2018-2019高中生物 第2章 酶技术 2.4 固定化酶的制备和应用练习 北师大版选修1

专题4酶的研究与应用（练）1.下图所示是酶的几种固定方式示意图，其所采用的固定方法依次是（）A．物理吸附法、化学结合法、包埋法B．化学结合法、物理吸附法、包埋法C．包埋法、物理吸附法、化学结合法D．包埋法、化学结合法、物理吸附法【答案】D【解析】据图分析，①表示包埋法，将酶包埋在细微网格内；②表示交联法，将酶互换链接起来；③表示载体结合法，将酶吸附在载体表面。

故D正确。

2.固定化酶技术是近几年新兴发展起来的一项酶应用技术，它很好的解决了酶的重新利用的能力，大大提高了酶的利用率，从而避免了酶的浪费问题。

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,将酶依附着载体围绕反应旋转的技术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一定空间内的技术【答案】D【解析】固定化酶技术是利用物理或化学方法将酶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，A项错误，D项正确；固定化酶的优势在于既能与反应物接触，又能与产物分离，并可以被反复利用，B、C项错误。

3.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海藻酸钠溶化③海藻酸钠与酵母细胞混合④酵母细胞的活化⑤固定化酵母细胞A．①②③④⑤ B．④①③②⑤ C．④⑤②①③ D．④①②③⑤【答案】D【解析】制备固定化酵母细胞的步骤是：细胞的活化、配制物质的量浓度为0.05mol/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，故D正确。

4.图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实验结果，出现此结果的可能原因不可能是（）A．海藻酸钠浓度过高B．酵母细胞已经死亡C．注射器中的溶液推进速度过快D．注射器距离CaCl2溶液液面太近【答案】B【解析】图中凝胶珠不成球形，可能的原因是海藻酸钠浓度过高导致的，也可能是注射器距离CaCl2溶液液面太近或注射器中的溶液推进速度过快导致的，但是从图中无法看出酵母细胞的死活，故选B。

第二节固定化酶的制备和应用教学建议课程标准中要求学生尝试制备和应用固定化酶,但考虑到制作固定化酶的技术要求比较高,中学生难以掌握,因此只要求学生制作技术难度较低的固定化酵母细胞,对于固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用,主要是让学生通过生产实例来了解。

固定化酶和固定化细胞通常采用包埋法、交联法和吸附法。

教师在教学过程中,可以通过提问的方式,引导学生认识这三种方法的特点与适用范围。

此外,教师还可引导学生理解固定化细胞和固定化酶这两种技术的区别与联系,辩证地认识这两种技术的优势与不足。

例如,固定化细胞操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收等,但由于大分子物质难以自由通过细胞膜,因此固定化细胞的应用也受到限制。

本课题可以安排2课时。

第1课时完成课题背景和基础知识的学习,准备好基本的实验仪器,同时还可以组织学生提前配制好硼酸—CaCl2溶液和用于发酵的葡萄糖溶液。

第2课时进行酵母细胞的固定化操作。

参考资料微生物细胞的固定化固定化微生物细胞就是利用微生物来生产酶,具有生产成本低、周期短、产量大等优点。

微生物产生的酶,可以分为分泌在细胞外的胞外酶和包含在细胞内的胞内酶。

利用胞内酶时,需要采用手段将细胞破碎后,将酶进行分离纯化,提取后酶的活性和稳定性往往都受到很大的影响。

将微生物细胞限制或定位于特定空间位置,即将微生物制成固定化细胞后,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。

固定后的微生物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。

例如,人们将含有青霉素酰化酶的大肠杆菌细胞进行固定化,用于大规模生产青霉素母核(青霉素的主体化学结构部分,即6氨基青霉烷酸),然后再对青霉素母核的侧链进行化学修饰,可以生产半合成青霉素,如氨苄青霉素。

专题三酶的研究与应用课时知能评估一、选择题1．(2018年高考江苏卷)下图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，下列叙述不正确的是()图1图2A．刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液B．图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠C．图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触D．图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中解析：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。

