2015_2016学年高中生物专题4课题3酵母细胞的固定化课后习题含解析新人教版选修1.doc

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1、【优化设计】2015-2016学年高中生物 专题4 课题3 酵母细胞的固定化课后习题（含解析）新人教版选修1课时演练促提升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.右图所示为应用固定化酵母进行葡萄糖发酵的装置,下列说法中不正确的是()A.为使固定化酵母可以反复使用,实

2、验过程一定要在无菌条件下进行B.加入反应液后应保持活塞1始终打开,活塞2则必须关闭C.装置的长导管主要是为了释放CO2并防止杂菌进入反应柱D.加入的反应液浓度不能过高以免酵母细胞因失水过多而死亡解析:加入反应液后应关闭活塞1和活塞2。答案:B3.下列有关固定化酶技术的叙述,正确的是()A.固定化酶只是在细胞内才能发挥作用B.固定化酶能提高酶的利用率C.酶的固定是酶分离纯化的常用方法D.固定化酶的固定化方式就是吸附在固体表面上解析:制成固定化酶的步骤是酶的生产、提取、酶的分离纯化、酶的固定化。制成固定化酶的方法有吸附在固体表面,将酶相互连接起来,将酶包埋在细微的网格里等。固定化酶能重复利用,从而

3、提高了酶的利用率。酶在条件适宜时,既能在细胞内起作用,也能在细胞外起作用,制成的固定化酶,主要是在细胞外发挥作用。答案:B4.固定化细胞常用包埋法固定化,原因是()A.包埋法固定化操作最简便B.包埋法对酶活性的影响最小C.包埋法固定化具有普遍性D.细胞体积大,难以被吸附或结合解析:细胞体积大,体积大的细胞难以被吸附或结合。答案:D5.下图所示的固定化方式中,适宜固定化酶的方法是()A.B.C.D.解析:为化学结合法,为包埋法,为物理吸附法。固定化酶适宜用化学结合法和物理吸附法。答案:D6.固定化细胞技术与固定化酶技术相比,所具备的特点是()A.成本更低、操作更容易、不能连续生产B.成本更高、操

4、作更难、不能连续生产 C.成本更低、操作更容易、能连续生产D.成本更低、操作更难、能连续生产解析:酶是由细胞合成的,酶分子很小,比较难固定,而细胞相对较大,相对容易固定,而且无需再进行酶的提取,同时可以催化一系列反应,因而固定化细胞制备的成本更低,操作更容易,并且能连续生产。答案:C7.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,但酶的活性可能下降解析:固定化酶的活性

5、受温度、pH等因素的影响,固定化细胞发挥作用受温度、pH和有机营养等因素的影响。固定化细胞所用的酶若是胞内酶,则在细胞内起作用,这要求酶的作用底物能够自由通过细胞膜,若是分泌到细胞外的酶,则在细胞外起作用;固定化酶是在胞内起作用的。固定化酶和固定化细胞都能反复使用,原则上酶的活性不变,但在现实操作中,受环境等因素的影响,酶的活性可能下降。答案:C8.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

6、,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,物理吸附的过程是利用吸附剂本身的表面张力,对附近的分子产生吸附作用,吸附剂不会与被吸附物质发生化学反应而使其发生性质改变,所以吸附法对酶活性影响很小。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。尿糖试纸是一种酶试纸,是将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色化合物固定在纸条上,制成测试尿糖含量的酶试纸,这种酶试纸与尿液相遇时,很快会因为尿液中葡萄糖含量的多少而呈现一定的颜色,再次使用时颜色会有掩盖作用,所以不能反复利用。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C

7、aCl2和杂菌,防止凝胶珠硬度过大和杂菌的污染。答案:C9.下面是制备固定化酵母细胞的步骤,其中排列顺序正确的是()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.B.C.D.解析:制备固定化酵母细胞的基本步骤是: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:D10.将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应,应当固定;若将谷氨酸棒状杆菌内的蛋白质变成氨基酸,应当固定()A.谷氨酸棒状杆菌蛋白酶和肽酶B.谷氨酸棒状杆菌谷氨酸棒状杆菌C.蛋白酶蛋白酶D.蛋白酶谷氨酸棒状杆菌解析:谷氨酸棒状杆菌

8、生产谷氨酸是连续的酶反应,应固定谷氨酸棒状杆菌;蛋白质变成氨基酸是蛋白酶的作用,应固定蛋白酶和肽酶。答案:A11.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.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:A项中,固定化细胞技术最大的用途就是连续催化反应。B项中,不需控制溶解氧;C项中,不需各种营养条件;D项中,糖类的作用不只是作为反应底物,还是酵母菌的碳源和能源物质。答案:A12.(2015江苏高考)下列关于固定化酶和固

