2021高考生物一轮复习第11单元生物技术实践第41讲酶的应用和蛋白质的提取和分离课时作业含解析新人教版选修1

1、第41讲 酶的应用和蛋白质的提取和分离1.(2019浙江温州模拟)现有磨浆机、烧杯、滴管、量筒、玻璃棒、漏斗、纱布、苹果、试管、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液，下面是某小组利用上述材料进行的有关实验：(“/”表示不加)操作顺序项目烧杯甲乙丙丁1在烧杯中加入苹果泥20 ml20 ml20 ml20 ml2 2 ml / 2 ml 2 ml3加入不同的液体2 ml蒸馏水4 ml蒸馏水2 ml盐酸2 ml氢氧化钠4水浴恒温，玻璃棒搅拌15分钟15分钟15分钟15分钟请回答下列问题：(1)磨浆机的作用是_。(2)若要验证果胶酶的作用，应把_两个烧杯同时取出并_，观察并

2、比较_。预期的实验现象与结果是_。(3)比较烧杯甲、丙、丁可知，_能影响酶的活性。(4)表中处的内容是_。(5)请设计一表格，用来记录利用上述材料“探究果胶酶的最适用量”的实验结果。答案(1)制取苹果泥(2)甲与乙过滤相同时间果汁的体积与澄清度甲果汁的体积多于乙，且比乙澄清(3)ph(酸碱度)(4)质量分数为2%的果胶酶溶液(5)如下表：组号12345678910加入苹果泥的量(ml)质量分数为2%的果胶酶溶液量(ml)所得果汁的体积(ml)解析(2)乙烧杯中没有加入果胶酶溶液，要验证果胶酶的作用，应将甲、乙两烧杯对照，观察并比较滤出果汁的体积和澄清度，甲组果汁的体积多于乙且比乙澄清。(5)探

3、究果胶酶最适用量的实验中应设置多组实验，分别加入不同量的果胶酶溶液。2某同学用实验来探究ph对酶活性的影响。他准备了5份含有等量果胶酶溶液的试管，用0.1%的盐酸或氢氧化钠溶液调节至不同的ph，每支试管加5块0.1 cm3的正方体苹果块，试管均置于25 室温条件下。(1)请你帮助他选取ph梯度：_。(2)请用两种方法改进实验，使实验在更短时间内完成：_。(3)生成果汁的量与酶活性强弱的关系是_。可根据_来判断果胶酶的最适ph。(4)为确认澄清果汁的大量生成是由于果胶酶的作用，还应对实验进行怎样的设计？答案(1)5、6、7、8、9(2)方法一：将温度由25 提高到50 ；方法二：将正方体苹果块处

4、理成苹果泥(3)酶活性越强，果胶分解越快，生成的果汁越多生成果汁量的多少(4)另增加一支试管，放入与其他试管内的果胶酶溶液等量的清水和等量的苹果泥，作为对照。解析设置梯度来确定最适值时，第一轮实验通常设置的梯度差较大，缩小范围后，在第二轮实验中可设置较小的梯度差。结合题干中的内容，要想缩短实验时间，既可以提高温度，也可以将苹果块处理成苹果泥，以增大其与酶的接触面积。3工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了如下实验：将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10 水浴中恒温处理10 min(如图a)。将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在1

5、0 水浴中恒温处理10 min(如图b)。将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测果汁量(如图c)。在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量如下表：温度/1020304050607080果汁量/ml813152515121110根据上述实验，请分析回答下列问题：(1)果胶酶能除去细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中_的水解。(2)实验结果表明，实验所测温度中，当温度为_时果汁量最多，此时果胶酶的活性_。当温度再升高时，果汁量降低，说明_。(3)实验步骤的目的是_。答案(1)果胶 (2)40 最高酶活性降低(3)避免果汁和果胶酶混合时影响混合物温度，从而影响果胶酶活性解析(1)高等植物细胞壁

6、和胞间层的主要组成成分之一是果胶，而果胶酶则是水解果胶的一类酶的总称。(2)通过表中数据可知：在40 时，产生的果汁量最多，在题中所给的温度范围内，40 时酶活性最高。当温度再升高时，出汁量降低，酶的活性降低。(3)因为酶具有高效性，使底物与酶的温度都达到预定值后再混合，可避免其事先发生反应，而引起结果的不准确。4(2019江苏盐城模拟)某同学用含有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)66 cm蛋白膜40 b(脂肪酶洗衣粉)66 cm蛋白膜40 c(蛋白酶洗衣粉)66 cm淀粉膜40 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有_

7、。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_。答案(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等a和b、a和c(2)蛋白膜消失的时间长短(3)在蛋白酶催化作用下蛋白质水解，产物溶于水中(4)酶蛋白进入环境后容易被微生物分解，避免过多的磷进入水体，造成水体富营养化解析(1)分析表格可知该实验的自变量有两个，即酶的种类、污染物的种类，因变量为污染物是否消失，无关变量为洗衣粉的用量、污染程度、水质、水的ph等，所以该实验的目的是探