答案：A2．如下图所示，下列4支试管内加入3 mL浆糊。

另外A、C内分别注入2 mL清水，B、D内分别注入2 mL新鲜的唾液淀粉酶。

甲、乙两水槽水温分别为35 ℃、55 ℃。

保温5 min，再向4支试管内分别滴入碘液，不变蓝色的是()解析：该题考查的是温度对酶活性的影响，利用碘遇淀粉变蓝色的特性来鉴定酶是否将淀粉水解。

A、C两支试管中没有淀粉酶，所以淀粉还存在，加碘后会变蓝色；D试管中虽然有酶，但由于唾液淀粉酶催化的最佳温度在35 ℃左右，温度55 ℃太高，已经使唾液淀粉酶失去了活性，不能水解淀粉，所以D试管也会变蓝色；只有B试管中的酶能将淀粉水解，所以加入碘液不变蓝色。

答案：B3．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()①温度②酸碱度③水分④营养A．①②③B．①②④C．②③④D．①③④解析：本题考查了固定化酶的条件。

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：A4．下列关于酶制剂的叙述正确的是()A．需依次经过提纯、沉淀、过滤等过程B．经过固定化的酶才能称为酶制剂C．酶制剂活性的维持需要提供营养物质D．酶制剂中的酶最终来源于活细胞解析：获取酶制剂要将细胞破碎，释放出细胞内的酶分子；提取到的酶即可称为酶制剂；酶不是活细胞，活性的维持不需提供营养物质。

第2章酶技术检测(时间:45分钟,满分:100分)一、选择题(每小题3分,共60分)1.下列有关固定化酶的说法,正确的是( )A.固定化酶能反复使用,但酶的活性迅速下降B.固定化酶技术一次只能固定一种酶C.固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应D.对固定化酶的活性影响较小的固定方法是吸附法答案:D2.在果汁生产中主要应用的酶是( )A.果胶酶、纤维素酶B.脂肪酶、淀粉酶C.淀粉酶、果胶酶D.蛋白酶、纤维素酶答案:A3.下列有关果胶的叙述,不正确的是( )A.果胶是植物细胞壁的主要成分之一B.果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物C.果胶影响出汁率D.果胶酶能够分解果胶,因此果胶酶是一种酶答案:D4.在果汁生产中,果胶酶能提高果汁出汁率和澄清度。

为了节约成本,某工程人员在适宜的温度和pH下,利用苹果汁和一定浓度的果胶酶溶液探究果胶酶的最适用量,实验结果如图。

下列对实验失误可能的原因分析及改进方法都合理的是( )A.酶促反应时间不合理;延长反应时间B.苹果汁的用量不合理;减少用量C.果胶酶用量不合理;减少用量D.果胶酶体积梯度不合理;增大体积梯度答案:C解析:分析图中的实验结果可知,该实验中苹果汁的用量太少或者果胶酶用量太多,导致实验组的实验结果没有差异,因此加大苹果汁的用量或者减少果胶酶的用量即可。

5.加酶洗衣粉能够除去衣物上的奶渍和血渍,主要是因为它含有( )A.脂肪酶B.蛋白酶C.淀粉酶D.氧化酶答案:B6.从环保方面来说,与普通洗衣粉相比,加酶洗衣粉只含少量甚至不含( )A.NB.PC.CaD.Mg答案:B7.下列验证某种加酶洗衣粉需要的最适温度实验的操作,正确的是( )A.取一系列不同温度、其他条件相同的水,加入相同的污物及等量加酶洗衣粉,看哪一个温度中去污的效果最好B.在不同温度的水中,加入不等量洗衣粉,看哪种效果好C.将加酶洗衣粉加入30 ℃的水中不如加入45 ℃的水中洗涤效果好,说明45 ℃为最适温度D.将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37 ℃的水中洗涤同样的污物,发现加酶洗衣粉效果好,说明加酶洗衣粉的最适温度为37 ℃答案:A8.下列关于酶的叙述,不恰当的是( )A.不应将加酶洗衣粉溶于沸水中使用B.所有消化酶只有分泌到消化道中才起作用C.麦芽糖酶水解后产生许多氨基酸分子D.淀粉酶可高效地促进淀粉水解答案:B9.生物体内的酶很容易降解、失活。

