1、(參考)2021年高中生物專(zhuān)題4酶的研究與應(yīng)用課題3酵母細(xì)胞的固 定化優(yōu)化練習(xí)一、選擇題1.以下說(shuō)法中,哪項(xiàng)不是在應(yīng)用酶的過(guò)程中常遇見(jiàn)的一些實(shí)際問(wèn)題()A.酶與反響物混合,產(chǎn)品難以提純B.酶在生物化學(xué)反響中往往難以回收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)反響中與反響物、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(guò)程中常遇見(jiàn)的一些問(wèn)題.答案：D2.以下關(guān)于酶和固定化酵母細(xì)胞的研究與應(yīng)用的表達(dá),錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A.從酶的固定方式看,吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響小B.作為消化酶使用時(shí)

2、,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(guò)氧化氫酶,可以反復(fù)使用D.將海藻酸鈉凝膠珠用無(wú)菌水沖洗,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 法是利用吸附劑本身的外表張力對(duì)附近的分子產(chǎn)生吸附,與化學(xué)結(jié)合 法相比,不會(huì)使被吸附物質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生改變,所以吸附法對(duì)酶活性影 響較??；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(guò)口服方式給藥；尿糖試紙是一種由葡萄糖氧化酶、過(guò) 氧化氫酶和某種無(wú)色的化合物固定于濾紙上制成的酶試紙,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(wú)菌水沖洗的目 的是洗去CaCl2和

3、雜菌,預(yù)防凝膠珠硬度過(guò)大和雜菌污染.答案：C3.以下關(guān)于固定化酶和一般酶制劑應(yīng)用效果的說(shuō)法,錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 A.固定化酶生物活性強(qiáng),可長(zhǎng)久使用B. 一般酶制劑應(yīng)用后和產(chǎn)物混合在一起,產(chǎn)物的純度不高C. 一般酶制劑參加反響后不能重復(fù)利用D.固定化酶可以反復(fù)利用,降低生產(chǎn)本錢(qián),提升產(chǎn)品質(zhì)量解析：固定化酶是由于可回收重新利用而可以較長(zhǎng)時(shí)間使用的,并不 是由于生物活性強(qiáng)而可長(zhǎng)久使用.單純從生物活性方面分析,固定化 酶與一般酶制劑的活性差異不大.答案：A4.以下有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是 A.與普通酶相同,固定化酶活Ti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、

4、pH外,還需要有機(jī)營(yíng)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,而且酶的活性不變解析：酶的活性的正常發(fā)揮都需要適宜的溫度和 pH固定化細(xì)胞發(fā)揮 作用的是活細(xì)胞,活細(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(yíng)養(yǎng)的供應(yīng).固定化酶所固定的酶都在細(xì)胞外起作用；固定化 細(xì)胞所固定的酶有的在細(xì)胞外起作用,有的在細(xì)胞內(nèi)起作用.固定化 酶和固定化細(xì)胞都能反復(fù)使用,而且酶的活性不變.答案：C5.目前,酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,以下屬于酶應(yīng)用中面臨的 實(shí)際問(wèn)題的是A.酶對(duì)有機(jī)溶劑不敏感,但對(duì)高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿非常敏感B.加酶洗衣粉由于額外

5、添加了酶制劑,比普通洗衣粉更易污染環(huán)境C.固定化酶可以反復(fù)利用,但在固定時(shí)可能會(huì)造成酶的損傷而影響活 性D.酶的催化功能很強(qiáng),但需給予適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)才能較長(zhǎng)時(shí)間維持其 作用解析：酶對(duì)有機(jī)溶劑也非常敏感；普通洗衣粉中含有磷,更容易污染 環(huán)境；酶發(fā)揮催化作用時(shí)不需要提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì).答案：C6.以下關(guān)于酶和細(xì)胞固定化的表達(dá),不正確的選項(xiàng)是 A.酶分子很小,易采用包埋法固定B.酶分子很小,易采用化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法固定C.細(xì)胞個(gè)大,難被吸附或結(jié)合D.細(xì)胞易采用包埋法固定解析：酶分子很小,易采用化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法固定；細(xì)胞個(gè)大, 難被吸附或結(jié)合,易采用包埋法固定.答案：A7 .以下關(guān)于固定化細(xì)胞的說(shuō)

