（人教版）2020版高考生物一轮总复习生物技术实践专题3酶的研究与应用课时练选修1

专题3 酶的研究与应用

1．(2018年陕西宝鸡月考)果胶酶能分解果胶等物质，可以用来澄清果蔬饮料，在食品加工业中有着广泛的应用。回答下列问题：

(1)果胶酶是分解果胶的酶的总称，包括______________、果胶分解酶和__________。食品工业中之所以使用果胶酶澄清果蔬饮料，是因为果胶酶能破坏植物的____________结构。

(2)微生物是生产果胶酶的优良生物资源。分离和筛选能产生果胶酶的微生物，使用的培养基应该以________为唯一碳源；为了纯化该生物，需要在______________(填“固体”或“液体”)培养基上接种菌种，最常用的接种方法有________________。

(3)在榨制果汁前，要将果胶酶和果泥混匀保温，目的是提高出汁率；过滤后要用果胶酶处理果汁，目的是____________________。

(4)根据下表实验结果，______________(填“能”或“不能”)确定40℃就是果胶酶的最适温度。 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 出汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10 2.请回答下列有关酶应用的问题： (1)制作果汁时，榨取的果汁常常较浑浊、黏度高，容易发生沉淀，因此人们利用果胶酶来解决上述问题，果胶酶的作用是________________________，使榨取果汁变得更容易，也使浑浊的果汁变得澄清。果汁中的酶很难回收，不能被再次利用，生产成本较高；同时，反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。而利用________技术可以做到酶的反复使用。酶是由细胞产生的，于是，人们设想把合成酶的细胞直接固定用于生产，该技术的优点是____________。

(2)如图一表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图中的X溶液为______________，其作用是________________________________。在制备海藻酸钠与酵母细胞的混合液时，应将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，才能加入已活化的酵母细胞，目的是防止____________________________。

图一 图二

(3)为了探究某加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果的关系，某同学通过实验获得如图二所示的结果。由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是________%，本实验的自变量是________。

3．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：

产乳糖酶微生产乳糖酶微生乳糖酶的乳糖酶的

―→―→―→

物L的筛选物L的培养提取纯化固定化

(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

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________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。

4．分析有关微生物的资料，回答问题并完善实验设计方案。

脂肪酶具有广泛的应用前景。为获得高产脂肪酶的菌株，并将之用于产业化，进行如下的系列实验。

(1)欲分离筛选出能分泌脂肪酶的细菌，应选择下列固体培养基(仅列出了碳氮源)中的________。

A．蛋白胨、柠檬酸铁铵 B．橄榄油、硫酸铵 C．乳糖、酵母膏 D．葡萄糖、蛋白胨

(2)进一步调查适合于产脂肪酶菌株生长的碳氮源。根据表1的实验数据，选择理想的碳源为________。

表1 不同碳源对菌种产脂肪酶的影响 －1碳源 浓度/% 酶活/IU·mL 玉米粉 1.0 8.50 可溶性淀粉 1.0 0.00 糊精 1.0 28.50 葡萄糖 1.0 2.50 蔗糖 1.0 37.50 麦芽糖 1.0 13.50 表2 酶活 第1组 / / / / / 第2组 / / / / / 第3组 / / / / / / / / / / (3)补全表2中的实验方案，以确定所选碳源的最佳浓度(设浓度梯度的差值为0.2%)。 (4)利用相似方法探得理想氮源的最佳浓度，再进一步确定碳氮源浓度的最佳组合。以a和b分别代表碳源和氮源的浓度，假设酶活a1＞a2＞a3；b2＞b3＞b4，据此形成下列四种方案，其中最佳的是________。

方案一：a1和b2组合。

方案二：将每一种a的浓度分别与b2、b3、b4组合，根据酶活取其中的最佳组合。 方案三：a1和b2组合，a2和b3组合，根据酶活取其中的最佳组合。

方案四：a1分别与每种氮源浓度组合，b2分别与每种碳源浓度组合，根据酶活取其中的最佳组合。

(5)如果脂肪酶的产业化需要其活性在固定化处理时不受损失，且在多次重复使用后仍能维持稳定的酶活，则应选择下图中的________固定化工艺。

5．(2018年江苏盐城阜宁中学期末)某同学用含不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如下实验。

组别 布料 污染物 水温/℃ A(蛋白酶洗衣粉) 6×6 cm 蛋白膜 40 B(脂肪酶洗衣粉) 6×6 cm 蛋白膜 40 C(蛋白酶洗衣粉) 6×6 cm 淀粉膜 40

