高考生物一轮复习 第一编 考点通关 考点43 酶的应用和蛋白质的提取和分离练习（含解析）-人教版高三生物试题

考点43酶的应用和蛋白质的提取和分离一、基础题组1．下列关于果胶酶说法正确的是()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解析果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等，果胶酶的化学本质是蛋白质。2．将经处理破裂后的红细胞混合液以2000r/min的速度离心10min后，离心管中的溶液分为四层，从上到下的顺序依次是()A．血红蛋白、甲苯层、脂溶性物质层、沉淀层B．甲苯层、沉淀层、血红蛋白、脂溶性物质层C．脂溶性物质层、血红蛋白、甲苯层、沉淀层D．甲苯层、脂溶性物质层、血红蛋白、沉淀层答案D解析混合液经离心后，按密度大小排列，在离心管中从上到下的顺序依次是：第一层为无色透明的甲苯层；第二层为白色薄层固体，是脂溶性物质沉淀层；第三层为红色透明液体，这是血红蛋白的水溶液；第四层为暗红色沉淀物，主要是红细胞破碎物沉淀。3．下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A．可用包埋法制备固定化酵母细胞B．反应产物对固定化酶的活性没有影响C．葡萄糖异构酶固定前后专一性不同D．固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应答案A解析由于细胞相对于酶来说更大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法固定化，A正确；某些反应产物可能与酶结合，致使酶的结构产生变化，从而改变酶的催化活性，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，并提高酶的稳定性，酶的各项特性(如高效性、专一性和作用条件的温和性)依然保持，C错误；固定化细胞在多步酶促反应中发挥连续催化作用，但不一定可以催化各种反应底物的反应，D错误。4．已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，其分子大小、所带电荷的性质和数量情况如图所示，下列有关该样品中蛋白质的分离的叙述正确的是()A．将样品装入透析袋中透析12h，若分子乙保留在袋内，则分子丙也保留在袋内B．若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最快C．若将样品以2000r/min的速度离心10min，分子戊存在于沉淀中，则分子甲也存在于沉淀中D．若用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子戊形成的电泳带相距最远答案A解析从图示可以看出，五种蛋白质分子量大小依次为丙＞丁＞乙＞戊＞甲，利用透析分离时，由于丙的相对分子质量大于乙，若分子乙保留在袋内，则丙也在袋内，A正确；用凝胶色谱柱分离时，蛋白质相对分子质量越大，则移动速度越快，故移动最快的为丙，B错误；由于戊的相对分子质量大于甲，当离心分离时，戊在沉淀中，甲不一定，C错误；用电泳分离时，由于SDS所带负电荷大大超过了蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同种蛋白质间电荷差别，使电泳迁移率完全取决于分子的大小，故相距最远的是甲和丙，D错误。5．我国水果生产发展迅速，但由于收获的季节性强，易造成积压、腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。在果汁生产中要用到果胶酶，某生物研究小组为了探究温度对果胶酶活性的影响，进行了如图所示实验。(1)请将图中所示的操作进行排序：________________。(2)对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图中曲线所示：①图中自变量是温度，除此之外还可以是________。A．酶的浓度 B．苹果泥的量C．水的加入量 D．pH②图中的纵坐标还可用________________来表示。③实验组改变实验条件后重复做实验，得到曲线乙，两次实验中苹果汁的体积的最高点对应的横坐标是同一位置的原因是____________________________________________。④步骤c中，将两者分装在不同试管中进行恒温处理的目的是____________________________________________。(3)如表所示是某实验小组的详细实验结果：温度/℃1020304050607080苹果汁的产量/mL813152515121110根据上述实验结果可知，当温度为________时苹果汁的产量最多，能不能确定该温度就是果胶酶的最适温度？如果不能，请设计出进一步探究果胶酶的最适温度的实验方案。答案(1)acdb(2)①D②苹果汁的澄清度③同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物量不同而改变④保证底物和酶在混合时的温度是相同的(3)40℃不能再设置多套装置，在30～50℃范围内，以更小的温差(如0.5℃)测量在更小范围的温度内的果汁的产量，果汁的产量最高的温度更接近酶的最适温度。解析(1)实验顺序是准备苹果泥和配制果胶酶、苹果泥和果胶酶分别水浴保温、苹果泥和果胶酶混合保温、过滤果汁后用量筒计量。(2)果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系；且每一种酶都有一个最适温度和最适pH，且这两个值恒定。衡量实验结果的指标有两个：一是果汁的量，另一个是果汁的澄清度。为了保证实验在相应温度下进行，必须使酶和底物分别保温达到要求后再混合。(3)根据表格中数据可看出，在40℃时产生的果汁量最多。