20192020學(xué)年高中生物課時(shí)分層作業(yè)11酵母細(xì)胞固定化(含解析)新人教選修1

20192020學(xué)年高中生物課時(shí)分層作業(yè)11酵母細(xì)胞的固定化(含分析)新人教版選修120192020學(xué)年高中生物課時(shí)分層作業(yè)11酵母細(xì)胞的固定化(含分析)新人教版選修18/8裊PAGE8螁羈衿襖蝿芃20192020學(xué)年高中生物課時(shí)分層作業(yè)11酵母細(xì)胞的固定化(含分析)新人教版選修1

課時(shí)分層作業(yè)(十一)酵母細(xì)胞的固定化

(建議用時(shí)：35分鐘)

[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]

1．以下列圖所示的固定化方式中，合適固定化酶的是()

A．①②③B．①②

C．②③D．①③

D[固定化酶適適用化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法。]

2．以下關(guān)于固定化技術(shù)的表達(dá)，不正確的選項(xiàng)是()

A．從操作角度來考慮，固定化細(xì)胞比固定化酶更簡單

B．固定化細(xì)胞比固定化酶對(duì)酶活性影響更小

C．固定化細(xì)胞固定的是一種酶

D．將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反應(yīng)應(yīng)選擇固定化細(xì)胞

[在應(yīng)用操作過程中，固定化細(xì)胞固定的是一系列酶，比固定化酶更簡單、更便利，

對(duì)酶活性影響更小，可使發(fā)酵過程變成連續(xù)反應(yīng)過程。]

3．以下相關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的表達(dá)，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．固定化酶能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)酶的重復(fù)利用

B．溶解氧交換受阻是固定化酶應(yīng)用的重要限制因素

C．固定化細(xì)胞中的酶可催化一系列的化學(xué)反應(yīng)

D．利用海藻酸鈉固定酵母細(xì)胞的方法是包埋法

[固定化酶能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)酶的重復(fù)利用；固定化酶能夠與反應(yīng)物充分接觸，因此固定化酶應(yīng)用過程中不存在溶解氧交換受阻；固定化細(xì)胞固定了一系列酶，因此其中的酶可催化一

系列的化學(xué)反應(yīng)；利用海藻酸鈉固定酵母細(xì)胞的方法是包埋法。]

4．在制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，CaCl2溶液的作用是()

A．用于調(diào)治溶液pH

B．用于進(jìn)行離子交換

C．用于膠體聚沉

D．用于為酵母菌供應(yīng)Ca2＋

[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，近似于人體紅細(xì)胞

與抗凝集素之間的凝集反應(yīng)。]

5．以下相關(guān)利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的說法不正確的選項(xiàng)是()

-1-

A．葡萄糖與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)變成的是果糖

B．從固定化酶反應(yīng)柱下端流出的只有果糖

C．高果糖漿不會(huì)像蔗糖那樣引起肥胖、糖尿病、蛀牙和心血管疾病，對(duì)人類的健康更有

益

D．酶溶解于葡萄糖溶液后，可從糖漿中回收

[用固定化酶生產(chǎn)高果糖漿過程中，反應(yīng)柱下端的篩板不一樣意固定化酶顆粒經(jīng)過，但

是不影響反應(yīng)物和產(chǎn)物的經(jīng)過，因此下端流出的既有果糖，又有沒反應(yīng)完的葡萄糖。]

6．制備好的凝膠珠可否吻合應(yīng)用要求，常用的檢測方法有()

①擠壓法②摔打法③察見解④培養(yǎng)法

A．①②④B．①③④

C．②③④D．①②③

[檢測凝膠珠可否合格，經(jīng)常使用以下檢測方法：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，若是凝膠珠不簡單破裂，沒有液體流出，就表示凝膠珠制作成功。二是在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠，若是凝膠珠很簡單彈起，也能表示制備的凝膠珠是成功的。還可

以經(jīng)過觀察凝膠珠的顏色和形狀來判斷。]

7．以下相關(guān)固定化酵母細(xì)胞及使用過程中，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()

A．干酵母活化的時(shí)間大體為1小時(shí)

B．將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的酵母細(xì)胞

C．檢測可否有酒精發(fā)酵的有效指標(biāo)之一為可否有氣泡發(fā)生

D．將海藻酸鈉與酵母菌的混雜液慢慢滴加到氯化鈣溶液中，即形成固定化細(xì)胞顆粒

[檢測可否有酒精發(fā)酵的有效指標(biāo)之一是聞聞可否有酒味，由于酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸均可產(chǎn)生氣體——CO2。]

8．關(guān)于固定化酶中酶的說法，正確的選項(xiàng)是()A．酶的種類多樣，可催化一系列的酶促反應(yīng)

