3.2制备和应用固定化酶每课一练(苏教版选修1)

3.2 制备和应用固定化酶每课一练（苏教版选修1）
一、选择题
1. （2013徐州高二期末）下列不属于固定化酶在利用时的特点的是（）
A .有利于酶与产物分离
B. 可以被反复利用
C. 能自由出入依附的载体
D. —种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应
【解析】固定化酶由于酶被固定在不溶性的载体上，很容易与产品分离，
同时酶也能反复使用，这是固定化酶的主要优点。

但酶已被固定在载体上，不能自由出入。

通常固定化酶的种类单一，所以不能催化一系列酶促反应（需要一系列的酶）。

【答案】C
2. 下列关于固定化细胞技术的说法中，正确的是（）
A. 吸附法的优点是操作简单，吸附牢固
B. 包埋法的特点是操作复杂，条件温和，对细胞无毒性
C. 吸附法容易对酶活性产生影响
D. 凝胶包埋法常用的凝胶种类有琼脂、海藻酸钠凝胶、角叉菜胶和明胶等
【解析】固定化细胞的主要方法有吸附法和包埋法。

它们各有利弊，吸附法的主要优点是酶活性不受影响，但吸附过程相当复杂，这一过程与微生物细胞的性质、载体的性质以及两者之间的相互作用等有关，吸附力较弱且吸附不牢固，细胞容易脱落。

包埋法操作简便，条件温和，对细胞无毒性，适合于生长细胞的固定化。

凝胶包埋法常用的凝胶种类有琼脂、海藻酸钠凝胶、角叉菜胶和明胶等。

【答案】D
3. 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一配制物质的
量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液一配制海藻酸钠溶液一海藻酸钠溶液与酵母细
胞混合一固定化酵母细胞。

【答案】 D 4．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磷酸二酯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 . pH
C ．水分
D ．营养
【解析】酶与微生物相比较，它的活性发挥不需要营养。

【答案】D
5．下列关于固定化酶的说法不正确的是( )
A .固定化酶是一种新型酶制剂
B. 固定化酶可再次利用，利于连续化生产
C. 固定后的酶既能与反应物接触，又能与反应物和产物分离
D. 固定化酶易溶于水
【解析】酶制剂本身不够稳定，价格昂贵且不能回收以反复利用，从而限制了酶制剂的进一步发展；新的酶制剂类型——固定化酶解决了普通酶制剂的缺
点，既能与反应物接触，又能与反应物和产物分离，能重复利用；固定化酶不溶于水。

【答案】D
6．酵母细胞的活化是指( )
A .让酵母细胞恢复运动状态
B .让酵母细胞在缺水状态下更容易休眠
C. 让酵母细胞内酶活性增强
D. 让处于休眠状态的酵母细胞重新恢复正常的生活状态
【解析】在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。

活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。

酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.5〜1 h0
【答案】D
7．固定化细胞常用载体的共同特点是( )
A •不溶于水且多孔
B. 富含营养物质
C. 对酶的活性有影响
D. 最适pH不变
【解析】在固定化细胞的技术中，载体的主要作用是固定细胞，不让细胞溶于产物中。

当然，也要考虑固定的材料尽可能对酶的催化不产生影响或产生的影响最小。

固定化细胞在催化化学反应的同时，自身获得了物质和能量，因此，不需额外提供营养物质。

【答案】A
8. (2012淮安高二检测)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】本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识。

解题过程中应注意酶发挥作用和细胞发挥作用所需的条件的异同。

固定化细胞中含有多种酶，在多步连续催化反应方面优势明显。

固定化酶不像普通酶那样对环境条件要求高，其耐受性比较好，但和溶解氧没什么关系。

利用固定化酶降解水体中有机磷农药，不需要提供营养条件，固定化细胞发挥作用需要营养条件。

利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用可作为反应底物也可作为碳源来维持酵母菌的生存。

【答案】A
9. 下列关于酶和细胞的固定，叙述不正确的是( )
A .酶分子很小，宜采用包埋法
B. 酶分子很小，宜采用化学结合法或物理吸附法固定
C. 细胞个大，难被吸附或结合
D. 细胞宜采用包埋法固定
【解析】一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定。

因为细胞个大，而酶分子很小；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。

【答案】A
10. 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、不能连续生产
B. 成本更高、操作更难、不能连续生产
C. 成本更低、操作更容易、能连续生产
D. 成本更低、操作更难、能连续生产
【解析】酶是由细胞合成的，酶分子很小，比较难固定，而细胞相对较大，相对容易固定，而且无需再进行酶的提取，因而固定化细胞制备的成本更低，操作更容易，并且能连续生产。

