2016-2017学年高中生物专题4酶的研究与应用课题3酵母细胞的固定化学业分层测评新人教版选修

专题4 酶的研究与应用 课题3 酵母细胞的固定化学业分层测评(建议用时：45分钟) 学业达标1下图所示的固定化方式中，适宜固定化酶的是()ABC D【解析】固定化酶适宜用化学结合法、物理吸附法。【答案】D2下列关于固定化技术的叙述，不正确的是()A从操作角度来考虑，固定化细胞比固定化酶更容易B固定化细胞比固定化酶对酶活性影响更小C固定化细胞固定的是一种酶D将微生物的发酵过程变成连续的酶反应应选择固定化细胞【解析】在应用操作过程中，固定化细胞固定的是一系列酶，比固定化酶更容易、更便捷，对酶活性影响更小，可使发酵过程变成连续反应过程。【答案】C3下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B在固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件D利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物【解析】固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高，耐受性也比较好，和溶解氧没什么关系；利用固定化酶降解水体中有机磷农药，不需要提供营养条件；利用固定化酵母细胞进行发酵时，糖类不仅是反应底物，同时也作为碳源来提供能量和营养。【答案】A4在制备固定化酵母细胞的实验中，CaCl2溶液的作用是() 【导学号：05520034】A用于调节溶液pHB用于进行离子交换C用于胶体聚沉D用于为酵母菌提供Ca2【解析】海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质溶液的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，其作用机理是由于盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引，形成更大的胶体颗粒，类似于人体红细胞与抗凝集素之间的凝集反应。【答案】C5下列有关利用固定化酶技术生产高果糖浆的说法不正确的是()A葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成的是果糖B从固定化酶反应柱下端流出的只有果糖C高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管疾病，对人类的健康更有益D酶溶解于葡萄糖溶液后，可从糖浆中回收【解析】用固定化酶生产高果糖浆过程中，反应柱下端的筛板不允许固定化酶颗粒通过，但是不影响反应物和产物的通过，因此下端流出的既有果糖，又有没反应完的葡萄糖。【答案】B6制备好的凝胶珠是否符合应用要求，常用的检测方法有()挤压法摔打法观察法培养法A BC D【解析】检测凝胶珠是否合格，经常使用下列检测方法：一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠制作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。还可以通过观察凝胶珠的颜色和形状来判断。【答案】D7下列有关固定化酵母细胞及使用过程中，错误的是()A干酵母活化的时间大约为1小时B将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞C检测是否有酒精发酵的有效指标之一为是否有气泡发生D将海藻酸钠与酵母菌的混合液缓缓滴加到氯化钙溶液中，即形成固定化细胞颗粒【解析】检测是否有酒精发酵的有效指标之一是闻闻是否有酒味，因为酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均可产生气体CO2。【答案】C8关于固定化酶中酶的说法，正确的是()A酶的种类多样，可催化一系列的酶促反应B酶被固定在不溶于水的载体上，可反复利用C酶作为催化剂，反应前后结构不改变，所以固定化酶可永远利用下去D固定化酶由于被固定在载体上，所以丧失了酶的高效性和专一性特点【解析】固定化酶不能催化一系列酶促反应的进行；固定化酶被固定在不溶于水的载体上，可以反复利用，但是随着利用次数的增加，受到外界因素的影响，其活性会逐渐降低；固定化酶具有高效性和专一性的特点。【答案】B9如图表示某同学进行的澄清苹果汁生产实验，下列相关叙述正确的是()A实验中所用的固定化果胶酶由海藻酸钠直接包埋获得B为防止杂菌污染，图示装置制作完毕后应瞬间高温灭菌C通过控制阀调节苹果汁流出的速率，保证反应充分进行D固定化果胶酶不可重复使用，每次生产前应重新填装反应柱【解析】酶的固定化一般不用包埋法，A错误；瞬间高温灭菌会使固定化酶失去活性，B错误；加入苹果汁后可关闭控制阀一段时间，再通过减慢苹果汁流出的速率，让底物与酶充分接触，使反应充分进行，C正确；固定化果胶酶可重复使用，D错误。【答案】C10如图为固定化酵母细胞及其应用的相关图解，请据图回答问题：(1)某生物小组利用海藻酸钠制备固定化酵母细胞，应使用图甲中的方法_(填号码及名称)，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是_。(2)部分同学制得的凝胶珠如图乙所示，其原因可能是_、_等。观察形成的凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明_。(3)某同学用图丙所示的装置来进行葡萄糖发酵。a代表_，b代表_。从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是_。为使该实验中所用到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。装置中的长导管起的作用是_。【解析】固定化酶适宜用化学结合法、物理吸附法；固定化酵母细胞适宜用包埋法。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠溶液的浓度偏高或注射器推进速度过快(或针筒口离CaCl2液面过近)。