2017-2018學(xué)年同步備課套餐之生物蘇教版選修1講義：第三章第8課時(shí)固定化酶的制備和應(yīng)用

1、第8課時(shí)固定化酶的制備和應(yīng)用學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.簡(jiǎn)述固定化酶的制作方法。2.簡(jiǎn)述固定化細(xì)胞技術(shù)的應(yīng)用及酵母菌細(xì)胞的固定化技術(shù)。重難點(diǎn)擊1.簡(jiǎn)述固定化酶的制作方法。2.簡(jiǎn)述酵母菌細(xì)胞的固定化技術(shù)。一、固定化酶和制備固定化酶的常用方法D基礎(chǔ)梳理夯實(shí)基礎(chǔ)突破要包1 .固定化酶(i)概念：固定化酶是指用物理學(xué)或化學(xué)的方法將酶與固相載體結(jié)合在一起形成的仍具有酶活性的酶復(fù)合物。(2)特點(diǎn)：在催化反應(yīng)中，它以固相狀態(tài)作用于底物,反應(yīng)完成后容易與水溶性反應(yīng)物和產(chǎn)物分離，可被反復(fù)使用。2 .制備固定化酶的常用方法(1)物理吸附法是將酶吸附在纖維素、瓊脂糖等多糖類(lèi)或多孔玻璃、離子交換樹(shù)脂等載體上的固定方式，其顯著特點(diǎn)是工

2、藝簡(jiǎn)便且條件溫和。(2)化學(xué)結(jié)合法是利用多功能試劑進(jìn)行酶與載體之間的交聯(lián),在酶和多功能試劑之間形成共價(jià)繾，從而得到三維的交聯(lián)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。(3)包埋法是將酶包埋在能固化的載體史一如將酶包裹在聚丙烯酰胺凝膠等高分子凝膠中包埋成格子型,或包裹在硝酸纖維素等半透性高分子膜中包埋成微膠囊型。問(wèn)題探究理解升華重難透析由于酶的分離與提純有許多技術(shù)性難題，造成酶制劑來(lái)源有限、成本高、不利于大規(guī)模地使用。人們針對(duì)酶不能被廣泛應(yīng)用這一情況，一直在尋求改善方法，其中之一就是固定化酶技術(shù)的應(yīng)用。觀察下圖有關(guān)制備固定化酶的常用方法，結(jié)合教材回答下列問(wèn)題:AJLJUJL3®®Cimor(1)圖A為物理吸

3、附法，它的顯著特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)便且條件溫和.在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用廣泛。在酶和多功能試劑之（2）圖B為化學(xué)結(jié)合法，它是利用多功能試劑進(jìn)行酶與載體之間的交聯(lián),間形成共價(jià)鍵，從而得到三維的交聯(lián)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。（3）包埋法是將酶包埋在能固化的載體中。將酶包裹在聚丙烯酰胺凝膠等高分子凝膠中（如圖C）,包埋成格子型;或包裹在硝酸纖維素等半透性高分子膜中（如圖D）,包埋成微膠囊型。歸納提煉各種固定化酶方法的比較拓展應(yīng)用剖析題型提煉方法比較項(xiàng)目物理吸附法包埋法化學(xué)結(jié)合法制備易較難較難結(jié)合程度弱強(qiáng)強(qiáng)活力回收率高，但酶易流失高中等再生可能不口能不口能固定化成本低低中等底物專(zhuān)一性/、變/、變可艾1 .如圖是酶的幾種固定方式示意圖

4、，其所采用的固定方法依次是（）A.物理吸附法、化學(xué)結(jié)合法、包埋法B.化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法、包埋法C.包埋法、物理吸附法、化學(xué)結(jié)合法D.包埋法、化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法答案D解析圖表示酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里，應(yīng)屬于包埋法；圖表示許多酶分子通過(guò)特殊載體連接起來(lái)，成交聯(lián)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，應(yīng)屬于化學(xué)結(jié)合法；圖表示將酶固定在一定的支持物上，屬于物理吸附法。2 .下列關(guān)于固定化酶和一般酶制劑在應(yīng)用效果上的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.固定化酶可長(zhǎng)久使用B. 一般酶制劑應(yīng)用后和產(chǎn)物混在一起，產(chǎn)物的純度不高C. 一般酶制劑參加反應(yīng)后不能重復(fù)利用D.固定化酶可以反復(fù)利用，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)量和質(zhì)量答案A解析固定化酶是將酶固定在不

