2022年高三生物一輪復習 專題4 新人教版選修1

2022年高三生物一輪復習 專題4 新人教版選修1 1．(xx屆濟南期末)工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細胞壁以提高出汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響，某學生設計了如下實驗： 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10min(如圖A) 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B) ③將步驟②處理后的混合物過濾，收集濾液，測果汁量(如圖C) ④在不同溫度條件下重復以上實驗步驟，并記錄果汁量如下： 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)上述實驗，請分析回答下列問題： (1)果膠酶能除去細胞壁，是因為果膠酶可以促進細胞壁中________的水解。 (2)實驗結(jié)果表明，當溫度為________時果汁量最多，此時果膠酶的活性________。當溫度再升高時，果汁量降低，說明________。 (3)實驗步驟①的目的是 ________________________________________________________________________。 解析：本題是對果膠酶活性在不同溫度下的定量測定。 (1)細胞壁和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，產(chǎn)生的果汁量最多，在題中所給的溫度范圍內(nèi)，40℃時酶活性最高。當溫度升高時，出汁量降低，酶的催化活性降低。 (3)因為酶具有高效性，將底物與酶的溫度都達預定值后再混合，避免其事先發(fā)生反應，而引起結(jié)果的不準確。 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影響混合物溫度，從而影響果膠酶活性 2．果膠是植物細胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層。在果汁生產(chǎn)中應用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請你幫助完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的實驗課題。 實驗用具和材料：磨漿機、燒杯、試管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、紗布、蘋果、質(zhì)量分數(shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水等。 課題一：驗證果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 實驗方法及步驟： (1)將蘋果洗凈去皮，用磨漿機制成蘋果泥，加入適量蒸餾水備用。 (2)取兩個100 mL潔凈的燒杯，分別編號1、2，按相應程序進行操作，請把表中未填寫的內(nèi)容填上。 操作順序 項目 燒杯 1 2 ① 在燒杯中加入蘋果泥 20 mL 20 mL ② 2 mL ③ 注入蒸餾水 ④ 在恒溫水浴中保溫，并用玻璃棒不時攪拌 10 min 10 min (3)取兩個大燒杯，同時進行過濾。觀察(或比較)____________________，并記錄結(jié)果。 實驗結(jié)果的預測及結(jié)論： 如果是__________________，則說明果膠酶對果膠的水解具有催化作用。 課題二：探索果膠酶催化果膠水解的最適pH (1)本課題的實驗步驟中，在完成“向燒杯中分別加入蘋果泥、向試管中分別注入果膠酶溶液、編號、編組”之后，有下面兩種操作： 方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調(diào)至4、5、6……、10。 方法二：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥的pH分別調(diào)至4、5、6……、10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。 請問上述哪一種方法更為科學：________，并說明理由： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實驗步驟中也有玻璃棒攪拌的操作，其目的是使 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________以減少實驗誤差。 (3)如果用曲線圖的方式記錄實驗結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，橫坐標表示pH，縱坐標表示________，實驗操作和記錄是比較切實可行的。根據(jù)你對酶特性的了解，在下圖中選擇一個最可能是實驗結(jié)果的曲線圖：________。若實驗所獲得的最適pH＝m，請你在所選的曲線圖中標出“m”點的位置。 解析：果膠酶可以提高果汁的出汁率和澄清度。方法二是將試管中的果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥的pH分別調(diào)至4、5、6……10，再把pH相等的兩溶液相混合，這樣操作能夠確保酶的反應環(huán)境從一開始便達到實驗預設的pH環(huán)境。否則，由于酶在pH升高或降低時把果膠分解了，造成誤差。實驗操作中要用玻璃棒不時攪拌的目的是使酶和反應物(果膠)充分地接觸，以減少實驗誤差。試驗中的坐標圖，橫坐標表示pH，縱坐標表示果汁體積最合適。在一定范圍內(nèi)，隨pH增大，酶的活性增強，果汁產(chǎn)生多、體積增多；超過最適pH，隨pH增大，酶的活性減弱，果汁產(chǎn)生少、體積減小。 答案：課題一：(2)②注入果膠酶溶液?、? mL (3)相同時間內(nèi)濾出的果汁體積和果汁的澄清度 實驗結(jié)果的預測及結(jié)論：相同時間內(nèi)1號燒杯濾出的果汁體積比2號燒杯濾出的果汁體積大，澄清度高 課題二：(1)方法二　此方法的操作能夠確保酶的反應環(huán)境從一開始便達到實驗預設的pH (2)酶和反應物(果膠)充分地接觸 (3)果汁體積　甲　如右圖 3．(xx年江蘇高考)為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份，進行3組實驗。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實驗條件均相同，下表為實驗記錄。請回答下列問題。 水溫/℃ 10 20 30 40 50 組別 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 清除血漬 時間/min 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 清除油漬 時間/min 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 (1)提高洗衣粉去污能力的方法有________。甲組在洗衣粉中加入了________。乙組在洗衣粉中加入了 ________________________________________________________________________。 (2)甲、乙組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)如果甲、乙和丙3組均在水溫為80℃時洗滌同一種污漬，請比較這3組洗滌效果之間的差異并說明理由。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學物質(zhì)包裹的，遇水后包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用。請說明這是否運用了酶的固定化技術(shù)及其理由。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：丙組為對照實驗，為排除無關(guān)因素干擾。消除污漬所用時間越短，說明酶的去污能力越強。通過表格數(shù)據(jù)可以看出，適當提高溫度可以提高酶的催化能力。加酶后，去污效果也有明顯提高。甲組能消除血漬而不能消除油漬，因此，甲組洗衣粉中加入了蛋白酶。乙組能消除血漬和油漬，說明乙組在洗衣粉中加入蛋白酶和脂肪酶。根據(jù)甲、乙組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有專一性。由于高溫使酶變性而失活，所以甲、乙、丙三組均在水溫80℃時洗滌同一種污漬，洗滌效果無差異。因為酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復利用，因此加酶洗衣粉中的生產(chǎn)未運用酶的固定化技術(shù)。 答案：(1)加酶和適當提高溫度　蛋白酶　蛋白酶和脂肪酶 (2)專一性 (3)沒有差異，因為高溫使酶失活 (4)未運用酶的固定化技術(shù)，因為酶未固定在不溶于水的載體上，也不能重復利用 4．