2020-2021学年高中生物选修一-双基限时练11.docx

双基限时练(十一)　酵母细胞的固定化
一、选择题
1．固定化酶技术常接受(　　)
A．包埋法
B．化学结合和物理吸附法固定化
C．活化法
D．微囊化法
解析　固定化酶和固定化细胞技术包括包埋法、化学结合法及物理吸附法，其中酶适合化学结合法和物理吸附固定化，而细胞多接受包埋法固定化。
答案　B
2．关于固定化酶技术说法正确的(　　)
A．固定化酶技术就是固定反应物，将酶依附着载体围绕反应物旋转的技术
B．固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应
C．固定化酶中的酶无法重复利用
D．固定化酶是将酶固定在肯定空间内的技术
解析　固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在肯定空间内的技术，其优点是酶被固定在肯定装置内可重复利用，不足是无法同时催化一系列酶促反应。在固定过程中所固定的是酶本身，而不是反应物。
答案　D
3．固定化细胞常用包埋法固定化，缘由是(　　)
A．包埋法固定化操作最简便
B．包埋法对酶活性的影响最小
C．包埋法固定化具有普遍性
D．细胞体积大，难以被吸附或结合
解析　固定化细胞是指固定在肯定空间内能进行生命活动并可反复利用的细胞，由于细胞体积大，结构简单，难以用化学法固定，因而多接受包埋法。
答案　D
4．下图中所示的固定化酶技术中属于包埋法的一组是(　　)

A．①② B．①③④
C．①④ D．③④
解析　包埋法即将酶包埋于网格或胶囊中如图③、④所示，图中①为吸附法，②为化学结合法，故选D。
答案　D
5．生产高果糖浆所需要使用的酶是(　　)
A．麦芽糖酶 B．果糖酶
C．葡萄糖异构酶 D．蔗糖酶
解析　生产高果糖浆是将葡萄糖转化为果糖，需要使用的酶是葡萄糖异构酶。
答案　C
6．下面是制备固定化酵母细胞的步骤，正确的是(　　)
①配制CaCl2溶液　②配制海藻酸钠溶液　③海藻酸钠与酵母细胞混合　④酵母细胞活化　⑤固定化酵母细胞
A．①②③④⑤ B．④①③②⑤
C．④⑤②①③ D．④①②③⑤
解析　制备固定化酵母细胞步骤包括：酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→将上述两种溶液混合→固定化酵母细胞。
答案　D
7．常用的包埋法固定化细胞，需用到不溶于水的多孔性载体，下列不能当作载体的是(　　)
A．琼脂糖 B．蔗糖
C．海藻酸钠 D．明胶
解析　固定化细胞所用载体共同点是不溶于水且多孔，蔗糖是易溶于水的物质，故不能充当载体。
答案　B
8．用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时，为了能产生酒精，下列措施错误的是(　　)
A．向瓶内泵入氧气
B．应将装置放于适宜的条件下进行
C．瓶内应富含葡萄糖等底物
D．将瓶口密封，效果更好
解析　酵母菌在没有O2时进行无氧发酵产生酒精，在有O2时酵母菌繁殖，数目增多但不产生酒精。
答案　A
9．如下图所示，试分析，哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相像(　　)

