蘇教版選修1 第三章第二節(jié) 制備和應(yīng)用固定化酶 作業(yè).doc

1固定化酶的優(yōu)點是()a有利于增加酶的活性b有利于產(chǎn)物的純化c有利于提高反應(yīng)速率d有利于酶發(fā)揮作用解析：選b。固定化酶在催化反應(yīng)中，以固相狀態(tài)作用于底物，反應(yīng)完成后，容易與水溶性反應(yīng)物和產(chǎn)物分離，有利于產(chǎn)物的純化。2下列有關(guān)敘述，不屬于酶固定化的原因的是()a酶對酸、堿、溫度敏感，易失活b在溶液中直接使用酶，難以回收，成本高c固定化酶使酶既可催化反應(yīng)物，又易與產(chǎn)物分離d使用物理、化學(xué)等方法，將酶固定在一定的空間內(nèi)解析：選d。由于酶對環(huán)境條件(酸、堿、溫度)非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，所有這些使得酶的固定化成為必要。3下列不是用于包埋法固定化細(xì)胞的載體是()a瓊脂 b聚乙烯樹脂c聚丙烯酰胺 d醋酸纖維素解析：選b。聚乙烯樹脂不是包埋法固定化細(xì)胞的載體。4下列說法不正確的是()a固定化酶和固定化細(xì)胞的技術(shù)方法包括包埋法、交聯(lián)法和吸附法b固定化酶更適合采用交聯(lián)法和吸附法c由于細(xì)胞個大，而酶分子很小，因此細(xì)胞多采用吸附法固定d反應(yīng)物是大分子物質(zhì)應(yīng)采用固定化酶解析：選c。吸附法是制備固定化動物細(xì)胞的主要方法。凝膠包埋法是應(yīng)用最廣泛的細(xì)胞固定法。5關(guān)于固定化酶中的酶，說法正確的是()a酶的種類多樣，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一性特點解析：選b。固定化酶不能催化一系列的酶促反應(yīng)，因此a錯誤；固定化酶被固定在不溶于水的載體上，可以重復(fù)利用，但是隨著利用次數(shù)的增加，受到外界因素的影響，其活性會逐漸降低，但固定化酶仍有高效性和專一性的特點，因此b正確，c、d錯誤。6制備好的凝膠珠是否符合應(yīng)用要求，常用的檢測方法有()擠壓法摔打法觀察法培養(yǎng)法a bc d解析：選d。檢測凝膠珠是否合格，經(jīng)常使用下列檢測方法：一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠制作成功。二是在實驗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。還可以通過觀察凝膠珠的顏色和形狀來判斷。7用固定化酵母菌細(xì)胞發(fā)酵葡萄糖溶液時，為了能產(chǎn)生酒精，下列措施錯誤的是()a向瓶內(nèi)泵入氧氣b應(yīng)將裝置放于適宜的條件下進行c瓶內(nèi)應(yīng)富含葡萄糖等底物d將瓶口密封，效果更好解析：選a。在有氧條件下酵母菌細(xì)胞進行有氧呼吸產(chǎn)生大量能量，有利于其生長繁殖，擴大種群的數(shù)量，在無氧條件下酵母菌細(xì)胞才能發(fā)酵產(chǎn)生酒精和co2，保證無氧條件的措施是將瓶口密封。酵母菌細(xì)胞無氧發(fā)酵產(chǎn)生酒精時需要適宜的條件，如溫度、ph以及底物葡萄糖等。8如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采用哪種方法催化受限制()a直接使用酶b使用化學(xué)方法結(jié)合的酶c使用固定化細(xì)胞d使用吸附法固定的酶解析：選c。大分子物質(zhì)因不能通過細(xì)胞膜而不能與細(xì)胞內(nèi)酶接觸，從而使固定化細(xì)胞不能發(fā)揮作用。9下面制備固定化酵母菌細(xì)胞的正確步驟是()用無菌水洗滌凝膠珠制備固定化細(xì)胞制備麥芽汁活化酵母細(xì)胞發(fā)酵麥芽汁a bc d解析：選b。制備固定化酵母菌細(xì)胞的基本步驟是：制備麥芽汁活化酵母細(xì)胞制備固定化細(xì)胞用無菌水洗滌凝膠珠發(fā)酵麥芽汁。10研究認(rèn)為，用固定化酶技術(shù)處理污染物是很有前途的，如將從大腸桿菌中得到的三酯磷酸酶固定到尼龍膜上制成制劑，可用于降解殘留在土壤中的有機磷農(nóng)藥，與微生物降解相比，其作用需要適宜的()溫度酸堿度水分營養(yǎng)a bc d解析：選a。本題考查了固定化酶的條件。大腸桿菌中的三酯磷酸酶可以催化有機磷農(nóng)藥分解，需要適宜的溫度和ph，同時反應(yīng)離不開水，但是不需要提供營養(yǎng)。11如圖1表示制備固定化酵母菌細(xì)胞的有關(guān)操作，圖2是利用固定化酵母菌細(xì)胞進行酒精發(fā)酵的示意圖，下列敘述不正確的是()a剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)迅速與活化的酵母菌混合制備混合液b圖1中x溶液為cacl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠c圖2發(fā)酵過程中攪拌的目的是為了使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸d圖1中制備的凝膠珠用無菌水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中解析：選a。剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c要冷卻至室溫，才能與活化的酵母菌混合制備混合液，以免高溫使酵母菌失活；混合液加入cacl2溶液進行固定化酵母菌細(xì)胞，cacl2的作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠；發(fā)酵過程中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸，以利于發(fā)酵過程的順利進行；制備的凝膠珠用無菌水洗滌(去除殘留的cacl2)后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中，進行發(fā)酵。