高中生物 專題 課題 酵母細(xì)胞的固定化課后習(xí)題含解析新人教選修

1、2015-2016學(xué)年高中生物 專題4 課題3 酵母細(xì)胞的固定化課后習(xí)題（含解析）新人教版選修1課時(shí)演練·促提升1.下列說法中,哪項(xiàng)不是在應(yīng)用酶的過程中常遇見的一些實(shí)際問題?()A.酶與反應(yīng)物混合,產(chǎn)品難以提純B.酶在生物化學(xué)反應(yīng)中往往難以回收C.酶遇強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫等條件易失活D.酶作為催化劑,絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)解析:酶的作用條件比較溫和,易受溫度、酸堿度的影響;酶在生物化學(xué)反應(yīng)中與反應(yīng)物、產(chǎn)物混合在一起,很難回收,影響產(chǎn)品質(zhì)量。這些都是酶應(yīng)用過程中常遇見的一些問題。答案:D2.右圖所示為應(yīng)用固定化酵母進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵的裝置,下列說法中不正確的是()A.為使固定化酵母可以反復(fù)使用,實(shí)

2、驗(yàn)過程一定要在無菌條件下進(jìn)行B.加入反應(yīng)液后應(yīng)保持活塞1始終打開,活塞2則必須關(guān)閉C.裝置的長導(dǎo)管主要是為了釋放CO2并防止雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱D.加入的反應(yīng)液濃度不能過高以免酵母細(xì)胞因失水過多而死亡解析:加入反應(yīng)液后應(yīng)關(guān)閉活塞1和活塞2。答案:B3.下列有關(guān)固定化酶技術(shù)的敘述,正確的是()A.固定化酶只是在細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用B.固定化酶能提高酶的利用率C.酶的固定是酶分離純化的常用方法D.固定化酶的固定化方式就是吸附在固體表面上解析:制成固定化酶的步驟是酶的生產(chǎn)、提取、酶的分離純化、酶的固定化。制成固定化酶的方法有吸附在固體表面,將酶相互連接起來,將酶包埋在細(xì)微的網(wǎng)格里等。固定化酶能重復(fù)利用,從而

3、提高了酶的利用率。酶在條件適宜時(shí),既能在細(xì)胞內(nèi)起作用,也能在細(xì)胞外起作用,制成的固定化酶,主要是在細(xì)胞外發(fā)揮作用。答案:B4.固定化細(xì)胞常用包埋法固定化,原因是()A.包埋法固定化操作最簡便B.包埋法對酶活性的影響最小C.包埋法固定化具有普遍性D.細(xì)胞體積大,難以被吸附或結(jié)合解析:細(xì)胞體積大,體積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合。答案:D5.下圖所示的固定化方式中,適宜固定化酶的方法是()A.B.C.D.解析:為化學(xué)結(jié)合法,為包埋法,為物理吸附法。固定化酶適宜用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。答案:D6.固定化細(xì)胞技術(shù)與固定化酶技術(shù)相比,所具備的特點(diǎn)是()A.成本更低、操作更容易、不能連續(xù)生產(chǎn)B.成本更高、操

4、作更難、不能連續(xù)生產(chǎn) C.成本更低、操作更容易、能連續(xù)生產(chǎn)D.成本更低、操作更難、能連續(xù)生產(chǎn)解析:酶是由細(xì)胞合成的,酶分子很小,比較難固定,而細(xì)胞相對較大,相對容易固定,而且無需再進(jìn)行酶的提取,同時(shí)可以催化一系列反應(yīng),因而固定化細(xì)胞制備的成本更低,操作更容易,并且能連續(xù)生產(chǎn)。答案:C7.下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的說法,不正確的是()A.與普通酶相同,固定化酶活性的發(fā)揮需要適宜的溫度和pHB.固定化細(xì)胞發(fā)揮作用除了需要適宜的溫度、pH外,還需要有機(jī)營養(yǎng)的供應(yīng)C.固定化酶和固定化細(xì)胞的共同點(diǎn)是所固定的酶都在細(xì)胞外起作用D.固定化酶和固定化細(xì)胞都能反復(fù)使用,但酶的活性可能下降解析:固定化酶的活性

5、受溫度、pH等因素的影響,固定化細(xì)胞發(fā)揮作用受溫度、pH和有機(jī)營養(yǎng)等因素的影響。固定化細(xì)胞所用的酶若是胞內(nèi)酶,則在細(xì)胞內(nèi)起作用,這要求酶的作用底物能夠自由通過細(xì)胞膜,若是分泌到細(xì)胞外的酶,則在細(xì)胞外起作用;固定化酶是在胞內(nèi)起作用的。固定化酶和固定化細(xì)胞都能反復(fù)使用,原則上酶的活性不變,但在現(xiàn)實(shí)操作中,受環(huán)境等因素的影響,酶的活性可能下降。答案:C8.下列關(guān)于酶和固定化酵母細(xì)胞的研究與應(yīng)用的敘述,錯(cuò)誤的是()A.從酶的固定方式看,吸附法比化學(xué)結(jié)合法對酶活性影響小B.作為消化酶使用時(shí),蛋白酶制劑以口服方式給藥C.尿糖試紙含有固定化的葡萄糖酶和過氧化氫酶,可以反復(fù)使用D.將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗

6、,目的是洗去CaCl2和雜菌解析:酶的固定方式有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法,物理吸附的過程是利用吸附劑本身的表面張力,對附近的分子產(chǎn)生吸附作用,吸附劑不會與被吸附物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使其發(fā)生性質(zhì)改變,所以吸附法對酶活性影響很小。消化酶在人體消化道內(nèi)發(fā)揮作用,蛋白酶制劑一般在最外面加上糖衣后通過口服方式給藥。尿糖試紙是一種酶試紙,是將葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶和某種無色化合物固定在紙條上,制成測試尿糖含量的酶試紙,這種酶試紙與尿液相遇時(shí),很快會因?yàn)槟蛞褐衅咸烟呛康亩嗌俣尸F(xiàn)一定的顏色,再次使用時(shí)顏色會有掩蓋作用,所以不能反復(fù)利用。制備固定化酵母細(xì)胞時(shí),將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗的目的是洗去C

7、aCl2和雜菌,防止凝膠珠硬度過大和雜菌的污染。答案:C9.下面是制備固定化酵母細(xì)胞的步驟,其中排列順序正確的是()配制CaCl2溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合酵母細(xì)胞的活化固定化酵母細(xì)胞A.B.C.D.解析:制備固定化酵母細(xì)胞的基本步驟是:酵母細(xì)胞的活化配制CaCl2溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞。答案:D10.將谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng),應(yīng)當(dāng)固定;若將谷氨酸棒狀桿菌內(nèi)的蛋白質(zhì)變成氨基酸,應(yīng)當(dāng)固定() A.谷氨酸棒狀桿菌蛋白酶和肽酶B.谷氨酸棒狀桿菌谷氨酸棒狀桿菌C.蛋白酶蛋白酶D.蛋白酶谷氨酸棒狀桿菌解析:谷

8、氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸是連續(xù)的酶反應(yīng),應(yīng)固定谷氨酸棒狀桿菌;蛋白質(zhì)變成氨基酸是蛋白酶的作用,應(yīng)固定蛋白酶和肽酶。答案:A11.下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述,正確的是()A.固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢明顯B.固定化酶的應(yīng)用中,要控制好pH、溫度和溶解氧C.利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥,需提供適宜的營養(yǎng)條件D.利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵,糖類的作用只是作為反應(yīng)底物解析:A項(xiàng)中,固定化細(xì)胞技術(shù)最大的用途就是連續(xù)催化反應(yīng)。B項(xiàng)中,不需控制溶解氧;C項(xiàng)中,不需各種營養(yǎng)條件;D項(xiàng)中,糖類的作用不只是作為反應(yīng)底物,還是酵母菌的碳源和能源物質(zhì)。答案:A12.(2015江蘇高考)下列關(guān)于

9、固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述,錯(cuò)誤的是()A.固定化酶的主要目的是實(shí)現(xiàn)酶的重復(fù)利用B.溶解氧交換受阻是固定化酶應(yīng)用的重要限制因素C.固定化細(xì)胞用于生產(chǎn)能分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物D.凝膠與被包埋細(xì)胞之間不是通過共價(jià)鍵結(jié)合答案:B解析:固定化酶可以反復(fù)使用,其主要目的就是實(shí)現(xiàn)酶的重復(fù)利用;限制固定化酶的因素是溫度、pH等,而不是溶解氧的多少;細(xì)胞分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物人們才容易分離,所以固定化細(xì)胞用于生產(chǎn)能分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物;凝膠與被包埋細(xì)胞之間并沒有通過化學(xué)鍵結(jié)合,僅僅是將包埋細(xì)胞通過凝膠固定住。13.酶已廣泛地應(yīng)用在食品、化工、輕紡、醫(yī)藥等領(lǐng)域。在應(yīng)用酶的過程中,常遇到酶很難回收再利用等實(shí)際問題。固定在載

10、體上的酶可以被反復(fù)利用。自20世紀(jì)70年代,在固定化酶技術(shù)的基礎(chǔ)上,又發(fā)展出了固定化細(xì)胞技術(shù)。請回答下列問題。(1)一般來說,酶更適合采用的固定化技術(shù)有和,而細(xì)胞多采用的固定化技術(shù)是。 (2)稱取干酵母,放入內(nèi)有蒸餾水的小燒杯中攪拌至混合均勻,并放置1小時(shí)左右。其目的是。 (3)配制海藻酸鈉溶液時(shí),需用酒精燈加熱時(shí),要注意,反復(fù)幾次。 (4)將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至,再加入已活化的酵母細(xì)胞,充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆颉?#160;(5)將裝有酵母細(xì)胞與海藻酸鈉溶液混合物的注射器,以恒定的速度滴加到配好的溶液中,形成,完成對酵母細(xì)胞的固定化。 解析:(1)固定