解析　A、B适用于酶的固定化，C图所示酶与细胞固定化均可使用。制备固定化酵母细胞用的是包埋法，D相像。
答案　D
10．关于固定化酶中用到的反应柱理解正确的是(　　)
A．反应物和酶均可自由通过反应柱
B．反应物和酶均不能通过反应柱
C．反应物能通过，酶不能通过
D．反应物不能通过，酶能通过
解析　固定化酶技术用于生产过程中，把酶装到反应柱内，酶颗粒无法通过反应柱底端筛板，反应液可自由通过，从而降低生产成本，提高生成物产量和质量。
答案　C
11．争辩认为，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磷酸三酯酶固定到尼龙膜上制成酶制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，与用微生物降解相比，其作用条件不需要的是(　　)
A．适宜温度 B．适宜pH
C．肯定的水分 D．肯定的养分
解析　酶不论固定与否，起作用均需在适宜的条件下，如适宜的温度，适宜pH以保证酶的活性，同时应在肯定溶液中反应。微生物与酶相比，需满足自身生长繁殖所需物质和能量，故需肯定的养分。
答案　D
12．下列叙述正确的是(　　)
A．一种固定化酶能催化一系列的化学反应
B．固定化细胞能产生一系列酶
C．固定化细胞产生的酶，其活性更简洁受影响
D．固定化酶更适合大分子反应物
解析　固定化酶一般只催化一种化学反应，而固定化细胞能产生一系列酶，催化一系列反应，固定化细胞和固定化酶作用原理相同，并且固定化细胞能产生催化作用所需帮助因子，效果更好。
答案　B
13．关于固定化酶中的酶说法正确的是(　　)
A．酶的种类多样，可催化一系列的酶促反应
B．酶被固定在不溶于水的载体上，可反复利用
C．酶作为催化剂，反应前后结构不转变，所以固定化酶可永久利用下去
D．固定化酶由于被固定在载体上，所以丢失了酶的高效性和专一性特点
解析　酶不论固定与否，高效性和专一性特点仍将保持，而固定化酶一般为一种，只能催化一类反应，固定化酶一般能在肯定时间内反复利用。
答案　B
14．下列叙述不正确的是(　　)
A．从操作角度来考虑，固定化细胞比固定化酶更简洁
B．固定化细胞比固定化酶对酶活性的影响更小
C．固定化细胞固定的是一种酶
D．将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应选择固定化细胞技术
解析　固定化细胞比固定化酶更简洁，且对细胞内酶影响更小，细胞可以产生多种酶，故能实现一系列酶促反应，而固定化酶不能实现。
答案　C
15．下列说法不正确的是(　　)
A．葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成的是果糖
B．从固定化酶反应柱下端流出的是果糖
C．高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管疾病
D．酶溶解于葡萄糖溶液后，可从糖浆中回收
解析　酶溶解于葡萄糖溶液后，不能从糖浆中回收，但是固定化酶可以回收重复利用，故选D。
答案　D
二、非选择题
16．下面是制备固定化酵母细胞的试验步骤，请回答：
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。
(1)在____状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复____状态。活化前应选择足够大的容器，由于酵母细胞活化时____。
(2)影响试验成败的关键步骤是______。
(3)假如海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目________。
(4)观看形成凝胶珠的颜色和外形，假如颜色过浅，说明________________________；假如形成的凝胶不是圆形或椭圆形，说明________________________。
(5)固定化细胞技术一般接受包埋法固定化，缘由是__________________________。
(6)该试验中CaCl2溶液的作用是________。
解析　该题以制备固定化酵母细胞的过程为载体，考查试验的操作程序、关键步骤、留意事项及有关试剂的作用。
(1)酵母菌在干燥时，处于休眠状态，需加水活化，否则制成的固定化酵母在发酵时酶活性较低且酵母菌增殖缓慢。
(2)该试验的关键是海藻酸钠溶液的配制。
3)假如海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响试验效果。
(4)假如制作的凝胶珠颜色过浅呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低。假如形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。
(5)由于酵母细胞个体较大，不易从包埋材料中漏出，故细胞的固定化一般接受包埋法。
(6)海藻酸钠胶体在CaCl2电解质溶液中发生聚沉，形成凝胶珠。
答案　(1)缺水　正常的生活　体积会增大
(2)配制海藻酸钠溶液
(3)少
(4)海藻酸钠浓度偏低　海藻酸钠浓度偏高，制作失败
(5)细胞个体大，不易从包埋材料中漏出
(6)使胶体聚沉
17．某一试验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵试验，试验材料及用具齐全。
(1)酵母细胞的固定接受的方法是________。
(2)请完善该试验小组的同学制备固定化酵母细胞过程的步骤：
①配制氯化钙溶液时应用蒸馏水。
②海藻酸钠溶液应用________加热。
③海藻酸钠溶液必需__________________________________ ______才能加入酵母细胞。
④注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入__________中形成________。
(3)该试验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。