第二节固定化酶的制备和应用[学习目标] 1.掌握制备固定化酶的常用方法。

(重点) 2.掌握酵母菌细胞的固定化技术。

(重难点)知识点一| 固定化酶技术1．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。

2．制备固定化酶的方法(1)物理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。

(2)化学结合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。

(3)包埋法是将酶包埋在能固化的载体中。

3．固定化酶的优点：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。

[合作探讨]探讨1：对固定化酶的作用影响最小的固定方法是哪一种？提示：物理吸附法。

探讨2：为什么固定化酶不适合采用包埋法？提示：由于酶分子较小，容易在包埋材料中漏出，所以不适合采用包埋法固定化。

探讨3：如果反应物是大分子物质，应该采用哪种方法？提示：因为大分子物质不容易进入细胞内，应采用固定化酶技术。

[思维升华]1．制备固定化酶的常用方法可用下图所示2．常用的制备固定化酶的方法1．关于固定化酶中酶的说法，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，反应前后结构不改变，所以固定化酶可永远利用下去D．固定化酶由于被固定在载体上，所以丧失了酶的高效性和专一性特点B [固定化酶不能催化一系列酶促反应的进行；固定化酶被固定在不溶于水的载体上，可以反复利用，但是随着利用次数的增加，受到外界因素的影响，其活性会逐渐降低；固定化酶具有高效性和专一性的特点。

]2．下列属于固定化酶应用特点的是( )①可以被反复利用②有利于酶与产物分离③能自由出入载体④一种固定化酶只催化一种酶促反应⑤酶多用包埋法固定化A．①②③B．③⑤C．①②④ D．①②⑤C [酶被固定化后可与产物分离，故可反复使用，但不能自由出入依附的载体。

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基础知识：固定化酶的应用实例1．固定化酶发挥作用的过程中，要放在反应柱中,下列有关叙述，正确的是( ）A．固定化酶和反应物都可以自由通过反应柱B．只有反应物能通过反应柱C．固定化酶和反应物都不通过反应柱D．只有酶能通过反应柱2．下列有关同定化酶和同定化细胞的说法正确的是（）A．某种固定化酶的优势在于能催化系列生化反应B．固定化细胞技术一次只能固定一种酶C．固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都在细胞外起作用D．固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性迅速下降3．与血糖快速测试仪原理相同的酶的应用是( ）A．多酚氧化酶传感器B．尿激酶C．氨苄青霉素的生产D．尿糖试纸4．下列关于固定化酶的说法，错误的是（）A．固定化酶不足之处是不能催化一系列反应B．固定化酶可再次利用,降低了生产成本C．固定后的酶既能与反应物接触，又能与产物分离D．固定化酶易溶于水5．在利用固定化酶技术生产高果糖浆时,下列说法正确的是( ）A．高果糖浆的生产需要使用果糖异构酶B．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C．将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，果糖从反应柱下端流出D．固定化酶技术复杂,成本较高6．下列关于固定化酶和一般酶制剂应用效果比较的说法中，不正确的是( ）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，以降低生产成本，并能提高产品的产量和质量7．下列对固定化技术的应用，说法正确的是（）A．某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应B．固定化细胞技术一次只能固定一种酶C．固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都可在细胞外起作用D．固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性迅速下降8．对固定化酶反应柱的描述，错误的是( )A．反应液从上端注入，从下端流出B．反应液流经酶颗粒的过程中发生了化学反应C．反应柱能连续使用一段时间D．酶颗粒可以通过筛板上的小孔9．下列不是固定化酶在实际生产中时的特点的是( ）A．有利于酶与产物分离B．可以被反复利用C．能自由出入依附的载体D．一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应10．下列不是一般酶的在生产过程中常遇见的一些实际问题( ）A．酶与反应物混合，产品难提纯B．酶在生物化学反应中往往难以回收C．酶遇强酸、强碱、高温等条件易失活D．酶作为催化剂,绝大多数酶是蛋白质参考答案：1．答案： B解析：在固定化技术中,酶都是被固定的，并且不与产物混合在一起。

