高中生物选修1专题4课题3同步练习 5页

‎ ‎ ‎[学生用书 P40～P41]‎ ‎1．下列关于使用固定化酶生产高果糖浆的说法，正确的是(　　)‎ ‎①高果糖浆需要使用果糖异构酶　②在反应柱的顶端装上分布着许多小孔的筛板，防止异物的进入　③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 ‎④反应柱可以降低生产成本，提高果糖的产量和质量 A．①②　　　　　　　　　 B．②③‎ C．③④ D．①④‎ 解析：选C。反应柱的底端装有分布着许多小孔的筛板，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半年，大大降低了生产成本，有利于果糖的生产。‎ ‎2．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．①③④‎ C．②③④ D．①②③‎ 解析：选D。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。‎ ‎3．固定化细胞常用包埋法固定化，原因是(　　)‎ A．包埋法固定化操作最简便 B．包埋法对酶活性的影响最小 C．包埋法固定化具有普遍性 D．细胞体积大，难以被吸附或结合 解析：选D。细胞个大，酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。‎ ‎4．下面是制备固定化酵母细胞的步骤，正确的是(　　)‎ ‎①配制CaCl2溶液　②配制海藻酸钠溶液　③海藻酸钠与酵母细胞混合　④酵母细胞活化　⑤固定化酵母细胞 A．①②③④⑤ B．④①③②⑤‎ C．④⑤②①③ D．④①②③⑤‎ 解析：选D。制备固定化酵母细胞的基本步骤是：酵母细胞的活化→配制物质的量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。‎ ‎5．(2010年高考江苏卷)如图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述正确的是(多选)(　　)‎ A．刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母细胞混合制备混合液 B．图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠 C．图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母细胞充分接触 D．图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中 解析：选BCD。刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温，才能与活化的酵母细胞混合制备混 合液，以免高温使酵母细胞失活；混合液加入CaCl2溶液进行固定化酵母细胞，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠；发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母细胞充分接触，以利于发酵过程的顺利进行；制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤(去除残留的CaCl2)后再转移到图2装置中进行发酵。‎ ‎6.‎ 如图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：‎ ‎(1)请在横线上填出各标号的名称。‎ ‎①________________，②______________，③________________。‎ ‎(2)与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是______________________________，固定化细胞的优点是__________________。‎ ‎(3)③的作用是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)制作固定化葡萄糖异构酶所用的方法有____________或______________。‎ 解析：与一般的酶制剂相比，固定化酶不仅能与反应物充分接触，还能与产物分离，并且可以反复利用。但是与固定化细胞相比，固定化酶不能催化一系列的化学反应，并且固定化细胞成本更低，操作更容易。使用固定化酶技术往往利用一个反应柱，下端有一个分布着小孔的筛板，酶颗粒无法通过筛板，而反应液却可以自由出入。制作固定化葡萄糖异构酶的方法有将酶相互连接起来或将酶吸附在载体表面上。‎ 答案：(1)反应柱　固定化酶　分布着小孔的筛板 ‎(2)既能与反应物接触，又能与产物分离　能被反复利用，成本更低，操作更容易 ‎(3)使反应溶液自由出入而阻碍酶颗粒通过 ‎(4)将酶相互连接起来　将酶吸附在载体表面上 ‎(紧扣教材，思考感悟)‎ ‎1．