【答案】C
二、非选择题
11. 乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注。

利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为：
, ，预处理、水解发酵
玉米秸秆>糖液—>酒精 |
(1) 玉米秸秆经预处理后，应该选用________ 酶进行水解，使之转化为发酵
所需的葡萄糖。

(2) 若从土壤中分离产生这种酶的微生物，所需要的培养基为_________ (按功能分)，培养基中的碳源为________ 。

(3) 从生物体提取出的酶首先要检测________ ，以便更好地将酶用于生产实践。

在生产糖液的过程中，为了使酶能够被反复利用，可采用__________ 技术。

(4) 发酵阶级需要的菌种是__________ ，在产生酒精时要控制的必要条件
是________ 。

【解析】用植物秸秆生产酒精是利用微生物进行发酵的过程。

植物秸秆中的有机物主要是纤维素，需要纤维素酶才能将其水解成葡萄糖。

若从土壤中分离产生这种酶的微生物，所用的培养基为选择培养基，利用的唯一碳源为纤维素。

生产实践
中反复利用酶的技术叫做固定化酶技术。

酒精发酵所用的菌种是酵母菌，产生酒精需要无氧条件。

【答案】(1)纤维素
(2) 选择培养基纤维素
(3) 酶的活力(活性)固定化酶(固定化细胞)
(4) 酵母菌 无氧(密闭、密封)
12. (2013连云港高二检测)某同学进行苹果汁制作实验，工艺如下图所示。

请回答:
(1) 图中用KMnO 4溶液浸泡苹果的目的是 ________ 。

黑曲霉提取液中含有的 可水解果胶，从而使果汁澄清。

固定化柱中填充的石英砂通过 _________ 方式将酶 固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去 __________ 。

(2) 实验中，操作流程A 和B 的先后次序为 _________ 。

在苹果汁澄清过程中， 应关闭的流速调节阀是 ________ 。

要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果 胶，可取一定量的果汁与等量的 ________ 混合，如果出现 ________ 现象，说明果 胶还没有被完全水解。

为使果胶完全水解，应将流速调 __________ 。

(3) 实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍
可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被 _________ 使用。

【解析】 (1)KMn04能消毒，杀死苹果表面的微生物。

黑曲霉提取液中含
有果胶酶，能水解果胶。

石英砂能将果胶吸附在表面，可用蒸馏水将未吸附的酶 洗去。

(2)实验中应先提取果胶酶，做成固定化酶，再制苹果汁。

在苹果汁澄清 过程中，应关闭阀1,防止从固定化柱流出的苹果汁混有黑曲霉提取液。

果胶不 溶于乙醇，可用于鉴定果胶。

若果胶没有完全水解，可将流速调慢，延长反应时 间，使反应更充分。

(3)固定化酶可重复使用，降低了生产成本。

【答案】(1)消毒果胶酶吸附未被固定的酶等
(2)AB 阀1乙醇浑浊(沉淀)慢
⑶重复
13. 下面是制备固定化酵母细胞的实验，据此完成下列问题。

准备各种实验药品和器具f 制备麦芽汁f 活化酵母细胞f 制备固定化细胞 —用
无菌水洗涤凝胶珠—发酵麦芽汁
(1)在自然状态下，微生物处于休眠状态。

活化就是让处于休眠状态的微生
物重新恢复 __________状态。

活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化 ［渾浊的苹果迸怦』 阀Z ©表示施速调节阀
U
流程R 苹杲 I
冲0fc,斥榨 苹果汁 固定化柱阀3
时________ 。

(2) 影响实验成败的关键步骤是_______ o
(3) 如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目_________ o
(4) 观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明_________________ ; 如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明________________ o
(5) 固定化细胞技术一般采用包埋法固定化，原因是___________________ o
【解析】本题考查固定化细胞的原理、方法及注意事项，同时考查酵母菌
的有关知识。

干酵母在无水状态时休眠，条件一旦适宜，其活性马上恢复。

用包埋法固定酵母菌的关键是海藻酸钠溶液的配制。

【答案】(1)正常的生活体积会增大(2)配制海藻酸钠溶液⑶少⑷
固定化酵母细胞数目较少海藻酸钠浓度偏高，制作失败(5)细胞个体大，不
易从包埋材料中漏出。