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2019-2020年高中生物 課時訓(xùn)練11 酵母細(xì)胞的固定化 新人教版選修1 1.下列說法中,哪項不是在應(yīng)用酶的過程中常遇見的一些實際問題?(　　) 　　　　　　　　　　　　 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.酶遇強酸、強堿、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:蛋白質(zhì)是絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì),這一屬性不會因為酶的固定化而改變。 答案:D 2.下列不屬于固定化酶在利用時的特點的是(　　)。 A.有利于酶與產(chǎn)物分離 B.可以被反復(fù)利用 C.能自由出入依附的載體 D.一種固定化酶一般情況下不能催化一系列酶促反應(yīng) 解析:固定化酶是將酶固定在一種載體上,因此它不能自由出入依附的載體。 答案:C 3.關(guān)于固定化酶反應(yīng)柱的敘述錯誤的是(　　)。 A.反應(yīng)液從上端注入,從下端流出 B.反應(yīng)液流經(jīng)酶顆粒的過程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng) C.反應(yīng)柱能連續(xù)使用一段時間 D.酶顆?？梢酝ㄟ^篩板上的小孔 解析:反應(yīng)柱的下端有篩板,篩板上有小孔,小孔只允許反應(yīng)液通過,不允許酶顆粒通過,酶顆?？梢赃B續(xù)使用一段時間。 答案:D 4.大分子反應(yīng)物應(yīng)采用的固定化技術(shù)和理由是(　　)。 A.固定化酶技術(shù);可應(yīng)用化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法對酶固定,利于大分子和酶的接觸 B.固定化酶技術(shù);可應(yīng)用包埋法對酶固定,利于大分子和酶的接觸 C.固定化細(xì)胞技術(shù);一般應(yīng)用化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法對細(xì)胞固定,利于大分子和細(xì)胞的接觸 D.固定化細(xì)胞技術(shù);一般應(yīng)用包埋法對細(xì)胞固定,利于大分子和細(xì)胞的接觸 解析:大分子反應(yīng)物應(yīng)采用的固定化技術(shù)是固定化酶技術(shù),理由是:一般用化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法對酶固定,和包埋法相比,化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法有利于反應(yīng)物與酶的接觸。如采用固定化細(xì)胞技術(shù),則一般用包埋法對細(xì)胞固定,由于大分子顆粒比較大,反應(yīng)物難以進(jìn)入包埋細(xì)胞的網(wǎng)格或顆粒,不利于反應(yīng)的進(jìn)行。 答案:A 5.下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的說法正確的是(　　)。 A.某種固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系列生化反應(yīng) B.固定化細(xì)胞技術(shù)一次只能固定一種酶 C.固定化酶和固定化細(xì)胞的共同點是所固定的酶都可在細(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,但酶的活性迅速下降 解析:酶具有專一性,一種酶固定后不可能催化一系列生化反應(yīng);固定化細(xì)胞技術(shù)固定的是一系列酶;固定化酶和固定化細(xì)胞都能反復(fù)使用,若條件適宜,一般不會出現(xiàn)酶的活性迅速下降問題。 答案:C 6.研究認(rèn)為,用固定化酶技術(shù)處理污染物是很有前途的,如將從大腸桿菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龍膜上制成制劑,可用于降解殘留在土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥,與微生物降解相比,其作用不需要適宜的(　　)。 A.溫度 B.酸堿度 C.水分 D.營養(yǎng) 解析:大腸桿菌中的三酯磷酸酶可以催化有機(jī)磷農(nóng)藥分解,需要適宜的溫度和pH,同時反應(yīng)離不開水,但是,不需要提供營養(yǎng)。 答案:D 7.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)胞個大,個大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合。 答案:D 8.(多選)目前,沒有一種固定化技術(shù)能普遍適用于所有的酶,理由是(　　)。 A.有的酶能降低反應(yīng)的活化能,有的酶能升高反應(yīng)的活化能 B.有的酶有專一性,有的酶沒有專一性 C.不同的酶分子結(jié)構(gòu)不同 D.不同的酶對理化因素的耐受程度不同 解析:凡酶都有降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用,也都有專一性。不同的酶分子結(jié)構(gòu)不同,說明不同的酶理化性質(zhì)有所不同,對理化因素的耐受程度不同,所以對不同的酶固定時應(yīng)選擇不同的方法和途徑。 答案:CD 9.下面是制備固定化酵母細(xì)胞的實驗步驟圖解,請回答下列問題。 酵母細(xì)胞活化→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)。