高三生物一轮复习专题4酶的研究与应用课题3酵母细胞的固定化课时作业新人教版选修1

课题3 酵母细胞的固定化[学业水平层次(A)]1．关于固定化酶技术说法正确的是( )A．固定化酶技术就是固定反应物，将酶依附于载体，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．固定化酶是将酶固定在一定空间的技术【解析】固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，其优点是酶被固定在一定装置内可重复利用，不足是无法同时解决一系列酶促反应。

在固定过程中，固定的是酶而不是反应物，因此A、B、C均错误。

【答案】 D2．下列叙述属于固定化酶技术与固定化细胞技术关系的是( )A．固定化酶技术是固定化细胞技术的基础B．固定化细胞技术是固定化酶技术的基础C．固定化酶技术与固定化细胞技术是同时发展起来的D．固定化细胞技术先于固定化酶技术【解析】固定化细胞技术是在固定化酶技术基础上发展起来的。

【答案】 A3．下列有关配制海藻酸钠溶液的叙述中，不准确的是( )A．加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环B．海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量C．海藻酸钠可在水中迅速溶解，必须再加热D．海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠内包埋的细胞过少【解析】海藻酸钠需经小火间断加热溶化并冷却后再与细胞混合。

【答案】 C4．下面制备固定化酵母细胞的正确步骤是( )①配制CaCl2溶液②海藻酸钠溶化③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合④酵母细胞活化⑤固定化酵母细胞A．①②③④⑤B．④①③②⑤C．④⑤②①③ D．④①②③⑤【解析】制备固定化酵母细胞的正确步骤：酵母细胞活化―→配制CaCl2溶液―→海藻酸钠溶化―→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合―→固定化酵母细胞。

【答案】 D5．在制备固定化酵母细胞的实验中，CaCl2溶液的作用是( )A．用于调节溶液pHB．用于进行离子交换C．用于胶体聚沉D．用于为酵母菌提供Ca2＋【解析】海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质溶液的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，其作用机理是由于盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引，形成更大的胶体颗粒，类似于人体红细胞与抗凝集素之间的凝集反应。

【答案】 C[能力提升层次(B)]6．下图中所示的酶固定化技术中属于包埋法的一组是( )①②③④A．①② B．①③④C．①④ D．③④【解析】①为吸附法，②为化学结合法，③④为包埋法，③包埋于网格中，④包埋于微胶囊中。

【答案】 D7．下列关于使用固定化酶生产高果糖浆的说法，正确的是( )①生产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．②③C．③④ D．①④【解析】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，大大降低了生产成本，有利于果糖的生产。

【答案】 C8．(2015·重庆高二检测)下列有关固定化酵母细胞制备步骤的叙述，正确的是( )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快速注入CaCl 2溶液中，会观察到CaCl 2溶液中有球形或椭圆形的凝胶珠形成【解析】 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集糊，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CaCl 2溶液中，而不是注入。

【答案】 B9．在用淀粉作原料生产高果糖浆时，所需的固定化酶是( )①固定化淀粉酶 ②固定化果胶酶 ③固定化麦芽糖酶 ④固定化纤维素酶 ⑤固定化葡萄糖异构酶A ．①②③B ．①④⑤C ．①③⑤D ．①②④【解析】 由淀粉生成果糖的大致过程：淀粉――→淀粉酶麦芽糖―――――→麦芽糖酶葡萄糖―――――――――→葡萄糖异构酶果糖，因此应为①③⑤三种固定化酶。

【答案】 C10．某大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作为交联剂(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：(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________的海藻酸钠溶液包埋效果最好，当海藻酸钠溶液浓度较低时，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，之后酶活力明显下降。

【解析】由甲图可知，固定化酯酶在较高温度下仍然具有较高的活性。

乙和丙均较为简单，但对学生读图识图的能力有一定的要求。

【答案】(1)固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强且应用范围较广(2)3%左右海藻酸钠溶液浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，导致数量不足(3)3[拓展探究层次(C)]11．下列有关利用固定化酶技术生产高果糖浆的说法不正确的是( )A．葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成的是果糖B．从固定化酶反应柱下端流出的不只有果糖C．高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管疾病，对人类的健康更有益D．酶溶解于葡萄糖溶液后，不可从糖浆中回收【解析】本题考查固定化酶的应用实例，反应柱下端的筛板不允许固定化酶颗粒通过，但是不影响反应物和产物的通过，因此下端流出的既有果糖，又有没反应完的葡萄糖；固定化酶技术，将酶固定在载体上，柱子底端上分布着许多小孔的筛板，酶颗粒无法通过筛板上的小孔，即不进入糖浆中，故可反复利用。

