2019-2020学年新突破同步人教版生物选修一练习：专题4课题3　酵母细胞的固定化

2019-2020学年新突破同步人教版生物选修一练习：专题4课题3　酵母细胞的固定化

[基础全练] 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：固定化酶的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。酶的固定化对酶的活性的提高、酶作用的发挥、 反应速度的提高，并没有多大作用。 答案：B 2．关于固定化酶中酶的说法，正确的是( ) A．酶的种类多样，所以固定化酶可催化一系列的酶促反应 B．酶被固定在不溶于水的载体上，可反复利用 C．酶作为催化剂，反应前后结构不改变，所以固定化酶可永远利用下去 D．固定化酶由于被固定在载体上，所以丧失了酶的高效性和专一性特点 解析：固定化酶不能催化一系列酶促反应的进行；固定化酶被固定在不溶于水的 载体上，可以反复利用，但是随着利用次数的增加，受到外界因素的影响，其活 性会逐渐降低；固定化酶具有高效性和专一性的特点。 答案：B 3．关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法，错误的是( ) A．固定化酶生物活性强，可长久使用 B．一般酶制剂应用后和产物混在一起，产物的纯度不高 C．一般酶制剂参加反应后不能重复利用 D．固定化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量 解析：固定化酶是因为可回收重新利用才可以较长时间使用的，并不是因为生物 活性强而长久使用。单纯从生物活性方面分析，固定化酶与一般酶制剂的活性差 别不大。 答案：A 4．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：由于细胞体积大，难以被吸附或结合，常用包埋法固定化。 答案：D 5．将固定化酶装柱后，当底物经过该柱时，底物发生的变化是( ) A．底物被稀释了 B．底物被浓缩了 C．底物的结构变得更加稳定了 D．底物被酶水解成产物了 解析：固定化酶装柱后，当底物经过该柱时，底物被酶水解成产物。 答案：D 6．下列不属于酶的固定方式的是( ) A．将酶包埋在细微网格中 B．将酶相互连接起来 C．将酶吸附在载体表面 D．将酶加上糖衣做成胶囊 解析：将酶包埋在细微网格中即酶固定方式中的包埋法，故 A 正确；将酶相互连 接起来即酶固定方式中的化学结合法，故 B 正确；将酶吸附在载体表面即酶固定 方式中的物理吸附法，故 C 正确；将酶加上糖衣只不过是为了防止胃液里的胃蛋 白酶消化酶制剂的方法，并不是酶固定的方法，故 D 错误。 答案：D 7．固定化酶技术与固定化细胞技术的关系是( ) 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：固定化细胞技术是继固定化酶技术之后，建立在固定化酶技术基础之上的 新技术。 答案：A 8．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．固定化酶的反应柱能连续使用半年，降低了生产成本 解析：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。 答案：B 9．某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下： ①活化酵母细胞：称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌，使酵母细胞活化； ②配制 CaCl2 溶液：将无水 CaCl2 溶解在定量蒸馏水中，配制成一定浓度的 CaCl2 溶液； ③配制海藻酸钠溶液：用定量的海藻酸钠直接溶解在定量的蒸馏水/无菌水中，配 制成溶液； ④海藻酸钠溶液和酵母细胞混合：将活化的酵母细胞迅速加入刚配成的海藻酸钠 溶液中，充分搅拌混合均匀； ⑤固定化酵母细胞：用注射器以恒定的速度缓慢将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴 加到配制好的 CaCl2 溶液中，观察凝胶珠形成。 (1)请你改正其中两处错误的操作： 第一处________________________________________________________； 第二处________________________________________________________。 (2)刚形成的凝胶珠要在 CaCl2 溶液中浸泡 30 min 左右，目的是___________。 (3)如果制作的凝胶珠颜色过浅，显白色，则说明海藻酸钠浓度________(填“过 低”或“过高”)。 答案：(1)③海藻酸钠溶解应适当加热至完全溶化 ④海藻酸钠溶液冷却至常温再加入酵母细胞 (2)让凝胶珠形成稳定的结构 (3)过低 10．为了探究啤酒酵母固定化的最佳条件，科研人员研究了氯化钙浓度对固定化 酵母发酵性能的影响，结果如下图。请回答： (1)与利用游离酵母生产啤酒相比，利用固定化酵母的优点有_____________。 (2)本实验结果表明，随着氯化钙浓度的增大，凝胶珠抗冲击强度增大，完整率 ________。 (3)结合发酵性能分析，制备凝胶珠适宜的氯化钙浓度为________。当氯化钙浓度 过高时，发酵液中的糖度升高，酒精度下降，发酵受到影响，原因是__________。 (4)用海藻酸钠作载体包埋酵母细胞，若海藻酸钠浓度过低，会导致_______，固定 效果大大降低。 解析：(1)固定化细胞技术的优点是可以使酵母细胞多次使用，且便于与产物分离， 提高产品质量。 (2)由图中曲线可知，随氯化钙浓度的增大，凝胶珠的完整率增加。 (3)发酵性能最好时，糖度最低，而酒精度相对较高，因此制备凝胶珠的适宜氯化 钙浓度为 2.0 mol·L－1。