B．酶被固定在不溶于水的載體上，可屢次利用

C．酶作為催化劑，反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)不改變，因此固定化酶可永遠(yuǎn)利用下去

D．固定化酶由于被固定在載體上，因此喪失了酶的高效性和專一性特點(diǎn)

[固定化酶不能夠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，能夠?qū)掖卫茫请S著利用次數(shù)的增加，碰到外界因素的影響，其活性會(huì)逐漸降低；固定化酶擁有高效性和專一性的特點(diǎn)。]

9．在20世紀(jì)50年代，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，到了70年代又發(fā)了然固

定化酶與固定化細(xì)胞技術(shù)。

(1)在實(shí)質(zhì)生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是_____________________

_____________________________________________________。

-2-

與固定化酶技術(shù)對(duì)照，固定化細(xì)胞技術(shù)固定的是__________________

_____________________________________________________。

制備固定化酵母細(xì)胞，常用的包埋資料是________，應(yīng)使用以下列圖中方法

[]________(填序號(hào)及名稱)，而制備固定化酶則不宜用此方法，原因是

_____________________________________________________

_____________________________________________________。

①②③

(3)制作固定化酵母細(xì)胞時(shí)，混雜均勻的酵母細(xì)胞溶液可在飽和________溶液中形成凝膠

珠。觀察形成的凝膠珠的顏色和形狀，若是顏色過淺，說明海藻酸鈉溶液濃度________，形

成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)量________。

若是形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明___________________。

[分析](1)將酶固定化后，能使酶在催化反應(yīng)此后其實(shí)不進(jìn)入產(chǎn)物溶液，可屢次使用；將

細(xì)胞固定化后，能夠?qū)⒁环N細(xì)胞內(nèi)的多種酶同時(shí)進(jìn)行固定。(2)海藻酸鈉不能夠參加化學(xué)反應(yīng)，

在高溫時(shí)簡單溶化，溫度降低時(shí)又能夠形成多孔性固體顆粒，是包埋酵母菌的好資料。圖

示①為化學(xué)結(jié)合法，②為吸附法，③為包埋法。固定化酶適適用化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法；

固定化酵母細(xì)胞適適用包埋法。(3)凝膠珠是用溶化后冷卻的海藻酸鈉與酵母菌混雜后在CaCl2

溶液中形成的。若是制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉溶液的濃度偏低，形成

的凝膠珠所包埋的酵母菌細(xì)胞的數(shù)量少，影響實(shí)驗(yàn)收效；若是形成的凝膠珠不是圓形或橢圓

形，說明海藻酸鈉溶液的濃度偏高，制作失敗，需要再試一試。

[答案](1)酶既能與反應(yīng)物接觸，又簡單與產(chǎn)物分別，固定在載體上的酶能屢次使用

多酶系統(tǒng)(或一系列酶、多種酶)(2)海藻酸鈉[③]包埋法酶分子很小，簡單從包埋資料

中漏出(3)CaCl2偏低較少海藻酸鈉溶液濃度偏高，制作失敗

10．某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行固定化酵母細(xì)胞的制備，并睜開游離酵母和固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒

精度的比較，結(jié)果以下表。請(qǐng)回答以下問題：

產(chǎn)酒酒精度的比較時(shí)間(d)024681012游離酵母0固定化酵母0制作凝膠珠的實(shí)驗(yàn)步驟是：酵母細(xì)胞的活化→__________________→配制海藻酸鈉溶液→____________________→固定化酵母細(xì)胞。

影響實(shí)驗(yàn)成敗的要點(diǎn)步驟是____________________，

此步的操作應(yīng)采用____________________________。

-3-

鈣離子的作用是使膠體聚沉，海藻酸鹽起______________________的作用。

該小組將制備好的固定化酵母與游離酵母分別放在必然的條件下發(fā)酵，準(zhǔn)時(shí)記錄發(fā)酵液中酒精度的變化。

①實(shí)驗(yàn)過程中的“在必然的條件下發(fā)酵”的條件是______________，要求條件相同是為

了保證______________________。

②由表可知，固定化酵母和游離酵母發(fā)酵都能產(chǎn)生酒精，但固定化酵母在發(fā)酵先期的延

遲期的時(shí)間比游離酵母發(fā)酵先期的延延期的時(shí)間要________。

[分析]制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟為：酵母細(xì)胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海

藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混雜→固定化酵母細(xì)胞；該實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)是配制海藻酸

鈉溶液。海藻酸鹽起載體的作用，用于包埋酵母細(xì)胞。酵母菌酒精發(fā)酵過程是細(xì)胞內(nèi)酶的催

化過程，需要在合適的溫度、pH等條件下進(jìn)行，兩組實(shí)驗(yàn)的條件相同，才能夠保證沒關(guān)變量

相同，且依據(jù)單一變量原則。由表可知，在12d的發(fā)酵時(shí)間里，固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度

