2024-2025高中生物專題4酶的研究與應用課題3酵母細胞的固定化練習含解析新人教版選修1

PAGEPAGE6課題3酵母細胞的固定化一、選擇題1．下列屬于固定化酶應用特點的是(C)①可以被反復利用②有利于酶與產(chǎn)物分別③能自由出入載體④一種固定化酶只催化一種酶促反應⑤酶多用包埋法固定化A．①②③ B．③⑤C．①②④ D．①②⑤[解析]酶被固定后可與產(chǎn)品分別，故可反復運用，但不能自由出入依附的載體。通常狀況下固定化酶種類單一，所以不能催化一系列酶促反應。2．下列不是用于包埋法固定化細胞的載體是(D)A．瓊脂糖 B．醋酸纖維素C．聚丙烯酰胺 D．聚乙烯樹脂[解析]用于包埋法固定化細胞的載體有：瓊脂糖、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等，但不包括聚乙烯樹脂。3．酵母細胞的活化是指(D)A．讓酵母細胞復原運動狀態(tài)B．讓酵母細胞在缺水狀態(tài)下更簡單體現(xiàn)C．讓酵母細胞內(nèi)酶活性加倍D．讓處于休眠狀態(tài)的酵母細胞重新復原正常的生活狀態(tài)[解析]酵母細胞活化是指讓處于休眠狀態(tài)的酵母菌細胞重新復原正常的生活狀態(tài)。4．固定化酶技術常采納(B)A．包埋法B．化學結合和物理吸附法固定化C．活化法D．微囊化法[解析]酶分子較小，簡單從包埋材料中漏出來，因此固定化酶應當采納化學結合法和物理吸附法。5．固定化酶技術與固定化細胞技術的關系是(A)A．固定化酶技術是固定化細胞技術的基礎B．固定化細胞技術是固定化酶技術的基礎C．固定化酶技術與固定化細胞技術是同時發(fā)展起來的D．固定化細胞技術先于固定化酶技術[解析]固定化細胞技術是在固定化酶技術的基礎上發(fā)展起來的，A正確。6．高果糖漿指果糖含量為多少的糖漿(D)A．10% B．20%C．30% D．42%[解析]高果糖漿指果糖含量為42%的糖漿。7．酶制劑、固定化酶、固定化細胞已經(jīng)被廣泛地應用于各個領域。下列有關敘述錯誤的是(A)A．93℃高溫會使TaqDNA聚合酶失去催化活性B．制備固定化酶的方法主要有包埋法、化學結合法和物理吸附法等C．固定化酶在固定時可能會造成酶的損傷而影響活性D．固定化細胞可以催化一系列的酶促反應[解析]TaqDNA聚合酶是從一種水生耐熱細菌中分別提取的，具有耐高溫的特性，在93℃的高溫條件下仍具有活性。8．下列關于高果糖漿及其制備的敘述，正確的是(C)①高果糖漿可以認為是高濃度果糖溶液的簡稱，一般為含果糖42%左右的糖漿②高果糖漿是一種混合物，一般是果糖和葡萄糖的混合物。由于果糖較葡萄糖甜，又不易引發(fā)肥胖、齲齒等，因此受到人們的青睞③果糖是由淀粉或麥芽糖在葡萄糖異構酶的作用下形成的④葡萄糖異構酶在60～70℃時轉化效率最高A．②③④ B．①③④C．①②④ D．①②③④[解析]高果糖漿制備過程的實質(zhì)就是在葡萄糖異構酶的作用下，葡萄糖發(fā)生結構上的改變，形成葡萄糖的同分異構體——果糖。生產(chǎn)高果糖漿的原料一般是淀粉，淀粉在酶的作用下分解為糊精，糊精再進一步分解為葡萄糖，葡萄糖才是制備果糖的干脆反應物。葡萄糖異構酶的最適溫度為60～70℃，可使果糖、葡萄糖混合物中的果糖比例高達70%～90%，而果糖比例占42%左右時就可將其混合物稱為高果糖漿。因此①②④正確。9．下圖中符合固定化酶特征的是(D)[解析]固定化酶和固定化細胞技術是利用物理或化學的方法將酶或細胞固定在肯定空間內(nèi)的技術，包括包埋法、化學結合法和物理吸附法。固定化酶的優(yōu)點是使酶既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分別，還可以被反復利用。