人教版高中生物选修一专题四 课题三 酵母细胞的固定化 课后作业布置测试好用.docx

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人教版高中生物选修一专题四课题三酵母细胞的固定化课后作业布置测试好用

济南市济钢高中人教版高中生物选修一专题四课题三酵母细胞的固定化同步测试

一、单选题（共10题；共20分）

1.关于酵母细胞的固定化实验，下列说法不正确的是

A. 溶解海藻酸钠时用小火间断加热，防止焦糊

B. 将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞

C. 将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右

D. 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高

2.在以如图所示酶的固定方法模式图中，属于载体结合法的是（　　）

A. 

B. 

C. 

D. 

3.下列有关固定化酵母技术的叙述中，正确的是（   ）

A. 实验中需要先将酵母菌加入蒸馏水中消耗酵母细胞中的有机物

B. 固定化细胞内酶的活性在固定化过程中会有很大损失

C. 固定化细胞的方法有很多种，主要是吸附法和包埋法两大类

D. 用注射器滴加酵母菌和海藻酸钠混合液时要让注射器接触CaCl2溶液液面

4.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

5.固定化脂肪酶的方法一般是：

将酶液和一定浓度的海藻酸钠溶液混合后，用注射器滴到一定浓度CaCl2溶液中，25℃静置固定化2h，过滤洗涤，再加入到戊二醛溶液中，25℃化学结合2h，过滤、洗涤和干燥后就可得到颗粒状固定化脂肪酶．兴趣小组对固定化脂肪酶的性质和最佳固定条件进行了探究．如图显示的是部分研究结果（注：

纵坐标为酶活力，包括酶活性和酶的数量，a为游离酶，b为固定化脂肪酶）．下列分析中正确的是（   ）

A. 在温度或pH变化时，与游离酶相比固定化脂肪酶具有的缺点是稳定性较低

B. 这种固定化脂肪酶使用的是物理吸附法、包埋法和化学结合法三种方法的结合

C. 氯化钙的量太少时，酶活力较低的原因可能是包埋不完全，包埋在内部的部分酶会流失

D. 海藻酸钠浓度较高时，酶活力低的原因可能是形成的凝胶孔径较大，影响酶与底物的结合

6.下列有关说法正确的是（）

A. 酶的固定化技术可以使酶重复利用，三种固定方法均对酶活性无影响

B. 作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药

C. 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

D. 相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉

7.关于酶的应用，下列叙述错误的是（　　）

A. 用热水溶解洗衣粉后再将水温调到适宜温度        

B. 物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小

C. 酶的固定化有利于实现酶的重复利用                  

D. 口服多酶片中的胰蛋白酶位于片剂的核心层

8.固定化酶技术提高了酶的利用率，下列关于固定化酶技术的说法正确的是（）

A. 固定化酶技术就是固定反应物                             

B. 固定化酶的优势是能催化一系列的酶促反应

C. 酶经固定化后无法重复利用                                

D. 固定化酶是将酶固定在一定空间内的技术

9.如图表示科研人员利用固定化葡萄糖异构酶来生产高果糖浆的过程，相关叙述正确的是（   ）

A. 固定葡萄糖异构酶时，采用方法2比方法3对酶的活性影响要小

B. 在生产过程中，须严格控制好pH、温度、溶解氧等环境因素

C. 在生产过程中，通过控制阀调节果糖流出的速率以保证反应充分进行

D. 由于固定化葡萄糖异构酶活性不会降低，此反应柱可持续用于生产

10.（2017•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

二、填空题（共1题；共1分）

11.如果脂肪酶的产业化需要其活性在固定化处理时不受损失，且在多次重复使用后仍能维持稳定的酶活，则应选择图中的________固定化工艺。

三、综合题（共2题；共15分）

12.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），分析回答下列问题。

（1）测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的________或产物的________来表示。

（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，酶活力较低原因是________。

（4）固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用________次，酶活力明显下降。

（5）固定小麦酯酶不仅采用海藻酸钠直接包埋，同时用戊二醛作交联剂，这是因为________。

13.氢气是一种清洁能源，可由产氢菌群无氧发酵产生．科研人员从厌氧活性污泥中获得产氢菌群，并利用硫酸纤维素钠和聚二甲基二烯丙基氯化铵能形成中空微胶囊的特性将其固定化．在此基础上比较固定化产氢菌和游离产氢菌的菌体浓度随时间的变化、不同温度下条件下氢气产率的变化，结果如下图．请分析回答：

