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夯基提能练 35 酶的研究与应用
答案和解
析在卷尾
第一部分【夯实基础】
1.(2021·全国甲卷，37)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验
比较了几种洗衣粉的去渍效果(“＋”越多表示去渍效果越好)，实验结果见下
表。
加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉(对照)
血渍 ＋＋＋ ＋ ＋＋＋ ＋
油渍 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋
根据实验结果回答下列问题：
(1)加酶洗衣粉A中添加的酶是________；加酶洗衣粉B中添加的酶是________；
加酶洗衣粉C中添加的酶是________。
(2) 表 中 不 宜 用 于 洗 涤 蚕 丝 织 物 的 洗 衣 粉 有 ________ ， 原 因 是
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3) 相 对 于 无 酶 洗 衣 粉 ， 加 酶 洗 衣 粉 去 渍 效 果 好 的 原 因 是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(4)关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到
应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指
________________________________________。固定化酶在生产实践中应用的
优点是________________________________(答出1点即可)。
2.(2022·湖南长郡中学阶段考)某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有
如下部分说明。
成分：含碱性蛋白酶等。
用法：洗涤前先将衣物浸泡于含洗衣粉的水中数小时。使用温水效果更佳。
注意：①切勿用于洗涤丝质和毛质衣料。②用后需要彻底清洗双手。请回答以下问题。
(1)质检局针对该洗衣粉设计了如图所示的实验进行检验，该实验的目的是
_____________________________________________________________________
___。
(2)某学生为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述实验(1)的实验材
料及方法进行了有关实验，并把实验结果用图中的曲线表示。
①该实验中，温度、pH分别属于________变量、________变量。
②由图可知，该加酶洗衣粉的最适宜使用温度为________。
③在0 ℃和75 ℃时，酶的催化效率极低，甚至降为零，但温度再度回到 45
℃ ， 后 者 的 催 化 作 用 已 不 能 恢 复 ， 这 是 因 为
____________________________________________________。
④ 该 学 生 在 实 验 过 程 中 可 直 接 测 定
____________________________________________，以此来表示酶的催化效率。
(3) 该 加 酶 洗 衣 粉 不 能 用 于 洗 涤 丝 质 和 毛 质 衣 物 ， 其 主 要 原 因 是
_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4) 为 什 么 用 后 需 要 彻 底 清 洗 双 手 ？
_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
第二部分【能力提升】
4.(2020·全国卷Ⅱ，37)研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α－淀粉酶A3，并对其进行了研究。回答下列问题：
(1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试
剂是________，也可采用斐林试剂检测________的增加。
(2)在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶
中添加SDS，SDS的作用是_____________________________________
_____________________________________________________________ 和
_______________________________________________________________。
(3)本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，
结果如图所示。某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依
据
_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4) 在 制 备 A3 的 固 定 化 酶 时 ， 一 般 不 宜 采 用 包 埋 法 ， 原 因 是
_____________________________________________________________________
_________(答出1点即可)。
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O 或CO 的
2 2
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：A 为________，B 为________。凝胶色谱法是根据
________分离蛋白质的有效方法。
(2)洗涤红细胞的目的是去除________；离心速度过高和时间过长会使________
一同沉淀，达不到分离的效果。洗涤干净的标志是________。释放血红蛋白的
过程中起作用的是________。
(3)在洗脱过程中加入物质的量浓度为20 mmol/L的磷酸缓冲液(pH为7.0)的目的
_____________________________________________________________________
_______________。
5.(2022·广东东莞期中)苹果汁是人们喜欢的饮料，但未经处理的苹果汁在放置
过程中会产生褐色物质，某果汁生产企业设计了如图所示的生产流程，所生产
