2019秋生物人教版选修1习题：专题4课题3酵母细胞的固定化(含解析)

1、专题4酶的研究与应用 课题3酵母细胞的固定化 课堂演练当堂达标 - 1 下列关于使用固定化酶生产高果糖浆的说法，准确的是 （） 生产高果糖浆需要使用果糖异构酶 在反应柱的顶端装上分布着很多小孔的筛 板，防止异物的进入 将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，果糖溶液从反应柱的下端流 出反应柱能够降低生产成本，提升果糖的产量和质量 A B C. D 解析：反应柱的底端装有分布着很多小孔的筛板， 酶颗粒无法通过筛板上的小孔，葡 萄糖溶液从反应柱的上端注入，流经反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触， 使葡萄糖转化 成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能够连续使用，大大降低了生产成本，有利于果糖 的生产。 答案：C

2、 2 下列相关固定化酶和固定化细胞的叙述，准确的是 （） 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 固定化细胞能够催化各种反应底物的一系列反应 解析：细胞难以被吸附或结合，固定化细胞多采用包埋法， A 项准确；反应产物积累 能影响酶的结构，从而使酶的活性下降，B项错误；葡萄糖异构酶在固定前后专一性不变， 都是催化葡萄糖转化为果糖， C项错误；固定化细胞固定的是一系列的酶，能够催化一系 列的反应，但不能催化各种反应底物的一系列反应， D 项错误。 答案：A 3下列相关固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是 （） A 酶具有多样

3、性，固定化酶能够催化一系列酶促反应 B CaCl2溶液能够使海藻酸钠形成凝胶珠 C滴加酵母细胞与海藻酸钠混合液过快，会使凝胶珠带有尾巴 D 固定化细胞可重复利用的前提是防止其他微生物的污染 解析：固定化酶只能催化一种或一类酶促反应。 答案：A 4下列关于固定化酵母细胞的制备步骤中不恰当的是 ( ) A 应使干酵母与蒸馏水混合并搅拌，以利于酵母细胞活化 B .配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法 C.向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀 D .将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液滴入 CaCb溶液中，会观察到 CaCb溶液中, 有球形或椭球形的凝胶珠形成 解析： 在制

4、备固定化酵母细胞的过程中，刚溶化好的海藻酸钠溶液温度较高，需等其 冷却后才能加入已活化的酵母细胞，否则细胞会在高温下死亡。 答案： C 5. 下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答下列问题： 酵母细胞的活化-配制 CaCb溶液-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。活化前应选择充足大的容器，因为酵母细胞活化时 (2) 固定化细胞技术一般采用包埋法，而固定化酶常用 _ 和 _ 。 (3) 影响实验成败的关键步骤是 _ 。 (4) 海藻酸钠溶化过程的注意事项是 _ 。 (5)

5、 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 _ 。如果形 成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明 _ 。 解析： (1)酵母细胞在缺水的状态下休眠。活化是加入水使酵母菌恢复到生活状态。 酵母细胞活化后体积会增大。 (2) 固定化酶常用化学结合法和物理吸附法。 (3) 实验的关键是配制海藻酸钠溶液，得到凝胶珠。 (4) 海藻酸钠溶化过程要小火加热 (或间断加热 )，持续搅拌，使海藻酸钠完全溶化，又 不会焦煳。 (5) 海藻酸钠浓度过低，包埋的酵母菌就过少；海藻酸钠浓度过高，不易与酵母菌混 合均匀，形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形。 答案： (1)缺水 正常的生活 体积增大 (2) 化学结合法

6、 物理吸附法 (3) 配制海藻酸钠溶液 (4) 要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦煳 （5）少 海藻酸钠浓度偏高，制作失败 课后作业知能强化 - 1 下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是 （） A 固定化酶的主要目的是实现酶的重复使用 B 溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素 C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物 D 凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合 解析：A项，固定化酶技术是指将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接 触，又能与产物分离，可实现重复利用。 B 项，固定化酶发挥作用不需要供氧，溶解氧交 换受阻不会成为其应用的限制因素。 C项，固定化细胞只能用