从操作角度来考虑，你认为固定化酶和固定化细胞的方法中，哪一种方法更容易？哪一种方法对酶活性的影响更小？(教材P50)‎ 答案：固定化细胞；固定化细胞。‎ ‎2．固定化细胞是固定的一种酶还是一系列酶？如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种方法？(教材P50)‎ 答案：一系列酶；固定化细胞。‎ ‎1．固定化酶的优点是(　　)‎ A．有利于提高酶活性 B．有利于产物的纯化 C．有利于提高反应速度 D．有利于酶发挥作用 解析：选B。固定化酶制作目的是降低生产成本。一是能够顺利地从发酵产物中把酶分离出来，二是使酶反复利用。从题目中看出，选项B是正确的。酶的固定化，对酶的活性、酶作用的发挥、反应速度的提高，并没有多大作用。‎ ‎2．下列关于固定化细胞的说法错误的是(　　)‎ A．固定化细胞技术是利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术 B．酶固定化技术是固定化细胞技术的基础 C．一般来说，细胞常采用物理吸附法固定 D．包埋法常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等 解析：选C。细胞个大，酶分子很小；个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出，所以酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。‎ ‎3．(2011年潍坊高二检测)下列说法中，哪项不是在应用酶的过程中常遇见的问题(　　)‎ A．酶与反应物混合，产品难以提纯 B．酶在生物化学反应中往往难以回收 C．酶遇强酸、强碱、高温等条件易失活 D．酶作为催化剂，绝大多数是蛋白质 答案：D ‎4．(2011年太原高二检测)关于固定化酶中用到的反应柱的理解，其中正确的是(　　)‎ A．反应物和酶都可以自由通过 B．反应物能通过，酶不能通过 C．反应物和酶都不能通过 D．反应物不能通过，酶能通过 解析：选B。在固定化技术中，酶都是被固定的，并且不与产物混合在一起。生产高果糖浆时，反应物从反应柱中通过，有利于酶与反应物接触，但是生成物(产物)中不含有酶。‎ ‎5．固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，其中适合细胞固定的方法是(　　)‎ A．包埋法 B．物理吸附法 C．化学结合法 D．高温冷却法 解析：选A。固定化酶常用物理吸附法和化学结合法，因为酶分子较小；而固定化细胞常用包埋法，因为细胞较大，难以被吸附或结合。‎ ‎6．关于固定化酶技术的说法正确的是(　　)‎ A．固定化酶技术就是固定反应物，将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．固定化酶技术是将酶固定在一定空间内的技术 解析：选D。本题主要考查对固定化酶的概念及其作用特点的理解和掌握。固定化酶是指通过物理或化学的方法，将水溶性的酶与不溶性的载体结合，使酶固定在载体上，并在一定的空间范围内进行反应，因此，固定化酶技术固定的不是反应物而是酶，而被固定的只是一种酶，所以不能催化一系列的酶促反应，但固定的酶可以重复利用。‎ ‎7．试分析下图中，哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似(　　)‎ 解析：选D。A、B选项适合于酶的固定化，C选项既用于酶固定，也可用于细胞固定。制备固定化酵母细胞用的是包埋法，即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中，所以与D选项相似。‎ ‎8．(2011年聊城高二检测)研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将从大肠杆菌得到的三酯磷酸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：选D。大肠杆菌中的三酯磷酸酶可以催化有机磷农药分解，需要适宜的温度和pH，同时反应离不开水，但是，不需要提供营养。‎ ‎9．固定化细胞技术与固定化酶技术相比，所具备的特点是(　　)‎ A．成本更低、操作更容易、不能连续性生产 B．成本更高、操作更难、不能连续性生产 C．成本更低、操作更容易、能连续性生产 D．成本更低、操作更难、能连续性生产 解析：选C ‎。固定化细胞操作更容易，对酶活性影响更小，且能更新，容易回收，可连续性生产，成本自然更低。‎ ‎10．(2011年邵阳高二检测)下列有关固定化酵母细胞制备步骤的叙述，不正确的是(多选)(　　)‎ A．应使干酵母与自来水混合并搅拌，以利于酵母菌活化 B．配制海藻酸钠溶液时要用小火，或间断加热 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注入CaCl2溶液中，会观察到CaCl2溶液中有球形或椭圆形的凝胶珠形成 解析：选ACD。由于在缺水状态下，微生物处于休眠状态，为了加速酵母细胞的活化，将干酵母与蒸馏水混合后应用玻璃棒充分搅拌。