在裝置中酶是固定不動的，反應物是動的。10．(2024·康杰中學高二期中)科研人員用海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶，以探討固定化酶的相關性質(zhì)和最佳固定條件。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。圖甲、乙、丙為部分探討結果。下列相關敘述中錯誤的是(A)A．固定化酶的酶活力較高，主要緣由是增加了酶與底物的接觸面積B．由乙圖可知，濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好C．由丙圖可知，固定化酯酶一般重復運用3次之后酶活力明顯下降D．由甲圖可知，固定化酯酶比游離酯酶對溫度改變適應性更強[解析]固定化酶優(yōu)點是不溶于水，易與產(chǎn)物分別，可反復運用，能連續(xù)化生產(chǎn)且穩(wěn)定性好，A項錯誤；由乙圖可知，海藻酸鈉濃度為3%時酶活力最高，即包埋效果最好，B項正確；由丙圖可知，固定化酯酶重復運用3次以內(nèi)酶活力改變不大，重復運用3次之后酶活力明顯下降，C項正確；由甲圖可知，游離酯酶在溫度超過40℃時活性即快速下降，固定化酯酶在溫度超過45℃時活性才起先緩慢下降比，說明后者對溫度改變適應性更強，D項正確。11．如圖所示為固定化酵母進行葡萄糖發(fā)酵的裝置，下列說法不正確的是(B)A．為使固定化酵母可以反復運用，試驗過程肯定要在無菌條件下進行B．加入反應液后應保持活塞1始終打開，活塞2則必需關閉C．裝置的長導管主要是為了釋放CO2并防止雜菌進入反應柱D．加入的反應液濃度不能過高以免酵母細胞因失水過多而死亡[解析]加入反應液后應關閉活塞1為酵母菌的厭氧發(fā)酵供應無氧環(huán)境。12．小球藻可用于污水凈化，其繁殖實力(生長量)在肯定程度上可以反映藻細胞消耗N、P等的實力?？蒲腥藛T比較游離小球藻和用海藻酸鈉固定化后的小球藻生長量改變，結果如圖。相關敘述錯誤的是(C)A．本探討中固定化小球藻采納的方法是包埋法B．試驗中可用CaCl2浸泡凝膠珠使其形成穩(wěn)定結構C．結果表明固定化小球藻的生長期較短、生長速率低D．運用固定化小球藻有利于重復運用且可避開水體二次污染[解析]由題圖可知，固定化小球藻生長量出現(xiàn)高峰比游離的小球藻晚，說明其生長期較長。二、非選擇題13．某同學進行蘋果汁制作試驗，工藝臺如下圖所示。請回答：(1)圖中用KMnO4溶液浸泡蘋果的目的是__消毒__。黑曲霉提取液中含有的__果膠酶__可以水解果膠，從而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通過__吸附__方式將酶固定化，酶被固定后用蒸餾水洗滌固定化柱是為了除去__未被固定的酶等__。(2)試驗中，操作流程A和B的先后依次為__AB__。在蘋果汁澄清過程中，應關閉的流速調(diào)整閥是__閥1__。要測定從固定化柱流出的蘋果汁中是否還有果膠，可取肯定量的果汁與等量的__乙醇__混合，假如出現(xiàn)__渾濁(沉淀)__現(xiàn)象，說明果膠還沒有被完全水解。為使果膠完全水解，應將流速調(diào)__慢__。(3)試驗后，將洗滌過的固定化柱在低溫環(huán)境中保存若干天，該固定化柱仍可用于蘋果汁制做試驗，說明固定化酶可被__重復__運用。[解析](1)蘋果汁的制作須要果膠酶，該酶來自圖中的黑曲霉。果膠酶將果膠催化水解，提高了果汁的澄清度；酶固定常用吸附法。(2)先提取果膠酶再進行蘋果汁的制作，防止蘋果汁時間過久變質(zhì)。澄清過程應關閉閥1，避開提取液進入固定化柱中降低了果汁質(zhì)量，假如果膠未完全水解，可降低流速，延長反應時間。