一、选择题(共10小题)
1.酶制剂、固定化酶、固定化细胞已经广泛地应用于各个领域,下列有关叙述错误的是( )
A.90 高温会使Taq DNA聚合酶失去催化活性
B.制备固定化酶的方法主要有包埋法、化学结合法和吸附法等
C.固定化酶在固定时可能会造成酶的损伤和影响活性
D.固定化细胞可以催化一系列酶促反应
答案:A
2.果汁生产中果胶酶能提高果汁出汁率和澄清度。为了节约成本,某工程人员在适宜的温度和pH下,利用苹果汁和一定浓度的果胶酶溶液探究果胶酶的最适用量,实验结果如图。对实验失误可能的原因分析及改进方法都合理的是( )
A.酶促反应时间不合理;延长反应时间
B.苹果汁的用量不合理;减少用量
C.果胶酶用量不合理;减少用量
D.果胶酶体积梯度不合理;增大体积梯度
解析:分析图中的实验结果可知,该实验苹果汁的用量太少或者果胶酶用量太多,导致实验组的实验结果没有差异,因此加大苹果汁的用量或者减少果胶酶的用量即可。
答案:C
3.关于探究果胶酶最适用量的实验,叙述错误的是( )
A.配制不同浓度的果胶酶溶液,并在各组中加入等量的该溶液
B.调节pH,使各组中的pH相同而且处于适宜状态
C.用玻璃棒搅拌加酶的果泥,搅拌时间可以不同
D.在相同且适宜的温度条件下进行实验
答案:C
4.关于果胶酶的说法正确的是( )
A.果胶酶可以分解细胞壁的主要成分——纤维素
B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物
C.果胶酶不特指某种酶,而是分解果胶的一类酶的总称
D.果胶酶的化学本质是蛋白质或RNA
答案:C
5.下列有关生物技术在实践中的应用的叙述,正确的是( )
A.酶制剂和固定化酶的优点是易与产物分离
B.使用加酶洗衣粉的洗涤效果总是比普通的洗衣粉好
C.凝胶色谱法是根据不同蛋白质所带电荷的不同而分离蛋白质的
D.固定化酵母细胞分解葡萄糖的速度要比游离酵母细胞慢
答案:D
6.
如图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系,此曲线不能说明的是( )
A.在b点之前,果胶酶的活性和温度呈正相关;之后,呈负相关
B.当温度到达b点时,果胶酶的活性最高,酶的催化作用最大
C.a点时,果胶酶的活性很低,但随着温度升高,果胶酶的活性可以升高
D.c点时,果胶酶的活性也很低,当温度降低时,果胶酶的活性可以升高
解析:从图中可以看出,随着温度的上升,果胶酶的活性逐渐升高,达到b点时,果胶酶的活性最高,随后,随着温度的继续上升,酶的活性逐渐降低。a点和c点相比,虽然酶的活性都很低,但a点是低温条件,对酶的分子结构无影响,所以,随着温度的升高,果胶酶活性会升高,而c点是高温条件,当温度过高时,会破坏酶的分子结构,使酶变性失活。
答案:D
7.对配制海藻酸钠溶液的叙述不正确的是( )
A.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环
B.海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量
C.海藻酸钠的浓度过高,易形成凝胶珠
D.海藻酸钠的浓度过低,形成凝胶珠内包埋细胞过少
解析:配制海藻酸钠溶液的过程中,加热使海藻酸钠溶化是重要的一步,关系到实验的成败;海藻酸钠溶液的浓度涉及固定化细胞的质量;如果海藻酸钠溶液的浓度过高,很难形成凝胶珠,如果浓度过低,形成的凝胶珠包埋的酵母细胞的数目较少,会影响实验效果。
答案:C
8.关于探究果胶酶最适用量的实验,下列叙述错误的是( )
A.先配制不同浓度的果胶酶溶液,再向各组中加入等量的酶溶液
B.调节pH,使各组中的pH相同而且处于适宜状态
C.用玻璃棒搅拌加酶的果泥,各组的搅拌时间可以不同
D.可以通过测定滤出的果汁的体积来判断果胶酶最适用量
解析:用玻璃棒搅拌加酶的果泥的时间属于无关变量,各组必须保持相同。
答案:C
9.某品牌加酶洗衣粉的产品使用说明中,明确提出“水温以30~50 ℃为宜,切忌用70 以上的热水”。一同学为探究“温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”提出如下实验思路,不合理的是( )
A.实验自变量为水的温度,设置温度为0 、20 、40 、60 、80 、100
B.实验因变量是污布的清洁程度,洗涤结束后应先用清水漂洗污布再晾干、比较
C.实验无关变量有水量、衣物的质料与大小、洗衣粉的用量、浸泡与洗涤时间等
D.实验预期结果是某温度下洗涤后污布最干净,高于或低于这一温度污渍残留多
解析:该实验的自变量为一系列的温度梯度,应设置10 、20 、30 、40 、50 、60 、70 、80 、90 ,故A错误;因变量为污布的清洁程度,故B正确;无关变量为水量、衣物的质料与大小、洗衣粉的用量、浸泡与洗涤时间等,故C正确;实验结果是某温度下洗涤后污布最干净,高于或低于这一温度污渍残留多,故D正确。
答案:A
10.下列关于固定化酶的说法,错误的是( )
A.固定化酶不足之处是不能催化一系列反应
B.固定化酶可再次利用,降低了生产成本
C.固定后的酶既能与反应物接触,又能与产物分离
D.固定化酶易溶于水
解析:固定化酶是将酶固定在不溶于水的载体上,所以固定化酶难溶于水。固定化酶使酶既能与反应物接触,又能与产物分离,同时,固定在载体上的酶还可以被反复利用。
答案:D
二、非选择题(共4小题)
11.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20世纪70年代,人们又发明了固定化酶和固定化细胞技术。请回答下列有关固定化酶和固定化细胞方面的问题:
(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,固定化细胞技术固定的是________。
(2)制备固定化酵母细胞常用的包埋材料是__________________,使用了如下图所示的方法[ ]______________(填出序号及名称)。
(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珠不是圆形或椭圆形,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使用 多酶系统(或一系列、多种酶) (2)海藻酸钠 包埋法 (3)CaCl2 海藻酸钠浓度过高(或针筒离液面过近,高度不够)
12.某同学进行苹果汁制作实验,工艺如下图所示。
请回答:
