海南单科,30(2),6分]根据相关知识,回答胡萝卜素提取和酶应用方面的问题:‎ 若要提高衣物上血渍的去除效果,可在洗衣粉中加入　　　　　酶,因为该酶能将血红蛋白水解成可溶性的　　　　或　　　　;若要提高衣物上油渍的去除效果,洗衣粉中可添加　　　　酶;使用加酶洗衣粉时,水温过低或过高时洗涤效果不好的原因分别是　  　。 ‎ 答案　碱性蛋白(或蛋白)(1分)　氨基酸(1分)　小分子肽(1分)　脂肪(1分)　水温过低时酶活性较低,水温过高会使酶变性失活(2分)‎ 考点二　固定化酶和固定化细胞 ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ ‎1.(2017江苏单科,12,2分)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 ‎2.(2016江苏单科,21,3分)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(多选)(　　)‎ 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 ‎3.(2015江苏单科,11,2分)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是(　　)‎ A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用 B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素 C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物 D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合 答案　B ‎4.(2015江苏单科,20,2分)下图为制备人工种子部分流程示意图,下列叙述正确的是(　　)‎ A.胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织 B.该过程以海藻酸钠作为营养成分,以CaCl2溶液作为凝固剂 C.可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖,为胚状体提供碳源 D.包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气,有利于人工种子的储藏 答案　C ‎5.(2013江苏单科,6,2分)下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是(　　)‎ A.可用包埋法制备固定化酵母细胞 B.反应产物对固定化酶的活性没有影响 C.葡萄糖异构酶固定前后专一性不同 D.固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应 答案　A ‎6.(2016江苏单科,29,9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 图1‎ 图2‎ ‎(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　　　　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　(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)凝胶吸附Zn2+　绿球藻生长(繁殖)速度快　绿球藻生长(增殖)速度慢,溶液中Zn2+浓度较低 教师用书专用(7)‎ ‎7.(2015山东理综,35,12分)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下:‎ ‎　产乳糖酶微生物L的筛选　产乳糖酶微生物L的培养乳糖酶的提取纯化乳糖酶的固定化 ‎(1)筛选产乳糖酶的微生物L时,宜用　　　　作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是　　　　　　。从功能上讲,这种培养基属于　　　　　　　。 ‎ ‎(2)培养微生物L前,宜采用　　　　方法对接种环进行灭菌。(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下,带电荷相同的蛋白质电泳速度越快,说明其分子量越　　　　。 ‎ ‎(4)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化,可通过检测固定化乳糖酶的　　　　确定其应用价值。除化学结合法外,酶的固定化方法还包括　　　　、　 、 离子吸附法及交联法等。‎ 答案　(1)乳糖　凝固剂　选择培养基 ‎(2)灼烧 ‎(3)小 ‎(4)(酶)活性[或:(酶)活力]　包埋法　物理吸附法(注:两空可颠倒)‎ 三年模拟 A组　2016—2018年模拟·基础题组 考点一　酶的研究与应用 ‎1.(2017安徽六安一中第二次月考,10)下列有关加酶洗衣粉的叙述,不正确的是(　　)‎ A.加酶洗衣粉中的酶都是固定化酶 B.温度影响加酶洗衣粉的洗涤效果 C.与普通洗衣粉相比,用加酶洗衣粉可以减少磷对河流的污染 D.加酶洗衣粉中的纤维素酶不能直接去除污垢,但可以增强洗涤效果 答案　A ‎2.(2018江苏南京模拟,25)下面三幅图是研究人员对黑曲霉A1果胶酶性质的研究结果,据图分析温度、pH和Ca‎2‎‎+‎浓度等与酶活力的关系。‎ ‎(1)从图示可以看出,对酶活力影响最小的是　　　　　　。 ‎ ‎(2)这三个图的共同点说明　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)若探究温度对黑曲霉A1果胶酶活力的影响,则在该实验中,实验组和对照组的pH及Ca‎2‎‎+‎浓度是否需要进行调节?　　　　。最好分别调节到　　　　和　　　　。其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)Ca‎2‎‎+‎浓度　(2)在最适条件下,酶活力最高　(3)需要　4　1　遵循单一变量原则,无关变量需相同且适宜 考点二　固定化酶和固定化细胞 ‎3.(2018江苏苏州期初调研,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.配制CaCl2溶液时,需要边小火加热边搅拌 B.活化酵母时,将适量干酵母与自来水混合并搅拌成糊状 C.海藻酸钠溶液浓度将影响凝胶珠的性状 D.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 答案　C ‎4.(2017广东肇庆教学质量评估,37)在应用酶的过程中,采用固定化酶和固定化细胞技术,可解决酶很难回收再利用等实际问题。‎ ‎(1)在进行酵母细胞固定化的过程中,称取干酵母,放入内有蒸馏水的小烧杯中搅拌至混合均匀,并放置1小时左右,其目的是　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)制作凝胶珠时,需用装有酵母细胞与海藻酸钠溶液混合物的注射器,以　　　的速度滴加到已配制好 的　　　　　溶液中。 ‎ 答案　(1)使酵母细胞活化　(2)恒定　 CaCl2‎ ‎5.(2018四川成都月考,27)如图为固定化酶的反应柱示意图,请据图回答:‎ ‎(1)请在横线上填出各标号的名称。‎ ‎①　　　　,②　　　　　　,③　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)与一般酶制剂相比,固定化酶的突出优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,固定化细胞的优点是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)③的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)制作固定化葡萄糖异构酶所用的方式有　　　　　　　　　　或　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)反应柱　固定化酶　分布着小孔的筛板 ‎(2)既能与反应物接触,又能与产物分离,能被反复利用　成本更低,操作更容易 ‎(3)酶颗粒无法通过③,反应溶液却可以自由通过 ‎(4)将酶相互连接起来　将酶吸附在载体表面上 ‎6.(2018广东阳江上学期调研,36)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70年代又出现了固定化酶与固定化细胞的技术。‎ ‎(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[　]　　　　　(填出号码与名称)。 ‎ ‎(3)制作固定化酵母细胞时,充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和　　　　溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶体不是圆形或椭圆形,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)酶既能与反应物接触,又容易与产物分离,固定在载体上的酶能反复利用　多酶系统(或一系列酶、多种酶)　(2)海藻酸钠　③　包埋法　(3)CaCl2　海藻酸钠溶液浓度过高(或针筒口离液面过近,高度不够)‎ B组　2016—2018年模拟·提升题组 ‎ (满分：40分　时间：30分钟)‎ 一、选择题(每小题4分,共8分)‎ ‎1.(2018江苏南通二模,17)在探究某品牌加酶洗衣粉适宜的洗涤温度时,不必考虑(　　)‎ A.实验设计的温度范围是否符合生活实际 B.洗涤衣物的大小、质地、污渍类型和污染程度 C.洗衣粉用量、洗涤方式及时间、洗涤后漂洗方式 D.使用普通洗衣粉和不加洗衣粉进行同样方式的洗涤 答案　D ‎2.(2018江苏如皋教学质量调研一,18)下列有关固定化技术的叙述中,错误的是(　　)‎ A.加酶洗衣粉是将固定化酶加入洗衣粉中制作而成的 B.化学结合法比包埋法更有利于底物与酶的接触 C.10%的葡萄糖溶液为固定化酵母细胞提供能源物质并维持渗透压 D.与固定化酶相比,固定化细胞操作更简便,成本低 答案　A 二、非选择题(共32分)‎ ‎3.(2016江苏扬州中学开学考试,33)研究酶的化学性质和作用机理,有助于了解生命活动的规律并指导生产和生活实践。请回答下列问题:(10分)‎ ‎　 　 图1　　　　　　　　图2‎ ‎(1)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如图1所示,甲酶的化学本质最可能是　 。 ‎ ‎(2)在实际生产中,固定化细胞技术实质上固定的是　　　　　　　。制备固定化酵母细胞时,常用的方法是上图2中[　]　　　　(填数字序号及名称)。 ‎ ‎(3)在生活实践中,酶制剂在洗衣粉中被广泛应用。某研究性学习小组为探究某品牌洗衣粉中酶催化作用的最适温度,设计了如下装置进行实验,并将结果用曲线图A、B表示(如图3)。‎ ‎　　　　　　　　图3‎ ‎①使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为　　　　　。 ‎ ‎②在0 ℃和75 ℃时,酶的催化效率基本都为零。但当温度再度恢复到45 ℃时,后者酶的催化能力已不能恢复,这是因为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)RNA　(2)多酶系统(一系列酶或多种酶)　③　包埋法　(3)① 45 ℃　②高温条件下酶的结构已遭到破坏(或酶的活性已丧失)‎ ‎4.(2018江苏南通全真模拟一,33)如图表示利用“果胶酶—酵母菌联合固定凝胶珠”生产红葡萄酒的部分过程,请回答下列问题。(12分)‎ ‎(1)海藻酸钠能作为固定载体的特点是　　　　　　　　　,在联合固定果胶酶和酵母菌之前,对海藻酸钠所做的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)果胶酶在果汁生产中具有重要的作用,把果胶酶和酵母菌固定在一起生产红葡萄酒的重要意义在于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)果胶酶通常先与戊二醛交联,然后与活化的酵母菌一起用海藻酸钠包埋固定,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)在初级发酵时一般温度控制在　　　　　　　　　,在发酵过程中,尤其要随时监控和调整发酵罐中的温度和pH,使其在适宜的范围内波动,其主要目的是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)不溶于水、多孔性　配制一定浓度的海藻酸钠溶液,用小火或间断加热的方法溶化海藻酸钠,然后冷却至室温　(2)果胶酶能提高果汁的产量和澄清度,从而提高红葡萄酒的产量和品质　(3)果胶酶分子太小,容易从包埋材料中漏出　(4)18~25 ℃防止温度和pH的变化影响果胶酶的活性,甚至使果胶酶失活 ‎5.(2018江苏徐州上学期月考,32)图1表示制备固定化酵母细胞的某步操作,图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图,请据图分析回答:(10分)‎ ‎(1)图1中,将溶化好的海藻酸钠溶液　　　　　　　,加入已活化的酵母细胞,进行充分搅拌,使其混合均匀,再转移至注射器中。 ‎ ‎(2)图1中X溶液为　　　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)某同学在图1步骤结束后得到图3所示的实验结果,出现此结果的可能原因有海藻酸钠浓度过　　　　(“高”或“低”)或注射器中的混合液推进速度过　　　　(“快”或“慢”)。 ‎ ‎(4)图1中制备的凝胶珠用　　　　　　　后再转移到图2装置中,发酵过程中搅拌的目的是　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)冷却至室温　(2)CaCl2溶液　使海藻酸钠形成凝胶珠　(3)高　快　(4)蒸馏水洗涤　使培养液与酵母菌充分接触