【三维设计】高中生物 第1部分 专题4 课题3 酵母细胞的固定化应用创新演练 新人教版选修1.doc

【三维设计】2013高中生物 第1部分 专题4 课题3 酵母细胞的固定化应用创新演练 新人教版选修1随堂基础巩固1下列关于固定化酶技术的说法中正确的是()a固定化酶技术就是固定反应物，使酶依附着载体围绕反应物旋转的技术b固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应c固定化酶中的酶无法重复利用d固定化酶是将酶固定在一定空间的技术解析：固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，其优点是酶被固定在一定装置内可重复利用，不足是无法催化一系列酶促反应。答案：d2下列关于固定化细胞技术的说法中，正确的是()a物理吸附法的优点是操作简单，吸附牢固b包埋法的优点是操作复杂，条件温和，对细胞无毒性c物理吸附法容易对酶活性产生影响d包埋法常用的载体有琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、明胶和聚丙烯酰胺等解析：固定化细胞的主要方法有物理吸附法和包埋法。它们各有利弊，物理吸附法的主要优点是酶活性不受影响，但吸附过程相当复杂，这一过程与微生物细胞的性质、载体的性质以及两者之间的相互作用等有关，且吸附力较弱，吸附不牢固，细胞容易脱落。而包埋法操作简便，条件温和，对细胞无毒性，适合于细胞的固定化，但凝胶的结构要保持稳定需要适当的控制，包埋法常用的载体有琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、明胶和聚丙烯酰胺等。答案：d3在制备固定化酵母细胞的实验中，cacl2溶液的作用是()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。答案：c4下面是制备固定化酵母细胞的操作过程，请你指出有哪几项是错误的，并改正。(1)酵母细胞的活化。称取1 g干酵母，放入50 ml的小烧杯中，加入蒸馏水10 ml，用酒精灯加热，且边加热边搅拌，混匀成糊状，放置1 h左右，使其活化。(2)配制物质的量浓度为0.05 mol/l的cacl2溶液。(3)配制海藻酸钠溶液。称取0.7 g海藻酸钠，放入50 ml的小烧杯中，加入10 ml水，搅拌直到完全溶化，用蒸馏水定容至10 ml。(4)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合。将溶化好的海藻酸钠溶液立即加入已活化的酵母细胞，充分搅拌混匀，再转移到注射器中。(5)固定化酵母细胞。迅速将注射器中的溶液注入制好的cacl2溶液中，观察到液滴在cacl2溶液中形成凝胶珠后，迅速将其取出。答案：错误之处：(1)酵母细胞的活化过程中进行加热；改正：活化过程中不需要加热。(2)配制海藻酸钠溶液的过程中未进行小火(或间断)加热；改正：配制海藻酸钠溶液的过程中应用小火(或间断)加热。(3)将溶化好的海藻酸钠溶液立即加入已活化的酵母细胞；改正：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞。(4)迅速将注射器中的溶液注入配制好的cacl2溶液中；改正：固定化酵母细胞时，必须以恒定的速度缓慢地将注射器中适当浓度的海藻酸钠与酵母细胞的混合溶液滴加到配制好的cacl2溶液中。(5)形成凝胶珠后，迅速将其取出；改正：将凝胶珠在cacl2溶液中浸泡30 min左右，使其形成稳定的结构。课时跟踪训练(满分：50分时间：25分钟)一、选择题(每小题3分，共24分)1下图所示的固定化方式中，适宜固定化酶的方法是()abc d解析：固定化酶适宜用化学结合法、物理吸附法。答案：d2下列关于固定化酶的说法正确的是()a酶被固定在不溶于水的载体上，可反复利用b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c酶由于被固定在载体上，所以丧失了高效性和专一性d被固定化的酶其活性部位完整，所以不受高温、强碱、强酸等条件影响解析：固定化酶可以被反复利用，但并非能永远利用下去，故b项错误；固定化酶是将酶分子结合在特定支持物上且不影响酶的功能，不会使酶丧失高效性和专一性，故c项错误；固定化酶的活性仍受温度、ph等环境条件的影响，故d项错误。答案：a3有关制备固定化酵母细胞的叙述，错误的是()a溶解海藻酸钠，最好采用持续加热的方法b利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠用作对照c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就会减少d制备凝胶珠时要缓慢地将注射器中的溶液滴加到cacl2溶液中解析：溶解海藻酸钠，应小火间断加热，有利于制备优良的海藻酸钠凝胶珠。答案：a4(2010江苏高考)下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述错误的是()a刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液b图1中x溶液为cacl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠c图2发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母菌充分接触d图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中解析：在该实验中，将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞，否则高温会导致酵母细胞死亡；实验中氯化钙溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠；固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗23次，再将其转移至10%的葡萄糖溶液中，并用搅拌器搅拌，目的是使培养液与固定化酵母细胞充分接触，有利于发酵的正常进行。