高中生物专题4酶的研究与应用课题3酵母细胞的固定化练习新人教版选修1
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高中生物专题4 课题3 酵母细胞的固定化练习新人教版选修1一、选择题1.酶的固定化常用的方式不包括( )A.吸附B.包埋C.连接D.将酶加工成固体[答案] D[解析] 将酶加工成固体,不属于酶的固定化内容。
2.溶解海藻酸钠,最好采用的加热方法是( )A.小火间断B.小火持续C.大火间断D.大火持续[答案] A[解析] 溶解海藻酸钠,最好用小火间断加热。
3.高果糖浆生产需要的酶是( )A.葡萄糖异构酶B.蔗糖酶C.麦芽糖酶D.果糖酶[答案] A[解析] 高果糖浆的生产过程需葡萄糖异构酶。
4.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,可反复作用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[答案] B[解析] 固定化酶的优点是酶可以被固定在不溶于水的载体上,并反复利用。
5.研究认为,用固定化酶技术处理污染物是很有前途的,如将大肠杆菌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,其作用不需要适宜的( ) A.温度B.酸碱度C.水分D.营养[答案] D二、非选择题6.下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤,请回答:酵母细胞的活化→配制CaCl2→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,因为酵母细胞活化时________。
(2)影响实验成败的关键步骤是________。
(3)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________。
(4)观察形成凝胶珠的颜色和形状,如果颜色过浅,说明________;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明________。
(5)固定化细胞技术一般采用包埋法固定化,原因是________________________________________________________________________。
课题3 酵母细胞的固定化基础巩固1下列关于使用固定化酶技术生产高果糖浆的叙述,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,防止异物进入C.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.固定化酶技术过程复杂,成本较高解析:生产高果糖浆时所用的酶应为葡萄糖异构酶,将这种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。
答案:C2下列关于固定化酶的叙述,不正确的是( )A.既能与反应物接触,又能与反应物分离B.固定在载体上的酶可被反复利用C.可催化一系列反应D.酶的活性和稳定性受到限制解析:固定化酶只能催化一种或一类反应。
答案:C3在使用包埋法固定细胞时,下列哪一项不是常用的载体?( )A.明胶B.琼脂糖C.海藻酸钠D.纤维素解析: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。
答案:D4下面是制备固定化酵母细胞的步骤,其中排列顺序正确的是( )①配制CaCl2溶液②配制海藻酸钠溶液③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合④酵母细胞的活化⑤固定化酵母细胞A.①②③④⑤B.④①③②⑤C.④⑤②①③D.④①②③⑤解析:制备固定化酵母细胞的基本步骤: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。
答案:D5下列有关固定化技术的叙述,正确的是( )A.固定化酶只有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将酶包埋在载体中解析:酶在条件适宜时,既可在细胞内起作用,也能在细胞外起作用,制成的固定化酶主要在细胞外发挥作用。
酵母细胞的固定化一、选择题(每小题6分,共36分)1.下列选项属于固定化酶技术与固定化细胞技术关系的是( A )A.固定化酶技术是固定化细胞技术的基础B.固定化细胞技术是固定化酶技术的基础C.固定化酶技术与固定化细胞技术是同时发展起来的D.固定化细胞技术先于固定化酶技术解析:固定化细胞技术是在固定化酶技术的基础上发展起来的.2.下图表示科研人员利用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆的过程,相关叙述正确的是( B )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,通过控制阀调节果糖流出的速率以保证反应充分进行C.