【三維設(shè)計】2013高中生物 第1部分 專題4 課題3 酵母細胞的固定化應(yīng)用創(chuàng)新演練 新人教版選修1

1、【三維設(shè)計】2013高中生物 第1部分 專題4 課題3 酵母細胞的固定化應(yīng)用創(chuàng)新演練 新人教版選修1隨堂基礎(chǔ)鞏固1下列關(guān)于固定化酶技術(shù)的說法中正確的是()A固定化酶技術(shù)就是固定反應(yīng)物，使酶依附著載體圍繞反應(yīng)物旋轉(zhuǎn)的技術(shù)B固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系列的酶促反應(yīng)C固定化酶中的酶無法重復(fù)利用D固定化酶是將酶固定在一定空間的技術(shù)解析：固定化酶是利用物理或化學(xué)方法將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，其優(yōu)點是酶被固定在一定裝置內(nèi)可重復(fù)利用，不足是無法催化一系列酶促反應(yīng)。答案：D2下列關(guān)于固定化細胞技術(shù)的說法中，正確的是()A物理吸附法的優(yōu)點是操作簡單，吸附牢固B包埋法的優(yōu)點是操作復(fù)雜，條件溫和，對細胞無毒性C物

2、理吸附法容易對酶活性產(chǎn)生影響D包埋法常用的載體有瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、明膠和聚丙烯酰胺等解析：固定化細胞的主要方法有物理吸附法和包埋法。它們各有利弊，物理吸附法的主要優(yōu)點是酶活性不受影響，但吸附過程相當(dāng)復(fù)雜，這一過程與微生物細胞的性質(zhì)、載體的性質(zhì)以及兩者之間的相互作用等有關(guān)，且吸附力較弱，吸附不牢固，細胞容易脫落。而包埋法操作簡便，條件溫和，對細胞無毒性，適合于細胞的固定化，但凝膠的結(jié)構(gòu)要保持穩(wěn)定需要適當(dāng)?shù)目刂疲穹ǔＳ玫妮d體有瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、明膠和聚丙烯酰胺等。答案：D3在制備固定化酵母細胞的實驗中，CaCl2溶液的作用是()A用于調(diào)節(jié)溶液pHB用于進行離子交換C用于

3、膠體聚沉 D用于為酵母菌提供Ca2解析：海藻酸鈉膠體在CaCl2這種電解質(zhì)溶液的作用下，發(fā)生聚沉，形成凝膠珠，其作用機理是由于鹽離子的電荷與膠體微粒電荷相互吸引，形成更大的膠體顆粒。答案：C4下面是制備固定化酵母細胞的操作過程，請你指出有哪幾項是錯誤的，并改正。(1)酵母細胞的活化。稱取1 g干酵母，放入50 mL的小燒杯中，加入蒸餾水10 mL，用酒精燈加熱，且邊加熱邊攪拌，混勻成糊狀，放置1 h左右，使其活化。(2)配制物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/L的CaCl2溶液。(3)配制海藻酸鈉溶液。稱取0.7 g海藻酸鈉，放入50 mL的小燒杯中，加入10 mL水，攪拌直到完全溶化，用蒸餾水定

4、容至10 mL。(4)海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合。將溶化好的海藻酸鈉溶液立即加入已活化的酵母細胞，充分攪拌混勻，再轉(zhuǎn)移到注射器中。(5)固定化酵母細胞。迅速將注射器中的溶液注入制好的CaCl2溶液中，觀察到液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠后，迅速將其取出。答案：錯誤之處：(1)酵母細胞的活化過程中進行加熱；改正：活化過程中不需要加熱。(2)配制海藻酸鈉溶液的過程中未進行小火(或間斷)加熱；改正：配制海藻酸鈉溶液的過程中應(yīng)用小火(或間斷)加熱。(3)將溶化好的海藻酸鈉溶液立即加入已活化的酵母細胞；改正：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細胞。(4)迅速將注射器中的溶液注入配制好

5、的CaCl2溶液中；改正：固定化酵母細胞時，必須以恒定的速度緩慢地將注射器中適當(dāng)濃度的海藻酸鈉與酵母細胞的混合溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中。(5)形成凝膠珠后，迅速將其取出；改正：將凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，使其形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。課時跟蹤訓(xùn)練(滿分：50分時間：25分鐘)一、選擇題(每小題3分，共24分)1下圖所示的固定化方式中，適宜固定化酶的方法是()ABC D解析：固定化酶適宜用化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法。答案：D2下列關(guān)于固定化酶的說法正確的是()A酶被固定在不溶于水的載體上，可反復(fù)利用B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利用下去C酶由于被固定在載體

6、上，所以喪失了高效性和專一性D被固定化的酶其活性部位完整，所以不受高溫、強堿、強酸等條件影響解析：固定化酶可以被反復(fù)利用，但并非能永遠利用下去，故B項錯誤；固定化酶是將酶分子結(jié)合在特定支持物上且不影響酶的功能，不會使酶喪失高效性和專一性，故C項錯誤；固定化酶的活性仍受溫度、pH等環(huán)境條件的影響，故D項錯誤。答案：A3有關(guān)制備固定化酵母細胞的敘述，錯誤的是()A溶解海藻酸鈉，最好采用持續(xù)加熱的方法B利用海藻酸鈉制成不含酵母菌的凝膠珠用作對照C如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞數(shù)目就會減少D制備凝膠珠時要緩慢地將注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中解析：溶解海藻酸鈉，應(yīng)小火間斷加熱

7、，有利于制備優(yōu)良的海藻酸鈉凝膠珠。答案：A4(2010·江蘇高考)下圖1表示制備固定化酵母細胞的有關(guān)操作，圖2是利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的示意圖，下列敘述錯誤的是()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使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸D圖1中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中解析：在該實驗中，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細胞，否則高溫會導(dǎo)致酵母細胞死亡；實驗中氯化鈣溶液的作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠；固定好的酵母細胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗23次，再將其