從0度到度，游離酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精度從0度到度，而且固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)酒酒精

度在第4d即達(dá)到度，表示其延延期短。

[答案](1)配制物質(zhì)的量濃度為的CaCl2溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混

合

(2)配制海藻酸鈉溶液小火或中止加熱

包埋酵母細(xì)胞(或載體)

(4)①合適的溫度、pH等單一變量②短

[能力提升練]

11.如圖表示某同學(xué)進(jìn)行的澄清蘋果汁生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，以下相關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是()

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．為防范雜菌污染，圖示裝置制作達(dá)成后應(yīng)剎時(shí)高溫滅菌

C．經(jīng)過控制閥調(diào)治蘋果汁流出的速率，保證反應(yīng)充分進(jìn)行

D．固定化果膠酶不能重復(fù)使用，每次生產(chǎn)前應(yīng)重新填裝反應(yīng)柱

C[酶的固定化一般不用包埋法，A錯(cuò)誤；剎時(shí)高溫滅菌會(huì)使固定化酶失去活性，B錯(cuò)誤；

加入蘋果汁后可關(guān)閉控制閥一段時(shí)間，再經(jīng)過減慢蘋果汁流出的速率，讓底物與酶充分接觸，

使反應(yīng)充分進(jìn)行，C正確；固定化果膠酶可重復(fù)使用，D錯(cuò)誤。]

-4-

12．以下關(guān)于配制海藻酸鈉溶液的措施，正確的選項(xiàng)是()

A．用酒精燈加熱，加熱時(shí)不能夠攪拌

B．由于海藻酸鈉溶解速度快，因此不用加熱

C．海藻酸鈉在水中溶解的速度慢，需用酒精噴燈加熱

D．采用小火或中止加熱，促進(jìn)溶解，防范發(fā)生焦糊

[海藻酸鈉采用小火或中止加熱，需攪拌防范焦糊；酒精噴燈產(chǎn)生高溫火焰，主要用

于需強(qiáng)熱的實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)中不使用。]

13．以部下于固定化酶應(yīng)用特點(diǎn)的是()

①能夠被屢次使用②有利于酶與產(chǎn)物分別③能自由出入載體④一種固定化酶只催

化一種酶促反應(yīng)⑤酶多用包埋法固定化

A．①②③B．③⑤

C．①②④D．①②⑤

[酶被固定后可與產(chǎn)品分別，故可屢次使用，但不能夠自由出入依靠的載體。平時(shí)情況

下，固定化酶種類單一，因此不能夠催化一系列酶促反應(yīng)。]

14．某校學(xué)生試一試用瓊脂作載體，用包埋法固定α-淀粉酶來研究固定化酶的催化收效。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表(假設(shè)加入試管中的固定化淀粉酶量與一般α-淀粉酶量相同)。實(shí)驗(yàn)表示1號(hào)試

管中淀粉未被水解，你認(rèn)為最可能的原因是()

比較項(xiàng)目1號(hào)試管2號(hào)試管

固定化淀粉酶√

一般α-淀粉酶√

淀粉溶液√√

60℃保溫5分鐘，取出冷卻至室溫，滴加碘液

現(xiàn)象變藍(lán)不變藍(lán)

A．實(shí)驗(yàn)中的溫度過高，以致固定化淀粉酶失去活性

B．淀粉是大分子物質(zhì)，難以經(jīng)過瓊脂與淀粉酶接觸

C．水浴保溫時(shí)間很短，固定化淀粉酶未將淀粉水解

D．實(shí)驗(yàn)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤，試管中應(yīng)先加入碘液后保溫

[由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物質(zhì)，它不能夠經(jīng)過瓊脂與酶充分

接觸，以致淀粉不能夠被水解而遇碘液表現(xiàn)藍(lán)色。]

15．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固定小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對(duì)其最正確固定條件進(jìn)行了探

究。如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)。分析回答：

-5-

酶的固定化技術(shù)的應(yīng)用最主要的目的是________。

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)果能夠得出的結(jié)論是

__________。

乙圖曲線表示濃度為________的海藻酸鈉包埋收效最好，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低原因可能是________________________________。

固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增加而下降，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。

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)用戊二醛作交聯(lián)劑，這是由于________________________。

[分析](2)經(jīng)過分析甲圖可知，固定化酶與游離酶對(duì)照，固定化酶對(duì)溫度變化的適應(yīng)性

更強(qiáng)且應(yīng)用范圍較廣。(3)乙圖曲線表示濃度為3%的海藻酸鈉包埋收效最好，此時(shí)的酶活力最