2020-2021学年人教版选修1高二生物下学期期末冲刺10 酵母细胞的固定（解析版）

专题10酵母细胞的固定化

知识梳理

1.利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例

（1）高果糖浆的生产需要葡萄糖异构醐。

（2）葡萄糖异构酶的优点：稳定性好、可以持续发挥作用。

（3）在生产中直接使用酶的缺点：无法回收，造成浪费。

2.固定化酶的反应

如图为固定化酶的反应柱示意图

使用固定化酶技术，将这种酶（葡萄糖异构酶）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

由出入。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，提高

了果糖的产量和质量。

3.固定化细胞技术

（1）概念

讲解固定化细胞技术概念：利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间的技术。细胞中含有一系

列酶，在细胞正常生命活动的过程中，通过代谢产生所需要的代谢产物。

（2）将酶或细胞固定化的方法

①包埋法：将酶（或细胞）包埋在细微网格里。

②化学结合法：将酶（或细胞）相互连接起来。

③吸附法：将酶（或细胞）吸附在载体表面上。

4.固定化酶和固定化细胞的联系与区别

（1）联系：应用相同，都能催化某些反应。

（2）区别

①固定化细胞技术操作容易，成本低，容易回收;

②固定化细胞技术对酶活性影响更小：

③固定化细胞固定的是一系列酶；

由于大分子难以通过细胞膜，固定化细胞的应用有一定的限制。

（3）固定化酶和固定化细胞常用的载体材料

固定化酶和固定化细胞常用的载体材料有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等，

其共同的特点是不溶于水的多孔性载体。

5.制备固定化酵母细胞

（1）酵母细胞的活化

活化：让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。

本质：加快新陈代谢；方法：加入适量的水。

步骤：取1g干酵母，放入50mL的小烧杯中，加入蒸馈水10mL,用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混

合均匀，成糊状，放置lh左右使其活化。

（2）配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCb溶液

称取无水CaCl20.83g,放入200mL的烧杯中，加入150mL的蒸播水，使其充分溶解，待用。

（3）配制海藻酸钠溶液

称取0.7g海藻酸钠，放入50mL小烧杯中。加入10mL水，用酒精灯加热，边加热边搅拌，将海

藻酸钠调成糊状，直至完全溶化，用蒸储水定容至10mL,注意，加热时要用小火，或者间断加热，

反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。

（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冷却至室温，加入已活化的醉母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，

再转移至注射器中。

（5）固定化酵母细胞

以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCL溶液中，观察液滴在CaCL溶液中形

成凝胶珠的情形。将这些凝胶珠在CaCL溶液中浸泡30min左右。

实战演练

一、选择题

1.下列关于酵母细胞固定化的叙述，正确的是（）

A.刚溶化好的海藻酸钠溶液要及时与已活化的酵母细胞混匀

B.酵母细胞一般采用包埋法

C.制备海藻酸钠溶液时，开始用大火加热，然后用小火加热

D.固定化酵母细胞过程中NaCl溶液的作用是使胶体聚沉，形成稳定的凝胶珠

【答案】B

【分析】

固定化细胞的实验流程为：

（I）酵母细胞的活化。

（2）配置氯化钙溶液：要用蒸储水配置。

（3）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。

（4）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡。

（5）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入。

【详解】

A、刚溶化好的海藻酸钠溶液需要冷却后才能加入已经活化的酵母细胞，防止高温杀死酵母细胞，A错误;

B、酵母细胞因为体积大不容易被吸附，因此一般包埋法进行固定，B正确；

C、配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热，防止海藻酸钠焦糊，C错误；

D、固定化酵母细胞过程中CaCh溶液的作用是使胶体聚沉，形成稳定的凝胶珠，D错误。

故选B。

2.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，将适量干酵母与自来水混合并搅拌成糊状

B.配制CaCL溶液时，需要小火或间断加热，反复几次

C.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCL和杂菌

D.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖醐和过氧化氢酶，可以反复使用

【答案】C

【分析】

1、固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法（交联法）；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；固定化细胞在多步醐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反应；由于酶小，容易从包埋的材料中漏出，

采用物理吸附法和化学结合法，固定化酶的优点既能与反应物接触，又能与产物分离；可以反复利用。

2、固定化细胞制作过程中的注意事项：

（1）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。

（2）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡。

（3）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入。

（4）刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡。

【详解】

A、活化酵母时，将适量干酵母与蒸储水混合并搅拌成糊状，防止自来水中各种离子影响实验结果，A错误；

B、配制海藻酸钠溶液时，需要边小火加热边搅拌，B错误：

C、固定化酵母细胞时，将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCL和表面的杂菌，C正确；

D、尿糖试纸由于使用后不能将反应物和酶分开，而不能再次使用，D错误。

故选Co

3.下列有关固定化酶和固定化细胞的说法，错误的是（）

A.固定化细胞技术可以催化一系列反应

B.固定化酶技术一次只能固定一种酶

C.固定化酶和固定化细胞都既能与反应物接触，又能与产物分离

D.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

【答案】D

【分析】

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（如高效性、专一性和作用条件的温和性）依然保持，而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固定化细胞技术优势明显。