5、溶于水的載體上，使酶既能與底物接觸，又能與產(chǎn)物分離；同時(shí)，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用，降低成本，產(chǎn)物中也不含酶，提高了產(chǎn)品的純度。固定化酶雖可以多次利用，但不可長(zhǎng)久使用。二、固定化細(xì)胞技術(shù)的應(yīng)用fl基礎(chǔ)梳理夯實(shí)基礎(chǔ)突破要點(diǎn)1 .固定化細(xì)胞的概念通過(guò)各種方法將細(xì)胞與一定的載體結(jié)合,使細(xì)胞仍保持原有的生物活性，這一過(guò)程稱(chēng)為細(xì)胞固定化。固定化細(xì)胞仍能進(jìn)行正常的生長(zhǎng)、繁殖和代謝，可以像游離的細(xì)胞一樣用于發(fā)酵生產(chǎn)。2 .應(yīng)用：固定化細(xì)胞可以取代游離的細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)各種物質(zhì)。(1)在工業(yè)生產(chǎn)上，利用固定化植物細(xì)胞可以生產(chǎn)多種色素、香精、藥物、酶等。(2)利用固定化微生物細(xì)胞可以牛產(chǎn)酒精、啤酒、谷

6、氨酸、”淀粉酶、蛋白酶、果膠酶、纖維素酶、青霉素、頭抱霉素等。(3)在醫(yī)學(xué)上，利用固定化動(dòng)物細(xì)胞可以生產(chǎn)小兒麻痹癥疫苗、狂犬病疫苗、麻疹疫苗、肝炎疫苗、口蹄疫疫苗等，還可以生產(chǎn)生長(zhǎng)激素、干擾素、胰島素、催乳素、促性腺激素等。(4)將固定化的胰島細(xì)胞制成微囊,能治療糖尿病。(5)用固定化細(xì)胞制成的生物傳感器可用于醫(yī)療診斷。(6)在化學(xué)分析方面，可制成各種固定化細(xì)胞傳感器,用來(lái)測(cè)定醋酸、乙醇和氨等。(7)固定化細(xì)胞在環(huán)境保護(hù)、能源開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。3 .固定化細(xì)胞技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)(1)固定化細(xì)胞技術(shù)無(wú)須講行酶的分離和純化，減少了酶的活力損失，同時(shí)大大降低了牛產(chǎn)成本。(2)固定化細(xì)胞不僅可以作為

7、單一的酶妗揮作用,而且可以利用細(xì)胞中所含的復(fù)合酶系完成一系列的催化反應(yīng)。(3)對(duì)于活細(xì)胞來(lái)說(shuō)，保持了酶的原始狀態(tài)，酶的穩(wěn)定性更高。(4)細(xì)胞生長(zhǎng)停滯時(shí)間短”應(yīng)快。正是由于固定化細(xì)胞的這些無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，盡管固定化細(xì)胞技術(shù)的出現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于固定化酶技術(shù)，但它的應(yīng)用范圍比固定化酶更廣泛。4 .固定化細(xì)胞技術(shù)的缺點(diǎn)(1)固定化細(xì)胞只能用于生產(chǎn)細(xì)胞處酸剪其他能夠分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物。(2)由于載體的影響，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和產(chǎn)物的擴(kuò)散受到一定限制。(3)在好氧性發(fā)酵中，溶解氧的傳遞和輸送成為關(guān)鍵的限制因素。5 .細(xì)胞的固定化方法凝膠包埋法是應(yīng)用最廣泛的細(xì)胞固定化方法,適用于各種微生物、動(dòng)物和植物細(xì)胞的固定化。凝膠包埋

