2022-2023学年高中生物 专题4 酶的研究与应用 课题3 酵母细胞的固定化优化练习 新人教版选修1

2022-2023学年高中生物 专题4 酶的研究与应用 课题3 酵母细胞的固定化优化练习 新人教版选修1 一、选择题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：酶的作用条件比较温和，易受温度、酸碱度的影响；酶在生物化学反应中与反应物、产物混合在一起，很难回收，影响产品质量。这些都是酶应用过程中常遇见的一些问题。答案：D2下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是()A从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小B作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药C尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用D将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌解析：酶的固定方式有包埋法、化学结合法和物理吸附法，物理吸附法是利用吸附剂本身的表面张力对附近的分子产生吸附，与化学结合法相比，不会使被吸附物质的性质发生改变，所以吸附法对酶活性影响较小；消化酶在人体消化道内发挥作用，蛋白酶制剂一般在最外面加上糖衣后通过口服方式给药；尿糖试纸是一种由葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成的酶试纸，不能反复利用；制备固定化酵母细胞时，将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗的目的是洗去CaCl2和杂菌，防止凝胶珠硬度过大和杂菌污染。答案：C3下列关于固定化酶和一般酶制剂应用效果的说法，错误的是()A固定化酶生物活性强，可长久使用B一般酶制剂应用后和产物混合在一起，产物的纯度不高C一般酶制剂参加反应后不能重复利用D固定化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产品质量解析：固定化酶是因为可回收重新利用而可以较长时间使用的，并不是因为生物活性强而可长久使用。单纯从生物活性方面分析，固定化酶与一般酶制剂的活性差别不大。答案：A4下列有关固定化酶和固定化细胞的说法不正确的是()A与普通酶相同，固定化酶活性的发挥需要适宜的温度和pHB固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要有机营养的供应C固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都在细胞外起作用D固定化酶和固定化细胞都能反复使用，而且酶的活性不变解析：酶的活性的正常发挥都需要适宜的温度和pH。固定化细胞发挥作用的是活细胞，活细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要有机营养的供应。固定化酶所固定的酶都在细胞外起作用；固定化细胞所固定的酶有的在细胞外起作用，有的在细胞内起作用。固定化酶和固定化细胞都能反复使用，而且酶的活性不变。答案：C5目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列属于酶应用中面临的实际问题的是()A酶对有机溶剂不敏感，但对高温、强酸、强碱非常敏感B加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境C固定化酶可以反复利用，但在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D酶的催化功能很强，但需给予适当的营养物质才能较长时间维持其作用解析：酶对有机溶剂也非常敏感；普通洗衣粉中含有磷，更容易污染环境；酶发挥催化作用时不需要提供营养物质。答案：C6下列关于酶和细胞固定化的叙述，不正确的是()A酶分子很小，易采用包埋法固定B酶分子很小，易采用化学结合法或物理吸附法固定C细胞个大，难被吸附或结合D细胞易采用包埋法固定解析：酶分子很小，易采用化学结合法或物理吸附法固定；细胞个大，难被吸附或结合，易采用包埋法固定。答案：A7下列关于固定化细胞的说法，错误的是()A固定化细胞技术是利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术B固定化酶技术是固定化细胞技术的基础C一般来说，细胞常采用化学结合法固定化D包埋法常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等解析：细胞个大，酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出，所以酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。答案：C8下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A可用包埋法制备固定化酵母细胞B反应产物对固定化酶的活性没有影响C葡萄糖异构酶固定前后专一性不同D固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应解析：由于细胞相对于酶来说更大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法；某些反应产物可能与酶结合，致使酶的结构产生变化，从而改变酶的催化活性；固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上，实现酶的反复利用，并提高酶稳定性，酶的各项特性保持不变；固定化细胞在多步酶促反应中发挥连续催化作用，但如果反应底物是大分子物质，则难以自由通过细胞膜，从而限制固定化细胞的催化作用。答案：A9下列说法不正确的是()A固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B固定化酶更适合用化学结合法和物理吸附法制备C由于细胞个体大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法固定D反应物是大分子物质应采用固定化酶解析：在酶和细胞的固定化技术中，通常有包埋法、化学结合法和物理吸附法。