高中生物 專(zhuān)題4 酶的研究與應(yīng)用 課題3 酵母細(xì)胞的固定化學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 新人教版選修1

專(zhuān)題4 酶的研究與應(yīng)用 課題3 酵母細(xì)胞的固定化學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(建議用時(shí)：45分鐘) 學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1下圖所示的固定化方式中，適宜固定化酶的是()ABC D【解析】固定化酶適宜用化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法。【答案】D2下列關(guān)于固定化技術(shù)的敘述，不正確的是()A從操作角度來(lái)考慮，固定化細(xì)胞比固定化酶更容易B固定化細(xì)胞比固定化酶對(duì)酶活性影響更小C固定化細(xì)胞固定的是一種酶D將微生物的發(fā)酵過(guò)程變成連續(xù)的酶反應(yīng)應(yīng)選擇固定化細(xì)胞【解析】在應(yīng)用操作過(guò)程中，固定化細(xì)胞固定的是一系列酶，比固定化酶更容易、更便捷，對(duì)酶活性影響更小，可使發(fā)酵過(guò)程變成連續(xù)反應(yīng)過(guò)程?！敬鸢浮緾3下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是()A固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯B在固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度和溶解氧C利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件D利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類(lèi)的作用只是作為反應(yīng)底物【解析】固定化酶不像普通酶那樣對(duì)環(huán)境要求那么高，耐受性也比較好，和溶解氧沒(méi)什么關(guān)系；利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，不需要提供營(yíng)養(yǎng)條件；利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，糖類(lèi)不僅是反應(yīng)底物，同時(shí)也作為碳源來(lái)提供能量和營(yíng)養(yǎng)?！敬鸢浮緼4在制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，CaCl2溶液的作用是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：05520034】A用于調(diào)節(jié)溶液pHB用于進(jìn)行離子交換C用于膠體聚沉D用于為酵母菌提供Ca2【解析】海藻酸鈉膠體在CaCl2這種電解質(zhì)溶液的作用下，發(fā)生聚沉，形成凝膠珠，其作用機(jī)理是由于鹽離子的電荷與膠體微粒電荷相互吸引，形成更大的膠體顆粒，類(lèi)似于人體紅細(xì)胞與抗凝集素之間的凝集反應(yīng)?！敬鸢浮緾5下列有關(guān)利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的說(shuō)法不正確的是()A葡萄糖與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成的是果糖B從固定化酶反應(yīng)柱下端流出的只有果糖C高果糖漿不會(huì)像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管疾病，對(duì)人類(lèi)的健康更有益D酶溶解于葡萄糖溶液后，可從糖漿中回收【解析】用固定化酶生產(chǎn)高果糖漿過(guò)程中，反應(yīng)柱下端的篩板不允許固定化酶顆粒通過(guò)，但是不影響反應(yīng)物和產(chǎn)物的通過(guò)，因此下端流出的既有果糖，又有沒(méi)反應(yīng)完的葡萄糖?！敬鸢浮緽6制備好的凝膠珠是否符合應(yīng)用要求，常用的檢測(cè)方法有()擠壓法摔打法觀察法培養(yǎng)法A BC D【解析】檢測(cè)凝膠珠是否合格，經(jīng)常使用下列檢測(cè)方法：一是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒(méi)有液體流出，就表明凝膠珠制作成功。二是在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。還可以通過(guò)觀察凝膠珠的顏色和形狀來(lái)判斷。【答案】D7下列有關(guān)固定化酵母細(xì)胞及使用過(guò)程中，錯(cuò)誤的是()A干酵母活化的時(shí)間大約為1小時(shí)B將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的酵母細(xì)胞C檢測(cè)是否有酒精發(fā)酵的有效指標(biāo)之一為是否有氣泡發(fā)生D將海藻酸鈉與酵母菌的混合液緩緩滴加到氯化鈣溶液中，即形成固定化細(xì)胞顆?！窘馕觥繖z測(cè)是否有酒精發(fā)酵的有效指標(biāo)之一是聞聞是否有酒味，因?yàn)榻湍妇醒鹾粑蜔o(wú)氧呼吸均可產(chǎn)生氣體CO2。