2019-2020学年高中生物 课时作业9 酵母细胞的固定化 新人教版选修1

课时作业9酵母细胞的固定化1(2017年高考江苏卷)下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述，正确的是()a活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状b配制cacl2 溶液时，需要边小火加热边搅拌c将海藻酸钠溶液滴加到cacl2 溶液时，凝胶珠成形后应即刻取出d海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色，过低时凝胶珠易呈蝌蚪状解析：将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状，可以活化酵母，a项正确；配制海藻酸钠溶液时需用小火间断加热，配制cacl2溶液时不需加热，b项错误；凝胶珠成形后应在cacl2溶液中浸泡30分钟左右，以便形成稳定的结构，c项错误；海藻酸钠溶液浓度过低时固定的酵母细胞数目少，凝胶珠呈白色，过高时凝胶珠易呈蝌蚪状，d项错误。答案：a2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：本题主要考查考生对固定化酶和固定化细胞在生产应用上的理解。限制或定位于特定空间位置的细胞称为固定化细胞。它与天然酶相比具有更多的优点：(1)不需要进行酶的分离纯化，减少起始投资。(2)酶的回收率高，酶在原有的细胞环境下，稳定性更高。(3)细胞保持生命活动状态，细胞中的辅助因子可自动再生。(4)细胞含有多酶体系，可催化一系列的反应。(5)反应中抗污染能力强。故a正确。而固定化酶是将单一的酶进行固定，没生命状态，催化时只需控制好影响酶活性的因素即可，对于氧气、营养物质等对其活性没影响。故b、c错。利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类既是反应底物又是酵母菌细胞生活的主要能源物质。故d错。答案：a3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：固定化酶实现了酶和底物的分离，酶可重复利用，a正确；酶的催化作用不需要氧气，故固定化酶的应用不需要氧气，与溶解氧交换受阻没有关系，b错误；固定化细胞可用于生产分泌到细胞外的产物，如分泌蛋白等，c正确；凝胶与被包埋细胞之间没有化学键，不通过共价键结合，d正确。答案：b4关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法错误的是()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，降低生产成本，提高产量和质量解析：固定化酶与普通酶制剂相比，在活性上没有多大差别，固定化酶的成分也是蛋白质，蛋白质经过一定的时间后会变性失活，所以固定化酶一般能使用半年，不可能长久使用。答案：a5研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将从大肠杆菌中得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，与微生物降解相比，其作用需要适宜的()温度酸碱度水分营养a bc d解析：大肠杆菌中的三酯磷酸酶可以催化有机磷农药分解，需要适宜的温度和ph，同时反应离不开水，但是不需要提供营养。答案：a6试分析下图中，其中与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似的是()解析：a、b 选项适合于酶的固定化，c 既用于酶固定，也可用于细胞固定。制备固定化酵母细胞用的是包埋法，即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中，所以与 d 相似。答案：d7在制备固定化酵母细胞的操作中，正确的是()a制备好海藻酸钠后，需立即将其与酵母细胞混合以防备凝固b制备固定化酵母细胞过程中应用注射器c以恒定的速度把混合液注射到硫酸钙溶液中d凝胶珠在溶液中应浸泡 10 分钟左右解析：高温会使酵母菌死亡；固定化酵母细胞时需以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴到 cacl2 溶液中，以形成凝胶珠；凝胶珠在溶液中应浸泡 30 分钟左右，以使凝胶珠强化，不易破碎。答案：b8下面为制备固定化酵母细胞的步骤，其正确的操作程序是()海藻酸钠溶液与酵母细胞混合配制海藻酸钠溶液酵母细胞的活化固定化酵母细胞配制物质的量浓度为 0.05mol/l 的 cacl2 溶液abc d解析：制备固定化酵母细胞的正确步骤是：酵母细胞的活化；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细胞混合；固定化酵母细胞。答案：c9海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要通过加热促进其溶解，采用的最好的加热方式是()a快速加热 b持续高温加热c小火间加热 d灼烧加热答案：c10用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时，向原料中通入足够的空气，酵母菌的数量与酒精的产生分别是()a死亡、增多 b增多、不再产生c增多、增多 d死亡、不再产生解析：酵母菌是单细胞真菌。在有氧条件下进行有氧呼吸，将葡萄糖分解成 co2 和 h2o，产生 atp；在无氧条件下发酵，将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳，产生少量 atp。因此，在有氧条件下，酵母菌数量会增加，但是在氧气充足的条件下，无氧呼吸受抑制不能再产生酒精。答案：b11 (2019年上海静安区质检)下列技术，不属于酶固定化技术的是（ ）a.载体结合法b.交联法c.包埋法d.纸层析法解析：载体结合法是固定化酶的方法之一，a错误；交联法即化学结合法，是固定化酶的方法之一，b错误；包埋法是固定化酶的方法之一，但是更适合于固定化细胞，c错误；纸层析法是提取叶绿体色素的方法，d正确。答案： d12(2017年高考江苏卷)固定化单宁酶应用于茶饮料加工，可消除其中的苦涩味。下列有关叙述正确的是()a在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白b化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小c温度、ph 和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性d酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分解析：单宁酶和杂蛋白都是大分子，不能用透析法进行分离，可用凝胶色谱法进行分离，a项错误；化学结合法可能影响酶的活性部位进而影响反应效果，而吸附法不影响酶的分子结构，b项错误；影响酶活性的因素有温度、ph和重金属离子等，c项正确；固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分取决于酶的专一性，d项错误。