8、法所使用的載體主要有海藻酸鈉凝膠、瓊脂、角叉菜膠、明膠等。用海藻酸鈉凝膠包埋法制備固定化細(xì)胞的操作簡(jiǎn)便，條件溫和,對(duì)細(xì)胞無(wú)毒性。6 .酵母菌細(xì)胞的固定化技術(shù)的過(guò)程準(zhǔn)備各種實(shí)驗(yàn)藥品和器材一-制備麥芽汁一-活化酵母菌細(xì)胞一一配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的氯化鈣溶液'制備固定化細(xì)胞一一浸泡和洗滌發(fā)酵麥芽汁。|問(wèn)題探究理解升華重難透析分析下列酵母菌細(xì)胞固定化操作流程，回答問(wèn)題。準(zhǔn)備各種實(shí)驗(yàn)藥品和器材|主要藥品有:干麥芽粉、干酵母、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸鈉、無(wú)水氯化鈣、蒸儲(chǔ)水、葡萄糖溶液、碘液5865"C煮沸、冷去小調(diào)pH制備麥芽汁干麥芽粉+蒸儲(chǔ)水一放置3yh/麥芽汁a一無(wú)

9、菌麥芽汁活化酵母菌細(xì)胞干酵母+蒸儲(chǔ)水一活化的酵母菌配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的氯化鈣溶液無(wú)水氯化鈣+蒸儲(chǔ)水加熱、冷卻制備固定化細(xì)胞聚乙烯醇(PVA)+海藻酸鈉+蒸儲(chǔ)水一加入醛丹苜件兼滿(mǎn)酵母菌一聚乙烯醇一加U入潞母國(guó)工口喬攸滴入氯化海藻酸鈉溶液一百藏廿凝膠珠巧洽儂十浸泡凝膠珠，用蒸儲(chǔ)水洗滌待凝膠珠在溶液中浸泡30min后，取出并用蒸儲(chǔ)水洗滌3次備用發(fā)酵麥芽汁將凝膠珠加入無(wú)菌麥芽汁中1 .在酵母菌細(xì)胞的活化和配制CaCl2溶液時(shí)，都使用了蒸儲(chǔ)水，為什么不能使用自來(lái)水?答案防止自來(lái)水中各種離子影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2 .配制海藻酸鈉溶液時(shí)加熱是關(guān)鍵，為什么要用小火間斷加熱？答案防止海藻酸鈉溶液焦糊

10、。3 .能否在剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液中加入活化的酵母菌細(xì)胞？答案不能，因?yàn)閯側(cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液溫度較高，會(huì)將酵母菌細(xì)胞殺死。歸納總結(jié)(1步定化細(xì)胞與固定化酶的主要區(qū)別固定化細(xì)胞使用的是活細(xì)胞，因而為了保證其生長(zhǎng)、增殖的需要，應(yīng)該為其提供一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。固定化細(xì)胞由于保證了細(xì)胞的完整性，酶的環(huán)境改變小，所以對(duì)酶的活性影響最小。(2網(wǎng)膠珠的檢測(cè)：剛形成的凝膠珠應(yīng)在氯化鈣溶液中浸泡一段時(shí)間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格可以使用下列方法：一是用鐐子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，且沒(méi)有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功；二是在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠

11、很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。拓展應(yīng)用剖析題型提煉方法4 .關(guān)于固定化酵母菌細(xì)胞制備過(guò)程的敘述，正確的是()A.為使酵母菌活化，應(yīng)讓干酵母與自來(lái)水混合并攪拌B.用小火或間斷加熱可防止海藻酸鈉溶液焦糊C.向剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液中加入已活化的酵母菌細(xì)胞，充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆駾.將與酵母菌細(xì)胞混勻的海藻酸鈉溶液倒入CaCl2溶液中，會(huì)觀察到CaCl2溶液中有球形或橢球形的凝膠珠形成答案BA項(xiàng)錯(cuò)誤；配制海藻酸鈉溶液B項(xiàng)正確；剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)C項(xiàng)錯(cuò)誤；將與酵母菌細(xì)胞解析酵母菌細(xì)胞活化時(shí)，應(yīng)讓干酵母與蒸儲(chǔ)水混合并攪拌，時(shí)要用小火或間斷加熱的方法，否則海藻酸鈉會(huì)發(fā)生焦糊，冷卻后再與酵母細(xì)胞混合