在生产过程中,须严格控制好pH、温度、溶解氧等环境因素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解析: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;反应过程中可通过控制阀调节果糖流出的速率,保证反应充分进行,B正确;酶的活性受pH、温度的影响,但不受溶解氧的影响,C错误;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.3.下列关于固定化细胞技术的说法,正确的是( D )A.物理吸附法的优点是操作简单,吸附牢固B.包埋法的优点是操作复杂,条件温和,对细胞无毒性C.物理吸附法容易对酶活性产生影响D.凝胶包埋常用的凝胶种类有琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、明胶和聚丙烯酰胺法等解析:固定化细胞的主要方法有物理吸附法和包埋法,它们各有利弊.物理吸附法的主要优点是酶的活性不受影响,但吸附过程相当复杂,这一过程与微生物细胞的性质、载体的性质及两者之间的相互作用等有关,且吸附力较弱、吸附不牢固时,细胞容易脱落.而包埋法操作简便,条件温和,对细胞无毒性,适合于生长细胞的固定化,但凝胶的结构要保持稳定需要适当地进行控制.凝胶包埋法常用的凝胶种类有琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、明胶和聚丙烯酰胺等.4.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是( A )A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B.固定化酶的应用中,要控制好pH、温度和溶解氧C.利用固定化酶降解水体中的有机磷农药,需提供适宜的营养条件D.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是作为反应底物解析:酶的催化不需氧气和营养,固定化酶的应用中,要控制好pH、温度,不需提供适宜的营养条件和溶解氧.固定化酵母细胞进行发酵,糖类是反应底物,也是酵母菌的能源物质.5.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( C )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,成本较高解析:生产高果糖浆时所用的酶应为葡萄糖异构酶,将这种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.6.某同学欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验,图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作,图2是进行葡萄糖发酵的装置(a是固定化酵母细胞,b是反应柱,c是分布着小孔的筛板),下列叙述正确的是( D )A.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.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用仅是作为反应底物C.图1中X溶液为CaCl2溶液,将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液迅速注入CaCl2溶液中,会观察到有凝胶珠形成D.图2装置中的长导管主要是排出CO2,防止空气中的杂菌进入反应柱解析:在制备固定化酵母细胞的实验中,将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,再加入已活化的酵母细胞,否则高温会导致酵母细胞死亡,A错误;利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类除了作为反应底物外,还为酵母菌提供营养和能量,B错误;图1中X溶液为CaCl2溶液,将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中,会观察到有凝胶珠形成,C错误;装置中的长导管用于排出CO2,并能防止空气中杂菌进入反应柱,D正确.二、非选择题(共14分)7.(14分)下面是某同学所做的生成啤酒酿造实验,请根据其实验过程,回答相关问题:实验原理:利用固定化酵母菌分解麦芽汁,生成啤酒.实验步骤:第一步:酵母细胞活化.取1 g干酵母,放入50 mL的小烧杯中,加蒸馏水10 mL,用玻璃棒搅拌均匀,放置一小时,使其活化.第二步:配制海藻酸钠溶液.取0.7 g海藻酸钠,放入另一只50 mL的小烧杯中,加蒸馏水10 mL,并搅拌,直至溶化,用蒸馏水定容至10 mL.加热时,注意火候.第三步:海藻酸钠与酵母细胞混合.将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入活化的酵母细胞,充分搅拌均匀.第四步:用注射器以恒定的速度将上述混合液滴加到0.05 mol/L的CaCl2溶液.制成凝胶珠.第五步:倒去CaCl2溶液,加无菌水洗涤三次后,将凝胶珠放入500 mL三角瓶中,加入300 mL麦芽汁溶液,置于25 ℃下封口,发酵五天后,倒出发酵后的麦芽汁即为啤酒,品尝其口味.(1)酵母细胞活化的作用是让休眠状态的酵母细胞恢复到正常生活状态.