從土壤的嗜堿性短小芽孢桿菌中首先分離選育到一株產(chǎn)生低溫型堿性蛋白酶的高產(chǎn)菌株。該菌株具有嗜堿性強、不易染菌、生產(chǎn)性狀穩(wěn)定等特點。該菌產(chǎn)堿性蛋白酶能力強，每毫升發(fā)酵活力達9 000單位(28℃測定)、5 000單位(20℃測定)和18 000單位(40℃測定)，在全國五種堿性蛋白酶的性能比較中，該蛋白酶在28℃下所占有酶活力比例高于國內(nèi)同類產(chǎn)品，表明具有低溫型酶的特性。該產(chǎn)品用于加酶洗衣粉，可提高去污力1～2倍，特別在常溫下對血漬、奶漬等蛋白污垢有專一性的去污效果。 根據(jù)以上材料回答下列問題： (1)從土壤中分離嗜堿性短小芽孢桿菌應用________(功能)培養(yǎng)基，從物理形態(tài)上應選用________培養(yǎng)基。 (2)為什么該菌株產(chǎn)的堿性蛋白酶的活力在不同溫度下發(fā)酵活力不同？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)試分析該產(chǎn)品在常溫下對血漬、奶漬等蛋白質(zhì)污垢有專一性的去污效果的原因。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若要比較添加該蛋白酶的洗衣粉與普通洗衣粉的洗滌效果，應注意控制實驗變量，請列舉均衡無關(guān)變量的措施(至少三條)： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 (5)在日常生活中使用洗衣粉時，有人先用沸水溶解洗衣粉再浸泡衣物，該種方法能否用于題目中所說的加酶洗衣粉？為什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)培養(yǎng)基中加入某種化學物質(zhì)，以抑制不需要的微生物的生長，促進所需要的微生物的生長，稱為選擇培養(yǎng)基，其用途是培養(yǎng)、分離出特定微生物；固體培養(yǎng)基用于微生物的分離、鑒定、活菌計數(shù)等。 (2)酶的活性受溫度影響，最適溫度下酶的活性最高，當溫度低于最適溫度時，隨著溫度的升高其活性逐漸增強。 (3)酶的專一性特點，一種酶只能催化一種或一類化學反應，血漬、奶漬的主要成分為蛋白質(zhì)，蛋白酶能分解蛋白質(zhì)，但不能分解其他成分。 (4)實驗設計方案中要考慮控制變量，以減少實驗誤差，增強實驗的可信度。控制變量可從酶作用的底物、作用的時間及作用的條件等方面采取措施。 (5)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，遇沸水會變性失活從而失去催化蛋白質(zhì)類污垢分解的功能。 答案：(1)選擇　固體　(2)酶作為生物催化劑，其活力受溫度影響，在最適溫度下酶的活性最強　(3)酶具有專一性的特點，即一種酶只能催化一種或一類化學反應，所以蛋白酶只能將血漬、奶漬等蛋白質(zhì)污垢分解，對其他類型污垢不起作用 (4)①使用兩種洗衣粉的量相同?、诒幌礈斓牟剂霞拔蹪n狀態(tài)相同?、巯礈鞎r所用水量及溫度(一般為常溫)相同 ④浸泡和洗滌的時間相同(答出三條即可) (5)不能。因為堿性蛋白酶的成分為蛋白質(zhì)，遇高溫會變性失活而失去催化功能 5．(xx年廣州)請回答下列有關(guān)生物技術(shù)實驗問題。 (1)根據(jù)果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用的系列實驗結(jié)果回答下列問題： ①能正確表示溫度對果膠酶活性影響的曲線是____________。 ②能正確表示pH對果膠酶活性影響的曲線是________。 ③在原材料有限的情況下，能正確表示相同時間內(nèi)果膠酶的用量對果汁產(chǎn)量影響的曲線是________。 (2)某種全自動洗衣機的水溫有冷水、45℃溫水、90℃熱水三種設置，洗滌方式有直接洗滌和浸泡20分鐘后洗滌兩種設置。如果用加酶洗衣粉洗滌有陳舊牛奶漬的棉質(zhì)衣服，洗衣機選擇哪種水溫和洗滌方式洗滌效果最好？ ________________________________________________________________________。 (3)用含有蛋白酶的洗衣粉洗滌絲綢衣物和羊毛衣物是否合適？為什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：酶的催化效率容易受溫度、pH值的影響。絲綢衣物和羊毛衣物的主要成分是蛋白質(zhì)。 答案：(1)①乙　②乙?、郾? (2)45℃溫水浸泡，20分鐘沖洗 (3)不合適，因為絲綢衣物和羊毛衣物的主要成分是蛋白質(zhì)，用含蛋白酶的洗衣粉洗滌會分解其中的蛋白質(zhì)，破壞衣物。 