高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》课题3 酵母细胞的固定化练习

这是一份高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》课题3 酵母细胞的固定化练习，共5页。
1.下列说法中,哪项不是在应用酶的过程中常遇见的一些实际问题?( )


A.酶与反应物混合,产品难以提纯


B.酶在生物化学反应中往往难以回收


C.酶遇强酸、强碱、高温等条件易失活


D.酶作为催化剂,绝大多数酶是蛋白质


解析:蛋白质是绝大多数酶的化学本质,这一属性不会因为酶的固定化而改变。


答案:D


2.下列有关固定化酶技术和固定化细胞技术的说法,正确的是( )。


A.固定化酶和固定化细胞的目的是限制酶与反应物接触,控制反应速度


B.固定化细胞的优势在于能催化一系列生化反应


C.与固定化细胞技术相比,固定化酶制备的成本更低,操作更容易


D.酶适合用包埋法固定化,细胞适合用吸附法固定化


解析:固定化酶和固定化细胞的目的不是限制酶与反应物接触,而是使酶与反应物接触更充分,提高反应速度,故A项错误。固定化细胞所固定的是细胞内所有的酶,能催化一系列生化反应,故B项正确。固定化细胞制备的成本低,操作更容易,故C项错误。酶分子较小,适合采用化学结合法和物理吸附法固定化;细胞个大,适合用包埋法固定化,故D项错误。


答案:B


3.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.一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应


解析:固定化酶是将酶固定在一种载体上,因此它不能自由出入依附的载体。


答案:C


4.下列关于固定化酶技术的说法,正确的是( )。


A.固定化酶技术就是固定反应物,将酶依附着载体围绕反应物旋转的技术


B.固定化酶的应用中要控制好pH、温度和溶氧量


C.固定化酶中的酶无法重复利用


D.固定化酶技术是将酶固定在一定空间内的技术


解析:固定化酶是指通过物理或化学的方法,将水溶性的酶与不溶性的载体结合,使酶固定在载体上,并在一定的空间范围内进行反应。固定的酶可以重复利用。溶氧量不影响酶活性,应用时应控制好pH和温度。


答案:D


5.下列关于固定化酶反应柱的叙述,错误的是( )。


A.反应液从上端注入,从下端流出


B.反应液流经酶颗粒的过程中发生了化学反应


C.反应柱能连续使用一段时间


D.酶颗粒可以通过筛板上的小孔


解析:反应柱的下端有筛板,筛板上有小孔,小孔只允许反应液通过,不允许酶颗粒通过,酶颗粒可以连续使用一段时间。


答案:D


6.下列有关固定化酶和固定化细胞的说法,正确的是( )。


A.固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应


B.固定化细胞技术一次只能固定一种酶


C.固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都可反复使用


D.固定化酶和固定化细胞都能反复使用,但酶的活性迅速下降


解析:酶具有专一性,一种酶固定后不可能催化一系列生化反应;固定化细胞技术固定的是一系列酶;固定化酶和固定化细胞都能反复使用,若条件适宜,一般不会出现酶的活性迅速下降问题。


答案:C


7.下图中哪个图与用海藻酸钠作载体的固定化酵母细胞相似?( )





解析:A是吸附法,B是载体结合法,这两种方法多用于酶的固定;C和D是包埋法,C一般将酶包埋在网格里,D是包埋在凝胶中。制备固定化酵母细胞用的是包埋法,即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶中,所以与D图相似。


答案:D


9.研究认为,用固定化酶技术处理污染物是很有前途的,如将从大肠杆菌中得到的三酯磷酸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:大肠杆菌中的三酯磷酸酶可以催化有机磷农药分解,需要适宜的温度和pH,同时反应离不开水,但是,不需要提供营养。


答案:D


9.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:细胞体积比酶分子大,难以被吸附或结合。


答案:D


10.目前,没有一种固定化技术能普遍适用于所有的酶,理由是( )。


A.有的酶能降低反应的活化能,有的酶能升高反应的活化能


B.有的酶有专一性,有的酶没有专一性


C.不同的酶分子结构不同


D.不同的酶对理化因素的耐受程度相似


解析:凡酶都有降低化学反应活化能的作用,也都有专一性。不同的酶分子结构不同,说明不同的酶理化性质有所不同,对理化因素的耐受程度不同,所以对不同的酶固定时应选择不同的方法和途径。