【详解】

A、细胞内有很多酶，固定化细胞可以催化一系列酶促反应，A正确；

B、固定化酶技术一次只能固定•种酶，B正确；

C、固定化酶和固定化细胞的优点是既能与反应物接触，又能与产物分离，C正确：

D、试纸法检测尿糖的原理是利用试纸上的葡萄糖氧化酶将葡萄糖分解成葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢又

与试纸上的苯酚等无色物质反应形成红色物质，将其与标准比色卡比对，即可知道尿样中葡萄糖的含量，

因此尿糖试纸不能反复使用，D错误。

故选D。

4.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.利用固定化酶与直接利用酶相比体现出既能与反应物充分接触，又能与产物分离的优势

B.从固定化酶反应柱下端流出的只有果糖

C.高果糖浆的生产需要使用果糖异构酶

D.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

【答案】A

【分析】

固定化酶的反应实例-生产高果糖浆

（1）葡萄糖异构随的固定：将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上，装入反应柱中。

（2）高果糖浆的生产操作：从反应柱上端注入葡萄糖溶液，从下端流出果糖溶液，一个反应拄可连续使用

半年。

【详解】

A.利用固定化酶与直接利用酶相比体现出既能与反应物充分拨触，又能与产物分离的优势，A正确；

B.从固定化酷反应柱下端流出的除了有果糖外，还有葡萄糖，B错误；

C.高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，C错误；

D.在反应柱内的底端装上分布着许多小孔的筛板，防止固定化酶漏出，D错误。

故选A,

5.下列关于的叙述错误的是（）

A.胭酶是一种蛋白质，能将尿素分解成NH3和CO2

B.含酶牙膏可以分解细菌，使牙齿亮洁、门气清新

C.多酶片含多种消化酶，有助于在胃中充分消化食物

D.果胶酶能分解果肉细胞些的果胶，提高出汁产量

【答案】C

【分析】

酶是有机催化剂，在体内和体外均可发挥作用，酶具有专一性和高效性。

【详解】

A、胭酶是一种蛋白质，能够催化尿素分解成氨和二氧化碳，A正确；

B、含有酶的牙膏中具有一些能够分解细菌细胞壁的酶，从而分解细菌，使牙齿洁亮，口气清新，B正确;

C、多酶片含有多种消化酶，有助于消化道对食物的消化吸收，但胃只能消化蛋白质，并不能充分消化食物，

充分消化食物的地方是小肠，C错误；

D、果胶酶能够分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，也能够使溶液澄清等，D正确。

故选C。

6.酶的固定化是20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。科研人员用双重固定法，即采用戊二醛作为

交联剂，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。如图甲、乙、

丙为部分研究结果（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）。下列有关叙

述中，不正确的是（）

A.由甲图可知，固定化酶比游离酶对温度变化适应性更强

B.由乙图可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果较好

C.由丙图可知，固定化酶一般可重复使用3次左右，之后若继续使用则酶活力明显下降

D.酶活性的大小可用产物的生成量来表示

【答案】D

【分析】

分析甲图，随着温度的升高固定化酶和游离酶的活力均先升高后下降，游离酶的酶活力比固定化酶变化明

显；分析乙图，随着海藻酸钠浓度的增加，固定化酶的活力先增加后下降，当海藻酸钠浓度为3%时酶的活

力最高；分析丙图，固定化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。

【详解】

A、由甲图可知，当温度变化时，游离酶的酶活力比固定化酶变化明显，说明固定化酶比游离酶对温度变化

适应性更强，A正确；

B、由乙图可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时的酶活力最高，B正确；

C、由丙图可知，固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，且在使用3次以后，若继续使用则酶活力显著

下降，C正确；

D、酶活性是指酶催化相关化学反应的能力，可以用单位时间内产物的增加量或反应物的减少量表示，D错

误。

故选D。

7.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是（）

A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显

B.应用固定化细胞时，要控制好pH、温度和溶解氧等条件

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.利用固定化酶生产高果糖浆，葡萄糖的作用只是作为反应底物

