【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.doc

‎【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:D ‎2.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:B ‎3.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:B ‎4.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:D ‎5.下图所示的固定化方式中,适宜固定化酶的方法是(　　)‎ A.①②③　　　　　　　　　B.①②‎ C.②③　 D.①③‎ 解析:①为化学结合法,②为包埋法,③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:D 4‎ ‎6.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:C ‎7.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pH B.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:C ‎8.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CaCl2和杂菌,防止凝胶珠硬度过大和杂菌的污染。‎ 答案:C ‎9.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(　　)‎ ‎①配制CaCl2溶液　②配制海藻酸钠溶液　③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合　④酵母细胞的活化　⑤固定化酵母细胞 A.①②③④⑤　　　　　　　B.④①③②⑤‎ C.④⑤②①③ D.④①②③⑤‎ 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:D ‎10.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:A 4‎ ‎11.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:A ‎12.(2015江苏高考)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,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　(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  　。 ‎ 4‎ ‎(6)该实验中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)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