第二步中注意火候指的是用小火或间断加热.第三步中为什么要等海藻酸钠溶液冷却至室温,再加入活化的酵母细胞?防止高温杀死酵母细胞.(2)凝胶珠的组成是海藻酸钠与酵母细胞.海藻酸钠的主要作用是固定酵母细胞.(3)上述固定化细胞的方法称为包埋法,形成的凝胶珠颜色为浅黄色.如果形成的凝胶珠颜色过浅,则配制的海藻酸钠溶液浓度过低,如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则配制的海藻酸钠浓度过高.(4)与固定化酶相比,该方法的优点是成本更低,操作更容易;省去酶的分离、提纯等工序,同时酶的活性更稳定.(5)要想反复使用固定化酵母细胞,实验过程要在严格的无菌条件下进行,同时要控制适宜的温度和pH.解析:(1)酵母细胞活化的作用是让休眠状态的酵母细胞恢复到正常生活状态.第二步中注意火候指的是用小火或间断加热,防止海藻酸钠焦糊.为防止高温杀死酵母细胞,第三步中要等海藻酸钠溶液冷却至室温,再加入活化的酵母细胞.(2)凝胶珠的组成是海藻酸钠与酵母细胞.海藻酸钠的主要作用是固定酵母细胞.(3)上述固定化细胞的方法称为包埋法,形成的凝胶珠颜色为浅黄色.如果形成的凝胶珠颜色过浅,则配制的海藻酸钠溶液浓度过低,如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则配制的海藻酸钠浓度过高.(4)与固定化酶相比,固定化细胞的优点是成本更低,操作更容易;省去酶的分离、提纯等工序,同时酶的活性更稳定.(5)要想反复使用固定化酵母细胞,实验过程要在严格的无菌条件下进行,同时要控制适宜的温度和pH,以保证酵母细胞的活性.。
课题 3酵母细胞的固定化[ 随堂牢固 ]1.以下图的固定化方式中,适合固定化酶的方法是A.①②③B.①②C.②③ D .①③分析据图剖析,①表示化学联合法,将酶相互连结起来;②表示包埋法,将酶包埋在细微网格内;③ 表示物理吸附法,将酶吸附在载体表面,因为酶分子较小,不合用包埋法,合用化学联合法和物理吸附法。
答案D2.以下相关说法中不正确的选项是A.可用包埋法制备固定化酵母细胞B.固定化细胞发挥作用除了需要适合的温度、pH 外,还需要营养物质的供给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被频频利用,但酶的活性可能降落分析固定化技术包含包埋法、物理吸附法和化学联合法( 交联法 ) ,因为细胞相对于酶来说更大,难以被吸附或联合,所以多采纳包埋法,A正确;因为活细胞需要生活在适合的温度、 PH和必定的营养环境中,所以固定化细胞发挥作用除了需要适合的温度、pH 外,还需要营养物质的供给, B 正确;固定化酶所固定的酶都在细胞外起作用,固定化细胞所固定的酶有的在细胞外起作用,有的在细胞内起作用, C 错误;固定化酶和固定化细胞都能频频使用,可是因酶所处的环境条件的改变,可能会以致酶的活性降落, D 正确。
答案C3.以下对于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的表达,错误的选项是A.从酶的固定方式看,吸附法比化学联合法对酶活性影响小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、过氧化氢酶和无色化合物,不可以够频频使用D.固定化酶的应用中要控制好温度、pH 和溶解氧分析吸附法是利用离子键作用、物理吸附等方法,将酶固定在载体上,而化学联合法是利用多功能试剂进行酶与载体之间的交联,进而获得三维的交联网架构造,后者有可能影响酶活性部位, A 项正确;消化酶是在消化道中起作用的,所以蛋白酶制剂以口服方式给药,B项正确;尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶、过氧化氢酶和无色的化合物,主假如利用原子氧将某种无色化合物氧化成有色化合物,所以不可以够频频使用, C 项正确;固定化酶活性的保持需要必定的温度、pH,但因为酶不是生物体,其活性的保持不需要溶解氧, D 项错误。
课题3酵母细胞的固定化(时间:30分钟满分:50分)一、选择题(每小题4分,共20分)1.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是()。
A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B.固定化酶的应用中,要控制好pH、温度和溶解氧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.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是作为反应底物解析A项中,固定化细胞技术由于保留了细胞内原有的多酶系统,连续催化反应的优势非常明显。
B项中,酶的催化受温度、pH的影响,不受氧浓度的影响;C项中,酶的降解作用不需各种营养条件;D项中,糖类的作用不只是作为反应底物,还能维持酵母细胞的渗透压,防止酵母细胞过多地吸水或失水。
答案 A2.(2011·江苏)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 A3.细胞固定化技术与酶固定化技术相比,所具备的特点是()。