【答案】C

【分析】

固定化酣、固定化细胞的比较：

固定化酶固定化细胞

酶的种类一种一系列能

制作方法吸附法、交联法、包埋法吸附法、包埋法

是否需要营养

否是

物质

反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，

缺点不利于催化一系列的酶促反应

反应效率下降

①既能与反应物接触，又能与产物分离②

优点成本低，操作容易

可以反复利用

【详解】

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，A正确：B、固定化细胞

的应用中，要利用细胞以及细胞中的酶，因此需要控制pH、温度和溶解氧，B正确；

C、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，所以不需提供营养条件，需要提

供酶起作用的适宜条件，C错误；

D、利用固定化酶生产高果糖浆，葡萄糖转化为果糖，葡萄糖的作用只是作为反应底物，D正确。

故选Co

8.目前没有一种固定化技术能普遍适用于所有的酶，理由是（）

A.有的酶能降低反应的活化能，有的酶能升高反应的活化能

B.有的酶有专一性，有的酶没有专一性

C.不同的酶分子结构不同

D.有的酶有高效性，有的酶没有高效性

【答案】c

【分析】

所有的酶都有降低化学反应活化能的作用，也都有专一性和高效性。

【详解】

不同的酶分子结构不同，说明不同的酶理化性质有所不同，对理化因素的耐受程度不同，所以对不同的酶

固定时应选择不同的方法和途径。

故选C。

9.固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是（）

A.避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程

B.固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用

C.催化反应结束后，能被吸收和重复利用

D.细胞结构保证了各种酶在化学反应中有效地发挥作用

【答案】D

【分析】

固定化细胞既能避免复杂的细胞破碎、酶的提取和纯化过程，又能使酶的活性和稳定性得到较大提高。固

定化细胞可以作为固体催化剂在多步酶促反应中发挥连续催化作用，同时，催化反应结束后又能被回收和

重复利用。缺点是反应物不宜与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降。

【详解】

固定化细胞对酶的活性影响最小，其根本原因是肺在细胞内受到保护作用，受外界影响较小，维持相关酶

的活性，保证了各种酶在细胞内的化学反应中有效地发挥作用，D正确。

故选D。

10.为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果，在工业洗衣机中用酶洗代替传统的浮石擦洗，是目前重要的生产手段（工

艺流程见如图）。下列叙述中错误的是（）

牛仔布仿

旧的部分

A.纤维素酶在仿旧中的作用机理与其在洗衣粉中去污的机理相似

B.在上述工艺中，为重复使用纤维素酶，可选用化学结合或物理吸附法固定

C.在上述工艺中，通过调节温度、酸碱度、处理时间可控制仿旧颜色的深浅

D.纤维素酶催化葡萄糖残基间磷酸二酯键的水解分解纤维素

【答案】D

【分析】

1.纤维素的单体是葡萄糖，纤维素酶能够将纤维素分解为葡萄糖。纤维素酶是一种复合酶，包括Ci酶、Cx

酶和葡萄糖甘酶。纤维素分解菌可以用刚果红染液进行鉴别，能够产生透明圈的菌落就是纤维素分解菌。

2.固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化

学结合法和物理吸附法。-一般来说，酶更合适采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固

定化。这是因为细胞体积大，而酶分子小；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。

【详解】

A、纤维素酶在仿旧中的作用机理是适当分解布料中的纤维素成分，洗衣粉中添加纤维素酶的作用机理是适

当分解布料中的纤维素成分使织物膨松有利于去污，二者作用机理相似，A正确；

B、由于纤维素酶较小，不能用包埋法固定化酶，通常用化学结合或物理吸附法固定，B正确；

C、改变温度、酸碱度和处理时间会影响酶作用的结果，会影响催化反应速率，进而可控制仿旧颜色的深浅，

C正确；

D、纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种酷，即C1醐、Cx酶和葡萄糖昔酶，可将纤维素分解

为葡萄糖，而磷酸二酯键是连接核甘酸之间的键位，纤维素醐不会催化磷酸二酯键的断裂，D错误。

故选D。

11.在a-淀粉酶固定化过程中，的活性受多种因素影响。下列对固定化酶活性尊尊影响的是（）

A.固定化的方法B.固定化所用的介质

C.流出液的检测方法D.固定化酶的使用次数

【答案】C

【分析】

固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化

学结合法和物理吸附法。固定化细胞多采用包埋法、物理吸附法，如用海藻酸钠进行包埋。固定化酶固定

的是一种具体的酶，不能催化一系列化学反应；与直接使用酶相比，固定化酶使酶既能与反应物接触，乂

能与产物分离，还可以被反复利用。一般来说，酸更合适采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采

用包埋法固定化。这是因为细胞体积大，而酶分子小；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。

【详解】

A、固定化的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法，有些固定化的方法会影响固定化酶的活性，如化