12、，否則溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致酵母細(xì)胞死亡,混勻的海藻酸鈉溶液勻速滴入CaCl2溶液中，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5 .下面是制備固定化酵母菌細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：酵母菌細(xì)胞的活化配制CaCl2溶液一-配制海藻酸鈉溶液一混合一-固定化酵母菌細(xì)胞(1)在狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)狀態(tài)?；罨皯?yīng)選擇足夠大的容器，因?yàn)榻湍妇?xì)胞活化時(shí)。(2)固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法，而固定化酶常用和。(3)影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是。(4)海藻酸鈉溶化過(guò)程的注意事項(xiàng)是。(5)如果海藻酸鈉濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母菌細(xì)胞數(shù)目。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說(shuō)明。(6)該實(shí)3中Ca

13、Cl2溶液的作用是。答案(1)缺水正常(生活)體積會(huì)增大(增多)(2)化學(xué)結(jié)合法物理吸附法(3)配制海藻酸鈉溶液(4)小火加熱(或小火間斷加熱)，不斷攪拌(5)較少(海藻酸鈉濃度偏高)制作失敗(6)使膠體聚沉(或形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu))解析(1)酵母菌細(xì)胞在缺水的狀態(tài)下休眠。活化是加入水使酵母菌恢復(fù)到生活狀態(tài)。酵母菌細(xì)胞活化后體積會(huì)增大。(2)固定化酶常用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化。(3)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是配制海藻酸鈉溶液，得到凝膠珠。(4)海藻酸鈉溶化過(guò)程要小火、且間斷加熱、并不斷攪拌，使海藻酸鈉完全溶化，又不會(huì)發(fā)生焦糊。(5)海藻酸鈉濃度過(guò)低，包埋的酵母菌就會(huì)過(guò)少；海藻酸鈉濃度過(guò)高，不易與酵母菌混合均

14、勻。(6)CaCl2溶液能使海藻酸鈉發(fā)生聚沉，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)?！疽活}多變】(1)固定酵母菌細(xì)胞的過(guò)程中三次使用到蒸儲(chǔ)水，請(qǐng)說(shuō)出是哪三個(gè)環(huán)節(jié)？答案酵母菌細(xì)胞的活化、配制CaCl2溶液以及配制海藻酸鈉溶液定容時(shí)需要使用蒸儲(chǔ)水。(2)本題中固定酵母菌細(xì)胞使用了海藻酸鈉，固定化細(xì)胞還可以使用哪些固定化材料？答案明膠、瓊脂糖、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。(3)制備好的固定化酵母菌細(xì)胞可以用于酒精發(fā)酵，如果酵母菌細(xì)胞沒(méi)有活化或溶化好的海藻酸鈉溶液沒(méi)有冷卻就加入了酵母菌細(xì)胞，則對(duì)酒精發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響？答案如果酵母菌細(xì)胞沒(méi)有活化，則仍處于休眠狀態(tài)；如果溶化好的海藻酸鈉溶液沒(méi)有冷卻就加入了酵母菌細(xì)胞，則酵母菌

15、細(xì)胞會(huì)被高溫殺死。以上兩種情況都會(huì)導(dǎo)致酒精發(fā)酵失敗，而最終無(wú)酒精產(chǎn)生。課堂小結(jié)固定化船概念物理吸附法固定化酶的制&和應(yīng)用制備固定化薛的方法化學(xué)結(jié)合法包埋法固定化細(xì)胞技 術(shù)的應(yīng)用概念1 .下列屬于固定化酶應(yīng)用特點(diǎn)的是（）可以被反復(fù)利用有利于酶與產(chǎn)物分離能自由出入載體一種固定化酶只催化一種酶促反應(yīng)酶多用包埋法固定化B.A.C.D.答案C解析酶被固定后可與產(chǎn)物分離，故可反復(fù)使用，但不能自由出入依附的載體。通常情況下固定化酶種類(lèi)單一，所以不能催化一系列酶促反應(yīng)，只催化一種或一類(lèi)酶促反應(yīng)。酶分子較小，不適合采用包埋法進(jìn)行固定化。2 .下列關(guān)于使用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的說(shuō)法，正確的是（）A.高