（1）本实验中，固定化产氢菌采用的方法称为________．

（2）由图1可知，与游离的产氢菌相比，固定化的产氢菌培养后菌体浓度增加较________，其主要原因是________．

（3）由图2可知，固定化产氢菌生产氢气的优势表现在氢气产率高、________．

（4）实验中使用的发酵培养液成分如下表：

培养液成分

葡萄糖

蛋白胨

牛肉膏

酵母汁

NaCl

K2HPO4

半胱氨酸

微量元素

含量（g/L）

20

4

2

1

2

1.5

0.5

适量

其中为产氢菌群提供氮源的成分有________．培养基配制时，培养基灭菌采用的最适方法是________，灭菌与调pH的先后顺序是________．

（5）在生产实践中，为了充分发挥固定化产氢菌的优势，除了探究固定化产氢菌发酵所需的适宜条件外，还需探究________．

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】D

【解析】【分析】溶解海藻酸钠时用小火间断加热，目的是防止海藻酸钠焦糊，故A正确；溶化好的海藻酸钠溶液需冷却至室温才能加入酵母细胞，否则会杀死酵母细胞，故B正确；凝胶珠在CaCl2溶液中需浸泡30min左右，以便形成稳定的结构，故C正确；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，故D错误。

2.【答案】B

【解析】【解答】解：

A、该图表示包埋法，将酶包埋在微胶囊中，A错误；B、该图表示载体结合法，将酶吸附在载体表面，B正确；

C、表示化学结合法（交联法），将酶互换连接起来，C错误；

D、该图表示包埋法，将酶包埋在细微网格内，D错误．

故答案为：

B．

【分析】固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法（交联法）．

（1）包埋法：

是将微生物包埋在凝胶的微小格子或微胶囊等有限空间内，微生物被包裹在该空间内不能离开，而底物和产物能自由地进出这个空间，常用的有凝胶包埋法．

（2）载体结合法：

是依据带电的微生物细胞和载体之间的静电、表面张力和粘附力的作用，使微生物细胞固定在载体表面和内部形成生物膜．（3）化学结合法：

是将酶通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上，使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来，而形成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法．

3.【答案】C

【解析】【解答】解：

A、实验中需要先利用蒸馏水使干酵母恢复正常生活状态，而不是消耗酵母细胞中的有机物，A错误；B、固定化细胞内酶的活性在固定化过程中不受影响，B错误；

C、固定化细胞的方法有很多种，主要是吸附法和包埋法两大类，C正确；

D、用注射器滴加酵母菌和海藻酸钠混合液时，不要让注射器接触CaCl2溶液液面，这样便于得到成形的凝胶珠，D错误．

故选：

C．

【分析】采用包埋法制备固定酵母细胞的主要步骤：

酵母细胞的活化（利用蒸馏水使干酵母恢复正常生活状态）→海藻酸钠、CaCl2溶液的配制（在溶解海藻酸钠溶液的过程中使用小火或间断加热，防止溶液焦糊）→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合（注意冷却海藻酸钠溶液至室温，防止高温破坏酵母菌的活性）→固定化酵母细胞．

4.【答案】A

【解析】【解答】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，A正确；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，B错误；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，C错误；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，D错误．【分析】本题主要考查固定化酶和固定化细胞的相关知识，意在考查考生对所学知识的理解，把握知识间的内在联系的能力。

5.【答案】C

【解析】【解答】解：

A、由上面两个曲线图可知，在温度或pH变化时，与游离酶相比固定化脂肪酶具有的优点是稳定性较高，A错误；

B、根据题干信息“将酶液和一定浓度的海藻酸钠溶液混合后，用注射器滴到一定浓度CaCl2溶液中”可知这种固定化脂肪酶使用的是包埋法，B错误；

C、氯化钙的量太少时，酶活力较低的原因可能是包埋不完全，包埋在内部的部分酶会流失，C正确；

D、海藻酸钠浓度较高时，酶活力低的原因可能是凝胶珠不易成形，D错误．

故选：

C．

【分析】分析曲线图：

根据上面两个曲线图可知，在温度或pH变化时，与游离酶相比固定化脂肪酶具有的优点是稳定性较高；酶活力随着氯化钙浓度的升高先升高后降低；酶活力随着海藻酸钠浓度的升高先升高后降低．