学结合法可能影响酶的活性部位而影响反应效果，A不符合题意；

B、固定化所用的介质会影响固定化前的活性，用于固定化酶的介质应该用非水溶性的，否则会影响固定化

酶的活性，B不符合题意；

C、流出液的检测方法不会影响固定化酶的活性，因为产物与固定化酶已经分离，C符合题意；

D、固定化酶可以反复使用，但每次使用时都会与反应物产生某些反应，从而导致酶的结构发生改变，影响

酶的活性，固定化酶反复使用，酶活力会下降，D不符合题意；

故选C。

12.关于固定化酵母细胞制备过程的叙述，正确的是（）

A.固定化细胞对酶活性影响小，但操作复杂

B.将酵母细胞均匀包埋在不溶于水的多孔性载体中

C.为使酵母菌活化，应让干酵母与自来水混合并搅

D.刚形成的凝胶珠应在蒸储水中浸泡一段时间，以便固定化

【答案】B

【分析】

固定化细胞制作过程中的注意事项：（1）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海

藻酸钠会发生焦糊。（2）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡。（3）

制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入。（4）刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温

度过高会导致酵母菌死。

【详解】

A、固定化酶和固定化细胞都是以酶的应用为目的，其制备方法，操作过程也基本相同。固定化活细胞的制备

条件比固定化醐更要温和，对•酶的活性影响更小，A错误；

B、细胞体积大，难以被吸附或结合，所以酵母细胞常用包埋法固定细胞，包埋的材料常用不溶于水的多孔

性载体，B正确；

C、酵母菌活化时，应让干酵母与蒸储水混合并搅拌，C错误；

D、刚形成的凝胶珠应在CaCb溶液中浸泡一段时间，以便固定化，D错误。

故选B。

13.下列有关利用固定化酶技术生产高果糖浆的说法，正确的是（）

A.利用的原理是葡萄糖异构酶能将葡萄糖转化成果糖

B.从固定化酶反应柱下端流出的只有果糖

C.在反应柱内的顶端分布着许多小孔的筛板，防止异物进入

D.用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆大大降低了生产成本，对产品的产量和质量没有影响

【答案】A

【分析】

固定化酶的反应实例-生产高果糖浆（1）葡萄糖异构酶的固定：将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上，装

入反应柱中。（2）高果糖浆的生产操作：（如图）从反应柱上端注入葡萄糖溶液，从下端流出果糖溶液，一

个反应拄可连续使用半年。

【详解】

A、葡萄糖异构酶能将葡萄糖转化成果糖，A正确：

B、从固定化酶反应柱下端流出的除了有果糖外，还有葡萄糖，B错误；

C、在反应柱内的底端装上分布着许多小孔的筛板，防止固定化酶漏出，C错误；

D、用固定化葡萄糖异构能生产高果糖浆，反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产

量和质量，D错误。

故选A。

14.下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是（）

A.某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应

B.固定化酵母细胞制作果酒时，要不断地通入空气

C.工业生产中，细胞的固定化是在严格无菌条件下进行

D.若底物是大分子，固定化细胞的效果优于固定化前的

【答案】C

【分析】

1、酵母细胞的固定多采用包埋法；用干酵母和海藻酸钠制备同定化酵母细胞的步骤为酵母细胞的活化一配

制（物质的量浓度为0.05mol/L的）CaCL溶一配制海藻酸钠溶液-海藻酸钠溶液与酵母细胞混合一固定化

酵母细胞。

2、直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较

直接使用酶固定化酶固定化细胞

酶的种

一种或几种一种一系列酶

类

明胶、琼脂糖、海藻酸

常用我高岭土、皂土、硅胶、

无钠、醋酸纤维素、聚丙

体凝胶

烯酰胺

制作方化学结合固定化、物理

无包埋法固定化

法吸附固定化

是否需

要营养否否是

物质

催化反

单一或多种单一一系列

应

反应底各种物质（大分子、小

各种物质（大分子、小分子）小分子物质

物分子）

①对环境条件非常敏感，易反应物不易与酶接近，

不利于催化一系列的酶

缺点失活②难回收，成本高，影尤其是大分子物质，反

促反应

响产品质量应效率下降

①既能与反应物接触，

催化效率高、耗能低、低污

优点又能与产物分离②可以成本低、操作容易

染

反复利用

【详解】

A、固定化酶一次只能固定一种酶，因此只能催化一种化学反应，而固定化细胞的优势在于能催化•系列生

化反应，A错误；

B、固定化酵母细胞制作果酒时，要控制无氧环境，B错误；

C、工业生产中，细胞的固定化是在严格无菌条件下进行，C正确；

D、若发酵底物是大分子，由于大分子物质不易进入细胞，因此固定化酶优于固定化细胞，D错误。

故选Co

15.有关固定化酵母细胞制备步骤不恰当的是（）

A.应使干酵母与水混合并搅拌，以利于酵母菌活化

B.配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热方法

C.将与酵母混匀的海藻酸钠液注入CaCb溶液中，会观察到CaCb溶液有凝胶珠形成

D.向刚溶化好的海藻酸钠溶液加入己活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀

【答案】D

【分析】

本题主要考查固定化细胞的相关知识点，回忆制作过程中的注意事项，综合解答问题：（1）配制海藻酸钠

溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。（2）海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：

冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡。（3）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入。（4）

刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡。

【详解】

A、酵母菌活化时可将干酵母与水混合并搅拌，A正确；

B、配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法，否则海藻酸钠会发生焦糊，B正确；

C、与酵母混匀的海藻酸钠液注入CaCL溶液中，会观察到有凝胶珠形成，C正确；

D、刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡，D错误。

故选3

16.小球藻可用于污水净化，其繁殖能力（生长量）在一定程度上可以反映小球藻细胞消耗N、P等的能力。

科研人员比较游离小球藻和用海藻酸钠固定化后的小球藻在含N、P等的污水中的生长量变化，结果如图所

示。下列相关叙述错误的是（）

O48121620242832

时间/d

A.本研究中固定化小球藻常用的方法是包埋法

B.海藻酸钠浓度偏低，则固定的小球藻数量偏少

C.固定化小球藻可被重复使用，且可避免水体二次污染

D.结果表明固定化小球藻的生长期较短，生长速率低

【答案】D

【分析】

分析题图：随时间延长，两种类型的小球藻均在一定范围内随时间延长而生长量增加，超过一定范围后，

游离型的生长量下降，且游离小球藻生长周期比固定化小球藻短。

【详解】

A、小球藻为单细胞生物，故固定化小球藻常用的方法为包埋法，A正确；

B、海藻酸钠溶液固定细胞时浓度应适宜，正常的凝胶珠为淡黄色，若凝胶珠呈白色说明海藻酸钠的浓度偏

低，固定的细胞数目过少，B正确；

C、固定化技术的优点之一是可以反复利用，故固定化小球藻可以反复使用，而且有利于回收防止造成二次

污染，C正确；

D、与游离组相比，一定时间内，相同时间时，固定化小球藻生长量更低，到达最大生长量所需时间更长,

因此固定化小球藻生长速率变低、生长期延长，D错误。

故选D。

17.固定化细胞对醐的活性影响最小，根本原因是（）

A.省略了酶的提取纯化过程，避免了细胞破碎

B.固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用

C.酶促反应结束后，能被吸收和重复利用

D.细胞结构保证了各种酶的细胞内环境，化学反应中能更好地发挥作用

【答案】D

【分析】

固定化细胞既能避免复杂的细胞破碎、酶的提取和纯化过程，又能使酶的活性和稳定性得到较大提高。固

定化细胞可以作为固体催化剂在多步酶促反应中发挥连续催化作用，同时，催化反应结束后乂能被回收和

重复利用。缺点是反应物不宜与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降。

【详解】

固定化细胞对能的活性影响最小，其根本原因是酶在细胞内受到保护作用，受外界影响较小，维持相关酶

的活性，保证了各种酶在细胞内的化学反应中有效地发挥作用，D正确。

故选D。

18.下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是（）

A.包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性

B.进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCL溶液浓度要适宜

C.注射器出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状

D.用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞

【答案】A

【分析】

固定化细胞制作过程中的注意事项：

（1）酵母细胞的活化。

（2）配置氯化钙溶液：要用蒸储水配置。

（3）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。

（4）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡。

（5）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入。

（6）刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡。

【详解】

A、包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，这样包埋的酵母细胞数量适宜，A正确。

B、进行包埋时，CaCb溶液浓度要适宜，用于凝胶柱的聚沉，B错误；

C、注射器（或滴管）出口应尽量离液面一段距离，以保证凝胶珠成为球状，C错误；

D、用小火间断加热使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞，D错误；

故选A»

19.固定化酶通常不采用包埋法，原因是（）

A.包埋法固定化酶操作最复杂

B.包埋法对酶的活性影响较大

C.酶分子较小，容易从包埋材料中漏出

D.包埋法使用的包埋材料少且价格昂贵

【答案】C

【分析】

固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化

学结合法和物理吸附法。固定化细胞多采用包埋法、物理吸附法，如用海藻酸钠进行包埋。固定化酶固定

的是种具体的酶，不能催化•系列化学反应：与直接使用酶相比，固定化酶使酶既能与反应物接触，又

能与产物分离，还可以被反复利用。一般来说，酶更合适采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采

用包埋法固定化。这是因为细胞体积大，而酶分子小；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。

【详解】

根据上述分析可知，固定化酶通常不采用包埋法，原因是酶分子较小，容易从包埋材料中漏出，即C正确,

ABD错误。

故选C。

20.膨化稻壳可作为a淀粉酶固定化吸附载体。图为酶浓度对固定效率的影响。下列分析正确的是（）

酶质量浓度（mgnL"）

A.膨化稻壳能固定的酶量有限

B.酶浓度越高，固定效率越高

C.酶浓度越高，酶越容易回收利用

D.酶浓度越高，固定化酶的活性越高

【答案】A

【分析】

1、固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、

化学结合法和物理吸附法。一般来说，酶更合适采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法

固定化。这是因为细胞体积大，而醐分子小；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、由柱形图分析可知，随着酶质量浓度的增加，固定效率随之下降，由此推测膨化稻壳能固定的酶量是有