A.成本更低、操作更容易、不能连续性生产B.成本更高、操作更难、不能连续性生产C.成本更低、操作更容易、能连续性生产D.成本更低、操作更难、能连续性生产解析固定化细胞操作更容易,对酶活性影响更小,且能更新,容易回收,可连续性生产,成本自然更低。
答案 C4.制备好的凝胶珠是否符合要求,常用的检验方法有()。
①挤压法②摔打法③观察法④培养法A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④解析检验凝胶珠的质量是否合格,可以使用下列方法。
一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压,如果凝胶珠不容易破裂,没有液体流出,就表明凝胶珠的制作成功。
课题3 酵母细胞的固定化课后篇巩固提升基础巩固1.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中的技术,将水溶性的酶与不溶性的载体结合,使酶固定在载体上,并在肯定的空间范围内进行催化反应。
因此,固定化酶技术固定的不是反应物而是酶。
被固定的只是一种酶,不能催化一系列的酶促反应。
固定化酶可以重复利用。
故选D项。
2.固定化细胞技术与固定化酶技术相比,所具备的特点是( )A.成本更低、操作更简单、不能连续生产B.成本更高、操作更难、不能连续生产C.成本更低、操作更简单、能连续生产D.成本更低、操作更难、能连续生产,酶分子很小,比较难固定,而细胞相对较大,相对简单固定,而且无须再进行酶的提取,同时可以催化一系列反应,因而固定化细胞制备的成本更低,操作更简单,并且能连续生产。
3.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是( )A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B.固定化酶的应用中,要限制好pH、温度和溶解氧C.利用固定化酶降解水体中有机磷农药,需供应相宜的养分条件D.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是作为反应底物,不需限制溶解氧;利用固定化酶时,不需各种养分条件;发酵时糖类的作用不只是作为反应底物,还是酵母细胞的碳源和能源物质。
4.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( )A.刚溶化的海藻酸钠应快速与活化的酵母细胞混合制备混合液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使培育液与酵母细胞充分接触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,才能与活化的酵母细胞混合制备混合液,以免高温使酵母细胞失活;将混合液加入CaCl2溶液中进行固定化酵母细胞,CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠;发酵过程中搅拌的目的是使培育液与酵母细胞充分接触,以利于发酵过程的顺当进行;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。
课题3 酵母细胞的固定化(建议用时:30分钟)考点基本目标发展目标1.固定化酶或固定化细胞技术的方法1,2,3,4,511,12,13,14,152.固定化酵母细胞的制备及发酵6,7,8,9,101.固定化酵母细胞在发酵生产中得到了广泛应用,下列有关叙述正确的是( ) A.利用固定化酵母细胞发酵,发酵浓度不宜过高B.制备固定化酵母细胞时,形成的凝胶珠越大越好,越硬越好C.固定化的酵母细胞不能繁殖,性状较为稳定D.酵母细胞固定化是为了提高发酵速度A解析若发酵液浓度过高,会导致酵母细胞失水过多而死亡。
2.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.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C解析生产高果糖浆时所用的酶应为葡萄糖异构酶;将这种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。
3.如图表示某同学进行的澄清苹果汁生产实验,下列相关叙述正确的是( )A.实验中所用的固定化果胶酶由海藻酸钠直接包埋获得B.为防止杂菌污染,图示装置制作完毕后应瞬间高温灭菌C.通过控制阀调节苹果汁流出的速率,保证反应充分进行D.固定化果胶酶不可重复使用,每次生产前应重新填装反应柱C解析酶的固定化一般不用包埋法,A项错误;瞬间高温灭菌会使固定化酶失去活性,B项错误;加入苹果汁后可关闭控制阀一段时间,再通过减慢苹果汁流出的速率,让底物与酶充分接触,使反应充分进行,C项正确;固定化果胶酶可重复使用,D项错误。
4.下列关于酶的固定化技术的说法,不正确的是( )A.固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B.固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法C.由于细胞体积大,而酶分子很小,因此细胞多采用物理吸附法固定D.从酶的固定方式看,物理吸附法比化学结合法对酶的活性影响小C解析由于细胞体积大,酶分子很小,体积大的细胞难以被吸附或结合,而体积小的酶分子容易从包埋材料中漏出,因此,细胞多采用包埋法固定化,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化。