16、果糖漿的生產(chǎn)需要使用果糖異構(gòu)酶B.在反應(yīng)柱內(nèi)的頂端裝上分布著許多小孔的篩板，防止異物進(jìn)入C.將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，果糖從反應(yīng)柱下端流出D.固定化酶技術(shù)復(fù)雜，成本較高答案C解析生產(chǎn)高果糖漿時(shí)所用的酶應(yīng)為葡萄糖異構(gòu)酶，將這種酶固定在一種顆粒狀的載體上，再將這些酶顆粒裝到一個(gè)反應(yīng)柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無(wú)法通過(guò)篩板上的小孔，而反應(yīng)溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過(guò)程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過(guò)反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱的下端流出。反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本。3 .下圖所示的幾種固定方式中屬于包埋法的一組是()D

17、 案 A C笞Leer uBec 解析為吸附法，為化學(xué)結(jié)合法，為包埋法，包埋于網(wǎng)格中，包埋于微膠囊中。4 .在制備固定化酵母菌細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，CaCl2溶液的作用是()A.用于調(diào)節(jié)溶液pHB.用于進(jìn)行離子交換C.用于膠體聚沉D.用于為酵母菌提供Ca2+答案C解析海藻酸鈉膠體在CaCl2這種電解質(zhì)溶液的作用下，發(fā)生聚沉，形成凝膠珠，其作用機(jī)理是由于鹽離子的電荷與膠體微粒電荷相互吸引，形成更大的膠體顆粒，類(lèi)似于人體紅細(xì)胞與抗凝集素之間的凝集反應(yīng)。5.如圖所示，圖甲為人工種子生產(chǎn)過(guò)程示意圖，圖乙為圖甲中過(guò)程的相關(guān)操作。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：葉朝陽(yáng)塊I(1)圖甲中，過(guò)程、分別稱(chēng)為、。(2)圖乙中，包埋形成

18、人工種子的過(guò)程中，先適當(dāng)加熱使海藻酸鈉溶化，然后將溶化的海藻酸鈉溶液,再加入充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉?3)若用圖乙的方法“制備固定化酵母菌細(xì)胞”，海藻酸鈉溶液的濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大，若濃度過(guò)高，則，通常評(píng)價(jià)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果主要是觀察凝膠珠的。答案(1)脫分化再分化(2) 冷卻至室溫胚狀體(3)不易形成凝膠珠顏色和形狀解析題圖是利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)人工種子及用海藻酸鈉包埋人工種子的過(guò)程。過(guò)程、分別稱(chēng)為脫分化、再分化；海藻酸鈉溶液的配制是固定化酵母菌細(xì)胞的關(guān)鍵，如果海藻酸鈉溶液濃度過(guò)高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)量較少，都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。課時(shí)作業(yè)r；1AA-Fy.、

19、，-U一i學(xué)考達(dá)標(biāo)1. 下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是()A.固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯B.在固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度和溶解氧C.利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件D.利用固定化酵母菌細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類(lèi)的作用只是作為反應(yīng)底物答案A解析A項(xiàng)中，固定化細(xì)胞技術(shù)由于保留了細(xì)胞內(nèi)原有的多酶系統(tǒng)，多步連續(xù)催化反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)非常明顯；B項(xiàng)中，酶的催化受溫度、pH的影響，不受氧濃度的影響；C項(xiàng)中，酶的降解作用不需各種營(yíng)養(yǎng)條件；D項(xiàng)中，糖類(lèi)的作用不只是作為反應(yīng)底物，還能維持酵母菌細(xì)胞的滲透壓，防止酵母菌細(xì)胞過(guò)多地吸水或失水。2 .細(xì)胞固定化技術(shù)與酶固

