苏教版选修1 3.2 固定化酶的制备和应用 作业.doc

课时作业学考达标1.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.在固定化酶的应用中，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.利用固定化酵母菌细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物答案a解析a项中，固定化细胞技术由于保留了细胞内原有的多酶系统，多步连续催化反应的优势非常明显；b项中，酶的催化受温度、ph的影响，不受氧浓度的影响；c项中，酶的降解作用不需各种营养条件；d项中，糖类的作用不只是作为反应底物，还能维持酵母菌细胞的渗透压，防止酵母菌细胞过多地吸水或失水。2.细胞固定化技术与酶固定化技术相比，所具备的特点是()a.成本更低、操作更容易、不能连续性生产b.成本更高、操作更难、不能连续性生产c.成本更低、操作更容易、能连续性生产d.成本更低、操作更难、能连续性生产答案c解析固定化细胞技术操作更容易，对酶活性影响更小，且能更新，容易回收，可连续性生产，成本自然更低。3.制备好的凝胶珠是否符合要求，常用的检验方法有()挤压法摔打法观察法培养法a. b.c. d.答案a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，也能表明制备的凝胶珠是成功的。此外，还可以通过观察凝胶珠的颜色和形状来判断。4.下面是制备固定化酵母菌细胞的步骤，正确的是()配制cacl2溶液海藻酸钠溶化海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合酵母菌细胞的活化固定化酵母菌细胞a. b.c. d.答案d解析制备固定化酵母菌细胞的基本步骤是：酵母菌细胞的活化配制物质的量浓度为0.05 mol/l的cacl2溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合固定化酵母菌细胞。5.下列关于制备固定化酵母菌细胞的操作，正确的是()a.制备好海藻酸钠溶液后，要立即将其与酵母菌细胞混合以防凝固b.制备固定化酵母菌细胞的过程中需用到注射器c.以恒定的速度把混合液注射到caso4溶液中d.凝胶珠在cacl2溶液中应浸泡10 min左右答案b解析应将海藻酸钠溶液冷却至室温，再加入已活化的酵母菌细胞，否则会把酵母菌细胞杀死，a错误；应以恒定的速度把混合液滴加到cacl2溶液中，而不是caso4溶液中，c错误；凝胶珠在cacl2溶液中应浸泡30 min左右，d错误。6.下列关于配制海藻酸钠溶液的叙述中，不正确的是()a.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环b.海藻酸钠溶液的浓度关系到固定化细胞的质量c.海藻酸钠溶液的浓度过高时，易形成凝胶珠d.海藻酸钠溶液的浓度过低时，形成的凝胶珠内包埋的酵母菌细胞过少答案c解析海藻酸钠溶液的浓度关系到固定化细胞的质量。如果海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞的数目过少，影响实验效果。高考提能7.固定化酵母菌细胞在发酵生产中得到了广泛应用，下列有关叙述正确的是()a.利用固定化酵母菌细胞发酵，发酵液浓度不宜过高b.制备固定化酵母菌细胞时，形成的凝胶珠越大越好，越硬越好c.固定化的酵母菌细胞不能繁殖，性状较为稳定d.酵母菌细胞固定化是为了提高发酵速度答案a解析若发酵液浓度过高，会导致酵母菌细胞失水过多而死亡。8.下列关于固定化酶的说法中，正确的是()a.固定化酶的种类多样，可催化一系列的酶促反应b.酶被固定在不溶于水的载体上，可反复利用c.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d.固定化酶由于被固定在载体上，所以丧失了酶的高效性和专一性特点答案b解析固定化酶不能催化一系列酶促反应的进行；固定化酶被固定在不溶于水的载体上，可以反复利用，但是随着利用次数的增加，受到外界因素的影响，其活性会逐渐降低；固定化酶具有高效性和专一性的特点。9.如图表示某同学进行的澄清苹果汁生产实验，下列相关叙述正确的是()a.实验中所用的固定化果胶酶由海藻酸钠直接包埋获得b.为防止杂菌污染，图示装置制作完毕后应瞬间高温灭菌c.通过控制阀调节苹果汁流出的速率，保证反应充分进行d.固定化果胶酶不可重复使用，每次生产前应重新填装反应柱答案c10.如图甲表示制备固定化酵母菌细胞的有关操作，图乙是利用固定化酵母菌细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述不正确的是()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.图甲中x溶液为cacl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠c.图乙发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母菌充分接触d.图甲中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图乙装置中答案a解析在该实验中，应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菌细胞，否则高温会导致酵母菌细胞死亡；实验中cacl2溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠；固定好的酵母菌细胞(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菌细胞充分接触，有利于发酵的正常进行。11.根据下列材料，回答下列问题：材料科学家发现，几乎所有的酶都可以在各种不同的微生物中找到，而微生物有繁殖快、产量高等优点，所以微生物成了酶制剂的主要原料。从20世纪70年代开始，人们找到了一种方法可以设计连续操作的生物反应系统，即固定化酶。科学家将酶或生产酶的细菌以一定的方法固定在某种载体上，这样生产原料从载体的一头流入，产品就从载体的另一头流出，而酶可以重复使用。酶工程具有简便易行、见效迅速、耗能低、废物少等优点。(1)以上材料体现了科学技术的发展是不断提出问题和解决问题的动态过程，介绍了从_到_，再到_的发展过程。(2)请列举利用固定化酶技术的应用实例。_。(3)固定化酶在生产实践中的优点有_。(4)固定化酶和固定化细胞通常采用的方法有_、_、_。答案(1)酶固定化酶固定化细胞(2)利用固定化葡萄糖异构酶技术生产高果糖浆(答案合理即可)(3)可反复使用；既能与反应物接触，又能与产物分离(4)包埋法化学结合法物理吸附法12.