8、究酶的作用具有专一性；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时间的长短来判断酶的催化效率，即蛋白膜消失的时间越短，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，水解产物溶于水中，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，大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，可以避免过多的磷进入水体，造成水体富营养化，有利于生态环境保护。5下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答：活化酵母细胞配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞(1)在_状态下，微生

9、物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复_状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时_。(2)影响实验的关键步骤是_。(3)如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目_。(4)观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明_；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明_。(5)固定化细胞技术一般采用包埋法固定化，原因是_。答案(1)缺水正常的生活体积会增大(2)配制海藻酸钠溶液(3)少(4)海藻酸钠浓度偏低海藻酸钠浓度偏高，制作失败(5)细胞个体大，不易从包埋材料中漏出解析(1)酵母菌在干燥时，处于休眠状态，需加水活化，否则制成的固定化酵母菌在发酵时酶活性较低且酵

10、母菌增殖缓慢。(2)该实验的关键是海藻酸钠溶液的配制。(3)如果海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。(4)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。(5)由于酵母菌细胞个体较大，不易从包埋材料中漏出，故细胞的固定化一般采用包埋法。620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年代又发明了固定化酶与固定化细胞技术。请回答：(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_，与固定化酶相比，固定化细胞技

11、术的优点是_。(2)制备固定化酵母细胞利用的方法是下图中的_(填出号码及名称)。常用的载体是_。(3)制备固定化酵母细胞时，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。答案(1)可以回收利用，提高产品品质活细胞成本更低，操作更容易，且能催化一系列化学反应(2)包埋法海藻酸钠(3)cacl2解析(1)固定化酶技术将酶固定于不溶于水的载体上，实现了酶的回收利用，并且还能提高产品品质(产品中不含酶)；固定化细胞技术是将活细胞固定起来，成本更低，操作更容易，且可以催化一系列化学反应。(2)制备固定化酵母细胞应采用包埋法，图中依次表示化学结合法、物理吸附法和包埋法。包埋法制备固定化酵母细胞常用

12、的载体是海藻酸钠。(3)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合后需要利用cacl2形成凝胶珠。7(2019江苏如皋开学考)亚洲人体内普遍缺乏乳糖酶，造成饮用牛奶后出现肠胀、腹胀、腹泻等不良症状。某牛奶制品生产厂家致力于开发生产低乳糖新品，欲筛选出高产乳糖酶的微生物，制备乳糖酶并固定化，具体步骤如下：根据相关信息，回答下列问题：(1)筛选产乳糖酶的微生物时，宜用_作为培养基中的唯一碳源。(2)科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定乳糖酶，以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。研究结果如下图所示。固定化酶催化化学反应的总效率为酶活力，包括_和_等方面，根据图示信息，在_的条件固定化酶催化效果较好。(3)实验者还

13、进行了海藻酸钠固定化乳糖酶及化学结合法固定化乳糖酶的催化效果的比较研究，发现用_法固定化酶的效果更好，原因可能是_。(4)工业生产中，使用固定化酶和使用游离酶相比，优点是_。答案(1)乳糖(2)酶活性酶的数量约35 、海藻酸钠浓度为3%(3)化学结合酶分子较小，容易从包埋物中漏出，从而降低酶活力(4)可以重复使用；产物易纯化解析(1)根据酶的专一性可知，乳糖酶可以催化乳糖分解，所以筛选产乳糖酶的微生物时，宜用乳糖作为培养基中的唯一碳源。(2)固定化酶催化化学反应的总效率为酶活力，包括酶活性和酶数量等方面。分析甲、乙两图，甲图中固定化酶与游离酶相比，对温度变化的适应性更强，约35 时其活力最高；

14、乙图曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时的酶活力最高。(3)酶分子较小，容易从包埋物中漏出，从而降低酶活力，所以固定化酶一般用化学结合法，而不用包埋法。(4)与使用游离酶相比，固定化酶具有可以重复使用、产物易纯化等优点。8下图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题：(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有_功能。(2)甲装置中，b是血红蛋白溶液，则a是_；乙装置中，c溶液的作用是_。(3)甲装置用于_，目的是_。用乙装置分离蛋白质的方法叫_，是根据_分离蛋白质的有效方法。(4)用乙装置分离血红蛋白时，待_时，用试管收集流出液，每5 ml收集一管，连续收集。答案(1)运输(2)磷酸缓冲液洗脱血红蛋白(3)透析(粗分离)去除样品中相对分子质量较小的杂质凝胶色谱法相对分子质量的大小(4)红色的蛋白质接近色谱柱底端解析血红蛋白能携带氧气，体现了蛋白质的运输功能。甲图是透析(粗分离)装置图，将透