【答案】 D12．下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是( )A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药C．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌【解析】酶的固定方式有包埋法、化学结合法和物理吸附法，物理吸附的过程是利用吸附剂本身的表面张力，从而对附近的分子产生吸附，吸附剂不会与被吸附物质发生化学反应而使其发生性质改变，所以吸附法对酶活性影响很小，A项正确；消化酶在人体消化道内发挥作用，蛋白酶制剂一般在最外面加上糖衣后通过口服方式给药，B项正确；尿糖试纸是一种酶试纸，是将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色化合物固定在纸条上，制成测试尿糖含量的酶试纸，这种酶试纸与尿液相遇时，很快会因为尿液中葡萄糖含量的多少而呈现一定的颜色，再次使用时颜色会有掩盖作用，所以不能反复利用，C项错误；制备固定化酵母细胞时，将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗的目的是洗去CaCl2和杂菌，防止凝胶珠硬度过大和杂菌的污染，D项正确。

【答案】 C13．(2015·西城检测)下图是应用固定化酵母进行葡萄糖发酵产生酒精的装置，下列说法中不正确的是( )A．为使固定化酵母可以反复使用，实验过程一定要在无菌条件下进行B．加入反应液后保持活塞1始终打开，活塞2则必须关闭C．装置的长导管主要是为了释放CO2并防止杂菌进入反应柱D．加入反应液的浓度不能过高，以免酵母细胞因失水过多而死亡【解析】酵母菌发酶产生酒精需要无氧环境，因此活塞1应该关闭。

【答案】 B14．如图1为人工种子生产过程示意图，图2为图1中③过程的相关操作，据图分析回答下面的问题。

(1)图1中，①②过程分别称为____________________________________。

(2)图2中，包埋形成人工种子过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用________加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液________后，加入胚状体充分搅拌混合均匀。

(3)刚生产的人工种子需要在氯化钙溶液中浸泡一段时间，其目的是使人工种子________________。

(4)若用图2的方法“制备固定化酵母细胞”，海藻酸钠溶液的浓度对实验结果影响较大，若浓度过高，则________________，通常评价该实验结果主要是观察凝胶珠的________。

(5)制备固定化酶则不宜用此方法，原因是__________________________。

【解析】 (1)由叶组织块经脱分化形成愈伤组织，再分化后形成胚状体。

(2)包埋人工种子加热溶解海藻酸钠时需用小火或间断加热，防止焦糊，冷却后加入胚状体充分混匀。

(3)将刚生产的人工种子浸泡在氯化钙溶液中一段时间，使人工种子形成稳定的结构。

(4)制备固定化酵母细胞时的海藻酸钠溶液的浓度过高使其不易形成球形或椭圆形的凝胶珠，通常通过观察凝胶珠的颜色和形状，即浅黄色，球形或椭圆形最佳。

(5)由于酶分子，容易从包埋材料中漏出，所以不宜用包埋法。

【答案】 (1)脱分化、再分化 (2)小火或间断 冷却(至室温) (3)形成稳定的结构(4)不易形成球形或椭圆形的凝胶珠 颜色和形状 (5)酶分子很小，容易从包埋材料中漏出15．下面是制备固定化藻菌细胞的流程，试图利用固定化细胞技术对生活污水进行脱氮。

试分析回答以下问题。

――――――――――――――――――――→注射器匀速滴入pH ＝6.5饱和硼酸2.5%的CaCl 2混合液，7h――冲洗(1)活性污泥取自污水处理厂曝气池，主要原因是经过长期________，曝气池污泥中的微生物________________________________。

(2)关于本实验，相关分析不正确的是( )A ．固定化小球的直径不宜过大，否则会影响污水与固定化细胞的物质交换B ．固定化小球的直径越大，小球藻接受的光照量越大，除氮效果越好C ．固定化小球所用的海藻酸钠浓度不能过高，否则会影响污水中有机物与固定化细胞的接触D ．固定化小球所用的海藻酸钠浓度不能过低，否则会造成包埋细胞过少(3)下图所示为不同浓度的固定化藻菌小球对模拟污水中N 去除效果关系曲线，图中比例代表固定化藻菌小球体积与污水体积，如“­ ­ ­ ­1∶9”代表1体积小球与9体积模拟污水混合液。