限的。

【详解】

A、随着酶质量浓度的增加，固定效率逐渐减小，由此推测膨化稻壳能固定的酶量是有限的，A正确：

B、由柱形图分析可知，随着酶质量浓度的增加，固定效率下降，这说明酶浓度越高，固定效率越低，B错

误；

C、随着酶质量浓度的增加，固定效率下降，故酶浓度越高，酶越不容易回收利用，C错误；

D、酶活力包括酶活性和酶的数量，酶的活力不是由酶的浓度决定，D错误。

故选Ao

二、综合题

21.纤维素是自然界最丰富的可再生资源，纤维素酶与纤维素的利用息息相关。某兴趣小组研究了海藻酸

钠溶液浓度对固定化纤维素酶活性的影响，结果如图。

120

100

80

60

40

20

ft.aa,、

2468~

海藻酸纳的溶液浓度（％）

回答下列问题：

（1）加热溶化的海藻酸钠需冷却才能与纤维素酶混合，原因是。由图可知，海藻酸钠溶

液浓度对酶活性的影响是O出现此结果的原因是：海藻酸钠溶液浓度过低，O

海藻酸钠溶液浓度过高，凝胶孔径过小，影响酶与底物结合。

（2）进一步探究纤维素酶的活性，纤维素酶分解纤维素产生还原糖，能与碱性条件下的3,5-二硝基水杨

酸（DNS）生成棕红色的化合物。在一定范围内还原糖的量与反应液的颜色强度正相关，与已知浓度的

比较，测定还原糖的生成量，即可测定纤维素酶的活性，该方法为法。

（3）对高产纤维素酶的优质菌种（好氧菌）进行扩大培养时，可将其接种到（填“固体”或“液体”）

培养基中混匀。若将培养基均分为甲、乙两组，甲组静置培养，乙组震荡培养，推测组优质菌种生

长快，理由是。

【答案】避免高温使酶失活随海藻酸钠溶液浓度的升高，酶活性先增大后减小：浓度为3.5%时，酶

活性最大凝胶孔径过大，酶易从包埋材料中漏出标准显色液比色液体乙振荡可

提高培养液的溶解氧的量，可使菌体与培养液充分接触

【分析】

1、纤维素酶是•种复合前，一般认为它至少包括三种组分，即Ci酶、Cx酶和葡萄糖甘酶，前两种酶使纤

维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中，纤维

素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。

2、固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、

化学结合法和物理吸附法。固定化细胞多采用包埋法、物理吸附法，如用海藻酸钠进行包埋。固定化酶固

定的是一种具体的酶，不能催化一系列化学反应；与直接使用酶相比，固定化酶使酶既能与反应物接触，

又能与产物分离，还可以被反复利用。一般来说，酶更合适采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多

采用包埋法固定化。这是因为细胞体积大，而酶分子小；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。

【详解】

（1）加热溶化的海藻酸钠需冷却才能与纤维素酶混合，原因是高温会使酶失去活性。由图可知，随着海藻

酸钠溶液浓度的增加，酶的活性呈先上升后下降的趋势；浓度在3.5%时，酶的活性最大。出现此结果的原

因是：海藻酸钠溶液浓度过低，凝胶孔径过大，酶易从包埋材料中漏出，海藻酸钠溶液浓度过高，凝胶孔

径过小，影响酶与底物结合。

（2）进一步探究纤维素酶的活性，纤维素酶分解纤维素产生葡萄糖和纤维二糖等还原糖，能与碱性条件下

的3,5-二硝基水杨酸（DNS）生成棕红色的化合物。在一定范围内还原糖的量与反应液的颜色强度正相关，

与己知浓度的标准显示液比较，测定还原糖的生成量，即可测定纤维素酶的活性，该方法为比色法。

（3）液体培养基可以使菌液与培养液中的成分充分接触，提高利用率，故对高产纤维素酶的优质菌种（好

氧菌）进行扩大培养时，可将其接种到液体培养基中混匀。若将培养基均分为甲、乙两组，甲组静置培养，

乙组震荡培养，由于振荡可提高培养液的溶解氧的量，可使菌体与培养液充分接触，推测乙组优质菌种生

长快。

【点睛】

本题考查果胶酶的活性测定和酵母细胞的固定化，意在考查学生的识记能力和图形分析能力，运用所学知

识综合分析问题和解决问题的能力.