9、定化细胞的叙述,错误的是()A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合答案:B解析:固定化酶可以反复使用,其主要目的就是实现酶的重复利用;限制固定化酶的因素是温度、pH等,而不是溶解氧的多少;细胞分泌到细胞外的产物人们才容易分离,所以固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物;凝胶与被包埋细胞之间并没有通过化学键结合,仅仅是将包埋细胞通过凝胶固定住。13.酶已广泛地应用在食品、化工、轻纺、医药等领域。在应用酶的过程中,常遇到酶很难回收再利用等实际问题。固定在载体上的酶可以

10、被反复利用。自20世纪70年代,在固定化酶技术的基础上,又发展出了固定化细胞技术。请回答下列问题。(1)一般来说,酶更适合采用的固定化技术有和,而细胞多采用的固定化技术是。(2)称取干酵母,放入内有蒸馏水的小烧杯中搅拌至混合均匀,并放置1小时左右。其目的是。(3)配制海藻酸钠溶液时,需用酒精灯加热时,要注意,反复几次。(4)将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至,再加入已活化的酵母细胞,充分搅拌至混合均匀。(5)将装有酵母细胞与海藻酸钠溶液混合物的注射器,以恒定的速度滴加到配好的溶液中,形成,完成对酵母细胞的固定化。解析:(1)固定化技术包括化学结合法、物理吸附法和包埋法。细胞体积大,而酶分子很小,体积

11、大的细胞难以被吸附或结合,而体积小的酶容易从包埋材料中漏出。(2)酵母菌在干燥时,处于休眠状态,制成的固定化酵母细胞在发酵时酶活性较低且酵母菌增殖缓慢。所以要对酵母菌进行活化,活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。(3)由于海藻酸钠是多糖类物质,加热时容易发生焦糊,所以在配制海藻酸钠溶液时,需酒精灯加热溶化,要注意用小火或间断加热。(4)将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,否则过高的温度会杀死酵母菌。(5)装有酵母细胞与海藻酸钠溶液混合物的注射器,以恒定的速度滴加到配好的CaCl2溶液中,CaCl2的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉,形成凝胶珠。答案:(1)化学结合法物理吸附法包埋法

12、(2)使酵母细胞活化(3)用小火或间断加热(4)室温(5)CaCl2凝胶珠14.下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤,请回答下列问题。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(1)在状态下,微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复状态。活化前应选择足够大的容器,因为酵母细胞活化时。(2)影响实验成败的关键步骤是。(3)如果海藻酸钠浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目偏。(4)观察形成凝胶珠的颜色和性状,如果颜色过浅、呈白色,说明;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明。(5)固定化细胞一般采用包埋法固定,原因是。(6)该实验

13、中CaCl2溶液的作用是。解析:酵母菌在干燥时,处于休眠状态,需加水活化,否则制成的固定化酵母细胞在发酵时酶活性较低且酵母菌增殖缓慢。由于细胞个体相对较大,不易从包埋材料中漏出,故细胞的固定化采用包埋法。海藻酸钠胶体在CaCl2电解质溶液中发生聚沉,形成凝胶珠。答案:(1)缺水正常的生活体积会增大(2)配制海藻酸钠溶液(3)少(4)海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少海藻酸钠浓度偏高,制作失败(5)细胞个体大,不易从包埋材料中漏出(6)使胶体聚沉(或形成稳定的结构)15.如下图1所示的探究性实验装置共6个,葡萄糖溶液是饱和的,6个装置中分别加入两粒凝胶珠,实验开始时,小液滴都在C点(刻度

14、管足够长,瓶内氧气充足)。6个装置分别置于0 、15 、25 、35 、45 、55 的温度下,10 min后记录各个装置中的小液滴的位置并描绘出坐标曲线图2中的甲曲线。(1)实验的目的是,自变量是。(2)瓶中NaOH溶液的作用是,小液滴移动的距离表示。(3)实践上,如果通过固定化醋酸菌来生产醋酸,那么制备的凝胶珠的大小与固定酵母菌生产酒精相比,应该注意什么问题?为什么?。(4)如果制备固定化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。(5)工业生产中,利用固定化细胞技术进行生产,从哪些方面可以延长利用固定化细胞的时间?(至少写出两点)。解析:(1)

15、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,这样才能保证小液滴移动的距离真实地表示有氧呼吸消耗的氧气量。(3)醋酸发酵为有氧发酵,酵母菌发酵为无氧发酵。(4)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,但在原图曲线的下面。(5)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)探究温度与醋酸发酵速度之间的关系温度(2)防止产生的醋酸挥发而影响实验结果的准确性并吸收反应产生的CO2有氧呼吸消耗的氧气量(3)固定化醋酸菌的凝胶珠要小一些。因为醋酸菌发酵产生醋酸是一个有氧呼吸的过程,凝胶珠小有利于氧气的供应,从而增加醋酸的产量(4)如下图中虚线所示。(5)无菌操作,控制好温度、pH等4