高三生物二輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)21 酶的應(yīng)用

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課時(shí)作業(yè)21 酶的應(yīng)用 1．1963年諾和諾德公司向洗滌劑中加入堿性蛋白酶，推出了第一款加酶洗衣粉。堿性蛋白酶一般利用枯草芽孢桿菌生產(chǎn)。圖甲、乙為某科研小組對(duì)堿性蛋白酶相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果。圖丙、丁為兩種常見的平板劃線法：連續(xù)劃線法和四區(qū)劃線法，前者適用于純化菌種較少的樣品，后者適用于純化菌種較多的樣品。請(qǐng)回答下列問題： (1)由圖甲、乙可知，堿性蛋白酶發(fā)揮作用的適宜條件為________。 (2)圖丁中依次進(jìn)行四區(qū)劃線，四區(qū)的面積要求為C＜D＜E＜F，F(xiàn)區(qū)面積最大的原因是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 每次劃線后都要________接種環(huán)，注意F區(qū)劃線不要與________(填字母)區(qū)相連。 (3)某興趣小組欲從土壤中分離枯草芽孢桿菌，宜選擇圖________所示的方法劃線培養(yǎng)，分離得到的純化單菌落屬于________(填“種群”或“群落”)。 (4)堿性蛋白酶是枯草芽孢桿菌生長(zhǎng)后期向細(xì)胞外分泌的一種酶，與該酶合成有關(guān)的細(xì)胞器是________。若欲應(yīng)用固定化技術(shù)提高該酶的利用率，減少產(chǎn)物中的雜質(zhì)，則應(yīng)采用________方法。 答案　(1)pH為10.2左右和43 ℃左右的溫度 (2)使該區(qū)出現(xiàn)大量的單菌落以供挑選純種用(或便于菌種分散)　灼燒　C(C、D) (3)丁　種群 (4)核糖體　化學(xué)結(jié)合(或物理吸附) 2．工業(yè)生產(chǎn)果汁時(shí)，常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高水果的出汁率，為研究溫度對(duì)果膠酶活性的影響，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)： 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10 min(如圖甲)。 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10 min(如圖乙)。 ③將步驟②處理后的混合物過濾，收集濾液，測(cè)量果汁量(如圖丙)。 ④在不同溫度條件下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下表： 溫度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答下列問題： (1)果膠酶能破除細(xì)胞壁，是因?yàn)楣z酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中________的水解。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溫度為________左右時(shí)，果汁量最多，此時(shí)果膠酶的活性________。當(dāng)溫度再升高時(shí)，果汁量降低，說(shuō)明_________ ________________________________________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)步驟①的目的是______________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)果膠 (2)40 ℃　最高　酶活性降低 (3)避免果汁和果膠酶混合時(shí)影響混合物溫度，從而影響果膠酶活性 解析　(1)植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一是果膠，而果膠酶則是水解果膠的一類酶的總稱。(2)通過表中數(shù)據(jù)可知：在40 ℃時(shí)，產(chǎn)生的果汁量最多，說(shuō)明在題中所給的溫度范圍內(nèi)，40 ℃時(shí)酶活性最高。當(dāng)溫度再升高時(shí)，出汁量降低，說(shuō)明酶的催化活性降低。(3)因?yàn)槊妇哂懈咝?，故操作時(shí)須使底物與酶的溫度都達(dá)到預(yù)定值后再混合，避免它們事先發(fā)生反應(yīng)，引起結(jié)果的不準(zhǔn)確。 3．生產(chǎn)果汁時(shí)，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁率?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題： (1)某同學(xué)用三種不同的果膠酶進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn)，各組實(shí)驗(yàn)除酶的來(lái)源不同外，其他條件都相同，測(cè)定各組的出汁量，據(jù)此計(jì)算各組果膠酶的活性的平均值并進(jìn)行比較。