专题4课题3酵母细胞的固定化(测)(满分60分,40分钟完成)班级姓名总分一、单选题(30分,每题3分)1.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是()A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用B.反应产物对固定化酶的活性没有影响C.可用包埋法制备固定化酵母细胞D.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物【答案】B【解析】固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用,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,C正确;固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物,D正确。
2.下列不属于酶的固定方式的是()A.将酶包埋在细微网格中B.将酶相互连接起来C.将酶吸附在载体表面D.将酶加上糖衣做成胶囊【答案】D【解析】将酶包埋在细微网格中即酶固定方式中的包埋法,故A正确;将酶相互连接起来即酶固定方式中的化学结合法,故B正确;将酶吸附在载体表面即酶固定方式中的物理吸附法,故C正确;将酶加上糖衣只不过是为了防止胃液里的胃蛋白酶消化酶制剂的方法,并不是酶固定的方法,故D错误。
3.下列有关用海藻酸铺作为载体固定酵母细胞实验的叙述,错误的是()A.溶化海藻酸钠应采用酒精灯小火或间断加热B.海藻酸钠的浓度过低,形成的凝胶珠内包埋的细胞过少C.在酵母细胞的活化或配制CaCl2溶液时,可使用自来水D.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用不只是作为反应底物【答案】C【解析】配制海藻酸钠溶液时,应采用酒精灯小火或间断加热,促进溶解,若加热太快,海藻酸钠会发生焦糊,A项正确;如果海藻酸钠浓度过低,形成的凝胶珠颜色过浅,所包埋的酵母细胞数目较少,B项正确;在酵母细胞的活化或配制CaCl2溶液时,为避免杂菌污染,应使用蒸馏水,C项错误;利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用不只是反应底物,同时也为酵母细胞提供碳源和能量,D项正确。
专题4 酶的研究与应用课题3 酵母细胞的固定化学业分层测评(建议用时:45分钟)[学业达标]1.下图所示的固定化方式中,适宜固定化酶的是( )A.①②③B.①②C.②③ D.①③【解析】固定化酶适宜用化学结合法、物理吸附法。
【答案】 D2.下列关于固定化技术的叙述,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容易B.固定化细胞比固定化酶对酶活性影响更小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【解析】在应用操作过程中,固定化细胞固定的是一系列酶,比固定化酶更容易、更便捷,对酶活性影响更小,可使发酵过程变成连续反应过程。
【答案】 C3.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是( )A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B.在固定化酶的应用中,要控制好pH、温度和溶解氧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.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是作为反应底物【解析】固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高,耐受性也比较好,和溶解氧没什么关系;利用固定化酶降解水体中有机磷农药,不需要提供营养条件;利用固定化酵母细胞进行发酵时,糖类不仅是反应底物,同时也作为碳源来提供能量和营养。
【答案】 A4.在制备固定化酵母细胞的实验中,CaCl2溶液的作用是( ) 【导学号:05520034】A.用于调节溶液pHB.用于进行离子交换C.用于胶体聚沉D.用于为酵母菌提供Ca2+【解析】海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质溶液的作用下,发生聚沉,形成凝胶珠,其作用机理是由于盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引,形成更大的胶体颗粒,类似于人体红细胞与抗凝集素之间的凝集反应。
【答案】 C5.下列有关利用固定化酶技术生产高果糖浆的说法不正确的是( )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只有果糖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,对人类的健康更有益D.酶溶解于葡萄糖溶液后,可从糖浆中回收【解析】用固定化酶生产高果糖浆过程中,反应柱下端的筛板不允许固定化酶颗粒通过,但是不影响反应物和产物的通过,因此下端流出的既有果糖,又有没反应完的葡萄糖。
