人教版选修1 4.3酵母细胞的固定化 作业.doc

课时跟踪检测（十一） 酵母细胞的固定化一、选择题1下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()a可用包埋法制备固定化酵母细胞b反应产物对固定化酶的活性没有影响c葡萄糖异构酶固定前后专一性不同d固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应解析：选a由于细胞相对于酶来说更大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法；某些反应产物可能与酶结合，致使酶的结构产生变化，从而改变酶的催化活性；固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上，实现酶的反复利用，并提高酶稳定性，酶的各项特性保持不变；固定化细胞在多步酶促反应中发挥连续催化作用，但如果反应底物是大分子物质，则难以自由通过细胞膜，从而限制固定化细胞的催化作用。2下列关于高果糖浆及其制备的叙述，不正确的是()a高果糖浆可以认为是高浓度果糖溶液的简称，一般为含果糖42%左右的果糖溶液b高果糖浆不会引发肥胖、龋齿等，因此受到人们的青睐c果糖是由淀粉或麦芽糖在葡萄糖异构酶的作用下形成的d葡萄糖异构酶在最适条件下转化效率最高解析：选c高果糖浆制作过程的实质就是在葡萄糖异构酶的作用下，使葡萄糖发生结构上的变化，形成葡萄糖的同分异构体果糖。一般用的原料是淀粉，淀粉在酶的作用下分解为麦芽糖，再进一步分解为葡萄糖，葡萄糖才是果糖的直接反应物。葡萄糖异构酶的最适温度为6070 ，可使果糖、葡萄糖混合物中的果糖比例高达70%90%，而果糖比例占42%左右时就可将其混合物称为高果糖浆。3(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解析：选b固定化酶技术是指将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，可实现重复利用。固定化酶发挥作用不需要供氧，溶解氧交换受阻不会成为其应用的限制因素。固定化细胞只能用于生产分泌到细胞外的产物，否则无法获得需要的产物。用凝胶包埋细胞利用的是物理方法。4固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时发现无酒精产生，原因不可能是()a实验瓶盖了塞子b瓶内氧气充足，进行了有氧呼吸c凝胶珠内可能没有酵母细胞d所谓的葡萄糖溶液可能是其他物质解析：选a利用固定化酵母细胞发酵产生酒精的过程需要无氧条件，因此实验瓶盖了塞子不可能是实验失败的原因。5下面是制备固定化酵母细胞的步骤，正确的是()a应使干酵母与自来水混合并搅拌，以利于酵母菌活化b配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热c向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀d将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注入cacl2溶液中，会观察到cacl2溶液中有球形或椭圆形的凝胶珠形成解析：选b由于在缺水状态下，酵母菌处于休眠状态，为了加速酵母细胞的活化，将干酵母与蒸馏水混合后，用玻璃棒充分搅拌。为避免海藻酸钠发生焦糊，溶化时要用小火或间断加热。将刚溶化好的海藻酸钠冷却至室温后，与已活化的酵母细胞混合，否则有可能会杀死酵母细胞。应将与酵母细胞混匀的海藻酸钠用注射器缓慢滴加到cacl2溶液中，而不是注入。6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利用，但酶的活性可能下降解析：选c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；固定化细胞所固定的酶是在细胞内起作用的；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，但在实际操作中，受环境等因素的影响，酶的活性可能下降。7下列有关固定化酵母细胞技术的叙述，正确的是()a实验中需要先利用蒸馏水消耗酵母细胞中的有机物b固定化酵母细胞的常用方法是吸附法，这种方法对酵母细胞活性影响最小c实验中使用cacl2溶液处理的目的是使酵母细胞处于感受态，提高发酵效率d若最终凝胶珠的颜色泛白，可能是由于海藻酸钠的浓度偏低解析：选d若海藻酸钠浓度过低，会导致固定的酵母细胞数目偏少，观察到凝胶珠的颜色浅(白色)。8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。图甲、乙、丙为部分研究结果。下列叙述错误的是()a由图甲可知，固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强b由图乙可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好c由图丙可知，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：选d据图甲，温度为45 时，固定化酶的活力很高，而游离酶的活力下降；酶用海藻酸钠固定后，降低了酶与底物的接触面积。9下列有关固定化酵母细胞技术的叙述，错误的是()a利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠用作对照b制备好海藻酸钠溶液后，要立即将其与酵母细胞混合以防凝固c将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去cacl2和杂菌d若最终凝胶珠的颜色泛白，则包埋的酵母细胞偏少解析：选b应将制备好的海藻酸钠溶液冷却后，再加入已活化的酵母细胞，否则会把酵母细胞杀死。