答案：c13(2019年江苏高三调研)在酵母细胞固定化的实验中，下列实验操作与目的不相符的是()a干酵母加入蒸馏水搅拌均匀后，放置一段时间，使酵母细胞活化b采用小火间断加热的方法，防止海藻酸钠发生焦糊c将活化的酵母细胞加入海藻酸钠溶液，轻轻搅拌，以免产生气泡d用注射器滴加溶液时要接近cacl2溶液的液面，防止凝胶珠出现“尾巴”解析：实验中，为了防止凝胶珠出现“尾巴”，注射器应离cacl2溶液的液面远一些。答案：d14在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞的技术。 (1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是_。 与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是_。 (2)制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是_，使用了下图中方法_(填出号码与名称)。(3)制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和_溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是_ _。解析：将酶固定化后，可使酶在催化反应之后不随产物流走，可以反复利用；将细胞固定化后，可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定。海藻酸钠一般不能参与化学反应，同时，在高温下容易溶化，温度降低时又形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌的好材料。图为共价链结合法，图为吸附法，图为包埋法。凝胶珠是高温下溶化的海藻酸钠与酵母菌混合后在cacl2溶液中形成的，若海藻酸钠浓度过高或制凝胶珠时离液面太近，可能形成片状或长条形，而不是圆形的凝胶珠。答案：(1)酶既容易与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复利用多酶系统(2)海藻酸钠包埋法 (3)cacl2海藻酸钠溶液浓度过高(或针筒口离液面过近，高度不够)15乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下：(1)筛选产乳糖酶的微生物l时，宜用_作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是_。从功能上讲，这种培养基属于_。(2)培养微生物l前，宜采用_方法对接种环进行灭菌。(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下，带电荷相同的蛋白质电泳速度越快，说明其分子量越_。(4)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化，可通过检测固定化乳糖酶的_确定其应用价值。除化学结合法外，酶的固定化方法还包括_、_、离子吸附法及交联法等。解析：(1)已知乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，筛选产乳糖酶的微生物l时，宜用乳糖作为培养基中的唯一碳源，培养基中琼脂的作用是凝固剂，从功能上讲，这种培养基属于选择培养基。(2)为了避免杂菌污染，在培养微生物前，需要对接种环等接种工具应采用灼烧灭菌。(3)用电泳法纯化乳糖酶时，若在相同条件下分离带电荷相同的蛋白质，则其分子量越小，电泳速度越快。(4)固定化酶的应用价值与酶的活性(或活力)有关，因此用化学结合法固定化乳糖酶时，可通过检测固定化乳糖酶的活性(或活力)来确定其应用价值。固定化酶的方法包括化学结合法、包埋法、物理吸附法、离子吸附法及交联法等。答案：(1)乳糖凝固剂选择培养基(2)灼烧(3)小(4)(酶)活性或(酶)活力包埋法物理吸附法16根据下面的实验原理、实验过程分析讨论：实验原理：麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中。啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵性糖转化成乙醇。实验过程：取新鲜斜面上的啤酒酵母，接种于 10 ml 麦芽汁液体培养基中，25 培养 24 30 h。取 1.6 g 海藻酸钠于无菌小烧杯中，加无菌水少许调成糊状，再加入无菌水至 40 ml ，在 98 kpa 条件下灭菌 15 min。冷却到 45 左右后，与预热至 35 左右的 10 ml 酵母培养液混合搅拌均匀，立即倒入带喷嘴的无菌小塑料瓶中(或装有 5 号针头的注射器外套中)，以恒定的速度滴入盛有葡萄糖、氯化钙混合液的容器中，浸泡 30 min 制成凝胶珠。倒去葡萄糖、氯化钙混合液，用无菌水洗涤凝胶珠三次后，将凝胶珠放入 500 ml 三角瓶中，加入 300 ml无菌麦芽汁液体培养基，置于 25 下封口发酵 5 d 左右，倒出发酵后的麦芽汁即为生啤酒，品尝其口味。(1)凝胶珠是由什么组成的？它有什么作用？(2)如果进行多批次的生产，本实验中的啤酒酵母与普通发酵中的酶或菌种在使用上有何区别？(3)固定化酶和固定化细胞技术是利用_或_方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括_、_和_。其中细胞多采用_固定化，而酶多采用_和_固定化。(4)制作成功的凝胶珠应用_，其颜色为_。将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后发现有_产生，同时有_味散发。(5)固定化酵母细胞与固定化酶和游离酶相比具有什么优点？解析：本题考查的是制备固定化酶和制备固定化酵母细胞的基本方法，根据课本基础知识和前边有关问题讲解可回答本题内容。答案：(1)凝胶珠是由啤酒酵母和固定酵母菌的海藻酸钠组成。啤酒酵母能产生酶将渗入凝胶珠的麦芽汁中的糖发酵，进而转化为乙醇。(2)发酵结束将生啤酒倒出后，将凝胶珠再投入新鲜的麦芽汁中，可以在较长时间内反复连续使用，而普通发酵中的酶或菌种不能反复使用。(3)物理化学包埋法化学结合法物理吸附法包埋法化学结合法物理吸附法(4)蒸馏水冲洗浅黄色气泡酒(5)二者均可用搅拌或装柱形式与底物溶液接触，可以较长时间内反复、连续使用，降低酶的使用成本，可提高酶的稳定性；便于严格控制酶促反应过程；容易与产物分开，提高产物的质量。固定化活细胞的发展比固定化酶更进一步，它省去了酶的分离、纯化工序，同时酶的活性更加稳定。17(2016年高考江苏卷)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24 h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_。解析：(1)海藻酸钠在cacl2中形成凝胶球，为包埋剂，cacl2为凝固剂。(2)清洗cacl2及其他污染物，选用生理盐水，能够起到适宜的清洗作用，且既不会引入新的杂质，也对绿球藻无影响。1.0