蘇教版選修1 3.2 固定化酶的制備和應用 作業(yè).docVIP

課時作業(yè)學考達標1.下列關于固定化酶和固定化細胞的敘述，正確的是()a.固定化細胞技術在多步連續(xù)催化反應方面優(yōu)勢明顯b.在固定化酶的應用中，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磷農(nóng)藥，需提供適宜的營養(yǎng)條件d.利用固定化酵母菌細胞進行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應底物答案a解析a項中，固定化細胞技術由于保留了細胞內原有的多酶系統(tǒng)，多步連續(xù)催化反應的優(yōu)勢非常明顯；b項中，酶的催化受溫度、ph的影響，不受氧濃度的影響；c項中，酶的降解作用不需各種營養(yǎng)條件；d項中，糖類的作用不只是作為反應底物，還能維持酵母菌細胞的滲透壓，防止酵母菌細胞過多地吸水或失水。2.細胞固定化技術與酶固定化技術相比，所具備的特點是()a.成本更低、操作更容易、不能連續(xù)性生產(chǎn)b.成本更高、操作更難、不能連續(xù)性生產(chǎn)c.成本更低、操作更容易、能連續(xù)性生產(chǎn)d.成本更低、操作更難、能連續(xù)性生產(chǎn)答案c解析固定化細胞技術操作更容易，對酶活性影響更小，且能更新，容易回收，可連續(xù)性生產(chǎn)，成本自然更低。3.制備好的凝膠珠是否符合要求，常用的檢驗方法有()擠壓法摔打法觀察法培養(yǎng)法a. b.c. d.答案a解析檢驗凝膠珠的質量是否合格，可以使用下列方法：一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。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。此外，還可以通過觀察凝膠珠的顏色和形狀來判斷。4.下面是制備固定化酵母菌細胞的步驟，正確的是()配制cacl2溶液海藻酸鈉溶化海藻酸鈉溶液與酵母菌細胞混合酵母菌細胞的活化固定化酵母菌細胞a. b.c. d.答案d解析制備固定化酵母菌細胞的基本步驟是：酵母菌細胞的活化配制物質的量濃度為0.05 mol/l的cacl2溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母菌細胞混合固定化酵母菌細胞。5.下列關于制備固定化酵母菌細胞的操作，正確的是()a.制備好海藻酸鈉溶液后，要立即將其與酵母菌細胞混合以防凝固b.制備固定化酵母菌細胞的過程中需用到注射器c.以恒定的速度把混合液注射到caso4溶液中d.凝膠珠在cacl2溶液中應浸泡10 min左右答案b解析應將海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，再加入已活化的酵母菌細胞，否則會把酵母菌細胞殺死，a錯誤；應以恒定的速度把混合液滴加到cacl2溶液中，而不是caso4溶液中，c錯誤；凝膠珠在cacl2溶液中應浸泡30 min左右，d錯誤。6.下列關于配制海藻酸鈉溶液的敘述中，不正確的是()a.加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)b.海藻酸鈉溶液的濃度關系到固定化細胞的質量c.海藻酸鈉溶液的濃度過高時，易形成凝膠珠d.海藻酸鈉溶液的濃度過低時，形成的凝膠珠內包埋的酵母菌細胞過少答案c解析海藻酸鈉溶液的濃度關系到固定化細胞的質量。如果海藻酸鈉溶液濃度過高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母菌細胞的數(shù)目過少，影響實驗效果。高考提能7.固定化酵母菌細胞在發(fā)酵生產(chǎn)中得到了廣泛應用，下列有關敘述正確的是()a.利用固定化酵母菌細胞發(fā)酵，發(fā)酵液濃度不宜過高b.制備固定化酵母菌細胞時，形成的凝膠珠越大越好，越硬越好c.固定化的酵母菌細胞不能繁殖，性狀較為穩(wěn)定d.酵母菌細胞固定化是為了提高發(fā)酵速度答案a解析若發(fā)酵液濃度過高，會導致酵母菌細胞失水過多而死亡。8.下列關于固定化酶的說法中，正確的是()a.固定化酶的種類多樣，可催化一系列的酶促反應b.酶被固定在不溶于水的載體上，可反復利用c.