12下列關(guān)于固定化酶中用到的反應(yīng)柱，理解正確的是()a反應(yīng)物和酶均可自由通過反應(yīng)柱b反應(yīng)物和酶均不能通過反應(yīng)柱c反應(yīng)物能通過反應(yīng)柱，酶不能通過反應(yīng)柱d反應(yīng)物不能通過反應(yīng)柱，酶能通過反應(yīng)柱解析：選c。在固定化酶技術(shù)中，酶都是被固定的，并且不與產(chǎn)物混合在一起，在生產(chǎn)應(yīng)用上，反應(yīng)柱既能讓反應(yīng)物通過，又能讓產(chǎn)物通過，達(dá)到產(chǎn)物中不含酶的目的。13在上個世紀(jì)50年代，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個生產(chǎn)領(lǐng)域，到了70年代又發(fā)明了固定化酶與固定化細(xì)胞技術(shù)。(1)在實際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點是_。與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞固定的是_酶。(2)制備固定化酵母菌細(xì)胞，常用的載體是_，使用了下圖中方法_(填出號碼及名稱)。(3)制作固定化酵母菌細(xì)胞時，充分混合均勻的酵母菌細(xì)胞凝膠液可在飽和_溶液中形成凝膠珠。部分同學(xué)實驗制得的凝膠珠不是球形或橢圓形，其主要原因是_。解析：固定化酶技術(shù)的優(yōu)點是酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易與產(chǎn)物分離，固定在載體上的酶能反復(fù)利用，這樣降低了成本，且有利于產(chǎn)物的純化。固定化細(xì)胞中保留了原有的多酶系統(tǒng)，且酶仍能保持活性。固定化細(xì)胞包埋法常采用的材料是海藻酸鈉。答案：(1)酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易與產(chǎn)物分離，固定在載體上的酶能反復(fù)利用一系列(2)海藻酸鈉包埋法(3)cacl2海藻酸鈉濃度過高(或針筒口離液面距離過近，高度不夠)14固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來的一種技術(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固定小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對其最佳固定條件進行了探究。下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)從對溫度變化的適應(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_。(2)乙圖曲線表明濃度為_的海藻酸鈉包埋效果最好，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時，酶活力較低的原因是_。(3)固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，由丙圖可知，固定化酶一般可重復(fù)使用_次，酶活力明顯下降。(4)固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，同時用戊二醛做交聯(lián)劑，這是因為_。解析：本題考查固定化酶技術(shù)的特點及其固定化結(jié)果的檢測。通過分析圖甲可知，固定化酶與游離酶相比，對溫度變化的適應(yīng)性更強且應(yīng)用范圍較廣。乙圖曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，此時的酶活力最高，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足，因此酶活力較低。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，應(yīng)同時用戊二醛作交聯(lián)劑。答案：(1)固定化酶比游離酶對溫度變化的適應(yīng)性更強且應(yīng)用范圍較廣(2)3%包埋不緊密，酶漏出，數(shù)量不足(3)3(4)酶分子很小，容易從包埋材料中漏出15有如圖所示的探究性實驗裝置共6個，6個裝置中分別加入葡萄糖飽和溶液和兩個凝膠珠，實驗開始時，小液滴都在c點(刻度管足夠長，瓶內(nèi)氧氣充足)。6個裝置分別置于0 、15 、25 、35 、45 、55 溫度下，每隔2分鐘記錄各個裝置中的小液滴移動距離并記錄如表(單位：cm)。溫度時間(分鐘)0 15 25 35 45 55 200.20.40.700401.01.31.60.1060.11.92.22.80.20.180.23.13.34.40.30.2100.34.04.44.40.40.3(1)實驗的目的是_，自變量是_。(2)瓶中naoh溶液的作用是_，實驗中小液滴移動方向是_，理由是_。小液滴移動的距離表示_。(3)從上表可知，酶作用的最適溫度在_ 左右。(4)實踐中如果通過固定化醋酸菌生產(chǎn)醋酸，那么制備的凝膠珠大小與固定化酵母菌生產(chǎn)酒精相比，應(yīng)該注意什么問題？為什么？_。(5)工業(yè)生產(chǎn)中利用固定化細(xì)胞技術(shù)進行生產(chǎn)，從哪些方面可以達(dá)到延長利用固定化細(xì)胞時間的目的？(至少兩點)_。解析：該題通過考查酶的應(yīng)用(固定化細(xì)胞技術(shù))、發(fā)酵、酶促反應(yīng)的速度和溫度之間的關(guān)系，全面地考查學(xué)生的生物技術(shù)實踐能力。由于naoh溶液能吸收co2、防止產(chǎn)生的醋酸揮發(fā)，故裝置中小液滴在細(xì)管中的移動距離表示有氧呼吸消耗的氧氣量；由表中數(shù)據(jù)可知，每隔2分鐘測定小液滴的移