的苹果汁无色透明，回答下列问题。
苹果→破碎→灭菌→脱胶→过滤→吸附→浓缩→灭菌→灌装
(1)在苹果汁生产过程中，一般多采用高温瞬时灭菌法(95～100 ℃，15 s)与高压
蒸 汽 灭 菌 法 相 比 ， 这 种 灭 菌 方 法 在 条 件 控 制 方 面 的 区 别 是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___(答出两点)。
(2)苹果汁生产过程中，在“脱胶”时加入了适量的果胶酶，果胶酶能够提高果
汁 的 出 汁 率 和 澄 清 度 ， 原 因 是
__________________________________________________________。
在果汁生产中，除了酶和苹果的用量，影响果汁产量的因素还有
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
___(答出两点)。
(3)果胶酶并不是一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，工业生产中若要分离
出不同的果胶酶，可采用凝胶色谱法，该方法分离蛋白质的基本原理是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___。
为了提高果胶酶的重复使用率，降低生产成本，可以将果胶酶进行固定化，一
般 说 来 ， 酶 固 定 化 较 适 合 采 用 的 方 法 是
___________________________________________________。
(4)将完成脱胶、过滤后得到的果汁，输入“吸附树脂柱”中，以一定的流速通
过树脂柱后，果汁颜色变浅甚至消失，据此推测，树脂柱的作用是
_________________________________________________________________。
果汁中有色物质含量的多少，可以用比色法进行测定，该方法的基本思路是
_____________________________________________________________________
___。
第三部分【综合拓展】
6.(2022·河南许昌调研)甘薯俗称“红薯”，它含有丰富的糖、蛋白质和膳食纤
维。民间常用甘薯酿酒，从而提高其经济价值。回答下列问题：
(1)为提高甘薯的利用率，在工业化生产时，可加入果胶酶和淀粉酶，其中果胶
酶可将果胶分解为________。
(2)利用酵母菌发酵甘薯汁，常需要将温度控制在________。
(3)为了提高酵母菌的利用率，研究人员对酵母菌进行了固定化，过程：酵母细
胞活化→________→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。海藻酸钠溶化时，最好采用________的方法。上述固定化酵母细
胞的方法称为________法。
(4)普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，现通过基因工程方法得到了可高效利
用淀粉的工程酵母菌菌种。以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同
的适宜条件下密闭发酵一段时间后，接种________________菌的发酵罐需要先排气，其原因是___________________________________________________。
7.(2022·河北唐山一中模拟)图1表示制备固定化酵母细胞的某步操作，图2是利
用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。请据图分析回答下列问题：
(1)图1中，将溶化好的海藻酸钠溶液________，加入已活化的酵母细胞，进行
充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。
(2)图1中制备的凝胶珠用________________________后再转移到图2装置中。
(3)下面制备固定化酵母细胞的步骤，正确的是________。(填字母)
①配制 CaCl 溶液 ②配制海藻酸钠溶液 ③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
2
④酵母细胞的活化 ⑤固定化酵母细胞
A.①②③④⑤ B.④①③②⑤
C.④⑤②①③ D.④①②③⑤
(4)若用固定化酶技术生产高果糖浆，需要使用________酶。从酶数量的角度分
析，与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是________。如果反应物是大分
子物质，应采用固定化________(填“酶”或“细胞”)技术。参考答案及解析
1.答案 (1)蛋白酶 脂肪酶 蛋白酶和脂肪酶 (2)加酶洗衣粉A和C 其中所
含有的碱性蛋白酶可将蚕丝蛋白水解为可溶性氨基酸和小分子肽，对蚕丝织物
造成破坏 (3)酶可以将污渍中的大分子物质分解为小分子物质，使污渍易从衣
物上脱落 (4)利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术 固定化酶能
够反复利用，易于回收
解析 (1)由题表可知，加酶洗衣粉A去血渍的效果较好，加酶洗衣粉B去油渍
的效果较好，加酶洗衣粉C去血渍和油渍的效果都较好。蛋白酶能将血渍等含
有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子肽，使污渍从衣物上脱落，
脂肪酶能将油渍中的脂肪分解成小分子物质。因此加酶洗衣粉 A、加酶洗衣粉
B、加酶洗衣粉C中分别添加的酶是蛋白酶、脂肪酶、蛋白酶和脂肪酶。(2)蚕
丝织物的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶水解破坏，故不能用含蛋白酶的洗衣
粉洗涤蚕丝织物。加酶洗衣粉A和加酶洗衣粉C都含有蛋白酶。(3)加酶洗衣粉
是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常见的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉
酶和纤维素酶。相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是蛋白酶能
将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使
污渍容易从衣物上脱落，脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、
淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。(4)固定化酶
技术是指利用物理或化学的方法将酶固定在一定空间内的技术。固定化酶的优
点有能够反复利用，易于回收，从而能降低生产成本等。
2.答案 (1)检验该洗衣粉是否含有蛋白酶(或检验该洗衣粉中的蛋白酶是否有
活性) (2)①自 无关 ②45 ℃ ③75 ℃时酶的空间结构已遭到破坏，使酶
永久失活 ④胶片上的蛋白膜消失所需时间的长短 (3)丝质和毛质衣物所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣物 (4)因为皮肤细胞中有
蛋白质，若不彻底清洗双手，就可能会使手的皮肤受到损伤
解析 (1)质检局针对该加酶洗衣粉的“酶”进行质量检测，需设计以是否有酶
为自变量的对照实验，故需以高温处理后的该加酶洗衣粉与未处理的该加酶洗
衣粉进行洗涤对照实验。实验目的为检验该洗衣粉是否含有蛋白酶或检验该洗
衣粉中的蛋白酶是否有活性。(2)在探究洗衣粉中酶催化作用的最适温度时，应
在pH、洗衣粉的量、胶片上涂的蛋白膜的量等无关变量相同且适宜的情况下，
通过设置合理的温度梯度这一自变量来确定酶催化作用的最适温度。在最适温
度和pH条件下，酶的活性最高。温度或pH偏高或偏低，酶的活性都会降低。
高温、过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。本探究实验中，
可以用胶片上的蛋白膜消失所需时间的长短来表示酶的催化效率。(3)丝质和毛
质衣物所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣物，故加酶
洗衣粉不能用于丝质和毛质衣物的洗涤。(4)我们的皮肤细胞中含有蛋白质，此
类加酶洗衣粉用后需要彻底清洗双手，否则，可能会使手的皮肤受到损伤。
3.答案 (1)碘液 还原糖(或葡萄糖) (2)消除蛋白质所带净电荷对迁移率的
影响 使蛋白质发生完全变性 (3)在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得
的相对酶活性不同
(4)酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出
解析 (1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可依据淀粉遇碘液变蓝的原理
来检测底物淀粉的减少，也可以采用斐林试剂检测其水解产物还原糖的增加。
(2)在蛋白质分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常在凝胶中
添加SDS，SDS不仅能消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响，还能使蛋白质发
生完全变性，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。(3)据题图分析可知，在
pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同，因此可判断，缓冲
系统的组分对酶活性有影响。(4)在制备固定化酶时，一般采用物理吸附法或化
学结合法，不宜采用包埋法，因为酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出。
4.答案 (1)血红蛋白的释放 样品的加入和洗脱 相对分子质量的大小 (2)
杂蛋白(血浆蛋白) 白细胞 离心后的上清液不再呈现黄色 蒸馏水和甲苯
(3)准确模拟生物体内的生理环境，保证血红蛋白的正常结构和功能
解析 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。在样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定的过程中，每一步均采用了不同的操作技术，
需要注意。
答案 (1)温度较低、时间较短 (2)果胶酶能分解果胶、瓦解植物的细胞壁和
胞间层 pH、温度、酶催化反应的时间 (3)相对分子质量不同的蛋白质分子在
色谱柱中移动速度不同 化学结合法或物理吸附法 (4)吸附有色物质 将待测
果汁的颜色与标准显色液进行比较，找出与标准显色液最近的颜色，再通过计
算获得果汁中色素的含量
5.解析 (1)高温瞬时灭菌法(95～100 ℃，15 s)与高压蒸汽灭菌法(121 ℃、
100 kPa、15～30 min)相比，在条件控制方面的区别体现在温度较低、时间较
短。(2)果胶酶能分解细胞壁及胞间层，提高出汁率和澄清度。在果汁生产中，
除了酶和苹果的用量，影响果汁生产量的因素还有pH、温度、酶的催化反应时
间等。(3)凝胶色谱法分离蛋白质的基本原理是相对分子质量不同的蛋白质分子
在色谱柱中移动速度不同。由于酶分子较小，易从包埋材料中漏出，酶固定化
通常采用化学结合法或物理吸附法。(4)将完成脱胶、过滤后得到的果汁，输入
“吸附树脂柱”中，以一定的流速通过树脂柱后，果汁颜色变浅甚至消失，说
明树脂柱的作用是吸附有色物质，果汁中有色物质含量的多少，可以通过比色
法进行测定，该方法的基本思路是将待测果汁的颜色与标准显色液进行比较，
找出与标准显色液最近的颜色，再通过计算获得果汁中色素的含量。
6.答案 (1)半乳糖醛酸 (2)18～25 ℃
(3)配制CaCl 溶液 小火或者间断加热 包埋 (4)工程酵母 工程酵母利用淀
2
粉的能力更强，产生CO 速率更快
2
解析 (1)果胶酶可将果胶分解为半乳糖醛酸。(2)酵母菌发酵的适宜温度为18
～25 ℃。(3)固定化酵母菌的流程是酵母细胞活化→配制CaCl 溶液→配制海藻
2
酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。海藻酸钠溶化时，
最好采用小火或者间断加热的方法，避免海藻酸钠焦糊。题述固定化酵母细胞
的方法称为包埋法。(4)接种工程酵母菌的发酵罐需要先排气，因为工程酵母菌
利用淀粉的能力更强，产生CO 速率更快。
2
7.答案 (1)冷却至室温 (2)蒸馏水冲洗2～3次 (3)D (4)葡萄糖异构 多
酶系统(或一系列酶或多种酶) 酶
解析 (1)在将海藻酸钠溶液和酵母细胞混合时，应将完全溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞，否则会因温度过高而导致酵母细胞
死亡。(3)制备固定化酵母细胞的正确步骤是酵母细胞的活化→配制 CaCl 溶液
2
→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。(4)葡
萄糖异构酶能将葡萄糖转化成果糖，因此用固定化酶技术生产高果糖浆，需要
使用葡萄糖异构酶。
