（通用版）高考生物一轮复习13年、12年、11高考题分类汇编第9单元生物技术实践专题18酶的应用(选修1)

专题18 酶的应用

考点五十六 果胶酶在果汁生产中的作用

高考试题

1.(2009年江苏单科,T31,6分,★☆☆)酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶液对细胞壁成分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛(以植物为食)消化腺中提取;果胶酶、纤维素酶从微生物中提取。为了研究不同酶液的酶解效果,某实验小组取无菌烟草幼叶,切成相同大小的小片,等量放入6支试管中,试剂用量和实验结果列于下表。请回答有关问题。 试管编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 项目 蒸馏水(mL) 2 0 1 1 1 1 缓冲液(mL) 0 2 1 0.5 0.5 0.5 果胶酶液(mL) 0 0 0 0.5 0 0 蜗牛酶液(mL) 0 0 0 0 0.5 0 纤维素酶液(mL) 0 0 0 0 0 0.5 实验结果 - - - +++ ++++ ++ (绿色深浅程度) (注:“+”越多表示绿色越深,“-”表示颜色无显著变化)

(1)实验过程中,需要轻摇试管,其目的是 ,使原生质体从叶小片中游离出来,以便观察悬浮液绿色的深浅。

(2)从绿色的深浅可推测:蜗牛酶液酶解效果最好,原因是蜗牛酶液含有 等多种酶。该实验中 是空白对照组,其设置意义是 。

(3)用网筛过滤原生质体到离心管内,离心后收集沉淀物,并用 洗涤。 (4)原生质体是否符合要求还需进行检验,其检验的方法是 。 解析:本题考查了酶的作用实验的设计及操作。(1)实验过程中,需要轻摇试管,可以使细胞壁与酶充分接触,提高酶解效果。(2)蜗牛以植物为食,所以蜗牛酶液中含有果胶酶和纤维素酶,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ没有添加酶溶液为空白对照组,其设置意义是排除无关变量的干扰。(3)离心后收集沉淀物,并用等渗溶液清洗,目的是保持细胞正常形态。(4)要用低渗涨破法来检验原生质体是否符合要求,若没有细胞壁则可以涨破,有则不能涨破。 答案:(1)为了使细胞壁与酶充分接触,提高酶解效果

(2)果胶酶和纤维素酶 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 排除无关变量的干扰 (3)等渗溶液 (4)低渗涨破法

2.(2012年广东理综,T29,16分,★★☆)食品种类多,酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产应用范围较广的蛋白酶,查阅相关文献,得知:

(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知, 更适宜作为食品添加剂,理由是

。蛋白酶的活力可用 的量来表示。

(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下:

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兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示,酶保护剂浓度在0.02~0.06 mol/L范围内,酶活力较高;提取液pH在6.0~8.0范围内,酶活力较高。他们认为,要进一步提高粗酶制剂的酶活力,以达到最佳提取效果,还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化,并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称,设计实验结果记录表。

点睛:本题以蛋白酶在食品方面的应用为背景,考查了蛋白酶的应用、活力测定、蛋白酶的提取流程等内容,考查学生获取信息能力和综合应用的能力。

解析:(1)审题结合图形和文字,在题目中已经提供了信息“食品种类多,酸碱度范围广”,所以选择的食品添加剂应该有较广的酸碱适应范围。从图形中,可以看出木瓜蛋白酶的适应范围最广,所以可以选作食品添加剂。酶的活力,一般用酶催化的底物消耗量或者产物生成量来表示。

(2)实验设计,应该明确实验目的:探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH,所以可以将酶保护剂的浓度和提取液的pH作为自变量,因变量为单位时间内底物的消耗量。

答案:(1)木瓜蛋白酶 由图可以看出,木瓜蛋白酶的活性不随pH的变化而变化 单位时间内底物消耗(产物产生)

(2)课题:探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH 提取液的pH 单位时间内底 物的消耗量 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 0.02 酶保护 0.03 剂的 0.04 浓度 0.05 0.06 模拟试题