第三章第二节一、选择题1．下列关于固定化细胞的说法错误的是()A．固定化细胞技术是利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术B．固定化酶技术是固定化细胞技术的基础C．一般来说，细胞常采用物理吸附法固定化D．包埋法常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等解析：细胞个大，但酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出，所以酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。

答案： C2．下列有关固定化技术的叙述，正确的是()A．固定化酶只是在细胞内才能发挥作用B．固定化酶能提高酶的利用率C．酶的固定是酶分离纯化的常用方法D．固定化酶的固定化方式就是吸附在固体表面上解析：酶在条件适宜时，既可在细胞内起作用，也可在细胞外起作用，制成的固定化酶，更是主要在细胞外发挥作用，制作固定化酶的方法有吸附在固体表面，将酶相互连接起来，将酶包埋在细微的网格里等；制成固定化酶的步骤包括酶的生产、提取、酶的分离纯化、酶的固定化，即酶分离纯化是酶的固定化的前提条件；固定化酶能重复利用，从而提高了酶的利用率。

答案： B3．关于配制海藻酸钠溶液的措施正确的是()A．用酒精灯加热，加热中不能搅拌B．由于海藻酸钠溶解速度快，所以不用加热C．海藻酸钠在水中溶解的速度慢，需用酒精喷灯加热D．采用小火或间断加热，促进溶解解析：配制海藻酸钠溶液实验中，用酒精灯加热，边加热边搅拌，采用小火或间断加热，促进溶解。

答案： D4．有关制备固定化酵母细胞的叙述错误的是()A．溶解海藻酸钠，最好采用持续加热的方法B．溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温才能加入酵母细胞C．如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目少D．制备凝胶珠时要缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中解析：在制备固定化酵母细胞的过程中，溶解海藻酸钠时，采用小火或间断加热，避免海藻酸钠焦糊，影响实验效果；溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温才能加入酵母细胞，避免温度过高杀死酵母细胞；制成的凝胶珠，如果海藻酸钠浓度过低，则形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目少；制备凝胶珠时要缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，目的是使凝胶珠形成稳定的结构。

人教版高中生物选修1全册练习含解析目录专题1传统发酵技术的应用课题1果酒和果醋的制作练习专题1传统发酵技术的应用课题2腐乳的制作练习专题1传统发酵技术的应用课题3制作泡菜并检测亚硝酸盐含量练习专题1传统发酵技术的应用知识整合练习专题2微生物的培养与应用课题1微生物的实验室培养练习专题2微生物的培养与应用课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数练习专题2微生物的培养与应用课题3分解纤维素的微生物的分离练习专题2微生物的培养与应用知识整合练习专题3植物的组织培养技术课题1菊花的组织培养练习专题3植物的组织培养技术课题2月季的花药培养练习专题3植物的组织培养技术知识整合练习专题4酶的研究与应用课题1果胶酶在果汁生产中的作用练习专题4酶的研究与应用课题2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果练习专题4酶的研究与应用课题3酵母细胞的固定化练习专题4酶的研究与应用专题知识整合练习专题5DNA和蛋白质技术课题1DNA的粗提取与鉴定练习专题5DNA和蛋白质技术课题2多聚酶链式反应扩增DNA片段练习专题5DNA和蛋白质技术课题3血红蛋白的提取和分离练习专题5DNA和蛋白质技术知识整合练习专题6植物有效成分的提取课题1植物芳香油的提取练习专题6植物有效成分的提取课题2胡萝卜素的提取练习专题6植物有效成分的提取知识整合练习专题1传统发酵技术的应用课题1 果酒和果醋的制作1．严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物，通常所指的发酵条件不包括( )A．温度控制B．溶氧控制C．pH控制D．酶的控制解析：通常所指的发酵条件包括温度、pH、溶氧、通气与转速等。