要将温度确定得更加精确，在30～50℃范围内，以更小的温差(如0.5℃)设置自变量。6．为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。水温/℃1020304050组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍时间/min67668852518336347711126891167清除油渍时间/min93789587639182468575277769868(1)提高洗衣粉去污能力的方法有________________。甲组在洗衣粉中加入了________________。乙组在洗衣粉中加入了________________。(2)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有________。(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)专一性(3)没有差异，因为高温使酶失活(4)未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用解析血渍中既含蛋白质也含脂肪，油渍中只含脂肪，为加速污渍的水解，需要加酶或适当提高温度。对比同一温度下的三组实验可知，甲加了一种酶，乙加了两种酶。甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶具有专一性。水温为80℃时，酶失活，因而三组实验效果没有差别。固定化酶是利用物理或化学的方法将酶固定在某种不溶于水的载体上，可以重复利用。7．下面为“DNA的粗提取与鉴定”实验的一些重要操作示意图，据图回答下列有关该实验的问题：(1)正确的操作顺序是__________________________。(2)上图C、E步骤都加入蒸馏水，但其目的不同，分别是__________________和__________________________________________。(3)图A步骤中所用酒精必须经过________才能使用，该步骤的目的是______________________。(4)为鉴定A中所得到的丝状物的主要成分为DNA，可加入________试剂，沸水浴，如果溶液变为________，则该丝状物的主要成分为DNA。答案(1)C→B→E→D→A(2)使鸡血细胞吸水涨破降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出(3)充分冷却提取含杂质少的DNA(4)二苯胺蓝色解析两次加入蒸馏水的作用：第一次是使鸡血细胞吸水涨破，DNA从细胞中释放出来进入滤液；第二次是降低NaCl溶液的浓度，使溶解于物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液中的DNA析出，与杂质分离。DNA可在沸水浴条件下与二苯胺试剂作用，被染成蓝色。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5mL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，将透析袋放入盛有300mL的物质的量浓度为20mmol·L－1的磷酸缓冲液中(pH为7.0)，主要目的是去除样品中相对分子质量较小的杂质。乙图是凝胶色谱装置图，C中液体也是20mmol·L－1的磷酸缓冲液，其作用是洗脱血红蛋白。这种分离蛋白质的方法叫凝胶色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。用凝胶色谱法分离各种大分子物质时，相对分子质量大的物质先洗脱出来，然后是相对分子质量小的物质分子。待红色的蛋白质接近色谱柱底端时，用试管收集流出液。9．下图表示制备固定化酵母细胞的过程，请据图回答下列问题：(1)在缺水状态下，微生物处于休眠状态。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)影响此实验成败的关键步骤是________________，此步的操作应采用____________________。(3)观察形成的凝胶珠颜色和形状：形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明__________________。(4)本实验所用的固定化技术是________，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是________________________________。(5)该实验中CaCl2溶液的作用是__________________。答案(1)正常的生活体积会增大(2)配制海藻酸钠溶液小火或间断加热(3)海藻酸钠的浓度偏高(4)包埋法酶分子很小，容易从包埋材料中漏出(5)使胶体聚沉解析(2)制备固定化酵母细胞的实验中，影响该实验成败的关键步骤是“配制海藻酸钠溶液”，该过程为了防止原料焦糊，应小火或间断加热。(3)如果海藻酸钠浓度过高，很难形成凝胶珠；如果浓度过低，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)由于酶分子很小，容易从包埋材料中漏出，因此制备固定化酶不宜采用包埋法。二、模拟题组10．(2019·南京师大附中模拟)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：①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃水浴中恒温处理10min(如图A)。②将果胶酶与苹果泥混合，再次在10℃水浴中恒温处理10min(如图B)。③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁(如图C)。