1.(2013成都模拟)苹果醋是指以苹果汁为原料经发酵变成苹果原醋,再兑以苹果汁等原料而制成的饮品。苹果醋既有淡淡的醋味,又有果汁的香甜,喝起来非常爽口。苹果醋还能保健养生、缓解疲劳、美容养颜,是目前大众非常喜爱的饮品。下图是苹果醋的制作简图,据

图回答相关问题。

鲜苹果汁高纯度苹果酒苹果原醋+苹果汁等原料苹果醋 (1)在图中苹果汁的生产中,为了提高出汁率需要使用 酶。

(2)过程①中使用的微生物是 ,该微生物的代谢类型是 。为了提高该微生物的利用率,最好用 法对其进行固定。若要检测是否产生了苹果酒,可用 试剂进行检测。

(3)过程②中使用的微生物是 ,该微生物的代谢类型是 。该微生物可以从食醋中分离、纯化获得,方法如下:

第一步:配制培养基。该培养基必须含有微生物生长所需的基本营养成分,如 等。

第二步:灭菌。对培养基用 法进行灭菌。

第三步:接种。微生物常用的接种方法有 和 。 第四步:培养。温度控制在 。 第五步:挑选符合要求的菌落。

解析:植物细胞壁的成分有果胶,以苹果汁为原料发酵时必须用果胶酶去除细胞壁,以提高出汁率。酵母菌是兼性厌氧型微生物,进行无氧呼吸能产生酒精。为提高微生物的利用率,可用包埋法对微生物进行固定。酒精可用重铬酸钾检测,如果有酒精产生则会发生灰绿色反应。能产生果醋的微生物是醋酸菌,它是一种好氧细菌,由于该细菌是异养微生物,因而在培养和分离纯化时,需要水、碳源、氮源、无机盐等成分配制的基本培养基,并对培养基进行灭菌处理,以杀死其中的微生物。常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。

答案:(1)果胶 (2)酵母菌 异养兼性厌氧型 包埋 重铬酸钾 (3)醋酸菌 异养需氧型 水、碳源、氮源、无机盐 高压蒸汽灭菌 平板划线法 稀释涂布平板法 30~35 ℃

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2.(2012成都模拟)“烟台苹果”全国闻名,烟台某公司就是以苹果为原材料,主要生产浓缩果汁、果酒、果干、香精和果胶等产品的企业。工厂利用苹果生产果汁、果酒和果醋的大致工艺流程如下所示,请分析回答有关问题。

苹果

果汁

果酒

果醋

(1)用苹果加工成果汁的过程中,为了提高苹果的出汁率并使果汁变得澄清,在预处理时需要加入 ;同时为了使其得到充分利用,节约成本,需要控制好 。

(2)严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键,直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物,通常所指的发酵条件不包括( ) A.温度控制 B.溶氧控制 C.pH控制 D.酶的控制 (3)下列方案能对发酵过程中使用的菌种进行分离的是( ) A.用纤维素为唯一碳源的培养基进行筛选 B.用尿素作为唯一氮源的培养基进行筛选 C.在常规培养基中加入青霉素进行筛选 D.在小麦试验田中喷洒赤霉素进行筛选

(4)苹果酒在 的作用下,经过深层发酵可形成苹果醋。在此过程中,发酵温度要严格控制在 ;同时要适时向发酵液中充气,原因

是 。

答案:(1)果胶酶 酶的用量 (2)D (3)C (4)醋酸菌 30~35 ℃ 补充氧气,保证有氧环境

考点五十七 制备和应用固定化酶

高考试题

1.(2013年江苏单科,T6,2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

点睛:本题考查酶或细胞的固定化技术,意在考查考生对固定化酶和固定化细胞在方法选择和催化反应等方面异同的比较能力。

解析:细胞难以被吸附或结合,固定化细胞多采用包埋法,A项正确;反应产物积累能影响酶的结构,从而使酶的活性下降,B项错误;葡萄糖异构酶在固定前后专一性不变,都是催化葡萄糖转化为果糖,C项错误;固定化细胞固定的是一系列的酶,可以催化一系列的反应,但不能催化各种反应底物的一系列反应,D项错误。 答案:A