①为使该试验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用，试验过程中，肯定要在________条件下进行。
②加入反应液后的操作是关闭__________________。
③装置的长导管起到什么作用？_____________________ ___________。
解析　制备固定化酵母细胞所用方法为包埋法，制备过程中所用水均为蒸馏水，配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热，直到溶化为止，将溶化后的上述溶液冷却至室温再加入活化后的酵母细胞，以保证酵母细胞的活性。
答案　(1)包埋法
(2)小火或间断　冷却至室温　CaCl2溶液　凝胶珠
(3)①无菌　②活塞1和活塞2　③释放CO2，削减反应柱内压力
18．有如图所示的探究性试验装置共6个，6个装置中分别加入葡萄糖饱和溶液和两个凝胶珠，试验开头时，小液滴都在C点(刻度管足够长，瓶内氧气充分)。6个装置分别置于0 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃温度下，10分钟后记录各个装置中的小液滴位置，并描绘出坐标曲线图(如甲曲线)。

(1)试验的目的是________________________________________ ___________________________，
自变量是________。
(2)瓶中氢氧化钠溶液的作用是________________________，小液滴移动的距离表示________________。
(3)实践上假如通过固定化醋酸菌生产醋酸，那么制备的凝胶珠大小与固定化酵母菌生产酒精相比，应当留意什么问题？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)假如制备固定化醋酸菌细胞试验中，海藻酸钠浓度过低，请在坐标系中画出试验开头10分钟后的曲线乙。
(5)工业生产中利用固定化细胞技术进行生产，从哪些方面可以达到延长利用固定化细胞的时间(至少两点)?
________________________________________________________________________。
解析　解答本题应留意比较两种微生物代谢类型；小液滴移动距离表示有氧呼吸耗氧量；假如海藻酸钠浓度过低，则固定的细胞少，而使反应变慢。
答案　(1)探究温度与醋酸菌发酵速度之间的关系　温度
(2)吸取CO2　有氧呼吸消耗的氧气量
(3)固定化醋酸菌的凝胶珠要小一些。由于醋酸菌发酵生产醋酸是一个有氧呼吸的过程，凝胶珠小有利于氧气的供应，增加醋酸产量
(4)如虚线所示。

(5)无菌操作，把握好温度、pH
19．如图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________洗涤后才能转移到图2装置中。图2发酵过程中搅拌的目的是________________________。
(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留意________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)争辩发觉，固定化程度强的凝胶颗粒发酵效果好，且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置，将2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别用2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理，所得到的固定化凝胶颗粒的强度及在28 ℃下发酵48 h后的酒精产量见表：
海藻酸钠(%)
2
2.5
3
2
2.5
3
2
2.5
3
X溶液(%)
2
2
2
3
3
3
4
4
4
固定化强度(g/30个)
930
950
990
1 030
1 100
1 140
1 170
1 170
1 160
酒精量(%)
6.7
6.5
6.5
6.7
6.4
6.2
6.7
6.4
6.3
可以看出，随着X溶液浓度的增加，________增加；凝胶固定化效果较好的海藻酸钠与X溶液的浓度分别是________、________。
解析　混合液加入CaCl2溶液进行固定化酵母细胞，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠；制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤(去除残留的CaCl2)后再转移到图2装置中进行发酵；发酵过程中搅拌的目的是使培育液与酵母菌充分接触，以利于发酵过程的顺当进行；由图表可看出，随着CaCl2溶液浓度的增加，酵母细胞的固定化强度增加，固定效果最好时是4%，每一组海藻酸钠浓度比较，固定效果最好的是2%。
答案　(1)CaCl2溶液　海藻酸钠形成凝胶珠
(2)蒸馏水　使培育液与酵母菌充分接触
(3)用小火(或间断)　冷却至室温
(4)固定化强度　2%　4%