2023高三一轮总复习生物(人教版)34-选修1--第三讲--酶的应用及生物成分的提取与分离.doc

课时作业(三十四)　酶的应用及生物成分的提取与分离
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
一、选择题
1．(2020·江苏高考)甲、乙两个实验小组分别进行了“酵母细胞固定化技术”的实验，结果如图所示。出现乙组实验结果的原因可能为(　　)

A．CaCl2溶液浓度过高
B．海藻酸钠溶液浓度过高
C．注射器滴加速度过慢
D．滴加时注射器出口浸入到CaCl2溶液中
B　[题图所示的凝胶珠不是圆形或椭圆形，而呈蝌蚪状，原因可能是海藻酸钠溶液浓度偏高或注射器中的混合液推进速度过快，B正确。]
2．(2019·江苏高考)下列关于加酶洗涤剂的叙述，错误的是(　　)
A．加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶
B．用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水
C．含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物
D．加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的
A　[加酶洗衣粉中含有的是碱性脂肪酶，A错误；加酶洗涤剂中的酶具有高效性，故能减少洗涤时间并节约用水，B正确；含纤维素酶洗涤剂中的纤维素酶能使棉织物中的纤维变得蓬松，污物容易脱落，C正确；加酶洗衣粉中的蛋白酶是通过基因工程生产的，能够耐酸、耐碱、耐受表面活性剂和较高温度，D正确。]
3．(2018·江苏高考)下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是(　　)
A．用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞
B．进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜
C．注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状
D．包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性
D　[溶解海藻酸钠时，应先加水，小火或间断加热并不断搅拌，完全溶化后用蒸馏水定容，冷却至室温后加入活化的酵母细胞充分搅拌，使其混合均匀，再固定；进行包埋时，CaCl2溶液的作用是让胶体聚沉，使海藻酸钠形成凝胶珠，不是用于悬浮细胞；滴加时注射器或滴管不能贴近液面，否则凝胶珠会呈蝌蚪状；制作成功的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性。]
4．下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述中，错误的是(　　)
A．在固定化酶的应用中，要控制好pH、温度
B．若发酵底物是大分子，则固定化酶优于固定化细胞
C．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
D．利用固定化酶降解水体中有机磷农药时，不需提供适宜的营养物质
C　[酶的催化需要适宜的温度和pH，则固定化酶的应用中，要控制好pH、温度，A正确；若发酵底物是大分子，由于大分子物质不易进入细胞，因此固定化酶优于固定化细胞，B正确；利用固定化酵母细胞进行发酵时，糖类除了作为反应底物外，还为酵母菌提供碳源，C错误；利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，是酶促反应，没有生物参与，所以不需提供营养条件，D正确。]
5．目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列关于酶的应用的叙述中，正确的是(　　)
A．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
B．加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境
C．固定化酶可以反复利用，但在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性
D．酶的催化功能很强，但需给以适当的营养物质才能较长时间维持其作用
C　[洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性没有促进作用，A错误；用加酶洗衣粉取代普通洗衣粉，减少了磷对环境的污染，B错误；固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上，实现酶的反复利用，但固定时可能使酶的结构产生变化，从而改变酶的催化活性，C正确；酶发挥催化作用需要适宜的条件，但不需要营养物质，D错误。]
6．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，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状
C．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
D．海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色，过低时凝胶珠易呈蝌蚪状
B　[配制海藻酸钠溶液时，需要边小火加热边搅拌，A错误；活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状，防止自来水中各种离子影响实验结果，B正确；CaCl2溶液使酵母细胞形成稳定的结构，固定在凝胶珠中，需要30分钟，时间不宜过长或过短，C错误；海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈蝌蚪状，过低时凝胶珠易呈白色，D错误。]
7．科研人员比较了单独固定的云微藻和与芽孢杆菌混合固定的云微藻的增殖变化，结果如下图。下列有关叙述正确的是(　　)