当 CaCl2 溶液的浓度过大时，凝胶珠抗冲击强度过大，通透 性降低，从而影响糖进入颗粒内部，使发酵性能降低。 (4)包埋剂的浓度过低，包埋的效果差，酵母细胞易从凝胶颗粒中漏出，从而导致 包埋的酵母细胞数量减少，固定效果大大降低。 答案：(1)可多次使用、便于产物分离、提高产品质量等 (2)增加 (3)2.0 mol·L－1 凝胶珠抗冲击强度过大，通透性降低，影响糖进入颗粒内部 (4)酵母细胞从凝胶颗粒中漏出 [素养提升] 11．研究认为，用固定化酶技术处理污染物很有前途，如将从大肠杆菌中得到的 三磷酸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．酸碱度 C．水分 D．营养 解析：酶和细胞的正常活动都需要一定的条件，如温度、酸碱度、水分等，但是 酶本身是一种大分子物质，不需要营养，而细胞的生活离不开营养物质。 答案：D 12．某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验，分组如表所示，下列有关 说法错误的是( ) 组别 固定化酶柱长度(cm) 淀粉溶液的流速(mL·min－1) 甲 10 0.3 乙 10 0.5 丙 15 0.3 丁 15 0.5 A.固定化酶柱长度和淀粉溶液的流速决定了酶柱中酶的含量 B．淀粉溶液的流速过快会导致流出液中含有淀粉 C．各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同 D．淀粉溶液的 pH 对实验结果有影响 解析：固定化酶柱长度决定了酶柱中酶的含量，A 项错误；淀粉溶液流速过快， 酶来不及催化反应发生，会导致流出液中含有淀粉，B 项正确；实验要遵循等量原 则，C 项正确；pH 影响酶的活性，D 项正确。 答案：A 13．固定化脂肪酶的方法一般是：将酶液和一定浓度的海藻酸钠溶液混合后，用 注射器滴到一定浓度的 CaCl2 溶液中，25 ℃静置固定化 2 h，过滤洗涤，再加入到 戊二醛溶液中，25 ℃化学结合 2 h，过滤、洗涤和干燥后就可得到颗粒状固定化脂 肪酶。兴趣小组对固定化脂肪酶的性质和最佳固定条件进行了探究。下图显示的 是部分研究结果(注：纵坐标为酶活力，包括酶活性和酶的数量，a 为游离酶，b 为 固定化脂肪酶)。下列分析中正确的是( ) A．在温度或 pH 变化时，与游离酶相比固定化脂肪酶具有的缺点是稳定性较低 B．这种固定化脂肪酶使用的是物理吸附法、包埋法和化学结合法三种方法的结合 C．氯化钙的量太少时，酶活力较低的原因可能是包埋不完全，包埋在内部的部分 酶会流失 D．海藻酸钠溶液浓度较高时，酶活力低的原因可能是形成的凝胶孔径较大，影响 酶与底物的结合 解析：在温度或 pH 变化时，与游离酶相比，固定化脂肪酶的优点是稳定性比较高； 此酶采用了包埋法和交联法两种方法相结合，并未用物理吸附法；氯化钙的作用 是使凝胶珠稳固聚沉，如果含量太少，可能会使部分酶流失；海藻酸钠溶液浓度 较高时，形成的凝胶孔径比较小，影响酶与底物的结合。 答案：C 14．固定化酶是从 20 世纪 60 年代迅速发展起来的一种技术。科研人员采用双重 固定法(即以戊二醛作交联剂使酶相互连接，以海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯 酶)以研究固定化酶的相关性质，并对其最佳固定条件进行了探究。如图甲、乙、 丙为部分研究结果。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。下列有关叙述，错误的是( ) A．由甲图可知，固定化小麦酯酶比游离小麦酯酶对温度变化的适应性弱 B．由乙图可知，浓度为 3%的海藻酸钠包埋效果最好 C．由丙图可知，固定化小麦酯酶一般可重复使用 3 次，之后若继续使用则酶活力 明显下降 D．固定化小麦酯酶采用双重固定法固定的原因是酶分子很小，很容易从包埋材料 中漏出 解析：由甲图可知，固定化小麦酯酶比游离小麦酯酶对温度变化的适应性更强，A 错误；由乙图可知，浓度为 3%的海藻酸钠包埋效果最好，B 正确；由丙图可知， 固定化小麦酯酶一般可重复使用 3 次，之后若继续使用则酶活力明显下降，C 正确； 固定化小麦酯酶采用双重固定法固定的原因是酶分子很小，很容易从包埋材料中 漏出，D 正确。 答案：A 15．如图 1 表示制备固定化酵母细胞的某步操作，图 2 是利用固定化酵母细胞进 行酒精发酵的示意图，请据图分析回答： (1)图 1 中，需将溶化好的海藻酸钠溶液________，再加入已活化的酵母细胞，进 行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。 (2)图 1 中 X 溶液为________，其作用是______________________。 (3)某同学在图 1 步骤结束后得到的凝胶珠不是圆形或椭圆形，出现此结果的原因 可能是海藻酸钠溶液浓度过________(填“高”或“低”)或注射器中的混合液推 进速度过________(填“快”或“慢”)。 (4)图 1 中制备的凝胶珠需________后再转移到图 2 装置中，发酵过程中搅拌的目 的是____________________________。 解析：(1)刚溶化的海藻酸钠溶液要冷却至室温，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。(2)图 1 中 X 溶液为 CaCl2 溶液，作用是使海 藻酸钠形成凝胶珠。(3)凝胶珠不是圆形或椭圆形，原因可能是海藻酸钠溶液浓度 偏高或注射器中的混合液推进速度过快。(4)制备的凝胶珠需用蒸馏水洗涤(去除残 留的 CaCl2)后再转移到图 2 装置中进行发酵，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。 答案：(1)冷却至室温 (2)CaCl2 溶液 使海藻酸钠形成凝胶珠 (3)高 快 (4)用 蒸馏水洗涤 使培养液与酵母菌充分接触