6．酶是生物體內(nèi)細胞合成的生物催化劑，沒有酶，生物體內(nèi)的所有代謝反應都不能進行。隨著生物科學技術(shù)的發(fā)展，酶已經(jīng)走出實驗室走進人們的生產(chǎn)和生活。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層，使榨取果汁更容易，也使得渾濁的果汁變得更加澄清。請回答下列有關(guān)酶的問題： (1)每當?shù)搅素S收的季節(jié)，蘋果堆滿了倉庫，如果交通不便，就會有很多蘋果因保存不當或不能及時運出，而漸漸腐爛變質(zhì)，蘋果腐爛的原因是： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 其中能使蘋果腐爛的微生物的同化作用類型是________。為了減少損失，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，人們想到了榨取果汁，要想使果汁盡可能多的榨出來，應加入果膠酶，在該物質(zhì)的作用下，果膠分解成可溶性的________。 (2)探究溫度對果膠酶活性影響的實驗步驟：a.用攪拌器制蘋果泥，并適量且等量注入到6支試管中；同時另取6支試管各注入適量且等量的果膠酶溶液；b.取6個燒杯分別編號1、2、3、4、5、6，依次注入適量30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的水，恒溫水??；c.每一燒杯中分別放入裝有等量蘋果泥和果膠酶的試管，保溫3 min；d.將各組燒杯中試管內(nèi)的蘋果泥和果膠酶混合均勻，振蕩試管，反應一段時間；e.過濾，比較獲得蘋果汁的體積。 ①c中將分別裝在不同試管中的蘋果泥和果膠酶恒溫處理的目的是________________________________________________________________________。 ②有人認為該實驗缺乏對照，應補充一組蘋果汁和蒸餾水相混合的實驗，你認為有沒有必要？________。 ③若繼續(xù)探究果膠酶的最適用量，則在實驗過程中溫度、________等因素應保持不變(列舉兩個)。 (3)由霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的果膠酶是食品加工業(yè)中使用量較大的酶制劑之一，若通過固定化霉菌細胞生產(chǎn)果膠酶，則在配制海藻酸鈉溶液時，要注意______________，否則可能出現(xiàn)焦糊。固定化細胞技術(shù)一般采用包埋法固定化，原因是__________________。 (4)加酶洗衣粉中應用最廣泛、效果最明顯的是________酶和________酶，其中前者能將血漬、奶漬等含有的________水解成________使污漬容易脫落。同時后者可將脂肪水解成________和__________。 (5)使用加酶洗衣粉清洗衣物時，需要注意的問題有(多選) (　　) A．應該用溫水來溶化加酶洗衣粉 B．用來溶化加酶洗衣粉的清水的pH越接近中性效果越好 C．最好先把衣物放在含有加酶洗衣粉的水中浸泡片刻 D．加酶洗衣粉一般只適宜用于清洗化纖衣物 解析：(1)蘋果堆滿倉，由于空氣不通暢，易使其進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精而使之腐爛，除此之外，還寄生有微生物，以腐爛的蘋果為有機物的來源，其同化作用類型以異養(yǎng)型為主，果膠酶瓦解細胞壁及胞間層使榨取果汁更容易。 (2)探究溫度對酶活性影響的實驗中，溫度是自變量，但為了保證實驗的正常進行，必須預先達到實驗要求條件，該實驗利用溫度梯度作為相互對照，因此也就沒必要補充蘋果汁和蒸餾水相混合的實驗作對照了。 (3)固定化細胞技術(shù)操作時，為了避免海藻酸鈉溶液出現(xiàn)焦糊，要注意用小火加熱或間斷加熱，由于細胞體積大，不易從包埋材料中漏出，所以固定化細胞技術(shù)一般采用包埋法固定化。 (4)由于生活用水多呈弱堿性，所以堿性酶制劑的使用效果更佳。 (5)由于酶的作用要有適宜的條件如溫度、pH，且專一性，所以使用時要注意外部條件。 答案：(1)①蘋果進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精使細胞死亡 ②微生物侵染　異養(yǎng)型　半乳糖醛酸 (2)①保證底物和酶在混合時的溫度是相同的 ②沒有　③pH、蘋果泥含量 (3)加熱時用小火或間斷加熱 細胞體積大，不易從包埋材料中漏出 (4)堿性蛋白　堿性脂肪　蛋白質(zhì)　氨基酸或小分子的肽　甘油　脂肪酸　(5)A、B、C