高中生物人教版生物技术实践专题4酶的研究与应用 学业分层测评1

学业分层测评(十一)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下图所示的固定化方式中，适宜固定化酶的是()A．①②③ B．①②C．②③ D．①③【解析】固定化酶适宜用化学结合法、物理吸附法。【答案】D2．下列关于固定化技术的叙述，不正确的是()A．从操作角度来考虑，固定化细胞比固定化酶更容易B．固定化细胞比固定化酶对酶活性影响更小C．固定化细胞固定的是一种酶D．将微生物的发酵过程变成连续的酶反应应选择固定化细胞【解析】在应用操作过程中，固定化细胞固定的是一系列酶，比固定化酶更容易、更便捷，对酶活性影响更小，可使发酵过程变成连续反应过程。【答案】C3．下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B．在固定化酶的应用中，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进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物【解析】固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高，耐受性也比较好，和溶解氧没什么关系；利用固定化酶降解水体中有机磷农药，不需要提供营养条件；利用固定化酵母细胞进行发酵时，糖类不仅是反应底物，同时也作为碳源来提供能量和营养。【答案】A4．在制备固定化酵母细胞的实验中，CaCl2溶液的作用是()【导学号：05520234】A．用于调节溶液pHB．用于进行离子交换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CaCl2这种电解质溶液的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，其作用机理是由于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】C5．下列有关利用固定化酶技术生产高果糖浆的说法不正确的是()A．葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成的是果糖B．从固定化酶反应柱下端流出的只有果糖C．高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管疾病，对人类的健康更有益D．酶溶解于葡萄糖溶液后，可从糖浆中回收【解析】用固定化酶生产高果糖浆过程中，反应柱下端的筛板不允许固定化酶颗粒通过，但是不影响反应物和产物的通过，因此下端流出的既有果糖，又有没反应完的葡萄糖。【答案】B6．制备好的凝胶珠是否符合应用要求，常用的检测方法有()①挤压法②摔打法③观察法④培养法A．①②④ B．①③④C．②③④ D．①②③【解析】检测凝胶珠是否合格，经常使用下列检测方法：一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠制作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。还可以通过观察凝胶珠的颜色和形状来判断。【答案】D7．下列有关固定化酵母细胞及使用过程中，错误的是()A．干酵母活化的时间大约为1小时B．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C．检测是否有酒精发酵的有效指标之一为是否有气泡发生D．将海藻酸钠与酵母菌的混合液缓缓滴加到氯化钙溶液中，即形成固定化细胞颗粒【解析】检测是否有酒精发酵的有效指标之一是闻闻是否有酒味，因为酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均可产生气体——CO2。【答案】C8．关于固定化酶中酶的说法，正确的是()A．酶的种类多样，可催化一系列的酶促反应B．酶被固定在不溶于水的载体上，可反复利用C．酶作为催化剂，反应前后结构不改变，所以固定化酶可永远利用下去D．固定化酶由于被固定在载体上，所以丧失了酶的高效性和专一性特点【解析】固定化酶不能催化一系列酶促反应的进行；固定化酶被固定在不溶于水的载体上，可以反复利用，但是随着利用次数的增加，受到外界因素的影响，其活性会逐渐降低；固定化酶具有高效性和专一性的特点。【答案】B9．如图表示某同学进行的澄清苹果汁生产实验，下列相关叙述正确的是()A．实验中所用的固定化果胶酶由海藻酸钠直接包埋获得B．为防止杂菌污染，图示装置制作完毕后应瞬间高温灭菌C．通过控制阀调节苹果汁流出的速率，保证反应充分进行D．固定化果胶酶不可重复使用，每次生产前应重新填装反应柱【解析】酶的固定化一般不用包埋法，A错误；瞬间高温灭菌会使固定化酶失去活性，B错误；加入苹果汁后可关闭控制阀一段时间，再通过减慢苹果汁流出的速率，让底物与酶充分接触，使反应充分进行，C正确；固定化果胶酶可重复使用，D错误。【答案】C10．如图为固定化酵母细胞及其应用的相关图解，请据图回答问题：(1)某生物小组利用海藻酸钠制备固定化酵母细胞，应使用图甲中的方法[]__________(填号码及名称)，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是________________________。(2)部分同学制得的凝胶珠如图乙所示，其原因可能是________________、________________等。观察形成的凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明________________。(3)某同学用图丙所示的装置来进行葡萄糖发酵。①a代表________，b代表________。②从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是__________________。③为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用，实验过程一定要在________条件下进行。④装置中的长导管起的作用是______________________________________________________________________________________________________。【解析】固定化酶适宜用化学结合法、物理吸附法；固定化酵母细胞适宜用包埋法。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠溶液的浓度偏高或注射器推进速度过快(或针筒口离CaCl2液面过近)。