【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2014屆高中生物 4-3酵母細(xì)胞的固定化試題 新人教版選修1

1、課題3酵母細(xì)胞的固定化(時(shí)間：30分鐘滿分：50分)考查知識(shí)點(diǎn)及角度難度及題號(hào)基礎(chǔ)中檔稍難固定化酶技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用1、36固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)或方法48酵母細(xì)胞的固定化2、57一、選擇題(每小題4分，共20分)1下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是()。A固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯B固定化酶的應(yīng)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(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件D利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應(yīng)底物解析A項(xiàng)中，固定化細(xì)胞技術(shù)由于保留了細(xì)胞內(nèi)原有的多酶系統(tǒng)，連續(xù)催化反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)非常明顯。B項(xiàng)中，酶的催化受溫度、pH的影響，不受氧濃

2、度的影響；C項(xiàng)中，酶的降解作用不需各種營(yíng)養(yǎng)條件；D項(xiàng)中，糖類的作用不只是作為反應(yīng)底物，還能維持酵母細(xì)胞的滲透壓，防止酵母細(xì)胞過多地吸水或失水。答案A2(2011·江蘇)下圖1表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作，圖2是利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵的示意圖，下列敘述不正確的是()。圖1圖2A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為了使培養(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裝置中解析剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)冷卻后再與酵母菌混合，否則溫度過高會(huì)導(dǎo)致酵母菌死亡。答案A3細(xì)

3、胞固定化技術(shù)與酶固定化技術(shù)相比，所具備的特點(diǎn)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)解析固定化細(xì)胞操作更容易，對(duì)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。答案C4制備好的凝膠珠是否符合要求，常用的檢驗(yàn)方法有()。擠壓法摔打法觀察法培養(yǎng)法A B CD解析檢驗(yàn)?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(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D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(shí)驗(yàn)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

4、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。答案A5下面是制備固定化酵母細(xì)胞的步驟，正確的是()。配制CaCl2溶液海藻酸鈉溶化海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合酵母細(xì)胞的活化固定化酵母細(xì)胞A BC D解析制備固定化酵母細(xì)胞的基本步驟是：酵母細(xì)胞的活化配制物質(zhì)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與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞。答案D二、非選擇題(共30分)6(10分)如圖為固定化酶的反應(yīng)柱示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下面的問題。(1)請(qǐng)?jiān)跈M線上填出各標(biāo)號(hào)的名稱。_，_，_。(2)與一般酶制劑相比，固定化酶的突出優(yōu)點(diǎn)是_；固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是_。(3)的作用是_。(4

5、)制作固定化葡萄糖異構(gòu)酶所用的方式有_或_。(5)據(jù)圖說出反應(yīng)柱的作用原理。_。解析與一般的酶制劑相比，固定化酶不僅能與反應(yīng)物充分接觸，還能與產(chǎn)物分離，并且可以反復(fù)利用；與固定化酶相比，固定化細(xì)胞能催化一系列的化學(xué)反應(yīng)，并且固定化細(xì)胞成本更低，操作更容易；使用固定化酶技術(shù)往往利用反應(yīng)柱，反應(yīng)柱下端有一個(gè)分布著小孔的篩板，酶顆粒無法通過篩板，而反應(yīng)溶液卻可以自由出入。答案(1)反應(yīng)柱固定化酶分布著小孔的篩板(2)既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，還能被反復(fù)利用成本更低，操作更容易，且能催化一系列的反應(yīng)(3)使酶顆粒無法通過，反應(yīng)溶液卻可以自由出入(4)化學(xué)結(jié)合法物理吸附法(5)反應(yīng)液從反應(yīng)柱的上

6、端注入，使反應(yīng)物溶液流過反應(yīng)柱，與固定化酶接觸，得到的產(chǎn)物從反應(yīng)柱下端流出7(10分)某一實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，欲通過制備固定化酵母細(xì)胞來進(jìn)行葡萄糖溶液發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料及用具齊全。(1)酵母細(xì)胞的固定采用的方法是_。(2)該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)制作固定化酵母細(xì)胞的過程為：A將干酵母與蒸餾水混合并攪拌，使酵母菌活化B將無水CaCl2溶解在自來水中，配成CaCl2溶液C用酒精燈大火連續(xù)加熱配制海藻酸鈉溶液D向剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液中加入已活化的酵母細(xì)胞，充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆駿將與酵母細(xì)胞混勻的海藻酸鈉溶液滴入蒸餾水中，觀察凝膠珠的形成請(qǐng)你改正其中錯(cuò)誤的操作：(寫出4點(diǎn))_。_。_。_。(3)實(shí)驗(yàn)過程中，可能觀

7、察到的現(xiàn)象有：_。解析(1)細(xì)胞固定常采用包埋法。(2)配制CaCl2溶液應(yīng)使用“蒸餾水”而不是“自來水”；海藻酸鈉應(yīng)小火間斷加熱且需冷卻至室溫后方可加入酵母細(xì)胞；海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合后應(yīng)滴入CaCl2溶液中。(3)實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)觀察到CO2產(chǎn)生所導(dǎo)致的氣泡，且有酒味。答案(1)包埋法(2)配制CaCl2溶液應(yīng)用蒸餾水溶解海藻酸鈉應(yīng)用小火或間斷加熱海藻酸鈉溶液冷卻至室溫后再加入酵母細(xì)胞注射器中的海藻酸鈉和酵母細(xì)胞的混合物應(yīng)滴入CaCl2溶液中(3)有氣泡產(chǎn)生，有酒味散發(fā)8(10分)固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶

8、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(zhì)，并對(duì)其最佳固定條件進(jìn)行了探究。下圖顯示的是部分研究結(jié)果(注：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)，分析回答下列問題。(1)從對(duì)溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，甲圖所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是_。(2)乙圖曲線表明濃度為_的海藻酸鈉包埋效果最好，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低原因是_。(3)固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復(fù)使用_次，酶活力明顯下降。(4)固定小麥酯酶不僅采用海藻酸鈉直接包埋，同時(shí)用戊二醛作交聯(lián)劑，這是因?yàn)開。解析本題考查分析圖表的能力，由甲圖可知，固定化酶在較高溫度下仍然具有較高的活性；乙圖顯示濃度3%的海藻酸鈉包埋效果最好；丙圖顯示固定化酶在使用3