答案：a5关于固定化酶和一般酶制剂应用效果的说法中，错误的是()a固定化酶生物活性强，可长久使用b一般酶制剂应用后和产物混在一起，产物的纯度不高c一般酶制剂参加反应后不能重复利用d固定化酶可以反复利用，以降低生产成本，并能提高产品的产量和质量解析：固定化酶是因为可回收重新利用而可以较长时间使用的，并不是因为生物活性强而长久使用。单纯从生物活性方面分析，固定化酶与一般酶制剂的活性差别不大。答案：a6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：检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法：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，就表明凝胶珠的制作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制作成功。此外，还可以通过观察凝胶珠的颜色和形状来判断。答案：a7固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。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。下图甲、乙、丙为部分研究结果。下列有关叙述中，错误的是()a由甲图可知，固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性强b由乙图可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好c由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用3次，之后若继续使用则酶活力明显下降d固定化酶的酶活力较高，主要原因是增加了酶与底物的接触面积解析：固定化酶的酶活力较高，主要原因是固定化酶的结构更稳定，因此d选项错误。答案：d8下列关于使用固定化酶技术生产高果糖浆的说法正确的是()a高果糖浆的生产需要使用果糖异构酶b在反应柱内的顶端装上分布着许多小孔的筛板，防止异物的进入c将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，果糖从反应柱下端流出d固定化酶技术复杂，成本较高解析：生产高果糖浆时所用的酶应为葡萄糖异构酶，将这种酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由通过。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本。答案：c二、非选择题(共26分)9(12分)下面是某同学所做的啤酒酿造实验，请根据其实验过程，回答相关的问题：实验原理：利用固定化啤酒酵母分解麦芽汁，生成啤酒。实验步骤：第一步：啤酒酵母细胞活化。取1 g干酵母，放入50 ml的小烧杯中，加蒸馏水10 ml，用玻璃棒搅拌均匀，放置1 h，使其活化。第二步：配制海藻酸钠溶液。取0.7 g海藻酸钠，放入另一只50 ml的小烧杯中，加蒸馏水10 ml，并搅拌，直至溶化，用蒸馏水定容至10 ml。加热时，注意火候。第三步：海藻酸钠与啤酒酵母细胞混合。将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入活化的酵母细胞，充分搅拌均匀。第四步：用注射器以恒定的速度将上述混合液滴加到0.05 mol/l cacl2溶液中，制成凝胶珠。第五步：倒去cacl2溶液，加无菌水洗涤3次后，将凝胶珠放入500 ml的三角瓶中，加入300 ml麦芽汁溶液，置于25 下封口，发酵5 d后，倒出发酵后的麦芽汁即为啤酒，品尝其口味。(1)啤酒酵母细胞活化的作用是_。第二步中注意火候指的是_。第三步中为什么要等海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入活化的酵母细胞？_。(2)海藻酸钠的主要作用是_；上述固定化细胞的方法称为_，形成的凝胶珠颜色为_色。(3)与固定化酶相比，该方法的优点是_。解析：活化是让处于休眠状态的酵母菌恢复生活状态。在配制海藻酸钠溶液时应小火、间断加热。固定化酵母细胞常用包埋法。答案：(1)让处于休眠状态的啤酒酵母细胞恢复到生活状态用小火间断加热，反复几次防止高温杀死啤酒酵母细胞(2)固定啤酒酵母细胞包埋法浅黄(3)省去酶的分离、提纯等工序，同时酶的活性更稳定10(14分)某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。请回答下列问题：(1)制备固定化酵母细胞的过程为：使干酵母与_混合并搅拌，使酵母菌活化；将无水cacl2溶解在蒸馏水中，配成cacl2溶液；用酒精灯加热配制海藻酸钠溶液；海藻酸钠溶液冷却至常温再加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀；用注射器将_的混合物缓慢滴入cacl2溶液中。(2)该实验小组用右图所示的装置来进行葡萄糖发酵。a是固定化酵母，b是反应柱。从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是_。要想得到较多的酒精，