【答案】(1)③包埋法酶分子很小，容易从包埋材料中漏出(2)海藻酸钠溶液的浓度过高注射器推进速度过快(或针筒口离CaCl2液面过近)固定化酵母细胞数目较少(3)①固定化酵母细胞反应柱②葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡③无菌④释放反应产生的CO2和防止空气中的杂菌进入反应柱[能力提升]11．下列关于配制海藻酸钠溶液的措施，正确的是()A．用酒精灯加热，加热时不能搅拌B．由于海藻酸钠溶解速度快，所以不用加热C．海藻酸钠在水中溶解的速度慢，需用酒精喷灯加热D．采用小火或间断加热，促进溶解，防止发生焦糊【解析】海藻酸钠采用小火或间断加热，需搅拌防止焦糊；酒精喷灯产生高温火焰，主要用于需强热的实验，此实验中不使用。【答案】D12．下列属于固定化酶应用特点的是()①可以被反复使用②有利于酶与产物分离③能自由出入载体④一种固定化酶只催化一种酶促反应⑤酶多用包埋法固定化A．①②③ B．③⑤C．①②④ D．①②⑤【解析】酶被固定后可与产品分离，故可反复使用，但不能自由出入依附的载体。通常情况下，固定化酶种类单一，所以不能催化一系列酶促反应。【答案】C13．某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定α­淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验结果见表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通α­淀粉酶量相同)。实验表明l号试管中淀粉未被水解，你认为最可能的原因是()比较项目1号试管2号试管固定化淀粉酶√普通α­淀粉酶√淀粉溶液√√60℃现象变蓝不变蓝A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性B．淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触C．水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解D．实验程序出现错误，试管中应先加入碘液后保温【解析】由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不能通过琼脂与酶充分接触，导致淀粉不能被水解而遇碘液呈现蓝色。【答案】B14．固定化酶是从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进行了探究。如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：(1)酶的固定化技术的应用最主要的目的是________。(2)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是________。(3)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，酶活力较低原因可能是________。(4)固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般重复使用________次后酶活力明显下降。(5)研究人员固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是同时用戊二醛作交联剂，这是因为________________________。(6)根据介绍，科研人员所采用的固定化技术可用下图中的________表示。【解析】(2)通过分析甲图可知，固定化酶与游离酶相比，固定化酶对温度变化的适应性更强且应用范围较广。(3)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。当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，因此酶活力较低。(4)由丙图可知，固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力显著下降。(5)由于小麦酯酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出，因此固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是采用双重固定法。(6)双重固定法是指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，可见科研人员所采用的固定化技术是化学结合法和包埋法，可用图中的B、C表示。【答案】(1)解决酶的回收和再利用的困难(2)固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强，且应用范围较广(3)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(4)3(5)酶分子过小，很容易从包埋材料中漏出(6)BC15．(2023·山东高考)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下：eq\x(\a\al(产乳糖酶微,生物L的筛选))→eq\x(\a\al(产乳糖酶微,生物L的培养))→eq\x(\a\al(乳糖酶的,提取纯化))→eq\x(\a\al(乳糖酶的,固定化))(1)筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用_________________作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是_________________。从功能上讲，这种培养基属于_________________。(2)培养微生物L前，宜采用_________________方法对接种环进行灭菌。(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下，带电荷相同的蛋白质电泳速度越快，说明其分子量越_________________。(4)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的________________________确定其应用价值。除化学结合法外，酶的固定化方法还包括____________________、____________________、离子吸附法及交联法等。【解析】(1)若