20、定化技術(shù)相比，所具備的特點(diǎn)是()A. 成本更低、操作更容易、不能連續(xù)性生產(chǎn)B. 成本更高、操作更難、不能連續(xù)性生產(chǎn)C. 成本更低、操作更容易、能連續(xù)性生產(chǎn)D.成本更低、操作更難、能連續(xù)性生產(chǎn)答案C解析固定化細(xì)胞技術(shù)操作更容易，對(duì)酶活性影響更小，且能更新，容易回收，可連續(xù)性生產(chǎn)，成本自然更低。3 .制備好的凝膠珠是否符合要求，常用的檢驗(yàn)方法有()擠壓法摔打法觀察法培養(yǎng)法A.B.C.D.答案A解析檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下列方法：一是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒(méi)有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。二是在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也

21、能表明制備的凝膠珠是成功的。此外，還可以通過(guò)觀察凝膠珠的顏色和形狀來(lái)判斷。4 .下面是制備固定化酵母菌細(xì)胞的步驟，正確的是()配制CaCl2溶液海藻酸鈉溶化海藻酸鈉溶液與酵母菌細(xì)胞混合酵母菌細(xì)胞的活化固定化酵母菌細(xì)胞A.B.C.D.答案D解析制備固定化酵母菌細(xì)胞的基本步驟是：酵母菌細(xì)胞的活化-配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液-配制海藻酸鈉溶液-海藻酸鈉溶液與酵母菌細(xì)胞混合固定化酵母菌細(xì)胞。5 .下列關(guān)于制備固定化酵母菌細(xì)胞的操作，正確的是()A. 制備好海藻酸鈉溶液后，要立即將其與酵母菌細(xì)胞混合以防凝固B. 制備固定化酵母菌細(xì)胞的過(guò)程中需用到注射器C. 以恒定的速度把混合液

22、注射到CaSO4溶液中D.凝膠珠在CaCl2溶液中應(yīng)浸泡10min左右答案B解析應(yīng)將海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，再加入已活化的酵母菌細(xì)胞，否則會(huì)把酵母菌細(xì)胞殺死，A錯(cuò)誤；應(yīng)以恒定的速度把混合液滴加到CaCl2溶液中，而不是CaSO4溶液中，C錯(cuò)誤；凝膠珠在CaCl2溶液中應(yīng)浸泡30min左右，D錯(cuò)誤。6.下列關(guān)于配制海藻酸鈉溶液的敘述中，不正確的是()A.加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)B.海藻酸鈉溶液的濃度關(guān)系到固定化細(xì)胞的質(zhì)量C.海藻酸鈉溶液的濃度過(guò)高時(shí)，易形成凝膠珠D.海藻酸鈉溶液的濃度過(guò)低時(shí)，形成的凝膠珠內(nèi)包埋的酵母菌細(xì)胞過(guò)少答案C解析海藻酸鈉溶液的濃度關(guān)系到固定化細(xì)胞的質(zhì)量。如果海

23、藻酸鈉溶液濃度過(guò)高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母菌細(xì)胞的數(shù)目過(guò)少，影響實(shí)驗(yàn)效果。高考提能7 .固定化酵母菌細(xì)胞在發(fā)酵生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，下列有關(guān)敘述正確的是（）A.利用固定化酵母菌細(xì)胞發(fā)酵，發(fā)酵液濃度不宜過(guò)高8 .制備固定化酵母菌細(xì)胞時(shí)，形成的凝膠珠越大越好，越硬越好C.固定化的酵母菌細(xì)胞不能繁殖，性狀較為穩(wěn)定D.酵母菌細(xì)胞固定化是為了提高發(fā)酵速度答案A解析若發(fā)酵液濃度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致酵母菌細(xì)胞失水過(guò)多而死亡。9 .下列關(guān)于固定化酶的說(shuō)法中，正確的是（）A.固定化酶的種類(lèi)多樣，可催化一系列的酶促反應(yīng)10 酶被固定在不溶于水的載體上，可反復(fù)利用C.酶作為催化劑，反應(yīng)前后