为避免海藻酸钠发生焦糊，溶化时要用小火，或间断加热。如果将刚溶化好的海藻酸钠与已活化的酵母细胞混合，有可能会杀死酵母细胞。应将与酵母细胞混匀的海藻酸钠用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注入。‎ ‎11．某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。‎ ‎(1)制备固定化酵母细胞常用________法。‎ ‎(2)制备固定化酵母细胞的过程为：‎ ‎①使干酵母与________混合并搅拌，使酵母菌活化；‎ ‎②将无水CaCl2溶解在蒸馏水中，配制成CaCl2溶液；‎ ‎③用酒精灯加热配制海藻酸钠溶液；‎ ‎④海藻酸钠溶液冷却至常温再加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀；‎ ‎⑤用注射器将____________________的混合物缓慢滴入氯化钙溶液中。‎ ‎(3)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。a是固定化酵母细胞，b是反应柱。‎ ‎①从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是______________________________。‎ ‎②要想得到较多的酒精，加入反应液后的操作是________活塞1和________活塞2。‎ ‎③为使该实验中所用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：本题考查酵母细胞的固定化和应用固定化酵母细胞发酵生产酒精的过程。细胞体积较大，不宜用物理吸附法和化学结合法固定，通常采用包埋法固定。酵母细胞的活化需要加水混合，使其恢复正常的生活状态；凝胶珠是将海藻酸钠和酵母细胞的混合液滴加到CaCl2溶液中制成的；用固定化酵母细胞发酵产生酒精时，要保证酵母菌的生活状态，反应液的浓度应该适合酵母菌的生活；酒精发酵是无氧发酵，将反应液加入反应柱中后应该关闭活塞1和活塞2，以营造无氧环境；要想使固定后的酵母细胞反复利用，就要避免其他微生物的污染，因此实验过程一定要在无菌条件下进行；酒精发酵过程中会产生CO2，因此要设置长导管，它既可以将产生的CO2释放出去，又能避免空气中的杂菌进入反应柱。‎ 答案：(1)包埋　(2)①蒸馏水　⑤海藻酸钠和酵母细胞　(3)①葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡　②关闭　关闭　③无菌　④释放CO2‎ 防止空气中的杂菌进入反应柱 ‎12．如图1所示，探究性实验装置共六个，六个装置中分别加入饱和葡萄糖溶液及两粒凝胶珠，实验开始时，小液滴都在C点(刻度管足够长，瓶内氧气充足)。六个装置分别在0 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃温度下，每隔2 min后，记录各个装置中小液滴的位置，并且描绘出坐标曲线图如图2。‎ ‎(1)实验目的是________________________________________________________________________，‎ 自变量是________。‎ ‎(2)锥形瓶中氢氧化钠溶液的作用是________________，实验中小液滴移动的方向是________，理由是__________________，移动的距离表示________________________________________________________________________。‎ ‎(3)如果在制备醋酸菌细胞的实验中，海藻酸钠的浓度过低，请在坐标系中画出实验开始10 min后的曲线乙。‎ ‎(4)工业生产中利用固定化细胞技术进行生产，从哪些方面可以达到延长利用固定化细胞时间的目的？(至少两点)________________________________________________________________________。‎ 解析：本题考查了酶的应用(固定化细胞技术)、发酵、酶促反应的速度和温度之间的关系以及实践能力。(1)本实验探究了温度与醋酸菌发酵速度之间的关系，所以温度是自变量。(2)NaOH溶液的作用是处理生成的醋酸和CO2，以免影响实验结果的准确性；结果锥形瓶中的气体量减少，小液滴左移。(3)如果海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的醋酸菌数目就少，小液滴移动距离就短，所得曲线乙和原曲线相似，但在原图曲线的下面。(4)在利用固定化细胞技术进行生产时，要求无菌操作，同时控制好温度和pH等。‎ 答案：(1)探究温度与醋酸菌发酵速度之间的关系　温度 ‎(2)防止产生的醋酸挥发影响实验结果的准确性　左移 锥形瓶中氧气量减少，从而使压强降低　有氧呼吸消耗的氧气量 ‎(3)如图 ‎(4)无菌操作，控制好温度和pH等 ‎