(3)固定化酶的優(yōu)點之一是被固定的酶可以重復運用。14．某一試驗小組的同學，欲通過制備固定化酵母細胞進行葡萄糖溶液發(fā)酵試驗，試驗材料及用具齊全。(1)酵母細胞的固定采納的方法是__包埋法__。 (2)該試驗小組的同學在制備固定化酵母細胞時應留意：①配制CaCl2溶液時應用蒸餾水；②海藻酸鈉溶液應用__小火或間斷__加熱；③海藻酸鈉溶液必需__冷卻至室溫__才能加入酵母細胞；④注射器中的海藻酸鈉和酵母細胞的混合物應以恒定速度緩慢地滴入__CaCl2溶液__中形成__凝膠珠__。(3)該試驗小組用如圖所示的裝置來進行葡萄糖發(fā)酵。①為使該試驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復運用，試驗過程中，肯定要在__無菌__條件下進行。②加入反應液后的操作是關閉__活塞1 和活塞2__。③裝置的長導管的作用是__釋放CO2，減小反應柱內(nèi)壓力并可防止其他微生物污染__。[解析](1)由于細胞相對酶來說更大，難以被吸附或結合，因此多采納包埋法。(2)②配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，假如加熱太快，海藻酸鈉會發(fā)生焦糊。③海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合；冷卻后再混合，留意混合勻稱，不要進入氣泡。③注射器中的海藻酸鈉和酵母菌細胞的混合物應滴入氯化鈣溶液中形成凝膠珠。(3)①為使該試驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復運用，試驗過程中，肯定要在無菌條件下進行。②加入反應液后為了在無氧條件下進行酒精發(fā)酵，應關閉活塞1和活塞2。③裝置的長導管起到釋放CO2，減小反應柱內(nèi)壓力并可防止其他微生物污染的作用。15．為了探究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試驗，流程及結果如下。請回答下列問題：eq\x(\a\al(制備固定,化綠球藻,凝膠球))→eq\x(\a\al(清洗,2～3次))→eq\x(\a\al(培育,液中,培育))eq\o(→,\s\up7(取適量,凝膠球))eq\x(\a\al(檸檬酸鈉溶,液溶解凝膠,球，測定藻,數(shù)量))(1)試驗中的海藻酸鈉作用是__包埋綠球藻(包埋劑)__，CaCl2的作用是__與海藻酸鈉反應形成凝膠球(凝固劑)__。(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，宜采納__培育液(生理鹽水)__洗滌。圖1中1.0%海藻酸鈉組培育24h后，移去凝膠球，溶液呈綠色，緣由是__海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大)__。(3)為探究固定化藻對含Zn2＋污水的凈化作用，應選用濃度為__2.0%__海藻酸鈉制備凝膠球。(4)圖2中空白凝膠球組Zn2＋濃度下降的緣由是__凝膠吸附Zn2＋__。結合圖1和圖2分析，固定化藻的試驗組24～48h間Zn2＋濃度下降速度較快的主要緣由是__綠球藻生長(增殖)速度快__；72～96h間Zn2＋濃度下降速度較慢的緣由有__綠球藻生長(增殖)速度減慢，溶液中Zn2＋濃度較低__。[解析](1)海藻酸鈉在固定化綠球藻的過程中作為包埋劑。CaCl2可與海藻酸鈉反應，促使海藻酸鈉形成凝膠球。(2)利用培育液或生理鹽水等洗滌凝膠球不至于造成綠球藻過量吸水或失水，從而保持正常的活性狀態(tài)。1.0%海藻酸鈉組移去凝膠球，溶液呈綠色，說明綠球藻逸出了凝膠球，緣由是制備凝膠球時，運用的海藻