④在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量如下：温度/℃1020304050607080果汁量/mL813152515121110根据上述实验，请分析回答下列问题：(1)果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中______________的水解。(2)实验结果表明，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①的目的是____________________________________。(4)为什么该实验能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)果胶(2)40℃最高酶活性降低(3)使酶和苹果泥处于同一温度条件下(4)果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶的能力解析(4)该实验中衡量结果的指标有两项，一是观察在相同的时间内，滤出苹果汁的体积的多少，体积多说明果胶酶活性高，将果胶分解得多，使果汁更好地流出；二是观察果汁的澄清度。11．(2019·苏常锡镇模拟)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，负责血液中O2的运输。请根据血红蛋白的提取和分离流程图回答问题。(1)将实验流程补充完整。(2)凝胶色谱法的基本原理是根据__________________________分离蛋白质的有效方法。(3)洗涤红细胞的目的是去除________，洗涤干净的标志是______________________。(4)分离血红蛋白时，由上到下第________层是血红蛋白水溶液。(5)下面是凝胶色谱法分离血红蛋白时样品的加入示意图，正确的加样顺序是______________________。(6)如果红色区带__________________，说明色谱柱制作成功。答案(1)血红蛋白的释放凝胶色谱柱的装填(2)相对分子质量的大小(3)杂蛋白(或血浆蛋白)离心后的上清液中没有黄色(4)三(5)④①②③(6)均匀一致地移动解析(4)分离血红蛋白时，由上到下第一层是无色透明的有机溶剂，第二层是脂溶性物质的沉淀层，第三层是血红蛋白水溶液，第四层是其他杂质的暗红色沉淀物，即血红蛋白位于第三层。(5)正确的加样顺序可依据样品在色谱柱及凝胶层中的渗入量进行分析，可以得出的是④①②③。12．(2019·江苏扬州检测)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)酵母细胞的固定采用的方法是________。(2)请完善该实验小组的同学制备固定化酵母细胞过程的步骤：①配制氯化钙溶液时应用蒸馏水。②海藻酸钠溶液应用____________加热。③海藻酸钠溶液必须____________才能加入酵母细胞。④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。①为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复使用，实验过程中，一定要在________条件下进行。②加入反应液后的操作是关闭____________________。③装置的长导管起到什么作用？______________________________________。(4)试分析图中，与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞最相似的是()答案(1)包埋法(2)②小火或间断③冷却至室温④氯化钙溶液凝胶珠(3)①无菌②活塞1和活塞2③释放CO2，减小反应柱内压力并可防止其他微生物污染(4)D解析(2)制备固定化酵母细胞时，首先要将酵母细胞活化，即将干酵母与蒸馏水混合并搅拌，使之活化；然后配制氯化钙溶液和海藻酸钠溶液；再将酵母细胞加入海藻酸钠溶液；最后用注射器将海藻酸钠和酵母细胞的混合物缓慢滴入氯化钙溶液中。(3)酵母菌发酵需要无氧条件，因此，加入反应液后，要想得到较多的酒精，需将活塞1和2都关闭。为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复使用，实验过程一定要在无菌条件下进行。装置中长导管用于释放CO2，并能防止空气中杂菌进入反应柱。(4)图中A、B、C分别表示物理吸附法、化学结合法和包埋法，D表示包埋的人工种子，它与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞最相似。三、高考题组13．(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，并具有一定的弹性答案D解析在酵母细胞固定化实验中，应该用小火、间断加热的方式使海藻酸钠缓慢溶解，A错误；将混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液进行固定化酵母细胞，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠，B错误；注射器(或滴管)出口应与液面保持适当的距离，以保证凝胶珠成为球状，C错误；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正确。14．(2017·江苏高考)为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如图。