由于酶分子小，又多带电荷，易从多孔性物质中漏出，因此多使用化学结合法与物理吸附法制备，而细胞个体大，难以被多孔性物质吸附或结合，因而多采用包埋法制备。答案：C10下列对配制海藻酸钠溶液的叙述，不正确的是()A加热制备海藻酸钠溶液是操作中最重要的一环B海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量C海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠D海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠内包埋细胞过少解析：海藻酸钠的浓度过高，凝胶珠不易形成；海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠内包埋的细胞过少。加热制备海藻酸钠溶液是操作中最重要的一环，因为海藻酸钠的浓度影响固定化细胞的质量。答案：C11下面制备固定化酵母细胞的正确步骤是()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酵母细胞的活化固定化酵母细胞A BC D解析：制备固定化酵母细胞的正确步骤为酵母细胞的活化配制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。答案：D12下列有关固定化酵母细胞技术的叙述，正确的是()A实验中需要先利用蒸馏水消耗酵母细胞中的有机物B固定化酵母细胞的常用方法是吸附法，这种方法对酵母细胞活性影响最小C实验中使用CaCl2溶液处理的目的是使酵母细胞处于感受态，提高发酵效率D若最终凝胶珠的颜色泛白，可能是由于海藻酸钠的浓度偏低解析：若海藻酸钠浓度过低，会导致固定的酵母细胞数目偏少，观察到凝胶珠的颜色浅(白色)。答案：D二、非选择题13如图1为人工种子生产过程示意图，图2为图1中过程的相关操作。请据图回答。(1)图1中，过程分别称为_、_。(2)图2中，包埋形成人工种子过程中，先适当加热使海藻酸钠溶化，然后将溶化的海藻酸钠溶液_，再加入_充分搅拌混合均匀。(3)若用图2的方法“制备固定化酵母细胞”，海藻酸钠溶液的浓度对实验结果影响较大，若浓度过高，则_，通常评价该实验结果主要是观察凝胶珠的_。答案：(1)脱分化再分化(2)冷却至室温胚状体(3)不易形成凝胶珠颜色和形状14如图1所示，探究性实验装置共六个，六个装置中分别加入饱和葡萄糖溶液及两粒凝胶珠，实验开始时，小液滴都在C点(刻度管足够长，瓶内氧气充足)。六个装置分别在0 、15 、25 、35 、45 、55 温度下，每隔2 min后，记录各个装置中小液滴的位置，并且描绘出坐标曲线图如图2。(1)实验目的是_，自变量是_。(2)锥形瓶中氢氧化钠溶液的作用是_，实验中小液滴移动的方向是_，理由是_，移动的距离表示_。(3)如果在制备醋酸菌细胞的实验中，海藻酸钠的浓度过低，请在坐标系中画出实验开始10 min后的曲线乙。(4)工业生产中利用固定化细胞技术进行生产，从哪些方面可以达到延长利用固定化细胞时间的目的？(至少两点)_。解析：(1)本实验探究了温度与醋酸菌发酵速度之间的关系，所以温度是自变量。(2)NaOH溶液的作用是处理生成的醋酸和CO2，以免影响实验结果的准确性；结果锥形瓶中的气体量减少，小液滴左移。(3)如果海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的醋酸菌数目就少，小液滴移动距离就短，所得曲线乙和原曲线相似，但在原曲线的下面。(4)在利用固定化细胞技术进行生产时，要求无菌操作，同时控制好温度和pH等。答案：(1)探究温度与醋酸菌发酵速度之间的关系温度(2)防止产生的醋酸和CO2挥发影响实验结果的准确性左移锥形瓶中氧气量减少，从而使压强降低有氧呼吸消耗的氧气量(3)如图(4)无菌操作，控制好温度和pH等15下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。请回答下列问题：(1)图1中X溶液为_，其作用是使_。(2)图1中制备的凝胶珠用_洗涤后再转移到图2装置中。图2发酵过程中搅拌的目的是使_。(3)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用_加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液_后，加入酵母菌充分搅拌混合均匀。(4)研究发现，固定化强度强的酵母颗粒发酵效果好，且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置，将2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别利用2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理，所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28 下发酵48 h后的酒精产量见表：海藻酸钠(%)22.5322.5322.53X溶液(%)222333444固定化强度(g/30个)9309509901 0301 1001 1401 1701 1701 160酒精量(%)6.76.56.56.76.46.26.76.46.3依照表格分析，随着X溶液浓度的增加，_增加；用于酒精发酵效果最好的海藻酸钠与X溶液浓度分别是_、_。解析：(1)图1为固定化酵母细胞的步骤，X溶液为CaCl2溶液，作用是使胶体聚沉，即使海藻酸钠形成凝胶珠。(2)图2为发酵过程，因为是无氧呼吸，故搅拌的目的只是增加培养液与酵母菌的接触面积，而不是增加溶氧量。(3)溶解海藻酸钠时需注意用小火或间断加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后，再加入酵母菌充分搅拌混合均匀，以防止高温杀死酵母菌。(4)分析表格可知，随着X溶液浓度的增加，酵母细胞的固定化强度增加，固定化强度和产酒精量都较大的海藻酸钠与X溶液浓度分别是2%、4%。答案：(1)CaCl2溶液海藻酸钠形成凝胶珠(2)蒸馏水培养液与酵母菌充分接触(3)小火(或间断)冷却至室温(4)固定化强度2%4%