24、結(jié)構(gòu)不改變，所以固定化酶可永遠(yuǎn)利用下去D.固定化酶由于被固定在載體上，所以喪失了酶的高效性和專(zhuān)一性特點(diǎn)答案B解析固定化酶不能催化一系列酶促反應(yīng)的進(jìn)行；固定化酶被固定在不溶于水的載體上，可以反復(fù)利用，但是隨著利用次數(shù)的增加，受到外界因素的影響，其活性會(huì)逐漸降低；固定化酶具有高效性和專(zhuān)一性的特點(diǎn)。11 如圖表示某同學(xué)進(jìn)行的澄清蘋(píng)果汁生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)敘述正確的是（）季果汁一反應(yīng)拄固定化果喳耀麻板控制閥港清蘋(píng)果汁A.實(shí)驗(yàn)中所用的固定化果膠酶由海藻酸鈉直接包埋獲得B.為防止雜菌污染，圖示裝置制作完畢后應(yīng)瞬間高溫滅菌C.通過(guò)控制閥調(diào)節(jié)蘋(píng)果汁流出的速率，保證反應(yīng)充分進(jìn)行D.固定化果膠酶不可重復(fù)使用，每次生

25、產(chǎn)前應(yīng)重新填裝反應(yīng)柱答案C圖乙是利用固定化酵母菌細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)12 .如圖甲表示制備固定化酵母菌細(xì)胞的有關(guān)操作,酵的示意圖，下列敘述不正確的是()H1注射器海藻酸鈉與 解母菌混合液一攬摔器固定化解呼菌細(xì)胞x溶液A.剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)迅速與活化的酵母菌混合制備混合液13 圖甲中X溶液為CaCl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠C.圖乙發(fā)酵過(guò)程中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸D.圖甲中制備的凝膠珠用蒸儲(chǔ)水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖乙裝置中答案A解析在該實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，再加入已活化的酵母菌細(xì)胞,否則高溫會(huì)導(dǎo)致酵母菌細(xì)胞死亡；實(shí)驗(yàn)中CaCl2溶液的作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠；

26、固定好的酵母菌細(xì)胞(凝膠珠)用蒸儲(chǔ)水沖洗23次，再將其轉(zhuǎn)移至10%的葡萄糖溶液中，并用攪拌器攪拌，目的是使培養(yǎng)液與固定化酵母菌細(xì)胞充分接觸，有利于發(fā)酵的正常進(jìn)行。11 .根據(jù)下列材料，回答下列問(wèn)題：材料科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的酶都可以在各種不同的微生物中找到，而微生物有繁殖快、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，所以微生物成了酶制劑的主要原料。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，人們找到了一種方法可以設(shè)計(jì)連續(xù)操作的生物反應(yīng)系統(tǒng)，即固定化酶?？茖W(xué)家將酶或生產(chǎn)酶的細(xì)菌以一定的方法固定在某種載體上，這樣生產(chǎn)原料從載體的一頭流入，產(chǎn)品就從載體的另一頭流出，而酶可以重復(fù)使用。酶工程具有簡(jiǎn)便易行、見(jiàn)效迅速、耗能低、廢物少等優(yōu)點(diǎn)。(1)以上材

27、料體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是不斷提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的動(dòng)態(tài)過(guò)程，介紹了從到,再到的發(fā)展過(guò)程。(2)請(qǐng)列舉利用固定化酶技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例。(3)固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)有(4)固定化酶和固定化細(xì)胞通常采用的方法有、答案(1)酶固定化酶固定化細(xì)胞(2)利用固定化葡萄糖異構(gòu)酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿(答案合理即可)(3)可反復(fù)使用；既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離(4)包埋法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法12 .如圖為固定化酵母菌細(xì)胞及其應(yīng)用的相關(guān)圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：甲乙丙(1)某生物小組利用海藻酸鈉制備固定化酵母菌細(xì)胞，應(yīng)使用圖甲中方法(填號(hào)碼及名稱(chēng))，而制備固定化酶則不宜用此方法，原因是。(2)部分同學(xué)制得的凝膠珠