6、法,錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)8 .固定化酶技術(shù)是固定化細(xì)胞技術(shù)的根底C. 一般來(lái)說(shuō),細(xì)胞常采用化學(xué)結(jié)合法固定化D.包埋法常用的載體有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙 烯酰胺等解析：細(xì)胞個(gè)大,酶分子很小,個(gè)大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合,而個(gè) 小的酶容易從包埋材料中漏出,所以酶更適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理 吸附法固定化,而細(xì)胞多采用包埋法固定化.答案：C8 .以下有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的表達(dá),正確的選項(xiàng)是 A.可用包埋法制備固定化酵母細(xì)胞B.反響產(chǎn)物對(duì)固定化酶的活性沒(méi)有影響C.葡萄糖異構(gòu)酶固定前后專(zhuān)一性不同D.固定化細(xì)胞可以催化各種反響底物

7、的一系列反響解析：由于細(xì)胞相對(duì)于酶來(lái)說(shuō)更大,難以被吸附或結(jié)合,因此多采用 包埋法；某些反響產(chǎn)物可能與酶結(jié)合,致使酶的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化,從而 改變酶的催化活性；固定化酶實(shí)質(zhì)上是將相應(yīng)酶固定在不溶于水的載 體上,實(shí)現(xiàn)酶的反復(fù)利用,并提升酶穩(wěn)定性,酶的各項(xiàng)特性保持不變; 固定化細(xì)胞在多步酶促反響中發(fā)揮連續(xù)催化作用,但如果反響底物是 大分子物質(zhì),那么難以自由通過(guò)細(xì)胞膜,從而限制固定化細(xì)胞的催化作 用.答案：A9 .以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是A.固定化酶和固定化細(xì)胞的方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附 法B.固定化酶更適合用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法制備C.由于細(xì)胞個(gè)體大,而酶分子很小,因此細(xì)胞多采用物理吸附法固

8、定D.反響物是大分子物質(zhì)應(yīng)采用固定化酶解析：在酶和細(xì)胞的固定化技術(shù)中,通常有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物 理吸附法.由于酶分子小,又多帶電荷,易從多孔性物質(zhì)中漏出,因 此多使用化學(xué)結(jié)合法與物理吸附法制備,而細(xì)胞個(gè)體大,難以被多孔 性物質(zhì)吸附或結(jié)合,因而多采用包埋法制備.答案：C10 .以下對(duì)配制海藻酸鈉溶液的表達(dá),不正確的選項(xiàng)是 A.加熱制備海藻酸鈉溶液是操作中最重要的一環(huán)B.海藻酸鈉的濃度涉及固定化細(xì)胞的質(zhì)量C.海藻酸鈉的濃度過(guò)高,易形成凝膠珠D.海藻酸鈉的濃度過(guò)低,形成的凝膠珠內(nèi)包埋細(xì)胞過(guò)少解析：海藻酸鈉的濃度過(guò)高,凝膠珠不易形成；海藻酸鈉的濃度過(guò)低, 形成的凝膠珠內(nèi)包埋的細(xì)胞過(guò)少.加熱制備海藻

9、酸鈉溶液是操作中最 重要的一環(huán),由于海藻酸鈉的濃度影響固定化細(xì)胞的質(zhì)量.答案：C11 .下面制備固定化酵母細(xì)胞的正確步驟是配制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)胞的正確步驟為酵母細(xì)胞的活化-配制CaCl2溶液一配制海藻酸鈉溶液-海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合一固定化酵母細(xì)胞.答案：D12 .以下有關(guān)固定化酵母細(xì)胞技術(shù)的表達(dá),正確的選項(xiàng)是 A.實(shí)驗(yàn)中需要先利用蒸儲(chǔ)水消耗酵母細(xì)胞中的有機(jī)物B.固定化酵母細(xì)胞的常用方法是吸附法,這種方法對(duì)酵母細(xì)胞活性影 響最小C.實(shí)驗(yàn)中使用CaCl2溶液處理的目的是使酵母細(xì)胞處于

10、感受態(tài),提升 發(fā)酵效率D.假設(shè)最終凝膠珠的顏色泛白,可能是由于海藻酸鈉的濃度偏低解析：假設(shè)海藻酸鈉濃度過(guò)低,會(huì)導(dǎo)致固定的酵母細(xì)胞數(shù)目偏少,觀察 到凝膠珠的顏色淺白色.答案：D二、非選擇題13 .如圖1為人工種子生產(chǎn)過(guò)程示意圖,圖 2為圖1中過(guò)程的相關(guān) 操作.請(qǐng)據(jù)圖答復(fù).1圖1中,過(guò)程分別稱(chēng)為、.2圖2中,包埋形成人工種子過(guò)程中,先適當(dāng)加熱使海藻酸鈉溶化, 然后將溶化的海藻酸鈉溶液 ,再參加充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?3假設(shè)用圖2的方法制備固定化酵母細(xì)胞,海藻酸鈉溶液的濃度對(duì) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大,假設(shè)濃度過(guò)高,那么 ,通常評(píng)價(jià)該 實(shí)驗(yàn)結(jié)果主要是觀察凝膠珠的 o答案：1脫分化再分化 2冷卻至室溫胚狀體3不易形