酶作為催化劑，反應前后結構不改變，所以固定化酶可永遠利用下去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答案b解析固定化酶不能催化一系列酶促反應的進行；固定化酶被固定在不溶于水的載體上，可以反復利用，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；固定化酶具有高效性和專一性的特點。9.如圖表示某同學進行的澄清蘋果汁生產(chǎn)實驗，下列相關敘述正確的是()a.實驗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瞬間高溫滅菌c.通過控制閥調節(jié)蘋果汁流出的速率，保證反應充分進行d.固定化果膠酶不可重復使用，每次生產(chǎn)前應重新填裝反應柱答案c10.如圖甲表示制備固定化酵母菌細胞的有關操作，圖乙是利用固定化酵母菌細胞進行酒精發(fā)酵的示意圖，下列敘述不正確的是()a.剛溶化的海藻酸鈉應迅速與活化的酵母菌混合制備混合液b.圖甲中x溶液為cacl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠c.圖乙發(fā)酵過程中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸d.圖甲中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉移到圖乙裝置中答案a解析在該實驗中，應將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，再加入已活化的酵母菌細胞，否則高溫會導致酵母菌細胞死亡；實驗中cacl2溶液的作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠；固定好的酵母菌細胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗23次，再將其轉移至10%的葡萄糖溶液中，并用攪拌器攪拌，目的是使培養(yǎng)液與固定化酵母菌細胞充分接觸，有利于發(fā)酵的正常進行。11.根據(jù)下列材料，回答下列問題：材料科學家發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的酶都可以在各種不同的微生物中找到，而微生物有繁殖快、產(chǎn)量高等優(yōu)點，所以微生物成了酶制劑的主要原料。從20世紀70年代開始，人們找到了一種方法可以設計連續(xù)操作的生物反應系統(tǒng)，即固定化酶?？茖W家將酶或生產(chǎn)酶的細菌以一定的方法固定在某種載體上，這樣生產(chǎn)原料從載體的一頭流入，產(chǎn)品就從載體的另一頭流出，而酶可以重復使用。酶工程具有簡便易行、見效迅速、耗能低、廢物少等優(yōu)點。(1)以上材料體現(xiàn)了科學技術的發(fā)展是不斷提出問題和解決問題的動態(tài)過程，介紹了從_到_，再到_的發(fā)展過程。(2)請列舉利用固定化酶技術的應用實例。_。(3)固定化酶在生產(chǎn)實踐中的優(yōu)點有_。(4)固定化酶和固定化細胞通常采用的方法有_、_、_。答案(1)酶固定化酶固定化細胞(2)利用固定化葡萄糖異構酶技術生產(chǎn)高果糖漿(答案合理即可)(3)可反復使用；既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離(4)包埋法化學結合法物理吸附法12.如圖為固定化酵母菌細胞及其應用的相關圖解，請據(jù)圖回答下列問題：(1)某生物小組利用海藻酸鈉制備固定化酵母菌細胞，應使用圖甲中方法_(填號碼及名稱)，而制備固定化酶則不宜用此方法，原因是_。(2)部分同學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，如果顏色過淺，說明_；如果形成的凝膠珠不是_，說明實驗操作失敗。(3)某同學用圖丙所示的裝置來進行葡萄糖發(fā)酵。a代表_，b代表_。從上端漏斗中加入反應液的濃度不能過高的原因是_。為使該實驗中所用到的固定化酵母菌細胞可以反復利用，實驗過程一定要在_條件下進行。裝置中的長導管起的作用是_。答案(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高注射器推進速度過快(或針筒口離cacl2液面過近)海藻酸鈉溶液的濃度過低，固定化酵母菌細胞數(shù)目較少圓形或橢圓形(3)固定化酵母菌細胞反應柱若葡萄糖溶液的濃度過高會使酵母菌細胞因失水過多而死亡無菌釋放反應產(chǎn)生的co2和防止空氣中的雜菌進入反應柱解析固定化酶適宜用化學結合法、物理吸附法；固定化酵母菌細胞適宜用包埋法。