课后集训基础达标1.目前,酶已经大规模地应用于各个领域,下列属于应用中面临的实际问题的是()A.酶通常对强酸、强碱、高温非常敏感,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.酶用于生产时可能会混在产物中,影响产品质量D.直接用于生产中的酶可以多次利用解析:A选项中酶对有机溶剂也非常敏感;B选项中,酶的结构在强酸、强碱、高温等条件下很容易被破坏;直接用于生产中的酶很难被再次利用。
答案:C2.下列不属于固定化酶在利用时的特点的是()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解析:固定化酶是将酶固定在一种载体上,因此它不能自由出入依附的载体。
答案:C3.能将葡萄糖转化成果糖的酶是()A.麦芽糖酶B.果糖酶C.葡萄糖异构酶D.蔗糖酶解析:酶具有专一性,将葡萄糖转化成果糖的酶是葡萄糖异构酶。
答案:C4.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:在反应柱中,酶颗粒无法通过筛板上的小孔,而反应液却可以自由出入。
答案:C5.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解析:固定化酶固定在一种颗粒状的载体上,可以反复利用;每种酶只能催化特定的化学反应;固定化酶仍具有高效性和专一性。
答案:B6.固定化酶和固定化细胞常用的方法不包括()A.射线刺激法B.包埋法C.化学结合法D.物理吸附法解析:固定化酶和固定化细胞常用物理或化学方法固定,如包埋法、化学结合法和物理吸附法。
答案:A7.固定化细胞常用包埋法固定化,原因是()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:由于细胞体积大,难以被吸附或结合,常用包埋法固定化。
课题3酵母细胞的固定化
1.概念
方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。
物理或化学利用
2.方法
的固定化;
细胞:多适于包埋法(1)
的固定化。
酶多适于 }化学结合法物理吸附法(2)
3.载体
、醋
海藻酸钠包埋法固定化细胞常用的是不溶于水的多孔性载体材料,如明胶、琼脂糖、酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
4.优点。
反复利用固定化酶既能与反应物接触,又能与产物分离,可以(1)
低,操作容易。
成本固定化细胞技术制备的(2)
5.实例——高果糖浆的生产
(1)原理:葡萄糖―――――→葡萄糖异构酶
果糖。
(2)生产过程:
注入。
上端将葡萄糖溶液从反应柱的①
接触。
固定化葡萄糖异构酶流过反应柱,与使葡萄糖溶液②
,从反应柱的下端流出。
果糖转化成的③
1.固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法,而固定
化细胞则常采用包埋法。
2.制备固定化酵母细胞的基本步骤是:酵母细胞的活
化―→配制CaCl 2溶液―→配制海藻酸钠溶液―→海藻酸钠与酵母细胞混合―→固定化酵母细胞。
3.配制海藻酸钠溶液浓度过高,则难以形成凝胶珠;若浓度过低,则固定的酵母细胞少,影响实验效果。
4.配制海藻酸钠溶液应小火加热或间断加热。
的载体上,再将其装入反应柱内,柱子底端装上分布着(3)
反应柱:酶固定在一种
颗粒状
筛板。
酶颗粒无法通过筛板上的小孔,而
许多小孔的
反应溶液
却可以自由通过。
优点: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
(4)
产量
和
质量。
1.酶能加快化学反应速率,但溶液中的酶难以回收,不能利用。
要想既降低生产成本,
又不影响产品质量,该如何解决这一问题?提示:将酶固定于不溶于水的载体上,使酶既能与反应物接触,又能与反应物分离,还可
重复利用。
2.固定化酶和固定化细胞一般采用什么方法?为什么?
提示:固定化酶常用化学结合法或物理吸附法。
因酶分子小,易从包埋材料中漏出,故一般不用包埋法进行固定。
固定化细胞常用包埋法,因个大的细胞难以被吸附或结合。
3.从操作角度来考虑,你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易?哪一
种方法对酶活性的影响更小?
提示:固定化细胞技术。
固定化细胞技术。
4.固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶?如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶
反应,应该选择哪种方法?
提示:一系列酶;固定化细胞技术。
5.如果反应物是大分子物质,又应该采用哪种方法?为什么?
提示:固定化酶技术。
因为大分子物质不容易进入细胞内,如果采用固定化细胞技术会使
反应效率下降。
[跟随名师·解疑难]
直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较。