边做边学酵母菌细胞的固定化技术.docx

固定化酶的巩固练习卷
学校：金沙县第五中学 教师：罗红山
一、单选题
1. 下列关于利用海藻酸钠制备固定化酵母细胞的说法，错误的是（ ）
A. 包埋的酵母细胞偏多导致形成的凝胶珠颜色偏浅
B. 可用其他不溶于水的多孔性载体代替海藻酸钠
C. 若CaCl2溶液浓度过高，会造成凝胶珠太硬不利于发酵
D. 固定化酵母细胞进行发酵需控制葡萄糖溶液的浓度
2. 下列关于酶制剂和固定化酵母细胞的叙述，正确的是（　　）
A. 从酶的固定方式看，吸附法比交联法对酶活性影响大
B. 可用海藻酸钠包埋消化酶制成多酶片用于缓解消化不良症状
C. 将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，主要目的是防止杂菌污染
D. 探究不同加酶洗衣粉洗涤效果实验中，水温和浸泡时间都属无关变量
3. 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
4. 下列关于生物技术应用的叙述，正确的是（ ）
A. 从酶的固定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小
B. 作为消化酶使用时，蛋白酶制剂只能以注射的方式给药
C. 加酶洗衣粉中酶制剂可以被重复利用，提高了酶的利用率
D. 将海藻酸钠凝胶珠用自来水冲洗，可洗去多余的CaCl2和杂菌
5. 下列关于酶技术应用的叙述，正确的是（ ）
A. 用包埋法将果胶酶固定化后，其活性明显增强
B. 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
C. 较长时间保持酶活性，各种酶制剂都应保存在低温的条件下
D. 高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好
6. 某兴趣小组学习了酵母细胞的固定化技术后，以酵母菌为材料进行“固定化原生质体”实验。下列叙述不正确的是（ ）
A. 酵母菌去除细胞壁后更利于胞内物质的分泌
B. 为了提高原生质体的形成率应尽量延长酶解时间
C. 凝胶珠呈白色是因为海藻酸钠的浓度偏低
D. 酶解法去壁制备原生质体应在等渗或略高渗透压的溶液中进行
二、填空题
7. 制备固定化酵母细胞的实验步骤是：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。根据材料回答下列问题：
（1）这种固定化酵母细胞的方法属于_______法，一般固定化酶时不采用这种方法，原因是_______________________________________________。
（2）活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复至___________状态。
（3）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，才能和酵母混合均匀。此外海藻酸钠的浓度对本实验结果影响较大，若浓度过高，则______________，刚形成的凝胶珠需要在氯化钙溶液中浸泡一段时间，其目的是_______________________。
三、探究题
8. 科研人员开展海藻酸钠固定化乳酸菌的相关研究，得到如下实验结果。请回答下列问题：
表：海藻睃钠浓度对乳酸发酵的影响
海藻酸钠浓度/%
成珠状況
0
-
1.0
成珠较易，但强度较低
1.5
成珠容易，强度适中
2.0
成珠较难，强度较髙
2.5
成珠困难，强度高
（1）本研究中固定化细胞的技术属于______法，其优点是______。
（2）实验中需要先将溶化的海藻酸钠溶液冷却至______后，才能加入乳酸菌。为保证配制的海藻酸钠浓度准确，在海藻酸钠完全溶化后需要______。
（3）根据实验结果，研究人员认为海藻酸钠浓度以1.5%为宜，这是因为用较低浓度的海藻酸钠固定时，凝胶珠内部网格较大，有利于______，乳酸发酵速度快。而与浓度为1.0%比较，1.5%时形成的凝胶珠______，有利于凝胶珠的重复利用。
（4）利用固定化乳酸菌发酵时，凝胶珠添加量过髙会抑制菌株生长，进而使乳酸产量下降。试写出探究凝胶珠适宜添加量的实验思路。______。
9. 【生物——选修1：生物技术实践】
随着生物科学技术的发展，酶已走出实验室，走进人们的生产和生活。请回答下列问题：
（1）果胶酶是分解果胶的酶的总称，包括________、果胶分解酶和________。食品工业中之所以使用果胶酶澄清果蔬饮料，是因为果胶酶能破坏植物的________结构。
（2）果胶酶可以从某些微生物中提取，如________（至少写两种）。为提高生产效率，可将此酶固定在适宜的介质上制成________。
（3）固定化细胞制备的成本低，操作更容易。某同学拟利用固定化酵母菌生产果酒。具体操作如图：

①酵母细胞活化是指________。
②配制海藻酸钠溶液时要注意火候，注意火候的具体操作是________。
③上述固定化细胞的方法称为________。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查固定化酶和固定化细胞的知识。意在考查能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。掌握固定化酶和固定化细胞的制备过程是解答本题的关键。
【解答】
A.实验成败的关键是配制海藻酸钠溶液，形成凝胶珠。观察形成的凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明固定化酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明海藻酸钠浓度偏高，制作失败，A错误；
B.固定化细胞常用的包埋法需用到不溶于水的多孔性载体，琼脂糖、海藻酸钠、明胶为多孔性载体材料，是包埋法常用的载体，B正确；
C.若CaCl2溶液浓度过高，会造成凝胶珠太硬不利于发酵 ，C正确；
D.用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时，为了能产生酒精，瓶内应富含葡萄糖等底物，放于适宜的条件下进行，应将瓶口密封。控制葡萄糖溶液不宜过高，浓度过高会使酵母细胞大量失水而无法复原，即杀死了酵母细胞，D正确。
故选A。
2.【答案】D
【解析】
解：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、酶分子较小，容易从包埋材料中漏出，因此不一般不用包埋法固定化酶，并且多酶片中的酶不需要重复使用，B错误；
C、凝胶珠用无菌水冲洗2～3次，其目的是洗去CaCl2和杂菌，C错误；
D、探究不同加酶洗衣粉洗涤效果实验中，洗衣粉的种类属于自变量，水温和浸泡时间都属无关变量，D正确。
故选：D。
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
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