【答案】C8關(guān)于固定化酶中酶的說(shuō)法，正確的是()A酶的種類(lèi)多樣，可催化一系列的酶促反應(yīng)B酶被固定在不溶于水的載體上，可反復(fù)利用C酶作為催化劑，反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)不改變，所以固定化酶可永遠(yuǎn)利用下去D固定化酶由于被固定在載體上，所以喪失了酶的高效性和專(zhuān)一性特點(diǎn)【解析】固定化酶不能催化一系列酶促反應(yīng)的進(jìn)行；固定化酶被固定在不溶于水的載體上，可以反復(fù)利用，但是隨著利用次數(shù)的增加，受到外界因素的影響，其活性會(huì)逐漸降低；固定化酶具有高效性和專(zhuān)一性的特點(diǎn)?！敬鸢浮緽9如圖表示某同學(xué)進(jìn)行的澄清蘋(píng)果汁生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)敘述正確的是()A實(shí)驗(yàn)中所用的固定化果膠酶由海藻酸鈉直接包埋獲得B為防止雜菌污染，圖示裝置制作完畢后應(yīng)瞬間高溫滅菌C通過(guò)控制閥調(diào)節(jié)蘋(píng)果汁流出的速率，保證反應(yīng)充分進(jìn)行D固定化果膠酶不可重復(fù)使用，每次生產(chǎn)前應(yīng)重新填裝反應(yīng)柱【解析】酶的固定化一般不用包埋法，A錯(cuò)誤；瞬間高溫滅菌會(huì)使固定化酶失去活性，B錯(cuò)誤；加入蘋(píng)果汁后可關(guān)閉控制閥一段時(shí)間，再通過(guò)減慢蘋(píng)果汁流出的速率，讓底物與酶充分接觸，使反應(yīng)充分進(jìn)行，C正確；固定化果膠酶可重復(fù)使用，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾10如圖為固定化酵母細(xì)胞及其應(yīng)用的相關(guān)圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：(1)某生物小組利用海藻酸鈉制備固定化酵母細(xì)胞，應(yīng)使用圖甲中的方法_(填號(hào)碼及名稱(chēng))，而制備固定化酶則不宜用此方法，原因是_。(2)部分同學(xué)制得的凝膠珠如圖乙所示，其原因可能是_、_等。觀察形成的凝膠珠的顏色和形狀，如果顏色過(guò)淺，說(shuō)明_。(3)某同學(xué)用圖丙所示的裝置來(lái)進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵。a代表_，b代表_。從上端漏斗中加入反應(yīng)液的濃度不能過(guò)高的原因是_。為使該實(shí)驗(yàn)中所用到的固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)利用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程一定要在_條件下進(jìn)行。裝置中的長(zhǎng)導(dǎo)管起的作用是_。【解析】固定化酶適宜用化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法；固定化酵母細(xì)胞適宜用包埋法。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說(shuō)明海藻酸鈉溶液的濃度偏高或注射器推進(jìn)速度過(guò)快(或針筒口離CaCl2液面過(guò)近)?！敬鸢浮?1)包埋法酶分子很小，容易從包埋材料中漏出(2)海藻酸鈉溶液的濃度過(guò)高注射器推進(jìn)速度過(guò)快(或針筒口離CaCl2液面過(guò)近)固定化酵母細(xì)胞數(shù)目較少(3)固定化酵母細(xì)胞反應(yīng)柱葡萄糖溶液的濃度過(guò)高會(huì)使酵母細(xì)胞因失水過(guò)多而死亡無(wú)菌釋放反應(yīng)產(chǎn)生的CO2和防止空氣中的雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱能力提升11下列關(guān)于配制海藻酸鈉溶液的措施，正確的是()A用酒精燈加熱，加熱時(shí)不能攪拌B由于海藻酸鈉溶解速度快，所以不用加熱C海藻酸鈉在水中溶解的速度慢，需用酒精噴燈加熱D采用小火或間斷加熱，促進(jìn)溶解，防止發(fā)生焦糊【解析】海藻酸鈉采用小火或間斷加熱，需攪拌防止焦糊；酒精噴燈產(chǎn)生高溫火焰，主要用于需強(qiáng)熱的實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)中不使用?！敬鸢浮緿12下列屬于固定化酶應(yīng)用特點(diǎn)的是()可以被反復(fù)使用有利于酶與產(chǎn)物分離能自由出入載體一種固定化酶只催化一種酶促反應(yīng)酶多用包埋法固定化A BC D【解析】酶被固定后可與產(chǎn)品分離，故可反復(fù)使用，但不能自由出入依附的載體。通常情況下，固定化酶種類(lèi)單一，所以不能催化一系列酶促反應(yīng)?！敬鸢浮緾13某校學(xué)生嘗試用瓊脂作載體，用包埋法固定淀粉酶來(lái)探究固定化酶的催化效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表(假設(shè)加入試管中的固定化淀粉酶量與普通淀粉酶量相同)。實(shí)驗(yàn)表明l號(hào)試管中淀粉未被水解，你認(rèn)為最可能的原因是()比較項(xiàng)目1號(hào)試管2號(hào)試管固定化淀粉酶普通淀粉酶淀粉溶液60 保溫5分鐘，取出冷卻至室溫，滴加碘液現(xiàn)象變藍(lán)不變藍(lán)A.