活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)　　　　　狀態(tài)?；罨皯?yīng)選擇足夠大的容器,因為酵母細(xì)胞活化時　　　　　　。 (2)影響實驗成敗的關(guān)鍵步驟是　。 (3)如果海藻酸鈉濃度過低,形成的凝膠珠包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目　　　。 (4)觀察形成的凝膠珠的顏色和形狀,如果顏色過淺、呈白色,說明　　　　　　　　　　;如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,說明　。 (5)制備固定化酶不宜用包埋法,為什么?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析:微生物一般在缺水干燥環(huán)境中處于休眠狀態(tài),活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物恢復(fù)正常生活狀態(tài)。因為酵母細(xì)胞活化時體積會增大,所以活化前應(yīng)選擇足夠大的容器。在此實驗中,配制海藻酸鈉溶液是影響實驗成敗的關(guān)鍵步驟。如果海藻酸鈉濃度過低,形成的凝膠珠包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目就會減少;如果形成的凝膠珠的顏色過淺,說明固定化酵母細(xì)胞數(shù)目較少;如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,說明海藻酸鈉濃度偏高,制作失敗,需要重新配制。因為酶分子很小,容易從包埋材料中漏出,所以制備固定化酶一般不宜用包埋法。 答案:(1)缺水　正常生活　體積會增大　(2)配制海藻酸鈉溶液　(3)少　(4)固定化酵母細(xì)胞數(shù)目較少　海藻酸鈉濃度偏高,制作失敗　(5)因為酶分子很小,容易從包埋材料中漏出 10.固定化酶是20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用雙重固定法,即采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接),海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶,研究固定化酶的性質(zhì),并對其最佳固定條件進(jìn)行了探究。下圖顯示的是部分研究結(jié)果(注:酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率,包括酶活性和酶的數(shù)量),分析回答下列問題。 (1)從對溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析,由甲圖所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是 　。 (2)乙圖曲線表明濃度為　　　　　　的海藻酸鈉包埋效果最好,當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時,酶活力較低的原因是　。 (3)固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降,由丙圖可知,固定化酯酶一般可重復(fù)使用　　　　次,之后酶活力明顯下降。 (4)固定小麥酯酶不僅采用海藻酸鈉直接包埋,而且用戊二醛作交聯(lián)劑,這是因為 　　　　。 解析:(1)從對溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析,甲圖反映了固定化酯酶比游離酯酶對溫度變化適應(yīng)性更強且應(yīng)用范圍較廣。(2)乙圖曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好,當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時,酶活力較低的原因是海藻酸鈉濃度較低時包埋不緊密,酶分子容易漏出,數(shù)量不足。(3)由丙圖可知,固定化酯酶一般可重復(fù)使用3次,之后酶活力明顯下降。(4)固定小麥酯酶不僅采用海藻酸鈉直接包埋,而且用戊二醛作交聯(lián)劑,這是因為酶分子很小,很容易從包埋材料中漏出。 答案:(1)固定化酯酶比游離酯酶對溫度變化適應(yīng)性更強且應(yīng)用范圍較廣　(2)3%　海藻酸鈉濃度較低時包埋不緊密,酶分子容易漏出,數(shù)量不足　(3)3　(4)酶分子很小,很容易從包埋材料中漏出 11.某一實驗小組的同學(xué),欲通過制備固定化酵母細(xì)胞來進(jìn)行葡萄糖溶液發(fā)酵實驗,實驗材料及用具齊全。 (1)酵母細(xì)胞的固定常用的方法是　　　　　。 (2)該實驗小組的同學(xué)制作固定化酵母細(xì)胞的過程為: A.將干酵母與蒸餾水混合并攪拌,使酵母菌活化 B.將無水CaCl2溶解在自來水中,配成CaCl2溶液 C.用酒精燈大火連續(xù)加熱配制海藻酸鈉溶液 D.向剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液中加入已活化的酵母細(xì)胞,充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆? E.將與酵母細(xì)胞混勻的海藻酸鈉溶液滴入蒸餾水中,觀察凝膠珠的形成 請你改正其中錯誤的操作:(寫出4點) ①　; ②　; ③　; ④　。 (3)實驗過程中,可能觀察到的現(xiàn)象有:　　　　　　　　　　。 答案:(1)包埋法　(2)①配制CaCl2溶液應(yīng)用蒸餾水;②溶解海藻酸鈉應(yīng)用小火或間斷加熱;③海藻酸鈉溶液冷卻至室溫后再加入酵母細(xì)胞;④注射器中的海藻酸鈉和酵母細(xì)胞的混合物應(yīng)滴入CaCl2溶液中　(3)有氣泡產(chǎn)生,有酒味散發(fā)