7、于生产分泌到细胞外的产物， 否则无法获得需要的产物。 D项，用凝胶包埋细胞利用的是物理方法。 答案：B 2 下列不属于固定化酶在利用时的特点的是 （） A 有利于酶与产物分离 B 能够被反复利用 C.能自由出入依附的载体 D 一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应 解析：固定化酶是将酶固定在一种载体上，所以它不能自由出入依附的载体。 答案：C 3 关于固定化酶技术的说法准确的是 （） A 固定化酶技术就是固定反应物，使酶依附着载体围绕反应物旋转的技术 B 固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应 C.固定化酶中的酶无法重复利用 D .固定化酶是将酶固定在一定空间内的技术 解析：固定化酶是

8、利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术。 其优点是酶被 固定在一定装置内，可重复利用；不足是无法同时解决一系列酶促反应。 答案：D 4下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，准确的是 （） A 固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显 B 固定化酶的应用中，要控制好 pH、温度和溶解氧 C利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，需提供适宜的营养条件 D 利用固定化酵母细胞实行发酵，糖类的作用仅仅作为反应底物 解析：固定化细胞可连续催化多步反应；应用固定化酶需控制好温度和 pH,无氧参 与的反应不需控制溶解氧； 利用固定化酶降解有机磷农药，农药是反应底物，不需另外提 供营养； 利用固定化酵母细

9、胞发酵, 糖类既作为反应底物,又作为酵母细胞生命活动的能 源物质。 答案： A 5大分子反应物应采用的固定化技术和理由是 （ ） A 固定化酶技术；可应用化学结合法或物理吸附法对酶固定，利于大分子和酶的接 触 B 固定化酶技术；可应用包埋法对酶固定，利于大分子和酶的接触 C.固定化细胞技术；一般应用化学结合法或物理吸附法对细胞固定，利于大分子和 细胞的接触 D 固定化细胞技术；一般应用包埋法对细胞固定，利于大分子和细胞的接触 解析： 大分子反应物应采用的固定化技术是固定化酶技术,理由是：一般用化学结合 法或物理吸附法对酶固定, 和包埋法相比, 化学结合法或物理吸附法有利于反应物与酶的 接触。如

10、采用固定化细胞技术,则一般用包埋法对细胞固定,因为大分子颗粒比较大,反 应物难以进入包埋细胞的网格或颗粒,不利于反应的实行。 答案： A 6. 对固定化细胞的叙述，准确的是 （） A 催化效率高,低耗能、低污染 B 对环境的条件非常敏感，容易失活 C.既能与反应物充分接触，又能与产物分离 D 成本低,操作简单,但反应效果可能很低 解析： 参照固定化细胞的优点。 答案： C 7 在制备固定化酵母细胞的实验中， CaCb溶液的作用是（） A 用于调节溶液 pH B 用于实行离子交换 C用于胶体聚沉 D 用于为酵母菌提供 Ca2+ 解析：海藻酸钠胶体在 CaCb这种电解质溶液的作用下，发生聚沉，形成

11、凝胶珠，其 作用机理是因为盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引, 形成更大的胶体颗粒, 类似于人 体红细胞与抗凝集素之间的凝集反应。 答案： C &在制备固定化酵母细胞的过程中错误的操作是 （） A 取干酵母，加入蒸馏水，使其活化 B .配制海藻酸钠时，加热用大火，直到海藻酸钠溶化为止 C.将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞 D 将凝胶珠在 CaCJ溶液中浸泡 30 min左右 解析： 干酵母需加蒸馏水使其活化恢复生活状态。 配制海藻酸钠时应用小火或间断加 热，以免焦煳。 海藻酸钠溶液与活化酵母细胞混合时应在室温下实行，防止温度过高杀死 酵母细胞，最后将凝胶珠在 Ca

12、CS溶液中浸泡 30 min左右。 答案： B 9 酶制剂、固定化酶、固定化细胞已经广泛地应用于各个领域，下列相关叙述错误 的是 ( ) A . 90 C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、交联法和吸附法等 C.固定化酶固定时可能会造成酶的损伤而影响活性 D 固定化细胞能够催化一系列酶促反应 解析：Taq DNA聚合酶是一种用于 PCR技术的耐高温的酶，90 C的高温不会让该酶 失活。 答案： A 10研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三磷 酸酯酶固定到尼龙膜上制成制剂， 可用于降解残留在土壤中的有机磷农药， 与微生物