6.【答案】B

【解析】【解答】A、化学结合法可能影响酶的活性部位而影响反应效果，而吸附法是物理方法不影响酶的分子结构，A错误；

B、消化酶在消化道内起作用，则蛋白酶制剂以口服方式给药，B正确；

C、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，C错误；

D、酶的催化作用需适宜的pH值，pH不适宜时，加酶洗衣粉洗涤效果不一定好于普通洗衣粉，D错误．

故选：

B．

【分析】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

酶的种类

一种或几种

一种

一系列酶

制作方法

吸附法、交联法、包埋法

吸附法、包埋法

是否需要营养物质

否

否

是

缺点

①对环境条件非常敏感，易失活②难回收，成本高，影响产品质量

不利于催化一系列的酶促反应

反应物不宜与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降

优点

催化效率高，耗能低、低污染

①既能与反应物接触，又能与产物分离②可以反复利用

成本低，操作容易

7.【答案】A

【解析】【解答】A、高温会使酶失活，所以不能用热水溶解洗衣粉，A错误；

B、化学结合法可能影响酶的活性部位而影响反应效果，而吸附法是物理方法，不影响酶的分子结构，B正确；

C、与直接利用酶相比，酶的固定化有利于实现酶的重复利用，C正确；

D、酶是蛋白质，在胃液中会被胃蛋白酶分解，多酶片是由胰酶（蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶）和胃蛋白酶的复合制剂，片剂在制作时先包肠溶衣，然后包上胃蛋白酶，再包糖衣即可成药．服下后，糖衣层在胃液中迅速崩解溶化，胃蛋白酶在胃液中充分发挥作用，而胰蛋白酶在小肠才发挥作用，所以多酶片中的胃蛋白酶不位于片剂的核心层，胰酶位于核心层，D正确．

故选：

A．

【分析】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

酶的种类

一种或几种

一种

一系列酶

制作方法

吸附法、交联法、包埋法

吸附法、包埋法

是否需要营养物质

否

否

是

缺点

①对环境条件非常敏感，易失活②难回收，成本高，影响产品质量

不利于催化一系列的酶促反应

反应物不宜与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降

优点

催化效率高，耗能低、低污染

①既能与反应物接触，又能与产物分离②可以反复利用

成本低，操作容易

8.【答案】D

【解析】【解答】A、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，故A错误；

B、固定化细胞中含有多种酶可以催化一系列的酶促反应，故B错误；

C、固定化酶的优势为可以重复利用，既能与反应物接触，又能与产物分离等，故C错误；

D、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，故D正确．

故选：

D．

【分析】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．

9.【答案】C

【解析】【解答】解：

A、固定葡萄糖异构酶时，采用方法2比方法3对酶的活性影响要大，A错误；B、酶的活性受pH、温度的影响，但不受溶解氧的影响，B错误；

C、反应过程中可通过控制阀调节苹果汁流出的速率，保证反应充分进行，C正确；

D、固定化葡萄糖异构酶可多次重复使用，但一定时间后酶的活性也会降低，D错误．

故选：

C．

【分析】1、固定化酶技术的应用：

a、固定化酶：

固定化酶是指用物理学或化学的方法将酶与固相载体结合在一起形成的仍具有酶活性的酶复合物．在催化反应中，它以固相状态作用于底物，反应完成后，容易与水溶性反应物和产物分离，可被反复使用．b、制备固定化酶：

目前，制备固定化酶的方法主要有吸附法、交联法、包埋法等．吸附法的显著特点是工艺简便且条件温和，在生产实践中应用广泛；交联法是利用多功能试剂进行酶与载体之间的交联，在酶和多功能试剂之间形成共价键，从而得到三维的交联网架结构；包埋法是将酶包埋在能固化的载体中．c、应用：

固定化酶已被广泛地应用在人们的日常生活、医院、工业等方面．例如，固定化酶在新型青霉素的生产中具有重要作用．2、固定化酶、固定化细胞的比较：

固定化酶

固定化细胞

酶的种类

一种

一系列酶

制作方法

吸附法、交联法、包埋法

吸附法、包埋法

是否需要营养物质

否

是

缺点

不利于催化一系列的酶促反应

反应物不宜与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降

优点

①既能与反应物接触，又能与产物分离；②可以反复利用

成本低，操作简便

10.【答案】C

【解析】【解答】解：

A、透析法是利用膜的选择透过性去除混和物中的小分子物质，不能去除杂蛋白，A错误；B、物理吸附法比化学结合法对单宁酶活性影响更小，B错误；

C、酶需要温和的条件，其活性受外界因素的影响，所以温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性，C正确；