11、成凝 膠珠顏色和形狀14 .如圖1所示,探究性實(shí)驗(yàn)裝置共六個(gè),六個(gè)裝置中分別參加飽和 葡萄糖溶液及兩粒凝膠珠,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),小液滴都在C點(diǎn)刻度管足夠長(zhǎng),瓶?jī)?nèi)氧氣充足.六個(gè)裝置分別在 0 C、15 C、25 C、35 C、 45 C、55 C溫度下,每隔 2 min后,記錄各個(gè)裝置中小液滴的位置, 并且描繪出坐標(biāo)曲線圖如圖2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲宰兞渴?2錐形瓶中氫氧化鈉溶液的作用是 ,實(shí)驗(yàn)中小液滴移動(dòng) 的方向是,理由是 2移動(dòng)的距離表 3如果在制備醋酸菌細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中,海藻酸鈉的濃度過(guò)低,請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo) 系中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)開(kāi)始10 min后的曲線乙.4工業(yè)生產(chǎn)中利用固定化細(xì)胞技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn),從哪些方面可以到達(dá)延 長(zhǎng)利

12、用固定化細(xì)胞時(shí)間的目的至少兩點(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.2NaOH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；結(jié)果錐形瓶中的氣體量減少,小液滴左移.3如果海藻酸鈉的濃度過(guò)低,形成的凝膠珠所包埋的醋酸菌數(shù)目就少,小液 滴移動(dòng)距離就短,所得曲線乙和原曲線相似,但在原曲線的下面.4在利用固定化細(xì)胞技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),要求無(wú)菌操作,同時(shí)限制好溫度 和pH等.答案：1探究溫度與醋酸菌發(fā)酵速度之間的關(guān)系溫度2預(yù)防產(chǎn)生的醋酸和 CO2揮發(fā)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性 左移 錐形瓶中氧氣量 減少,從而使壓強(qiáng)降低 有氧呼吸消耗的氧氣量如圖4無(wú)菌操作,限制好

13、溫度和pH等15 .以下列圖1表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作,圖 2是利用固定化 酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵的示意圖.請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題：圖 1 中 X溶液為 , 其作用是使O(2)圖1中制備的凝膠珠用 洗滌后再車(chē)移到圖2裝置中.圖2發(fā)酵過(guò)程中攪拌的目的是使 (3)在用海藻酸鈉包埋酵母菌形成凝膠珠的過(guò)程中,加熱溶解海藻酸鈉 時(shí)需注意用加熱,然后將溶化好的海藻酸鈉溶液后,參加酵母菌充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?(4)研究發(fā)現(xiàn),固定化強(qiáng)度強(qiáng)的酵母顆粒發(fā)酵效果好,且穩(wěn)定性高、使 用壽命長(zhǎng).某機(jī)構(gòu)利用上述裝置,將 2% 2.5%、3%勺海藻酸鈉分別利 用2% 3% 4%勺X溶液進(jìn)行凝膠化處理,所得到的固定化酵母顆粒的 強(qiáng)度及在28 C下發(fā)酵48 h后的酒精產(chǎn)量見(jiàn)表：海藻酸鈉()22.5322.5322.53X溶液(%)222333444固定化 強(qiáng)度9309509901 0301 1001 1401 1701 1701 160g/30 個(gè)酒精量(%)6.76.56.56.76.46.26.76.46.3依照表格分析,隨著 X溶液濃度的增加, 增加；用于酒精發(fā)酵效果最好的海藻酸鈉與 X溶液濃度分別是 ? .解析：(1)圖1為固定化酵母細(xì)胞的步驟,X溶液為CaCl2溶液,作用 是使膠體聚沉,即使海藻酸鈉形成凝膠珠.(2)圖2為發(fā)酵過(guò)程,由于 是無(wú)氧呼吸,故攪拌的目的只是增加培養(yǎng)液與酵母菌的接觸