答案:C


11.下列关于固定化酵母细胞的制备步骤中不恰当的是( )。


A.应使干酵母与蒸馏水混合并搅拌,以恢复酵母菌活性


B.配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热的方法


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滴加到CaCl2溶液中,会观察到CaCl2溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形成


解析:酵母菌是一种真核微生物,温度较高会被烫死,所以应将刚溶化好的海藻酸钠溶液冷却后,再加入已活化的酵母细胞。


答案:C


12.下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤图解,请回答下列问题。


酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞


(1)在 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,因为酵母细胞活化时 。


(2)影响实验成败的关键步骤是 。


(3)如果海藻酸钠浓度过低,形成的凝胶珠包埋的酵母细胞数目 。


(4)观察形成的凝胶珠的颜色和形状,如果颜色过浅、呈白色,说明 ;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明 。


(5)制备固定化酶不宜用包埋法,为什么? 。


解析:微生物一般在缺水干燥环境中处于休眠状态,活化就是让处于休眠状态的微生物恢复正常生活状态。因为酵母细胞活化时体积会增大,所以活化前应选择足够大的容器。在此实验中,配制海藻酸钠溶液是影响实验成败的关键步骤。如果海藻酸钠浓度过低,形成的凝胶珠包埋的酵母细胞数目就会减少;如果形成的凝胶珠的颜色过浅,说明固定化酵母细胞数目较少;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明海藻酸钠浓度偏高,制作失败,需要重新配制。因为酶分子很小,容易从包埋材料中漏出,所以制备固定化酶一般不宜用包埋法。


答案:(1)缺水 正常生活 体积会增大


(2)配制海藻酸钠溶液


(3)少


(4)固定化酵母细胞数目较少 海藻酸钠浓度偏高,制作失败


(5)因为酶分子很小,容易从包埋材料中漏出


13.固定化酶是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,由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,酶活力较低的原因是 。


(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。


(4)固定小麦酯酶不仅采用海藻酸钠直接包埋,而且用戊二醛作交联剂,这是因为


。


解析:(1)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析,甲图反映了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)乙图曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好,当海藻酸钠浓度较低时,酶活力较低的原因是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)由丙图可知,固定化酯酶一般可重复使用3次,之后酶活力明显下降。(4)固定小麦酯酶不仅采用海藻酸钠直接包埋,而且用戊二醛作交联剂,这是因为酶分子很小,很容易从包埋材料中漏出。


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% 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


14.某一实验小组的同学,欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验,实验材料及用具齐全。


(1)制备固定化酵母细胞的过程为:


①使干酵母与 混合并搅拌,使酵母细胞活化;


②将无水CaCl2溶解在蒸馏水中,配制成CaCl2溶液;


③用酒精灯加热配制海藻酸钠溶液;


④海藻酸钠溶液冷却至室温再加入已活化的酵母细胞,充分搅拌并混合均匀;


⑤用注射器将 的混合液缓慢滴入CaCl2溶液中。





(2)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。a是固定化酵母细胞,b是反应柱。


①从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是 。


②要想得到较多的酒精,加入反应液后的操作是 活塞1和 活塞2。


③为使该实验中所用的固定化酵母细胞可以反复利用,实验过程一定要在 条件下进行。


④装置中的长导管起的作用是


。


解析:本题考查酵母细胞的固定化和应用固定化酵母细胞发酵产生酒精的过程。酵母细胞的活化需要加入蒸馏水混合,使其恢复正常的生活状态。凝胶珠是将海藻酸钠和酵母细胞的混合液滴加到CaCl2溶液中制成的;用固定化酵母细胞发酵产生酒精时,要保证酵母细胞的生活状态,反应液的浓度应该适合酵母细胞的生活;酒精发酵是无氧发酵,将反应液加入反应柱中后应该关闭活塞1和活塞2,以营造无氧环境;要想使固定后的酵母细胞可以反复利用,就要避免其他微生物的污染,因此实验过程一定要在无菌条件下进行;酒精发酵过程中会产生CO2,因此要设置长导管,它既可以将产生的CO2释放出去,又能避免空气中的杂菌进入反应柱。


答案:(1)①蒸馏水 ⑤海藻酸钠和酵母细胞


(2)①葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡 ②关闭 关闭 ③无菌 ④释放CO2,防止空气中的杂菌进入反应柱