22.毛巾织物在整理过程中，摩擦作用会使织物表面产生大量绒毛。生物抛光是一种用纤维素酶改善棉织

物表面的整理工艺能使服装和面料长久保持光鲜、手感更柔软，不易脱毛。目前市场上的纤维素生物抛光

酶主要有两大类，即酸性抛光酶和中性抛光酶。请回答下列相关问题

（1）纤维素分解菌可以从的环境中取样选择培养。

（2）吸取适量的培养液稀释涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上，长出菌落后，向培养基中加入刚果红，

一定时间后倒去刚果红溶液，加入适宜浓度的溶液，处理后倒掉该溶液，此时培养基上会出现

以纤维素分解菌为中心的，据此可筛选出纤维素分解菌。

（3）在进行毛巾织物抛光处理时，一般用中性抛光酶处理而不采用酸性抛光酶依据上图（顶破强力直接反

映了针织物在受外力作用变形和破裂时的耐用性指标）分析其原因为。研究人员做

了7组平行实验探究中性抛光酶处理对毛巾脱毛率的影响，结果如表所示，据此可以得出的实验结论是

试样未经抛光酶处理经抛光处理

1洗前/g洗后/g脱毛率（％）洗前/g洗后/g脱毛率（％）

1250.21284.460.70249.41248.950.18

2304.83302.000.93305.92305.220.23

3319.62317.480.67318.11317.180.10

4293.12291.070.70292.67292.300.13

5296.65294.130.85297.73297.190.18

6392.50388.650.98291.85291.850.22

7308.13305.880.73307.04305.980.35

（4）为了降低成本，提高纤维素酶的使用“寿命”，可采用和技术来实现，同时还可

以达到提高产量和质量的目的。

【答案】富含纤维素氯化钠（或NaCl）透明圈经酸性抛光酶处理的棉纤维的（顶破）强力明

显低于未经酶处理的棉纤维，而经中性抛光酶处理的棉纤维强力仅略低于未经酶处理的棉纤维中性抛

光酶处理的毛巾织物能明显降低毛巾织物的脱毛率固定化酶固定化细胞

【分析】

1、纤维素酶是•种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即Ci酶、Cx酶和葡萄糖昔醉，前两种酶使纤

维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中，纤维

素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。

2、由柱形图分析可知，经酸性抛光醐处理的棉纤维的顶破强力明显低于未经酶处理的棉纤维，而经中性抛

光能处理的棉纤维强力略低于未经能处理的棉纤维，所以在进行毛巾织物抛光处理时，一般用中性抛光酶

处理而不采用酸性抛光酶。

3、由表格数据分析可知，中性抛光酶处理的毛巾织物能明显降低毛巾织物的脱毛率。

【详解】

（1）一般而言，应从富含目的菌的环境中分离所需菌种，故纤维素分解菌可以从富含纤维素的环境中取样

选择培养。

（2）取样、选择培养后，吸取适量的培养液稀释涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上，长出菌落后，向培