這一實(shí)驗(yàn)的目的是__________________ ________________________________________________________________________。 (2)現(xiàn)有一種新分離出來(lái)的果膠酶，為探究其最適溫度，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取試管16支，分別加入等量的果泥、果膠酶、緩沖液，混勻，平均分為4組，分別置于0 ℃、5 ℃、10 ℃、40 ℃下保溫相同時(shí)間，然后，測(cè)定各試管中的出汁量并計(jì)算各組出汁量平均值。該實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)置的不足之處有________________和________________。 (3)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、D 4個(gè)實(shí)驗(yàn)組的試管中分別加入等量的緩沖液和不同量的同種果膠酶，然后，補(bǔ)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(shí)驗(yàn)組相同。將5組試管置于適宜溫度下保溫一定時(shí)間后，測(cè)定各組的出汁量。通過A～D組實(shí)驗(yàn)可比較不同實(shí)驗(yàn)組出汁量的差異。本實(shí)驗(yàn)中，若要檢測(cè)加入酶的量等于0而其他條件均與實(shí)驗(yàn)組相同時(shí)的出汁量，E組設(shè)計(jì)________(填“能”或“不能”)達(dá)到目的，其原因是________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)探究不同來(lái)源果膠酶的活性 (2)4組的溫度設(shè)置不合適　各組的酶促反應(yīng)受兩個(gè)不同溫度影響(每一設(shè)定溫度的兩只試管應(yīng)先達(dá)到預(yù)定溫度，然后再混合)(其他答案合理也可) (3)不能　E組加入蒸餾水而不是緩沖液違背了單一變量原則 解析　(1)根據(jù)題意，用三種不同的果膠酶進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn)，各組實(shí)驗(yàn)除酶的來(lái)源不同外，其他條件都相同，測(cè)定各組的出汁量，據(jù)此計(jì)算各組果膠酶的活性的平均值并進(jìn)行比較，可見實(shí)驗(yàn)的自變量是果膠酶的來(lái)源不同，因變量是果膠酶的活性，所以該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄坎煌瑏?lái)源果膠酶的活性。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可知，該實(shí)驗(yàn)是探究果膠酶的最適溫度，所以自變量是溫度，因變量是果膠酶的活性，用出汁量進(jìn)行衡量，出汁量越多則果膠酶活性越高。該實(shí)驗(yàn)方案中，溫度應(yīng)該在常溫范圍內(nèi)設(shè)置系列溫度梯度且梯度差值相等，所以4組的溫度應(yīng)分別設(shè)置為15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃；另外探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，應(yīng)保證酶促反應(yīng)只能在設(shè)定的溫度下進(jìn)行，同一實(shí)驗(yàn)組的反應(yīng)溫度只能是一個(gè)，所以實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該是將各組盛有果膠酶的試管與盛有果泥的試管分別在設(shè)定溫度下處理一定時(shí)間后再將兩只試管混合，才能保證實(shí)驗(yàn)在設(shè)定的溫度下進(jìn)行。(3)根據(jù)題意，本實(shí)驗(yàn)的自變量是果膠酶的量，因變量是出汁量，對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循單一變量原則和對(duì)照原則，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)置，通過A～D組實(shí)驗(yàn)可比較不同實(shí)驗(yàn)組出汁量的差異。若要檢測(cè)加入酶的量等于0而其他條件均與實(shí)驗(yàn)組相同時(shí)的出汁量，則E組應(yīng)加入緩沖液而不是蒸餾水，使試管中液體體積與實(shí)驗(yàn)組相同，才符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的單一變量原則。 4．(2015廣西潯州高中第三次月考)為了探究啤酒酵母固定化的最佳條件，科研人員研究了氯化鈣濃度對(duì)固定化酵母發(fā)酵性能的影響，結(jié)果如圖。請(qǐng)回答： (1)與利用游離酵母生產(chǎn)啤酒相比，利用固定化酵母的優(yōu)點(diǎn)有_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨氯化鈣濃度的增大，凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度增大，完整率________。 (3)結(jié)合發(fā)酵性能分析，制備凝膠珠適宜的氯化鈣濃度為________。當(dāng)氯化鈣濃度過高時(shí)，發(fā)酵液中的糖度升高，酒精度下降，發(fā)酵受到影響，原因是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)用海藻酸鈉作為載體包埋酵母細(xì)胞，溶解海藻酸鈉時(shí)最好采用________的方法，以防發(fā)生焦糊。溶化好的海藻酸鈉溶液應(yīng)________后，再與已活化的酵母細(xì)胞充分混合。若海藻酸鈉濃度過低，會(huì)導(dǎo)致________，固定效果大大降低。 答案　(1)可多次使用、便于產(chǎn)物分離、提高產(chǎn)品質(zhì)量等 (2)增加 (3)2.0 mol/L　凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度過大，通透性降低，影響糖進(jìn)入顆粒內(nèi)部 (4)小火或間斷加熱　冷卻至室溫　酵母細(xì)胞從顆粒中漏出 解析　(1)略。(2)由曲線知，隨著氯化鈣濃度的增大，凝膠珠的完整率增加。(3)當(dāng)氯化鈣濃度為2.0 mol/L時(shí)，酒精度最高；當(dāng)氯化鈣濃度過高時(shí)會(huì)使凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度過大，影響凝膠珠的通透性從而影響糖進(jìn)入顆粒內(nèi)部。(4)為防止發(fā)生焦糊，溶解海藻酸鈉時(shí)最好采用小火或間斷加熱的方法；為保護(hù)活化的酵母細(xì)胞的活性，溶化好的海藻酸鈉溶液必須冷卻到室溫后再與酵母細(xì)胞混合。 5．(2014四川成都七中高三10月階段性考試)根據(jù)現(xiàn)代生物技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，回答下列問題： (1)榨取果汁的過程中，發(fā)現(xiàn)榨取的果汁非常渾濁，解決的方法是用果膠酶處理，該物質(zhì)包括____________________________________ ________________________________________________________________________等(寫三種)； 用葡萄制作的果酒酒味純正，放置一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)果酒 帶有明顯的酸味，原因是密封不嚴(yán)，醋酸菌進(jìn)行有氧呼吸，將果酒轉(zhuǎn)變成果醋，用反應(yīng)式表示為____________________；果酒發(fā)酵結(jié)束后，為方便后續(xù)使用，可將菌液轉(zhuǎn)移到甘油中，與之充分混勻后，放在________℃的冷凍箱中保存，此方法叫做________。 (2)對(duì)分離的能分解尿素的細(xì)菌進(jìn)行鑒定，在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入________，培養(yǎng)后如果pH升高，指示劑將變紅，因?yàn)榧?xì)菌合成的________將尿素分解成氨，使培養(yǎng)基堿性增強(qiáng)。 (3)已知某樣品中存在甲、乙、丙、丁、戊五種蛋白質(zhì)分子，其分子大小、所帶電荷的性質(zhì)和數(shù)量情況如圖所示。 ①將樣品裝入透析袋中透析12 h，若分子乙保留在袋內(nèi)，則分子________也保留在袋內(nèi)。 ②若用凝膠色譜柱分離樣品中的蛋白質(zhì)，則分子________移動(dòng)速度最快。 ③若將樣品以2 000 r/min的速度離心10 min，分子戊存在于沉淀中，則分子________可能不存在于沉淀中。 答案　(1)多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶　C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O　－20　甘油管藏 (2)酚紅　脲酶 (3)①丙和丁?、诒、奂? 解析　(1)榨取果汁的過程中，發(fā)現(xiàn)榨取的果汁非常渾濁，解決的方法是用果膠酶處理，果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶。果酒發(fā)酵結(jié)束后，為方便后續(xù)使用，可將菌液轉(zhuǎn)移到甘油中，與之充分混勻后，放在－20 ℃的冷凍箱中保存，此方法叫做甘油管藏。(2)對(duì)分離的能分解尿素的細(xì)菌進(jìn)行鑒定，在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅，培養(yǎng)后如果pH升高，指示劑將變紅，因?yàn)榧?xì)菌合成的脲酶將尿素分解成氨，使培養(yǎng)基堿性增強(qiáng)。(3)①因?yàn)橥肝鍪褂玫陌胪改けＡ舸蠓肿游镔|(zhì)，透過小分子，題中如果乙保留，則比它分子量大的丙和丁應(yīng)當(dāng)也保留，②若用凝膠色譜柱分離樣品中的蛋白質(zhì)，分子量大的移動(dòng)快，所以分子丙移動(dòng)速度最快，③若將樣品以2 000 r/min的速度離心10 min，分子戊存在于沉淀中，則分子甲可能不存在于沉淀中。