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请回答以下问题：

(1)该实验的目的是探究______________。该实验还应控制的无关变量为__________________________________________________________________。该实验中________、____________分别构成两组对照实验。

(2)该同学在实验过程中可通过观察________________来判断酶的催化效率。 (3)蛋白酶洗衣粉的去污原理是________________________。

(4)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境保护，这是因为______________________________。

(5)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质层层包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否应用了酶的固定化技术及其理由。______________________________________________________。 专题3 酶的研究与应用

1．(1)多聚半乳糖醛酸酶 果胶酯酶 细胞壁 (2)果胶 固体 平板划线法或稀释涂布平板法 (3)使果汁变澄清 (4)不能

解析：(1)果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等，它们能催化果胶的分解，瓦解植物细胞壁。(2)筛选和分离能够产生果胶酶的微生物时，应该使用以果胶为唯一碳源的选择培养基，为了纯化该生物，需要在固体培养基上进行，最常用的接种方法有平板划线法或稀释涂布平板法。(3)榨取果汁前，要将果胶酶与果泥混匀保温，目的是分解细胞壁，提高出汁率。过滤后要用果胶酶处理果汁，目的是分解果汁中的果胶，使果汁变澄清。(4)该实验只能得出在所设计的温度下，40 ℃时酶活性高，由于没有设计40 ℃左右、缩小温度梯度的实验，如梯度为1 ℃的实验观察果汁量，因此不能确定40 ℃就是果胶酶的最适温度。

2．(1)分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层 固定化酶 成本低、操作简单 (2)CaCl2

溶液 使海藻酸钠形成凝胶珠 高温杀死酵母细胞 (3)0.6 碱性蛋白酶的含量

解析：(1)果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使浑浊的果汁变得澄清。利用固定化酶技术可以使酶得到反复利用。(2)将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后再加入已活化的酵母细胞，目的是防止高温杀死酵母细胞。(3)由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是0.6%，本实验的自变量是碱性蛋白酶的含量。

3．(1)乳糖 凝固剂 选择培养基 (2)灼烧 (3)小 (4)(酶)活性 包埋法 物理吸附法(后面两空可颠倒) 4．(1)B (2)蔗糖 (3)

酶活 0.6% 0.8% 1.0% 1.2% 1.4% 第1组 / / / / / 第2组 / / / / / 第3组 / / / / / 平均值 / / / / / (4)方案二 (5)C 解析：(1)分离筛选出能分泌脂肪酶的细菌，需要在培养基中加入特定的碳氮源，而分泌脂肪酶的细菌能在橄榄油、硫酸铵中生长。(2)据表可知，当碳源为蔗糖时，酶活性最高，则产脂肪酶菌株生长的理想碳源为蔗糖。(3)题目给定的浓度为1.0%，要求设浓度梯度的差值为0.2%，根据这一点可设定浓度梯度。(4)题目的要求是确定碳氮源浓度的最佳组合，所以既要有碳源，又要有氮源。a和b组合后，就可看出碳源氮源分别在何种浓度下生长最合适。(5)由于需要其活性在固定化处理时不受损失，且在多次重复使用后仍能维持稳定的酶活，图中只有C组符合要求。

5．(1)酶的作用具有专一性 洗衣粉的用量，污染程度，水质，水的pH值等 A和B A和C

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(2)蛋白膜消失所需时间的长短

(3)在蛋白酶催化作用下，蛋白质的水解产物溶于水中

(4)酶蛋白进入环境后容易被微生物分解，又可以避免过多的磷进入水体，造成水体富营养化

(5)未应用，因为酶要固定在不溶于水的载体上，加酶洗衣粉中的酶也不能重复使用 解析：(1)该实验的自变量是酶的种类和污染物种类，所以该实验的目的是探究酶的作用具有专一性；无关变量是洗衣粉的用量、污染程度、水质、pH等；根据探究实验的对照原则和单一变量原则可知，该实验中A与B、A与C构成两组对照实验。(2)该实验可根据蛋白膜消失所需时间的长短来判断酶的催化效率，即蛋白酶消失所需的时间越短，说明酶的催化效率越高。(3)蛋白酶能够催化污垢中蛋白质的水解，所以蛋白酶洗衣粉能够去污。(4)加酶洗衣粉中酶的化学本质是蛋白质，其进入环境后容易被微生物分解，又可以避免过多的磷进入水体，造成水体富营养化。因此，大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境保护。(5)加酶洗衣粉中的酶没有固定在不溶于水的载体上，且不能重复利用，因此加酶洗衣粉中的酶不是固定化酶。

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