酶是自身调节物质，不属于发酵条件。

答案：D2．下列有关果酒自然发酵流程中的叙述正确的是( )A．应将选择好的葡萄进行反复冲洗，防止杂菌污染B．应将选择好的葡萄只冲洗1～2次，防止菌种流失C．应去梗再冲洗，防止冲洗时梗刺破葡萄皮造成污染D．应对榨取的葡萄汁进行灭菌处理，防止杂菌污染解析：在果酒自然发酵中，冲洗这一步操作的主要目的是除去浮尘，不能冲洗得过于干净，也不能去皮，因为自然发酵的菌种来自葡萄皮上的野生型酵母菌。

固定化酶的制备和应用基础达标学问点一固定化酶及其制备1．酶的固定方法主要有以下哪些()①吸附法②载体偶联法③包埋法④交联法A．①②③④B．①③④C．①②④D．②③④2．制备固定化乳糖酶时要用缓冲液配制凝胶单体，下列说法错误的是() A．酶活性不受温度的影响B．酶活性易受酸碱度的影响C．缓冲液配制凝胶单体是保持溶液中pH的相对稳定D．缓冲液配制凝胶单体可以保证明验过程中酶的活性3．下列不属于固定化酶作用的特点的是() A．有利于酶与产物分解B．可以被反复利用C．能自由出入依附的载体D．一种固定化酶一般状况下不能催化一系列酶促反应4．下列不属于固定化乳糖酶优越性的是() A．对酸、碱耐受力增加，且热稳定性强B．可以始终使用，缩短生产周期C．使成本显著降低D．有利于酶的活性学问点二固定化酶的应用5．争辩认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。

如将从大肠杆菌得到的磷酸二酯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，其作用不需要适宜的()A．温度B．pH C．水分D．养分6．将鲜牛奶进行无菌操作的正确方法是() A．将牛奶进行高压蒸汽灭菌B．将牛奶进行加热煮沸灭菌C．将牛奶在85 ℃～90 ℃下巴氏灭菌D．以上三种方法均可7．乳糖酶是一种二糖酶，它的作用是() A．能将全部的二糖分解B．能将麦芽糖分解成两分子葡萄糖C．能将动物体内糖原水解成葡萄糖D．能将乳糖分解成半乳糖和葡萄糖8．下列说法中，哪项不是在应用酶的过程中常遇见的问题() A．酶与反应物混合，产品难以提纯B．酶在生物化学反应中往往难以回收C．酶遇强酸、强碱、高温等条件易失活D．酶作为催化剂，绝大多数是蛋白质力气提升9．下列关于固定化酶中酶的说法，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10．目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列哪项属于应用中面临的实际问题() A．酶通常对强酸、强碱、高温格外敏感，但对有机溶剂不敏感B．酶的结构比较稳定，所以催化功能很高C．酶直接用于生产时可能会混在产物中，影响产品的质量D．直接用于生产中的酶可以多次利用11．关于固定化乳糖酶的溶解操作，正确的是() A．将确定量的乳糖酶溶解在蒸馏水中B．将确定量的乳糖酶溶解在56 mL 0.05 mol/L pH 7.3的磷酸缓冲液中C．精确称取乳糖酶100 mg，然后将其溶解在Arc浓度为质量分数20%，交联剂Bis浓度为质量分数5%的溶液中D．精确称取乳糖酶100 mg，然后将其溶解在56 mL 0.05 mol/L pH 7.3的磷酸缓冲液中，其中单体Arc浓度为质量分数20%，交联剂Bis浓度为质量分数5%(其中含Arc和Bis的磷酸缓冲液要过滤，除去不溶物)12．固定化乳糖酶制备过程中与漂洗操作的相关叙述中，错误的是() A．聚合反应形成的凝胶直接用相应的缓冲液洗4～6次B．用磷酸缓冲液冲洗，是为了维持酶的活性C．用相应的缓冲液冲洗4～6次，是为了将表面残余的没有固定的酶冲洗洁净D．冲洗后的凝胶应放在0 ℃～4 ℃保存备用，以保持酶的活性。