(1)图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是____________________________。黑曲霉提取液中含有的__________可水解果胶,从而使果汁澄清。固定化柱中的石英砂通过__________方式将酶固定化,酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去__________。
(2)实验中,操作流程A和B的先后次序为__________。在苹果汁澄清过程中,应关闭的流速调节阀是__________。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶,可取一定量的果汁与等量的__________混合,如果出现____________________________现象,说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解,应将流速调__________。
(3)实验后,将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天,该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验,说明固定化酶可被__________使用。
解析:(1)KMnO4具有消毒作用,可用于清洗苹果和葡萄等,将吸附在这些水果表面的微生物清洗掉;从黑曲霉和苹果青霉中可以提取得到果胶酶;石英砂可以通过吸附的方法将酶固定化,常用的固定化方法还有共价偶联法、交联法和包埋法。通过吸附固定酶后,总有少量酶没有被固定住,所以要用蒸馏水洗涤固定化柱,以洗去没有固定的酶,以免影响实验效果。(2)实验过程中要先获得果胶酶,把果胶酶通过吸附法固定在石英砂上,再将石英砂装柱,然后向固定化柱中加苹果汁。果胶酶装柱后,就应关闭阀1。根据果胶不溶于乙醇,可以鉴定是否有果胶的存在。流速减慢后,果胶酶可以更充分地催化分解果胶。(3)实验结束后可以用一定量的蒸馏水洗涤固定化柱,低温环境中保存固定化柱,几天后仍可重复利用。
答案:(1)消毒 果胶酶 吸附 未被固定的酶等
(2)A→B 阀1 乙醇 浑浊(沉淀) 慢
(3)重复
13.为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见污垢的去除能力,洗衣粉中常常会添加各种酶类。请回答下列相关问题:
(1)根据衣物上常见的污垢,加酶洗衣粉中添加的酶类有碱性蛋白酶、________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________。
(2)碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的________。
(3)如表所示为加酶洗衣粉的包装袋上的产品说明,根据你所学习的有关知识,解释注意事项。
注意事项
请将本品置于阴凉、干燥处,避热、避湿、避光。
不慎溅入眼中,及时用水冲洗。
水温以30~50为宜,切忌用70以上的热水。
___________________________________________________。
___________________________________________________。
(4)下面是有关加酶洗衣粉洗涤效果的探究实验,请据表回答下列问题:
该实验设计体现了______________________ __________________________________________________原则。
若1号实验组洗净所需时间接近7 min,请分析最可能的原因: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析:(1)根据酶催化作用的专一性特点,血渍、奶渍的主要成分是蛋白质,油污的主要成分为脂肪,土豆泥的主要成分是淀粉和纤维素,因此,洗衣粉中需要加入的酶类有碱性蛋白酶、碱性脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。(2)血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质在蛋白酶的作用下水解成多肽(氨基酸)。由于洗衣粉中含有碱性蛋白酶,能催化水解眼角膜上的蛋白质,所以溅入眼中会损伤眼角膜;酶的催化效果受温度影响,30~50是洗衣粉中酶的适宜温度范围,温度过高则会使酶变性而失去活性,因此切忌用70以上的热水。(4)实验1、2为一组对照,探究加酶洗衣粉的效果;实验1、3为一组对照,探究温度对酶活性的影响,这体现了实验的对照原则和单一变量原则。如果1号实验组洗净所需时间接近7 min,即与普通洗衣粉效果一样。说明洗衣粉中酶失效。
答案:(1)碱性脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶
(2)多肽(氨基酸)
(3)洗衣粉中含有碱性蛋白酶,溅入眼中会损伤眼角膜 酶的催化效果受温度的影响,30~50是洗衣粉中酶的适宜温度范围
(4)单一变量原则、对照 洗衣粉中酶失效
14.某一实验小组的同学,欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验,实验材料及用具齐全。
(1)酵母细胞的固定化采用的方法是________。
(2)请完善该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞过程的步骤:
配制氯化钙溶液时应用蒸馏水。
海藻酸钠溶液应用________加热。
海藻酸钠溶液必须________才能加入酵母细胞。
注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入________中形成________。
(3)
该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。
为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用,实验过程中,一定要在________条件下进行。
加入反应液后的操作是关闭________________。
装置的长导管起到什么作用?_________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析:由于细胞过大,难以被吸附或结合,因此多采用包埋法进行固定化。操作过程中,必须等海藻酸钠溶液冷却后才能将其与酵母细胞混合,否则酵母细胞会在高温下死亡。酵母菌利用葡萄糖发酵的过程中会产生CO2,为减小装置中的压力,应及时将其排出。
答案:(1)包埋法
(2)小火或间断 冷却至室温 氯化钙溶液 凝胶珠
(3)无菌 活塞1和活塞2 释放CO2,减小反应柱内压力并可防止其他微生物污染