13、降解 相比，其作用不需要适宜的 ( ) A 温度 B 酸碱度 C 水分 D 营养 解析： 酶和细胞的正常活动都需要一定的条件，如温度、酸碱度、水分等，但是酶本 身是一种大分子物质，不需要营养，而细胞的生活离不开营养物质。 答案： D 11固定化酶是 20世纪 60年代迅速发展起来的一种技术。 东北农业大学科研人员利 用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂 (使酶相互连接 )，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦 酯酶， 研究固定化酶的性质， 并对其最佳固定条件实行了探究。下图显示的是部分研究结 果(注： 酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量 )，分析回答下 列问题。轉活力 悔活力 (

14、1) 从对温度变化适合性和应用范围的角度分析，由甲图所示结果能够得出的结论是: (2) 乙图曲线表明浓度为 _ 的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较 低时，酶活力较低的原因是 _ O (3) 固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般可重复 使用 _ 次，之后酶活力明显下降。 (4) 固定小麦酯酶不但采用海藻酸钠直接包埋，而且用戊二醛作交联剂，这是因为 O 答案：(1)固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适合性更强且应用范围较广 (2)3%海藻 酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足 (3)3 (4)酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出 12. 下面是制备固定化酵

15、母细胞的实验步骤，请回答： 酵母细胞的活化-配制 CaCS溶液-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。活化前应选择充足大的容器，因为酵母细胞活化时 _ O (2) 影响实验成败的关键步骤是 _ (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 _ O (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 20 30 40 50 60 国甲 0 不是圆形或椭圆形，说明 _ 0 （5）固定化酶技术一般不采用包埋法固定化，原因是 解析：微

16、生物一般在缺水干燥环境中进入休眠状态， 活化就是让处于休眠状态的微生 物恢复正常生活状态。因为酵母细胞活化时体积会增大，所以活化前应选择充足大的容器。 在此实验中，配制海藻酸钠溶液是影响实验成败的关键步骤。 如果海藻酸钠浓度过低，形 成凝胶珠包埋酵母细胞数目就会减少；观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅， 说 明固定化酵母细胞数目较少，如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形， 说明海藻酸钠浓度偏 高，制作失败，需要重新配制；因为酶分子很小，容易从包埋材料中漏出，所以制备固定 化酶一般不宜用包埋法。 答案：（1）缺水 正常的生活 体积增大（2）配制海藻酸钠溶液 （3）少（4）固定化酵母细 胞数目较

17、少 海藻酸钠浓度偏高，制作失败 （5）酶分子很小，容易从包埋材料中漏出 13. 酿造工业中经常使用酵母菌， 某科研小组对固定化技术在酿酒酵母上的应用做了 一些研究。下表是海藻酸钠浓度和氯化钙浓度对固定化酵母的影响实验数据表， 下图是在 相同的发酵条件下，固定化酵母细胞与游离酵母细胞 3 次循环发酵的糖度变化比较曲线 图，请分析回答下列问题： 海藻酸钠/% 2 2.5 3 2 2.5 3 2 2.5 3 CaCT% 2 2 2 3 3 3 4 4 4 a.第一次循环发酵糖度变化 b 第二次循环发酵糖度变化 时间阳 1 时间闪 】 吋间用 0 12 3 4 5(5 714910111213 12

18、3 4 5 6 7 8 910111213 亠固定化酵母细胞 游离酔母細胞 0 固定化强度 /g 30 个1 930 950 990 1 030 1 100 1 140 1 170 1 170 1 160 酒精量/% 6.7 6.5 6.5 6.7 6.4 6.2 6.7 6.4 6.2 残糖量/% 2.5 2.75 2.75 2.60 2.65 2.65 2.65 2.75 2.75 0 12345678910111213 C.第三次循环发酵糖度变化 固定化酵母与游离酵母发酵性能的比较 (1) 固定酵母细胞的方法常用 _ 法，实验中要注意将刚溶化好的海藻酸钠溶 液_ 后，加入已活化的酵母细胞，实行充分搅拌。 (2) Ca2+是决定海藻酸钠固定化酵母机械强度的重要因素，根据表中数据分析，随着 Ca2+浓度的增加，固定化酵母的强度 _ ，最终选择海藻酸钠与氯化钙的浓度分别为 _ 时固定化效果好。 海藻酸钠是一种多孔性载体， 在一定浓度范围内选择较低的 海藻酸钠的浓度实行固定化酵母，产生酒精量较高的原因是 _ (3) _ 比较曲线图能够看出， _ 发酵速度较快， 游离酵母在重复使用 _ 次 后 ， 其 活 性 完 全 丧 失 ， 由 此 可 见 固 定 化 酵 母 细 胞 的 优 点 是 解析： (1