28、如圖乙所示，其原因可能是、等。觀察形成的凝膠珠的顏色和形狀，如果顏色過(guò)淺，說(shuō)明;如果形成的凝膠珠不是，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作失敗。(3)某同學(xué)用圖丙所示的裝置來(lái)進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵。a代表,b代表。從上端漏斗中加入反應(yīng)液的濃度不能過(guò)高的原因是。為使該實(shí)驗(yàn)中所用到的固定化酵母菌細(xì)胞可以反復(fù)利用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程一定要在條件下進(jìn)行。裝置中的長(zhǎng)導(dǎo)管起的作用是。答案(1)包埋法酶分子很小，容易從包埋材料中漏出(2)海藻酸鈉溶液的濃度過(guò)高注射器推進(jìn)速度過(guò)快(或針筒口離CaCl2液面過(guò)近)海藻酸鈉溶液的濃度過(guò)低，固定化酵母菌細(xì)胞數(shù)目較少圓形或橢圓形(3)固定化酵母菌細(xì)胞反應(yīng)柱若葡萄糖溶液的濃度過(guò)高會(huì)使酵母菌細(xì)胞因失水過(guò)多而死亡無(wú)

29、菌釋放反應(yīng)產(chǎn)生的CO2和防止空氣中的雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱解析固定化酶適宜用化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法；固定化酵母菌細(xì)胞適宜用包埋法。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說(shuō)明海藻酸鈉溶液的濃度偏高或注射器推進(jìn)速度過(guò)快(或針筒口離CaCl2液面過(guò)近)。13 .回答下列有關(guān)酶工程的問(wèn)題：固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接)，海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對(duì)其最佳固定條件進(jìn)行了探究。下圖顯示的是部分研究結(jié)果(注：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量)。(1)酶的固定化技術(shù)的應(yīng)用

30、最主要的目的是(2)從對(duì)溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，甲圖所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是(3)乙圖曲線(xiàn)表明濃度為的海藻酸鈉包埋效果最好，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低的原因可能是。(4)固定化酯酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，由丙圖可知，固定化酯酶一般重復(fù)使用次后酶活力明顯下降。(5)研究人員固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是同時(shí)用戊二醛作為交聯(lián)劑，這是因?yàn)镃(6)根據(jù)介紹，科研人員所采用的固定化技術(shù)可用下圖中的表示。京考 is. i一.獸答案(1)解決酶的回收和再利用的困難(2)固定化酯酶比游離酯酶對(duì)溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng)，且應(yīng)用范圍較廣(3)3%海藻酸鈉濃度較低時(shí)包埋不緊密，酶分子容易

31、漏出，數(shù)量不足(4)3(5)酶分子過(guò)小，很容易從包埋材料中漏出(6)BC解析(2)通過(guò)分析甲圖可知，固定化酯酶與游離酯酶相比，固定化酯酶對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍較廣。(3)乙圖曲線(xiàn)表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，此時(shí)的酶活力最高。當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足，因此酶活力較低。(4)由丙圖可知，固定化酯酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力顯著下降。(5)由于小麥酯酶分子很小，很容易從包埋材料中漏出，因此固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是采用雙重固定法。（6）雙重固定法是指采用戊二醛作交聯(lián)劑（使酶相互連接），海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定小麥酯酶，可見(jiàn)科研人員所采用的固定化技術(shù)是化學(xué)結(jié)合法和包埋法，可用圖中的B、C表示。真題體驗(yàn)14.（2015浙江自選，17節(jié)選）溫度與植酸酶相對(duì)酶活性的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是一、乏出，蔻T軍A.測(cè)試溫度中，固定化與非固定化植酸酶的最適溫度分別為60 C和 45 CB.測(cè)試溫度范圍內(nèi)，固定化植酸酶的相對(duì)酶活性波動(dòng)低于非固定化植酸酶C.固定化與非固定化植酸酶相比，相對(duì)酶活性在80%以上時(shí)的溫度范圍較寬D.65 C時(shí)固定化與非固定化植