本题考查了酵母细胞的固定化，要求学生掌握固定化酶和固定化细胞的方法，掌握各自的优缺点，并结合所学知识准确判断各项。
3.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查固定化酶的相关知识，意在考查学生的识记和理解能力，解题的突破口是细胞膜具有保护作用
【解答】
固定化细胞对酶的影响最小，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。综上，D正确，ABC错误。
故选D。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识，意在考查学生的识记能力。
【解答】
A.酶的固定方法通常有化学结合法和物理吸附法，前者可能引起酶分子结构发生改变而改变酶的活性，后者则不会，A正确；
B.消化酶发挥作用的场所是消化道，因此蛋白酶制剂应该口服，B错误；
C.加酶洗衣粉中酶制剂不能被重复利用，会随污水一起排掉，C错误；
D.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌，D错误。
故选A。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查酶技术的应用，意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
【解答】
A.果胶酶被包埋后，不能直接与底物结合，其活性往往降低，A错误；
B.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，B错误；
C.较长时间保持酶活性，各种酶制剂都应保存在低温的条件下，C正确；
D.酶在低温条件下酶活性降低，应该用温水（即适宜温度），D错误。
​故选C。
6.【答案】B
【解析】
略
7.【答案】（1）包埋  酶分子小，容易从包埋的材料中漏出 
（2）正常生活
（3）小火间断   冷却至室温  不易形成凝胶珠   使凝胶珠形成更稳定的结构
【解析】
【分析】
本题考查固定化细胞和固定化酶，重在考查学生基础知识，属于考纲中识记层次的考查，难度较小。
【解答】
（1）分析实验步骤可知固定化细胞的方法属于包埋法，由于酶分子小，容易从包埋的材料中漏出，因此一般固定化酶时不采用这种方法。
（2）活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复至正常生活状态。
（3）加热溶解海藻酸钠时需注意用小火间断加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后，才能和酵母混合均匀，以免使酵母菌失去活性。此外海藻酸钠的浓度对本实验结果影响较大，若浓度过高，则不易形成凝胶珠，刚形成的凝胶珠需要在氯化钙溶液中浸泡一段时间，其目的是使凝胶珠形成更稳定的结构。
8.【答案】包埋；操作简单、对细胞损伤小；室温；加无菌水（蒸馏水）定容；凝胶珠内外物质交换；强度适中；取等量的发酵液，分别加入不同领的凝胶珠，在适宜条件下发酵，相同时间后，比较各发酵液的酸度（或乳酸含量）
【解析】
解：（1）海藻酸钠属于包埋法中利用的包埋材料，即本研究中固定化细胞的技术属于包埋法，该方法操作简单、对细胞损伤小。
（2）实验中需要先将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温后，才能加入乳酸菌，否则会会导致高温杀死乳酸菌。为保证配制的海藻酸钠浓度准确，在海藻酸钠完全溶化后需要加无菌水（蒸馏水）定容，保证海藻酸钠溶液的浓度。
（3）根据实验结果，研究人员认为海藻酸钠浓度以1.5%为宜，这是因为用较低浓度的海藻酸钠固定时，凝胶珠内部网格较大，有利于凝胶珠内外物质交换，乳酸发酵速度快。而与浓度为1.0%比较，1.5%时形成的凝胶珠强度适中，有利于凝胶珠的重复利用。
（4）利用固定化乳酸菌发酵时，凝胶珠添加量过髙会抑制菌株生长，进而使乳酸产量下降。要探究凝胶珠适宜添加量，可以取等量的发酵液，分别加入不同领的凝胶珠，在适宜条件下发酵，相同时间后，比较各发酵液的酸度（或乳酸含量）。
故答案为：
（1）包埋   操作简单、对细胞损伤小
（2）室温   加无菌水（蒸馏水）定容
（3）凝胶珠内外物质交换     强度适中
（4）取等量的发酵液，分别加入不同领的凝胶珠，在适宜条件下发酵，相同时间后，比较各发酵液的酸度（或乳酸含量）
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。
本题主要考查利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的试剂及试剂的使用方法、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。
9.【答案】（1）多聚半乳糖醛酸酶；果胶酯酶；细胞壁和胞间层
（2）霉菌、酵母菌、细菌；固定化酶
（3）①让休眠状态的酵母细胞恢复到正常生活状态；②用小火或间断加热；③包埋法
【解析】
【分析】
本题考查酶的应用相关知识，意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
【解答】
（1）果胶酶是分解果胶的酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶。食品工业中之所以使用果胶酶澄清果蔬饮料，是因为果胶酶能破坏植物的细胞壁和胞间层结构。
（2）果胶酶可以从某些微生物中提取，如霉菌、酵母菌、细菌。为提高生产效率，可将此酶固定在适宜的介质上制成固定化酶。
（3）固定化细胞制备的成本低，操作更容易。①酵母细胞活化是指让休眠状态的酵母细胞恢复到正常生活状态。②配制海藻酸钠溶液时要注意火候，注意火候的具体操作是用小火或间断加热。③上述固定化细胞的方法称为包埋法。
故答案为：
​（1）多聚半乳糖醛酸酶；果胶酯酶；细胞壁和胞间层
（2）霉菌、酵母菌、细菌；固定化酶
（3）①让休眠状态的酵母细胞恢复到正常生活状态；②用小火或间断加热；③包埋法

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