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉溶液的濃度偏高或注射器推進速度過快(或針筒口離cacl2液面過近)。13.回答下列有關酶工程的問題：固定化酶是從20世紀60年代迅速發(fā)展起來的一種技術。東北農(nóng)業(yè)大學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，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果(注：酶活力為固定化酶催化化學反應的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量)。(1)酶的固定化技術的應用最主要的目的是_。 (2)從對溫度變化適應性和應用范圍的角度分析，甲圖所示結果可以得出的結論是_。(3)乙圖曲線表明濃度為_的海藻酸鈉包埋效果最好，當海藻酸鈉濃度較低時，酶活力較低的原因可能是_。(4)固定化酯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，而是同時用戊二醛作為交聯(lián)劑，這是因為_。(6)根據(jù)介紹，科研人員所采用的固定化技術可用下圖中的_表示。答案(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溫度變化適應性更強，且應用范圍較廣(3)3%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(4)3(5)酶分子過小，很容易從包埋材料中漏出(6)bc解析(2)通過分析甲圖可知，固定化酯酶與游離酯酶相比，固定化酯酶對溫度變化的適應性更強且應用范圍較廣。(3)乙圖曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，此時的酶活力最高。當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。(4)由丙圖可知，固定化酯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固定小麥酯酶，可見科研人員所采用的固定化技術是化學結合法和包埋法，可用圖中的b、c表示。真題體驗14.(2015浙江自選，17節(jié)選)溫度與植酸酶相對酶活性的關系如圖所示。下列敘述錯誤的是()a.測試溫度中，固定化與非固定化植酸酶的最適溫度分別為60 和45 b.測試溫度范圍內，固定化植酸酶的相對酶活性波動低于非固定化植酸酶c.固定化與非固定化植酸酶相比，相對酶活性在80%以上時的溫度范圍較寬d.65 時固定化與非固定化植酸酶的相對酶活性因蛋白質變性而位于最低點答案d15.(2016江蘇，29)為了探索海藻酸鈉固定化對綠球藻生長的影響，以及固定化藻對含zn2污水的凈化作用，科研人員用篩選到的一株綠球藻進行實驗，流程及結果如下。請回答下列問題：(1)實驗中的海藻酸鈉作用是_，cacl2的作用是_。(2)為洗去凝膠球上殘余的cacl2和其他污染物，并保持綠球藻活性，宜采用_洗滌。圖1中1.0%海藻酸鈉組培養(yǎng)24 h后，移去凝膠球，溶液呈綠色，原因是_。(3)為探索固定化藻對含zn2污水的凈化作用，應選用濃度為_的海藻酸鈉制備凝膠球。(4)圖2中空白凝膠球組zn2濃度下降的原因是_。結合圖1和圖2分析，固定化藻的實驗組2448 h間zn2濃度下降速度較快的主要原因是_；7296 h間zn2濃度下降速度較慢的原因有_。答案(1)包埋綠球藻(包埋劑)與海藻酸鈉反應形成凝膠球(凝固劑)(2)培養(yǎng)液(生理鹽水)海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大)(3)2.0%(4)凝膠球吸附zn2綠球藻生長(增殖)速度快綠球藻生長(增殖)速度減慢，溶液中zn2濃度較低解析(1)實驗中的海藻酸鈉是包埋劑，作用是包埋綠球藻，而cacl2是凝固劑，作用是與海藻酸鈉反應形成凝膠球。(2)為洗去凝膠球上殘余的cacl2和其他污染物，并保持綠球藻活性，宜采用培養(yǎng)液(或生理鹽水)來洗滌，因為培養(yǎng)液(或生理鹽水)的濃度與綠球藻的細胞液濃度相接近。圖1中1.0%海藻酸鈉組培養(yǎng)24 h后，移去凝膠球，由于海藻酸鈉濃度過低，使形成的凝膠球孔徑過大，固定下來的綠球藻數(shù)量少，結果使溶液呈綠色。(3)分析圖1可知，當海