2.(2012年上海单科,T9,2分,★★☆)酶在大规模产业化应用中的核心问题是固定化技术,而酶固定化所依据的基本原理在于酶具有( ) A.热稳定性 B.催化高效性 C.催化特异性 D.可反复使用性

点睛:本题考查了固定化酶与直接使用酶的区别及酶的特性,考查学生的识记和理解能力,解答本题的关键是理解两者的区别,找出固定化酶依据的基本原理。

解析:固定化酶指通过物理或化学的方法,将水溶性酶与非水溶性载体结合,既能与反应物接触又能与产物分离,与直接使用酶相比,除催化效率高、特异性强外,还可反复使用酶;酶的热稳定性一般都不强。 答案:D

3.(2012年江苏单科,T17,2分,★★☆)下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述,错误的是( )

A.从酶的固定方式看,吸附法比化学结合法对酶活性影响小

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B.作为消化酶使用时,蛋白酶制剂以口服方式给药

C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶,可以反复使用 D.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗,目的是洗去CaCl2和杂菌

点睛:本题考查酶的应用,涉及固定化酶中的原理、操作和应用等知识,考查学生的理解能力。

解析:化学结合法可能影响酶的活性部位而影响反应效果,而吸附法是物理方法不影响酶的分子结构,A正确;消化酶在消化道内起作用,B正确;尿糖试纸由于使用后不能将反应物和酶分开,而不能再次使用,C错;固定化酵母细胞在凝胶珠中,用无菌水冲洗可洗去CaCl2和表面的杂菌,D正确。 答案:C

4.(2010年江苏单科,T25,3分,★☆☆)(多选题)如图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作,图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图,下列叙述正确的是( )

A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液 B.图1中X溶液为CaCl2溶液,其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠 C.图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触 D.图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中

点睛:本题考查了固定化细胞技术的操作过程,考查学生的基本知识识记能力、读图能力,解答本题的关键是理解固定化酵母细胞的操作细节和固定化酵母细胞的应用。

解析:熔化的海藻酸钠应冷却后与活化的酵母细胞混合,A项错误;图1中氯化钙溶液可使海藻酸钠形成凝胶珠,B项正确;图2中要进行搅拌以使培养液与酵母细胞充分接触,C项正确;图1中制备的凝胶珠要经过洗涤再移到图2装置中,D项正确。 答案:BCD

5.(2009年江苏单科,T3,2分,★☆☆)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是( )

A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显 B.固定化酶的应用中,要控制好pH、温度和溶解氧

C.利用固定化酶降解水体中有机磷农药,需提供适宜的营养条件 D.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是作为反应底物

点睛:本题考查固定化酶和固定化细胞的相关操作,考查学生的识记和理解能力。

解析:固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高,耐受性比较好,和溶解氧没什么关系;利用固定化酶降解水体中有机磷农药,不需要提供营养条件;利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类作为反应底物,同时也作为碳源来提供能量和物质。 答案:A

6.(2011年上海单科,T(五),10分,★★☆)回答下列关于微生物和酶的问题。

环境污染物多聚联苯难以降解,研究发现联苯降解菌内的联苯水解酶是催化多聚联苯降解的关键酶。

(1)下列培养基中能有效分离联苯降解菌的是 ,原因是 。

A.培养基(g/L):某生长因子2.0,(NH4)2SO4 2.0,K2HPO4 3.0,MgSO4 1.0,pH 7.4,多聚联苯50 mL

B.培养基(g/L):牛肉膏10.0,蛋白胨20.0,葡萄糖20.0,NaCl 5.0,pH 7.4

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