如图为固定化酵母菌细胞及其应用的相关图解，请据图回答下列问题：(1)某生物小组利用海藻酸钠制备固定化酵母菌细胞，应使用图甲中方法_(填号码及名称)，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是_。(2)部分同学制得的凝胶珠如图乙所示，其原因可能是_、_等。观察形成的凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明_；如果形成的凝胶珠不是_，说明实验操作失败。(3)某同学用图丙所示的装置来进行葡萄糖发酵。a代表_，b代表_。从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是_。为使该实验中所用到的固定化酵母菌细胞可以反复利用，实验过程一定要在_条件下进行。装置中的长导管起的作用是_。答案(1)包埋法酶分子很小，容易从包埋材料中漏出(2)海藻酸钠溶液的浓度过高注射器推进速度过快(或针筒口离cacl2液面过近)海藻酸钠溶液的浓度过低，固定化酵母菌细胞数目较少圆形或椭圆形(3)固定化酵母菌细胞反应柱若葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母菌细胞因失水过多而死亡无菌释放反应产生的co2和防止空气中的杂菌进入反应柱解析固定化酶适宜用化学结合法、物理吸附法；固定化酵母菌细胞适宜用包埋法。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠溶液的浓度偏高或注射器推进速度过快(或针筒口离cacl2液面过近)。13.回答下列有关酶工程的问题：固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果(注：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)。(1)酶的固定化技术的应用最主要的目的是_。 (2)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是_。(3)乙图曲线表明浓度为_的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因可能是_。(4)固定化酯酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般重复使用_次后酶活力明显下降。(5)研究人员固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是同时用戊二醛作为交联剂，这是因为_。(6)根据介绍，科研人员所采用的固定化技术可用下图中的_表示。答案(1)解决酶的回收和再利用的困难(2)固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强，且应用范围较广(3)3%海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足(4)3(5)酶分子过小，很容易从包埋材料中漏出(6)bc解析(2)通过分析甲图可知，固定化酯酶与游离酯酶相比，固定化酯酶对温度变化的适应性更强且应用范围较广。(3)乙图曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时的酶活力最高。当海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足，因此酶活力较低。(4)由丙图可知，固定化酯酶的活力随使用次数的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力显著下降。(5)由于小麦酯酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出，因此固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是采用双重固定法。(6)双重固定法是指采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，可见科研人员所采用的固定化技术是化学结合法和包埋法，可用图中的b、c表示。真题体验14.(2015浙江自选，17节选)温度与植酸酶相对酶活性的关系如图所示。下列叙述错误的是()a.测试温度中，固定化与非固定化植酸酶的最适温度分别为60 和45 b.测试温度范围内，固定化植酸酶的相对酶活性波动低于非固定化植酸酶c.固定化与非固定化植酸酶相比，相对酶活性在80%以上时的温度范围较宽d.65 时固定化与非固定化植酸酶的相对酶活性因蛋白质变性而位于最低点答案d15.(2016江苏，29)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含zn2污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验，流程及结果如下。请回答下列问题：(1)实验中的海藻酸钠作用是_，cacl2的作用是_。(2)为洗去凝胶球上残余的cacl2和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用_洗涤。图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h后，移去凝胶球，溶液呈绿色，原因是_。(3)为探索固定化藻对含zn2污水的净化作用，应选用浓度为_的海藻酸钠制备凝胶球。(4)图2中空白凝胶球组zn2浓度下降的原因是_。结合图1和图2分析，固定化藻的实验组2448 h间zn2浓度下降速度较快的主要原因是_；7296 h间zn2浓度下降速度较慢的原因有_。答案(1)包埋绿球藻(包埋剂)与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)(2)培养液(生理盐水)海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)(3)2.0%(4)凝胶球吸附zn2绿球藻生长(增殖)速度快绿球藻生长(增殖)速度减慢，溶液中zn2浓度较低解析(1)实验中的海藻酸钠是包埋剂，作用是包埋绿球藻，而cacl2是凝固剂，作用是与海藻酸钠反应形成凝胶球。(2)为洗去凝胶球上残余的cacl2和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用培养液(或生理盐水)来洗涤，因为培养液(或生理盐水)的浓度与绿球藻的细胞液浓度相接近。图1中1.0%海藻酸钠组培养24 h后，移去凝胶球，由于海藻酸钠浓度过低，使形成的凝胶球孔径过大，固定下来的绿球藻数量少，结果使溶液呈绿色。(3)分析图1可知，当海