10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，需要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：选a固定化细胞技术固定的是一系列酶，所以在多步连续催化反应方面优势明显。固定化酶的应用中，要控制好ph、温度，但与溶解氧无关。利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，是酶促反应，没有生物参与，所以不需要提供营养条件。利用固定化酵母细胞进行发酵时，糖类除了作为反应物外，还为酵母细胞提供碳源。二、非选择题11(江苏高考)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：图1图2(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24h后，移动凝胶球，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_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2448h间zn2浓度下降速度较快的主要原因是_；7296h间zn2浓度下降速度较慢的原因有_。解析：(1)绿球藻为单细胞生物，可用包埋法固定化，实验中海藻酸钠的作用是包埋绿球藻。配制好的海藻酸钠溶液需要滴入cacl2溶液中，与cacl2反应形成凝胶球，刚形成的凝胶球应在cacl2溶液中浸泡一段时间，有利于形成稳定的结构。(2)将固定好的凝胶球用绿球藻的培养液(生理盐水)清洗23次，能够洗去凝胶球上残余的cacl2和其他污染物，并保持绿球藻的活性。如果包埋绿球藻用的海藻酸钠浓度过低，或形成的凝胶球孔径过大，在培养过程中会有绿球藻从包埋材料中漏出来，使溶液呈绿色。(3)分析图绿球藻数量变化曲线可知，浓度为2.0%的海藻酸钠对绿球藻的包埋效果最好，凝胶球中包埋的绿球藻数量最多，故应选用该浓度的海藻酸钠制备凝胶球。(4)由zn2浓度变化曲线可知，空白凝胶球组zn2浓度下降的原因是凝胶对zn2有一定的吸附作用。培养初期，绿球藻生长(增殖)速度较快，导致zn2浓度下降速度较快；培养后期，由于绿球藻生长(增殖)速度减慢、溶液中zn2浓度较低等，zn2浓度下降速度较慢。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12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。请回答下列问题：(1)图1中x溶液为_，其作用是使_。(2)图1中制备的凝胶珠用_洗涤后再转移到图2装置中。图2发酵过程中搅拌的目的是使_。(3)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用_加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液_后，加入酵母菌充分搅拌混合均匀。(4)研究发现，固定化强度强的酵母颗粒发酵效果好，且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置，将2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别利用2%、3%、4%的x溶液进行凝胶化处理，所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28 下发酵48 h后的酒精产量见表：海藻酸钠(%)22.5322.5322.53x溶液(%)222333444固定化强度(g/30个)9309509901 0301 1001 1401 1701 1701 160酒精量(%)6.76.56.56.76.46.26.76.46.3依照表格分析，随着x溶液浓度的增加，_增加；用于酒精发酵效果最好的海藻酸钠与x溶液浓度分别是_、_。解析：(1)图1为固定化酵母细胞的步骤，x溶液为cacl2溶液，作用是使胶体聚沉，即使海藻酸钠形成凝胶珠。(2)图2为发酵过程，因为是无氧呼吸，故搅拌的目的只是增加培养液与酵母菌的接触面积，而不是增加溶氧量。(3)溶解海藻酸钠时需注意用小火或间断加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后，再加入酵母菌充分搅拌混合均匀，以防止高温杀死酵母菌。(4)分析表格可知，随着x溶液浓度的增加，酵母细胞的固定化强度增加，固定化强度和产酒精量都较大的海藻酸钠与x溶液浓度分别是2%、4%。答案：(1)cacl2溶液海藻酸钠形成凝胶珠(2)蒸馏水培养液与酵母菌充分接触(3)小火(或间断)冷却至室温(4)固定化强度2%4%13某实验小组进行固定化酵母细胞的制备，并开展游离酵母和固定化酵母发酵产酒酒精度的比较，结果如下表。请回答下列问题：产酒酒精度的比较时间(d)024681012游离酵母01.02.13.23.94.34.6固定化酵母02.54.25.05.46.06.4(1)制作凝胶珠的实验步骤是：酵母细胞的活化_配制海藻酸钠溶液_固定化酵母细胞。(2)影响实验成败的关键步骤是_，此步的操作应采用_。(3)钙离子的作用是使胶体聚沉，海藻酸盐起_的作用。(4)该小组将制备好的固定化酵母与游离酵母分别放在一定的条件下发酵，定时记录发酵液中酒精度的变化。实验过程中的“在一定的条件下发酵”的条件是_，要求条件相同是为了确保_。由表可知，固定化酵母和游离酵母发酵都能产生酒精，但固定化酵母在发酵前期的延迟期的时间比游离酵母发酵前期的延迟期的时间要_。解析：制备固定化酵母细胞的实验步骤为：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；该实验的关键是配制海藻酸钠溶液。海藻酸盐起载体的作用，用于包埋酵母细胞。酵母菌酒精发酵过程是细胞内