A．实验中固定云微藻和芽孢杆菌的常用方法是包埋法
B．混合固定时云微藻增殖快，与芽孢杆菌线粒体产生CO2有关
C．实验时间内混合固定后云微藻增长较快，可呈“J”型增长
D．第8天，混合固定的每个颗粒中含藻细胞数约为8×107个
A　[云微藻、芽孢杆菌为单细胞生物，所以固定化云微藻、芽孢杆菌常用的方法为包埋法；混合固定时云微藻增殖快与芽孢杆菌产生CO2有关，但是芽孢杆菌属于原核生物，没有线粒体；有限环境中，云微藻种群数量呈“S”型增长；第8天，混合固定的每个颗粒中含藻细胞数约为8×107÷10＝8×106(个)。]
8．某洗衣液研究人员为了在普通洗衣液的基础上添加酶制剂以研发加酶洗衣液，开展了一系列探究实验，下表展示了其中某一探究结果，相关叙述正确的是(　　)

A．实验结果表明，加酶洗衣液的洗涤温度以35～55 ℃为宜，且35 ℃和55 ℃两温度下酶制剂的去污力相同
B．当温度为15 ℃和65 ℃时，加酶洗衣液的去污力较低的原因均是其中酶制剂的空间结构遭到破坏，催化活性降低
C．本研究的主要目的是探究不同温度下添加酶制剂对洗衣液去污力的影响，其中组别①为对照组，组别②为实验组
D．实验所用污布上污染物的种类污染的程度、洗衣液的用量等均属于无关变量，都不会对实验结果造成影响
C　[实验结果表明，加酶洗衣液的洗涤温度以35～55 ℃为宜，但35 ℃和55 ℃两温度下酶制剂的去污力不相同，A错误；当温度为15 ℃时，加酶洗衣液的去污力较低的原因是低温抑制了酶的活性，但没有破坏酶的空间结构，当温度为65 ℃时，加酶洗衣液的去污力较低的原因是酶制剂的空间结构遭到破坏，B错误；由表格可知，该实验的自变量是温度，因变量是去污力，因此本研究的主要目的是探究不同温度下添加酶制剂对洗衣液去污力的影响，其中组别①为对照组，组别②为实验组，C正确；实验所用污布上污染物的种类、污染的程度、洗衣液的用量等均属于无关变量这些都有可能会对实验结果造成影响，因此无关变量要相同且适宜，D错误。]
9．下列有关“血红蛋白的提取和分离实验”的叙述，正确的是(　　)
A．红细胞洗涤过程中要加入5倍体积的蒸馏水，重复洗涤3次
B．将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较大的杂质
C．凝胶装填在色谱柱内要均匀，不能有气泡存在
D．将血红蛋白溶液装入透析袋，置于pH为4.0的磷酸缓冲液中透析12 h
C　[洗涤红细胞的目的是去除杂质蛋白，加入5倍体积的生理盐水，A错误；将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质，B错误；凝胶装填在色谱柱内要均匀，不能有气泡存在，因为气泡会影响蛋白质洗脱的次序，C正确；透析所用的磷酸缓冲液的pH为7.0，D错误。]
10．某同学设计的提取玫瑰精油的实验流程如图所示，据图分析不正确的是(　　)

