高中生物（人教版）同步习题：4-3酵母细胞的固定化 规范训练（选修1） 5页

课题3　酵母细胞的固定化 ‎ (时间：30分钟　满分：50分)‎ 考查知识点及角度 难度及题号 基础 中档 稍难 固定化酶技术的优势及应用 ‎1、3‎ ‎6‎ 固定化酶和固定化细胞 技术或方法 ‎4‎ ‎8‎ 酵母细胞的固定化 ‎2、5‎ ‎7‎ 一、选择题(每小题4分，共20分)‎ ‎1．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．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　A项中，固定化细胞技术由于保留了细胞内原有的多酶系统，连续催化反应的优势非常明显。B项中，酶的催化受温度、pH的影响，不受氧浓度的影响；C项中，酶的降解作用不需各种营养条件；D项中，糖类的作用不只是作为反应底物，还能维持酵母细胞的渗透压，防止酵母细胞过多地吸水或失水。‎ 答案　A ‎2．(2011·江苏)下图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，下列叙述不正确的是 ‎(　　)。‎ 图1　　　　　　　　图2‎ A．刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液 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菌充分接触 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　刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡。‎ 答案　A ‎3．细胞固定化技术与酶固定化技术相比，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　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。‎ 答案　C ‎4．制备好的凝胶珠是否符合要求，常用的检验方法有 ‎(　　)。‎ ‎①挤压法　②摔打法　③观察法　④培养法 A．①②③　　 B．②③④　　 C．①③④　　D．①②④‎ 解析　检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法。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，就表明凝胶珠的制作成功。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。此外，还可以通过观察凝胶珠的颜色和形状来判断。‎ 答案　A ‎5．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海藻酸钠溶化　③海藻酸钠与酵母细胞混合　④酵母细胞的活化　⑤固定化酵母细胞 A．①②③④⑤ B．④①③②⑤‎ C．④⑤②①③ D．④①②③⑤‎ 解析　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→海藻酸钠与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。‎ 答案　D 二、非选择题(共30分)‎ ‎6．(10分)如图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答下面的问题。‎ ‎(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式有________或________。‎ ‎(5)据图说出反应柱的作用原理。‎ ‎______________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ 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；与固定化酶相比，固定化细胞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反应柱，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，而反应溶液却可以自由出入。‎ 答案　(1)①反应柱　②固定化酶　③分布着小孔的筛板 ‎(2)既能与反应物接触，又能与产物分离，还能被反复利用　成本更低，操作更容易，且能催化一系列的反应　(3)使酶颗粒无法通过，反应溶液却可以自由出入　(4)化学结合法　物理吸附法　(5)反应液从反应柱的上端注入，使反应物溶液流过反应柱，与固定化酶接触，得到的产物从反应柱下端流出 ‎7．(10分)某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞来进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。‎ ‎(1)酵母细胞的固定采用的方法是_________________________________。‎ ‎(2)该实验小组的同学制作固定化酵母细胞的过程为：‎ A．将干酵母与蒸馏水混合并搅拌，使酵母菌活化 B．将无水CaCl2溶解在自来水中，配成CaCl2溶液 C．用酒精灯大火连续加热配制海藻酸钠溶液 D．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 E．将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液滴入蒸馏水中，观察凝胶珠的形成 请你改正其中错误的操作：(写出4点)‎ ‎①___________________________________________________________。‎ ‎②_____________________________________________________________。‎ ‎③___________________________________________________________。‎ ‎④____________________________________________________________。‎ ‎(3)实验过程中，可能观察到的现象有：________________。‎ 解析　(1)细胞固定常采用包埋法。‎ ‎(2)配制CaCl2溶液应使用“蒸馏水”而不是“自来水”；海藻酸钠应小火间断加热且需冷却至室温后方可加入酵母细胞；海藻酸钠与酵母细胞混合后应滴入CaCl2溶液中。‎ ‎(3)实验过程中会观察到CO2产生所导致的气泡，且有酒味。‎ 答案　(1)包埋法 ‎(2)①配制CaCl2溶液应用蒸馏水　②溶解海藻酸钠应用小火或间断加热　③海藻酸钠溶液冷却至室温后再加入酵母细胞　④注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入CaCl2溶液中 ‎(3)有气泡产生，有酒味散发 ‎8．(10分)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。下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)，分析回答下列问题。‎ ‎(1)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 ‎_______________________________________________________。‎ ‎(2)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，酶活力较低原因是________________________________________‎ ‎____________________。‎ ‎(3)固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用________次，酶活力明显下降。‎ ‎(4)固定小麦酯酶不仅采用海藻酸钠直接包埋，同时用戊二醛作交联剂，这是因为_________________________________________________________。‎ 解析　本题考查分析图表的能力，由甲图可知，固定化酶在较高温度下仍然具有较高的活性；乙图显示浓度3%的海藻酸钠包埋效果最好；丙图显示固定化酶在使用3次后酶活力下降幅度较快；酶分子很小易从包埋材料中漏出，所以可以用戊二醛作交联剂。‎ 答案　(1)固定化酶比游离酶对温度变化适应性更强且应用范围较广 ‎(2)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 ‎(3)3‎ ‎(4)酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出