【答案】(1)包埋法酶分子很小，容易从包埋材料中漏出(2)海藻酸钠溶液的浓度过高注射器推进速度过快(或针筒口离CaCl2液面过近)固定化酵母细胞数目较少(3)固定化酵母细胞反应柱葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡无菌释放反应产生的CO2和防止空气中的杂菌进入反应柱能力提升11下列关于配制海藻酸钠溶液的措施，正确的是()A用酒精灯加热，加热时不能搅拌B由于海藻酸钠溶解速度快，所以不用加热C海藻酸钠在水中溶解的速度慢，需用酒精喷灯加热D采用小火或间断加热，促进溶解，防止发生焦糊【解析】海藻酸钠采用小火或间断加热，需搅拌防止焦糊；酒精喷灯产生高温火焰，主要用于需强热的实验，此实验中不使用。【答案】D12下列属于固定化酶应用特点的是()可以被反复使用有利于酶与产物分离能自由出入载体一种固定化酶只催化一种酶促反应酶多用包埋法固定化A BC D【解析】酶被固定后可与产品分离，故可反复使用，但不能自由出入依附的载体。通常情况下，固定化酶种类单一，所以不能催化一系列酶促反应。【答案】C13某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验结果见表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通淀粉酶量相同)。实验表明l号试管中淀粉未被水解，你认为最可能的原因是()比较项目1号试管2号试管固定化淀粉酶普通淀粉酶淀粉溶液60 保温5分钟，取出冷却至室温，滴加碘液现象变蓝不变蓝A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性B淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触C水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解D实验程序出现错误，试管中应先加入碘液后保温【解析】由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不能通过琼脂与酶充分接触，导致淀粉不能被水解而遇碘液呈现蓝色。【答案】B14固定化酶是从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。如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：(1)酶的固定化技术的应用最主要的目的是_。(2)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是_。(3)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，酶活力较低原因可能是_。(4)固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般重复使用_次后酶活力明显下降。(5)研究人员固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是同时用戊二醛作交联剂，这是因为_。(6)根据介绍，科研人员所采用的固定化技术可用下图中的_表示。【解析】(2)通过分析甲图可知，固定化酶与游离酶相比，固定化酶对温度变化的适应性更强且应用范围较广。(3)乙图曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时的酶活力最高。当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，因此酶活力较低。(4)由丙图可知，固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力显著下降。(5)由于小麦酯酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出，因此固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是采用双重固定法。(6)双重固定法是指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，可见科研人员所采用的固定化技术是化学结合法和包埋法，可用图中的B、C表示。【答案】(1)解决酶的回收和再利用的困难(2)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(3)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(4)3(5)酶分子过小，很容易从包埋材料中漏出(6)BC15(2015山东高考)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下：(1)筛选产乳糖酶的微生物L时，宜用_作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是_。从功能上讲，这种培养基属于_。(2)培养微生物L前，宜采用_方法对接种环进行灭菌。(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下，带电荷相同的蛋白质电泳速度越快，说明其分子量越_。(4)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的_确定其应用价值。除化学结合法外，酶的固定化方法还包括_、_ 、离子吸附法及交联法等。【解析】(1)若要筛选产乳糖酶的微生物，需要利用以乳糖为唯一碳源的培养基，不能利用乳糖的微生物在此培养基上不能存活，从而起到筛选作用。(2)对接种环灭菌常用的方法是灼烧灭菌。(3)相同条件下，电泳速度与分子量有关，分子量越大，电泳速度越慢，分子量越小，电泳速度越快。(4)固定化乳糖酶的应用价值主要与其活性有关。酶的固定化方法除化学结合法外，还包括包埋法和物理吸附法等。【答案】(1)乳糖凝固剂选择培养基(2)灼烧(3)小(4)(酶)活性或：(酶)活力包埋法物理吸附法(注：两空可颠倒)7