A．在第②步中使用水气蒸馏更简便易行
B．在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片防止暴沸
C．提取精油时，向混合物中加入NaCl更利于油水分层
D．加入无水Na2SO4，再用过滤法可除去分离的油层中的水分
A　[由于玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂，因此在第②步中使用水中蒸馏更简便易行，A错误；在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片，目的是防止暴沸，B正确；提取精油时，为了使油水分层，要向油水混合物中加入NaCl，分离的油层还含有一定的水分，需加入无水Na2SO4，再用过滤方法将其除去，所以C、D正确。]
11．下列关于物质提取、纯化原理的叙述中，错误的是(　　)
A．采用凝胶色谱法分离蛋白质的原理是不同蛋白质分子的相对分子质量不同，在色谱柱中的移动速度不同
B．电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程
C．不能选用猪、牛、羊或其他哺乳动物的血液进行实验来提取和分离血红蛋白
D．将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质
C　[采用凝胶色谱法分离蛋白质的原理是不同蛋白质分子的相对分子质量不同，在色谱柱中的移动速度不同；电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程；猪、牛、羊或其他哺乳动物的红细胞中不含细胞核和细胞器，但含有较多的血红蛋白，因此能选用猪、牛、羊或其他哺乳动物的血液进行实验来提取和分离血红蛋白；将血红蛋白溶液进行透析，其目的是去除相对分子质量较小的杂质。]
12．胡萝卜素可用于治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，如图是提取胡萝卜素的实验流程示意图。下列相关叙述正确的是(　　)
→→→→→→
A．在目前的技术条件下，只能从植物中提取天然胡萝卜素
B．图中干燥处理时的温度越高、时间越长越利于胡萝卜素的提取
C．图中A过程表示萃取，此过程用到的有机溶剂具有较低的沸点
D．图中B过程表示浓缩，之前进行过滤的目的是除去萃取液中的不溶物
D　[天然胡萝卜素可以从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得；干燥处理时温度不能太高，否则会导致胡萝卜素分解；萃取过程中用到的有机溶剂应具有较高的沸点；通过过滤除去萃取液中的不溶物，然后通过蒸馏浓缩获得胡萝卜素。]
二、非选择题
13．(2016·江苏单科)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试验，流程及结果如下。请回答下列问题：
―→―→

(1)实验中的海藻酸钠作用是____________________________________，CaCl2的作用是________________________________________
(2)为洗去凝胶珠上残余的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，移去凝胶珠，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________的海藻酸钠制备凝胶珠。
(4)图2中空白凝胶珠组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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)海藻酸钠溶液在CaCl2溶液中形成凝胶珠，包埋绿球藻。(2)可采用培养液或生理盐水洗去凝胶珠上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性。溶液呈绿色，说明固定化的绿球藻数量少，原因是海藻酸钠浓度过低(凝胶珠孔径过大)。(3)根据图1可知，浓度为2.0%的海藻酸钠制备的凝胶珠最有利于绿球藻的繁殖。(4)空白凝胶珠容易吸附Zn2＋，导致溶液中Zn2＋浓度下降；根据图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48 h间绿球藻数量增加最快(处于“S”型曲线的K/2值处)，导致Zn2＋浓度下降速度较快，72～96 h间绿球藻数量基本不再增加。
答案：　(1)包埋绿珠藻(包埋剂)　与海藻酸钠反应形成凝胶珠(凝固剂)　(2)培养液(生理盐水)　海藻酸钠浓度过低(凝胶珠孔径过大)　(3)2.0%　4)凝胶珠吸附Zn2＋　绿球藻生长(增殖)速度快　绿球藻生长(增殖)速度减慢，溶液中Zn2＋浓度较低
14．(2021·吉林长春十一中调研)某校生物兴趣小组为探究不同浓度果胶酶对苹果匀浆出汁率的影响，进行了如下实验。
实验步骤：
①制备苹果匀浆。将苹果洗净，切成小块，用榨汁机打碎成苹果匀浆。加热苹果匀浆到100 ℃，再冷却至50 ℃左右。
②配制不同浓度的酶液。取5支10 mL的试管，依次编号为2～6号，分别加入不同量的质量浓度为10 g/L的果胶酶溶液，再分别加入苹果酸定容至10 mL，获得质量浓度分别为2 g/L、4 g/L、6 g/L、8 g/L、10 g/L的果胶酶溶液，备用
③降解苹果匀浆(如图所示)。