實(shí)驗(yàn)中的溫度過(guò)高，導(dǎo)致固定化淀粉酶失去活性B淀粉是大分子物質(zhì)，難以通過(guò)瓊脂與淀粉酶接觸C水浴保溫時(shí)間過(guò)短，固定化淀粉酶未將淀粉水解D實(shí)驗(yàn)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤，試管中應(yīng)先加入碘液后保溫【解析】由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物質(zhì)，它不能通過(guò)瓊脂與酶充分接觸，導(dǎo)致淀粉不能被水解而遇碘液呈現(xiàn)藍(lán)色?！敬鸢浮緽14固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接)，海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對(duì)其最佳固定條件進(jìn)行了探究。如圖顯示的是部分研究結(jié)果(注：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量)。分析回答：(1)酶的固定化技術(shù)的應(yīng)用最主要的目的是_。(2)從對(duì)溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，甲圖所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是_。(3)乙圖曲線表明濃度為_(kāi)的海藻酸鈉包埋效果最好，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低原因可能是_。(4)固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，由丙圖可知，固定化酯酶一般重復(fù)使用_次后酶活力明顯下降。(5)研究人員固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是同時(shí)用戊二醛作交聯(lián)劑，這是因?yàn)開(kāi)。(6)根據(jù)介紹，科研人員所采用的固定化技術(shù)可用下圖中的_表示?！窘馕觥?2)通過(guò)分析甲圖可知，固定化酶與游離酶相比，固定化酶對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍較廣。(3)乙圖曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，此時(shí)的酶活力最高。當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足，因此酶活力較低。(4)由丙圖可知，固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力顯著下降。(5)由于小麥酯酶分子很小，很容易從包埋材料中漏出，因此固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是采用雙重固定法。(6)雙重固定法是指采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接)，海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定小麥酯酶，可見(jiàn)科研人員所采用的固定化技術(shù)是化學(xué)結(jié)合法和包埋法，可用圖中的B、C表示?！敬鸢浮?1)解決酶的回收和再利用的困難(2)固定化酯酶比游離酯酶對(duì)溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng)，且應(yīng)用范圍較廣(3)3%海藻酸鈉濃度較低時(shí)包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足(4)3(5)酶分子過(guò)小，很容易從包埋材料中漏出(6)BC15(2015山東高考)乳糖酶能夠催化乳糖水解為葡萄糖和半乳糖，具有重要應(yīng)用價(jià)值。乳糖酶的制備及固定化步驟如下：(1)篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物L(fēng)時(shí)，宜用_作為培養(yǎng)基中的唯一碳源。培養(yǎng)基中瓊脂的作用是_。從功能上講，這種培養(yǎng)基屬于_。(2)培養(yǎng)微生物L(fēng)前，宜采用_方法對(duì)接種環(huán)進(jìn)行滅菌。(3)純化后的乳糖酶可用電泳法檢測(cè)其分子量大小。在相同條件下，帶電荷相同的蛋白質(zhì)電泳速度越快，說(shuō)明其分子量越_。(4)乳糖酶宜采用化學(xué)結(jié)合法(共價(jià)鍵結(jié)合法)進(jìn)行固定化，可通過(guò)檢測(cè)固定化乳糖酶的_確定其應(yīng)用價(jià)值。除化學(xué)結(jié)合法外，酶的固定化方法還包括_、_ 、離子吸附法及交聯(lián)法等。【解析】(1)若要篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物，需要利用以乳糖為唯一碳源的培養(yǎng)基，不能利用乳糖的微生物在此培養(yǎng)基上不能存活，從而起到篩選作用。(2)對(duì)接種環(huán)滅菌常用的方法是灼燒滅菌。(3)相同條件下，電泳速度與分子量有關(guān)，分子量越大，電泳速度越慢，分子量越小，電泳速度越快。(4)固定化乳糖酶的應(yīng)用價(jià)值主要與其活性有關(guān)。酶的固定化方法除化學(xué)結(jié)合法外，還包括包埋法和物理吸附法等?！敬鸢浮?1)乳糖凝固劑選擇培養(yǎng)基(2)灼燒(3)小(4)(酶)活性或：(酶)活力包埋法物理吸附法(注：兩空可顛倒)