由图中实验结果能直接得出的结论是()A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力答案C解析由于污布1、2所用的酶量和洗衣粉类型不同，污布2、4所用洗衣粉类型不同、酶量相同，污布2、3所用酶量和洗衣粉类型相同，只能说明碱性纤维素酶对污布类型2的去污效果比对污布类型3强，但不能确定对污布类型2的去污力最强，A错误，C正确；本实验中没有对同一类型的污布用不同的洗衣粉处理，因此不能确定不同类型洗衣粉对碱性纤维素酶去污力的影响，B错误；本实验中没有对同一污布用相同类型洗衣粉在不同酶用量情况下进行处理，不能确定加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力，D错误。15．(2016·江苏高考)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实验，流程及结果如下。请回答下列问题：eq\x(\a\al(制备固定化绿,球藻凝胶球))→eq\x(\a\al(清洗,2～3次))→eq\x(\a\al(培养液,中培养))eq\o(→,\s\up7(取适量凝胶球))eq\x(\a\al(柠檬酸钠溶液溶解,凝胶球，测定藻数量))(1)实验中的海藻酸钠作用是________，CaCl2的作用是__________________________________。(2)为洗去凝胶球上残余的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24h后，移去凝胶球，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________海藻酸钠制备凝胶球。(4)图2中空白凝胶球组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24～48h间Zn2＋浓度下降速度较快的主要原因是____________________；72～96h间Zn2＋浓度下降速度较慢的原因有______________________________________________________________。答案(1)包埋绿球藻(包埋剂)与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)(2)培养液(生理盐水)海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)(3)2.0%(4)凝胶吸附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＋浓度较低解析(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用培养液或生理盐水来洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24h后，移去凝胶球，溶液呈绿色的原因是海藻酸钠浓度过低。(3)从图1看：当海藻酸钠浓度为2.0%时，绿球藻数量比其他浓度时多，所以要探索固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，宜选用浓度为2.0%的海藻酸钠制备凝胶球。(4)从图2中看，随着培养时间的延长，空白凝胶球组的Zn2＋浓度也下降，原因是凝胶可以吸附Zn2＋；从图1可以看出，24～48h间绿球藻增殖速度快，从而使得固定化藻实验组在24～48h间Zn2＋浓度下降速度较快；72～96h间绿球藻增殖速度减慢，再加上培养液中Zn2＋浓度较低，故72～96h间Zn2＋浓度下降速度较慢。16．(2015·海南高考)生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量。回答下列相关问题：(1)某同学用三种来源的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是________________________________________________________________________。(2)现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0℃、5℃、10℃、40℃下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有__________________和____________________。(3)某同学取5组试管(A～E)分别加入等量的同种果泥，在A、B、C、D4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶，然后，补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同；E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同。将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后，测定各组的出汁量。通过A～D组实验可比较不同实验组出汁量的差异。本实验中，若要检测加入酶的量等于0而其他条件均与实验组相同时的出汁量，E组设计________(填“能”或“不能”)达到目的，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)探究不同来源果胶酶的活性(2)4组的温度范围设置不合适各组的酶促反应受两个不同温度影响(3)不能E组加入蒸馏水而不是缓冲液违背了单一变量原则解析(1)根据题意，用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶酶活性的平均值并进行比较，可见实验的自变量是果胶酶的来源不同，因变量是果胶酶的活性，所以该实验目的是探究不同来源果胶酶的活性。(2)根据实验设计可知，该实验是探究果胶酶的最适温度，所以自变量是温度，因变量是果胶