④沉淀。向上述6只烧杯中添加明胶、活性炭等物质搅拌处理，充分混匀后静置，分别过滤。记录并处理结果：用量筒测量澄清滤液(即苹果汁)的体积，记入表格，并计算出汁率。
请回答下列问题：
(1)果胶酶能提高苹果的出汁率并使果汁澄清的原理是____________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤①中，将苹果匀浆加热到100 ℃的目的是_____________________________
________
(3)步骤②中，在2～6号试管中加入10 g/L果胶酶溶液的量分别是__________________；步骤③中，在1号烧杯中加入1 mL________。
(4)根据预期结果，请在下图中绘制出苹果匀浆出汁率与果胶酶浓度之间大致的关系曲线，并在坐标轴上标出苹果匀浆最高出汁率所对应的果胶酶最佳浓度。

解析：　(1)果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。在果汁加工中，果胶不仅影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶能分解果胶，瓦解植物细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得容易，也使浑浊的果汁变得澄清。(2)在研究酶浓度对出汁率影响的实验中，加热使苹果中的酶失活，可排除苹果中的酶对实验结果的影响。(3)1号烧杯作空白对照，可加入等量即1 mL的草果酸作为对照，2～6号烧杯中加入等浓度梯度的酶溶液。(4)果胶酶浓度为0时，苹果存在一定的出汁率，所以曲线起点不是原点。在一定浓度范围内，随着酶浓度的增加，出汁率增加，超过一定范围后，出汁率不再变化。
答案：　(1)果胶酶能分解果胶，瓦解细胞壁及胞间层
(2)使苹果中的酶失活，防止对实验结果产生干扰
(3)2 mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL　苹果酸
(4)如图所示(要求标明坐标含义和最佳浓度)

15．(2021·河北衡水中学高三三模)某研究性学习小组利用假期对市场上各种加酶洗衣粉进行了研究：
(1)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，其中，应用最广泛、效果最显著的酶是__________________，温度、酸碱度和______________都会通过影响________而影响加酶洗衣粉洗涤效果。
(2)如表为某加酶洗衣粉包装袋上的产品说明，结合“影响酶活性的因素”的相关知识，你认为提出①的原因：________________________________________________________
_________________________
本产品使用注意事项
①温水洗涤，切忌用70 ℃以上的热水
②若不慎溅入眼中，立即用水冲洗
③请将本品置于阴凉、干燥处，避光、避热、避湿
(3)他们在清洗衣物上的污渍时，将含蛋白酶洗衣粉和脂肪酶洗衣粉混合后并没有达到1＋1>2的效果，请解释该用法失败的原因____________________________________________
________________________________________________________________________
(4)某同学的纯棉衣物沾染了墨水等污渍，对比加酶洗衣粉与普通洗衣粉，发现洗涤效果相差无几，其原因是______________________________，与传统的加磷洗衣粉相比，加酶洗衣粉可以降低水软化剂如________的用量，减少对环境的污染。
解析：　(1)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，其中，应用最广泛、效果最显著的酶是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶，温度、酸碱度和表面活性剂都会通过影响酶活性而影响加酶洗衣粉的洗涤效果。(2)温水洗涤，切忌用70 ℃以上的热水的原因是温度过高会使酶失去活性。(3)脂肪酶本身是蛋白质，蛋白酶将(部分)脂肪酶分解，导致将蛋白酶洗衣粉和脂肪酶洗衣粉混合后并没有达到1＋1>2的效果。(4)某同学的纯棉衣物沾染了墨水等污渍，对比加酶洗衣粉与普通洗衣粉，发现洗涤效果相差无几，其原因是加酶洗衣粉中没有分解墨水中固体颗粒的酶，与传统的加磷洗衣粉相比，加酶洗衣粉可以降低水软化剂如三聚磷酸钠的用量，减少对环境的污染。
答案：　(1)碱性蛋白酶和碱性脂肪酶　表面活性剂　酶活性　(2)高温会导致酶失活(酶催化需要适宜的温度)　(3)蛋白酶将脂肪酶(部分)分解　(4)加酶洗衣粉中没有分解墨水中固体颗粒的酶　三聚磷酸钠