养基中加入刚果红，一定时间后倒去刚果红溶液，加入适宜浓度的NaCl溶液，处理后倒掉该溶液；由于纤

维素与刚果红能形成红色复合物，而纤维素被分解后的产物不能与刚果红形成红色复合物，所以培养基上

会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，据此筛选出纤维素分解菌。

（3）由柱形图分析可知，经酸性抛光酶处理的棉纤维的顶破强力明显低于未经酶处理的棉纤维，而经中性

抛光酶处理的棉纤维强力略低于未经酶处理的棉纤维，所以在进行毛巾织物抛光处理时，一般用中性抛光

醐处理而不采用酸性抛光酶；由表格数据分析可知，与未经抛光醐处理的试样比较，中性抛光酶处理的毛

巾织物能明显降低毛巾织物的脱毛率。

（4）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，同时酶还可以被反复利用，

故为了降低成本，提高纤维素酶的使用“寿命”，可采用固定化酶和固定化细胞技术。

【点睛】

本题考查微生物的分离与培养和酶的应用，意在考查学生的识记能力和图形分析能力，运用所学知识综合

分析问题和解决问题的能力。准确把握题图信息并能结合题意分析作答是解题关键。

23.生物技术实践与人们的生产和生活密切相关。请回答下列有关问题。

去污力/%

注射器70

工片海藻酸钠与酵60

十母细胞混合液50

40

1f30上

00.20.40.60.81.0

X溶液碱性蛋白前含量/%

图一

图二

（1）如图一表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图中的x溶液为,其作用是

__________________________________。实验中的海藻酸钠作用是

（2）实验首先要活化酵母细胞，活化就是让处于状态的微生物重新恢复正常的生活状态。影响

此实验成败的关键步骤是配制海藻酸钠溶液，此步的操作应采用,以防止发生焦糊现象。海

藻酸钠溶液与酵母菌混合时，应将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，目的是

防止________o

（3）如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母菌细胞数目会偏；

制备固定化酶则不宜用此方法，原因是。

（4）为了探究某加酶洗衣粉中碱性蛋白酶含量与洗涤效果的关系，某同学通过实验获得如图二所示的结果。

由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是%,本实验的自变量是。

（5）在腐乳制作过程中毛霉等微生物产生的醐主要是o豆腐块上生长的毛霉来

自,加盐腌制时要加盐，的盐要铺厚一些。卤汤是由酒

及各种香辛料配制而成，其中酒的含量应控制在________左右，香辛料可以调制腐乳的风味，也具有

___________________的作用。

【答案】CaCh溶液使海藻酸钠发生聚沉，形成凝胶珠作载体包埋酵母细胞休眠小火、间

断加热高温杀死酵母菌少酶分子较小，容易从包埋材料中漏出0.6碱性蛋白酶的含量

蛋白酶和脂肪醐空气中的毛霉抱子逐层接近瓶口表面12%防腐杀菌

【分析】

1、固定化细胞的相关知识点，制作过程中的注意事项：

（1）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。

（2）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡。

（3）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入。

（4）刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡。

2、腐乳的制作的原理：

（1）腐乳的发酵在多种微生物的协同作用下进行，其中起主要作用的是毛霉，它是一种丝状真菌，新陈代

谢类型是异养需氧型。

（2）毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可以将脂肪水

解成甘油和脂肪酸。

【详解】

（1）图一中凝胶珠形成时用的X溶液是CaCb溶液，其作用是使海藻酸钠发生聚沉，形成凝胶珠。该操作

中需使用海藻酸钠，其作用是作载体包埋酵母细胞。

（2）活化就是让处了休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。用海藻酸钠作载体包埋酵母细胞，溶解

海藻酸钠时最好采用小火、间断加热的方法，以防发生焦糊。

将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，目的是防止高温杀死酵母菌。

（3）若海藻酸钠浓度过低，会导致包埋的酵母细胞数量少，固定效果大大降低。酶分子较小，容易从包埋

材料中漏出，故制备固定化酶不宜用包埋法。

（4）由图可知，加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是0.6%,本实验的自变量是横坐标，即碱性蛋白酶的

含量。

（5）在腐乳制作过程中毛霉等微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶

将脂肪水解为甘油和脂肪酸。

传统的制作过程中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉胞子。在加盐腌制过程中，要逐层加盐，随着

层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚一些，因为越接近瓶口被杂菌污染的机会越大。卤汤中

酒的含量应控制在12%左右，香辛料可以调制腐乳的风味，也具有防腐杀菌的作用。

【点睛】

本题结合图解，考查固定化酵母细胞、加酶洗衣粉、腐乳的制作等知识，要求考生识记固定化酵母细胞的

过程，掌握各过程中需要注意的细节；能正确分析题图，再结合图中信息准确答题。

24.图是干酵母菌的固定化及其应用的相关图解，请据图回答下列问题：

oooo

Qlolop

opoo

olololo活塞2a

甲z,

（1）某实验小组利用海藻酸钠固定酵母菌，如图甲所示，该方法称为,而固定化酶不宜采用此方法,

是因为酶分子,固定效果不佳。

（2）某实验小组采用乙装置进行葡萄糖的发酵，图中a是,该实验中的酵母细胞可以反复利用，实

验过程一定要在条件下进行，长导管的作用是。

（3）实验前用10倍体积的蒸储水洗涤此柱，目的是，在发酵过程中葡萄糖浓度不能过高，否则。

（4）该装置可用于醋酸发酵吗，请说明理由？。

【答案】包埋法小固定化酵母无菌排出CCh洗去未固定的酵母菌酵母菌失水过

多而死亡不可以，醋酸菌是好氧生物，醋酸发酵需要一直通入氧气

【分析】

1、固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法（交联法）；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：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反应：由于酷小，容易从包埋的材料中漏出，

采用物理吸附法和化学结合法，固定化酶的优点既能与反应物接触，又能与产物分离；可以反复利用.

2、固定化细胞制作过程中的注意事项：

（1）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。

（2）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡。

（3）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入。

（4）刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡。

【详解】

（1）某实验小组利用海藻酸钠固定酵母菌，如图甲所示，该方法称为包埋法，而固定化酶不宜采用此方法，

由于酶小，容易从包埋的材料中漏出，应采用物理吸附法和化学结合法。

（2）某实验小组采用乙装置进行葡萄糖的发酵，图中a是固定化酵母，为使该实验中所用到的固定化酵母

细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在无菌条件下进行，长导管的作用是排除CO2,减小反应柱内压

力并可防止其他微生物污染的作用。

（3）实验前用10倍体积的蒸储水洗涤此柱，目的是洗去未固定的酵母菌，在发酵过程中葡萄糖浓度不能

过高