D、酶的专一性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分，D错误．

故选：

C．

【分析】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

酶的种类

一种或几种

一种

一系列酶

制作方法

物理吸附法、化学结合法、包埋法

物理吸附法、包埋法

是否需要营养物质

否

否

是

缺点

①对环境条件非常敏感，易失活②难回收，成本高，影响产品质量

不利于催化一系列的酶促反应

反应物不宜与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降

优点

催化效率高，耗能低、低污染

①既能与反应物接触，又能与产物分离②可以反复利用

成本低，操作容易

二、填空题

11.【答案】C

【解析】【解答】据图分析可知，图ABC分别对应交联法、吸附法、包埋法，其中包埋法由于需要其活性在固定化处理时不受损失，且在多次重复使用后仍能维持稳定的酶活性。

故答案为：

C

【分析】酶的固定化方法不下百种，归纳起来大致可以分为三类，即载体结合法、交联法和包埋法。

载体结合法是指将酶固定到非水溶性载体上的方法。

根据固定方式的不同，这种方法又可以分为物理吸附法、离子结合法和共价结合法。

物理吸附法是指将酶吸附到固体吸附剂表面的方法，固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等。

离子结合法是指通过离子键将酶结合到具有离子交换基因的非水溶性载体上的方法，载体有离子交换树脂等。

共价结合法是指酶和载体以共价键的形式结合在一起的方法，这种方法需要酶和载体都具有氨基、羧基或羟基等官能团。

交联法是指通过双功能试剂，将酶和酶联结成网状结构的方法。

交联法使用的交联剂是戊二醛等水溶性化合物。

包埋法是指将酶包裹在多孔的载体中，如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹在硝酸纤维素等半透性高分子膜中。

前者包埋成格子型，后者包埋成微胶囊型。

三、综合题

12.【答案】

（1）减少量；增加量

（2）⑵固定化酶比游离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）酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出

【解析】【解答】⑴酶活力通常用底物的消耗量或产物的生成量表示。

（2）通过分析甲图可知，固定化酶与游离酶相比，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．【分析】本题考查固定化技术，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。

13.【答案】

（1）包埋法

（2）快；微胶囊有利于形成无氧的环境，便于产氢菌的生长繁殖

（3）对温度变化适应性更强

（4）蛋白胨、牛肉膏、酵母汁、半胱氨酸；高压蒸汽灭菌；先调pH，后灭菌

（5）固定化产氢菌可重复使用的次数

【解析】【解答】解：

（1）根据题干“利用硫酸纤维素钠和聚二甲基二烯丙基氯化铵能形成中空微胶囊的特性将其固定化”，则固定化产氢菌采用的方法称为包埋法．

（2）由图1可知，固定化的产氢菌培养后菌体浓度增加较快，主要原因是微胶囊是中空的，有利于形成无氧的环境，便于产氢菌的生长繁殖．（3）由图2可知，固定化产氢菌生产氢气的优势是氢气产率高、对温度变化适应性更强．（4）蛋白胨、牛肉膏、酵母汁中含有蛋白质，半胱氨酸是蛋白质的基本单位之一，元素组成为C、H、O、N，则能提供氮源．培养基配制时，培养基灭菌方法是高压蒸汽灭菌，而且先调PH，后灭菌，防止杂菌污染．（5）为了充分发挥固定化产氢菌的优势，需要探究固定化产氢菌发酵所需的适宜条件，还需探究固定化产氢菌可重复使用的次数．

故答案为：

（1）包埋法

（2）快  微胶囊有利于形成无氧的环境，便于产氢菌的生长繁殖（3）对温度变化适应性更强（4）蛋白胨、牛肉膏、酵母汁、半胱氨酸（答对2个即给分）   高压蒸汽灭菌  先调pH，后灭菌（5）固定化产氢菌可重复使用的次数．

【分析】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．固定化细胞既能与反应物接触，又能与反应物分离，还可以重复利用．

灭菌是指利用强烈的理化因素杀灭物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子；高温杀菌可以破坏蛋白质、核酸等高分子化合物的活性，可分为灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌．细菌培养过程中接种针、接种环等金属用具采用火焰灼烧灭菌，培养基进行高压蒸气灭菌，玻璃器皿进行干热灭菌；高压蒸汽灭菌锅是灭菌的一个设备，一般压力在100KPa，温度在121℃的条件下，维持15﹣30分钟用于培养基的灭菌．培养基一般含有水、碳源、氮源和无机盐．