11、化技術(shù)包括化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法和包埋法。細(xì)胞體積大,而酶分子很小,體積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合,而體積小的酶容易從包埋材料中漏出。(2)酵母菌在干燥時(shí),處于休眠狀態(tài),制成的固定化酵母細(xì)胞在發(fā)酵時(shí)酶活性較低且酵母菌增殖緩慢。所以要對酵母菌進(jìn)行活化,活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。(3)由于海藻酸鈉是多糖類物質(zhì),加熱時(shí)容易發(fā)生焦糊,所以在配制海藻酸鈉溶液時(shí),需酒精燈加熱溶化,要注意用小火或間斷加熱。(4)將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫,否則過高的溫度會殺死酵母菌。(5)裝有酵母細(xì)胞與海藻酸鈉溶液混合物的注射器,以恒定的速度滴加到配好的CaCl2溶液中,CaCl2的作用是使

12、海藻酸鈉膠體發(fā)生聚沉,形成凝膠珠。答案:(1)化學(xué)結(jié)合法物理吸附法包埋法(2)使酵母細(xì)胞活化(3)用小火或間斷加熱(4)室溫(5)CaCl2凝膠珠14.下面是制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟,請回答下列問題。酵母細(xì)胞的活化配制CaCl2溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞(1)在狀態(tài)下,微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)狀態(tài)?；罨皯?yīng)選擇足夠大的容器,因?yàn)榻湍讣?xì)胞活化時(shí)。 (2)影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是。 (3)如果海藻酸鈉濃度過低,形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目偏。 (4)觀察形成凝膠珠的顏色和性狀,如果顏色過淺、呈

13、白色,說明;如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,說明。 (5)固定化細(xì)胞一般采用包埋法固定,原因是  。 (6)該實(shí)驗(yàn)中CaCl2溶液的作用是。 解析:酵母菌在干燥時(shí),處于休眠狀態(tài),需加水活化,否則制成的固定化酵母細(xì)胞在發(fā)酵時(shí)酶活性較低且酵母菌增殖緩慢。由于細(xì)胞個(gè)體相對較大,不易從包埋材料中漏出,故細(xì)胞的固定化采用包埋法。海藻酸鈉膠體在CaCl2電解質(zhì)溶液中發(fā)生聚沉,形成凝膠珠。答案:(1)缺水正常的生活體積會增大(2)配制海藻酸鈉溶液(3)少(4)海藻酸鈉的濃度偏低,固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少海藻酸鈉濃度偏高,制作失敗(5)細(xì)胞個(gè)體大,不易從包埋材

14、料中漏出(6)使膠體聚沉(或形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu))15.如下圖1所示的探究性實(shí)驗(yàn)裝置共6個(gè),葡萄糖溶液是飽和的,6個(gè)裝置中分別加入兩粒凝膠珠,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),小液滴都在C點(diǎn)(刻度管足夠長,瓶內(nèi)氧氣充足)。6個(gè)裝置分別置于0 、15 、25 、35 、45 、55 的溫度下,10 min后記錄各個(gè)裝置中的小液滴的位置并描繪出坐標(biāo)曲線圖2中的甲曲線。(1)實(shí)驗(yàn)的目的是,自變量是。 (2)瓶中NaOH溶液的作用是,小液滴移動(dòng)的距離表示。 (3)實(shí)踐上,如果通過固定化醋酸菌來生產(chǎn)醋酸,那么制備的凝膠珠的大小與固定酵母菌生產(chǎn)酒精相比,應(yīng)該注意什么問題?為什么?。 (4)如果制備固定化醋酸菌細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中,海藻酸鈉的濃度過低,請?jiān)谧鴺?biāo)系中畫出實(shí)驗(yàn)開始10 min后的曲線乙。(5)工業(yè)生產(chǎn)中,利用固定化細(xì)胞技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn),從哪些方面可以延長利用固定化細(xì)胞的時(shí)間?(至少寫出兩點(diǎn))。 解析:(1)本實(shí)驗(yàn)探究了溫度與醋酸菌發(fā)酵速度之間的關(guān)系,所以溫度是自變量。(2)NaOH溶液的作用是處理生成的醋酸和CO2,以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,這樣才能保證小液滴移動(dòng)的距離真實(shí)地表示有氧呼吸消耗的氧氣量。(3)醋酸發(fā)酵為有氧發(fā)酵,酵母菌發(fā)酵為無氧發(fā)酵。(4)如果海藻酸鈉的濃度過低,形成的凝膠珠所包埋的醋酸菌