8、轉(zhuǎn)移至10%的葡萄糖溶液中，并用攪拌器攪拌，目的是使培養(yǎng)液與固定化酵母細胞充分接觸，有利于發(fā)酵的正常進行。答案：A5關(guān)于固定化酶和一般酶制劑應(yīng)用效果的說法中，錯誤的是()A固定化酶生物活性強，可長久使用B一般酶制劑應(yīng)用后和產(chǎn)物混在一起，產(chǎn)物的純度不高C一般酶制劑參加反應(yīng)后不能重復(fù)利用D固定化酶可以反復(fù)利用，以降低生產(chǎn)成本，并能提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量解析：固定化酶是因為可回收重新利用而可以較長時間使用的，并不是因為生物活性強而長久使用。單純從生物活性方面分析，固定化酶與一般酶制劑的活性差別不大。答案：A6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：

9、檢驗?zāi)z珠的質(zhì)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，也能表明制作成功。此外，還可以通過觀察凝膠珠的顏色和形狀來判斷。答案：A7固定化酶是從20世紀60年代迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)?？蒲腥藛T用海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶，以研究固定化酶的相關(guān)性質(zhì)和最佳固定條件。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。下圖甲、乙、丙為部分研究結(jié)果。下列有關(guān)敘述中，錯誤的是()A由甲圖可知，固定化酯酶比游離酯酶對溫度變化適應(yīng)性強B由乙圖可知，濃度

10、為3%的海藻酸鈉包埋效果最好C由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復(fù)使用3次，之后若繼續(xù)使用則酶活力明顯下降D固定化酶的酶活力較高，主要原因是增加了酶與底物的接觸面積解析：固定化酶的酶活力較高，主要原因是固定化酶的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，因此D選項錯誤。答案：D8下列關(guān)于使用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的說法正確的是()A高果糖漿的生產(chǎn)需要使用果糖異構(gòu)酶B在反應(yīng)柱內(nèi)的頂端裝上分布著許多小孔的篩板，防止異物的進入C將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，果糖從反應(yīng)柱下端流出D固定化酶技術(shù)復(fù)雜，成本較高解析：生產(chǎn)高果糖漿時所用的酶應(yīng)為葡萄糖異構(gòu)酶，將這種酶固定在一種顆粒狀的載體上，再將這些酶顆粒裝到一個反應(yīng)柱內(nèi)，柱子底端裝上分

11、布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板上的小孔，而反應(yīng)溶液卻可以自由通過。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱的下端流出。反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本。答案：C二、非選擇題(共26分)9(12分)下面是某同學(xué)所做的啤酒釀造實驗，請根據(jù)其實驗過程，回答相關(guān)的問題：實驗原理：利用固定化啤酒酵母分解麥芽汁，生成啤酒。實驗步驟：第一步：啤酒酵母細胞活化。取1 g干酵母，放入50 mL的小燒杯中，加蒸餾水10 mL，用玻璃棒攪拌均勻，放置1 h，使其活化。第二步：配制海藻酸鈉溶液。取0.7 g海藻酸鈉，放入另一只5

12、0 mL的小燒杯中，加蒸餾水10 mL，并攪拌，直至溶化，用蒸餾水定容至10 mL。加熱時，注意火候。第三步：海藻酸鈉與啤酒酵母細胞混合。將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入活化的酵母細胞，充分攪拌均勻。第四步：用注射器以恒定的速度將上述混合液滴加到0.05 mol/L CaCl2溶液中，制成凝膠珠。第五步：倒去CaCl2溶液，加無菌水洗滌3次后，將凝膠珠放入500 mL的三角瓶中，加入300 mL麥芽汁溶液，置于25 下封口，發(fā)酵5 d后，倒出發(fā)酵后的麥芽汁即為啤酒，品嘗其口味。(1)啤酒酵母細胞活化的作用是_。第二步中注意火候指的是_。第三步中為什么要等海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，再加入活化

13、的酵母細胞？_。(2)海藻酸鈉的主要作用是_；上述固定化細胞的方法稱為_，形成的凝膠珠顏色為_色。(3)與固定化酶相比，該方法的優(yōu)點是_。解析：活化是讓處于休眠狀態(tài)的酵母菌恢復(fù)生活狀態(tài)。在配制海藻酸鈉溶液時應(yīng)小火、間斷加熱。固定化酵母細胞常用包埋法。答案：(1)讓處于休眠狀態(tài)的啤酒酵母細胞恢復(fù)到生活狀態(tài)用小火間斷加熱，反復(fù)幾次防止高溫殺死啤酒酵母細胞(2)固定啤酒酵母細胞包埋法淺黃(3)省去酶的分離、提純等工序，同時酶的活性更穩(wěn)定10(14分)某一實驗小組的同學(xué)，欲通過制備固定化酵母細胞進行葡萄糖溶液發(fā)酵實驗，實驗材料及用具齊全。請回答下列問題：(1)制備固定化酵母細胞的過程為：使干酵母與_混合并攪拌，使酵母菌活化；將無水CaCl2溶解在蒸餾水中，配成CaCl2溶液；用酒精燈加熱配制海藻酸鈉溶液；海藻酸鈉溶液冷卻至常溫再加入已活化的酵母細胞，充分攪拌并混合均勻；用注射器將_的混合物緩慢滴入CaCl2溶液中。(2)該實驗小組用右圖所示的裝置來進行葡萄糖發(fā)酵。a是固定化酵母，b是反應(yīng)柱。從上端漏斗中加入反應(yīng)液的濃度不能過高的原因是_。要想得到較多的酒精，