人教版高中生物選修一教材用書：專題4 酶的研究與應(yīng)用 課題3 酵母細(xì)胞的固定化 Word版含答案

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1、 課題3酵母細(xì)胞的固定化 1．固定化酶常采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，而固定化細(xì)胞則常采用包埋法。 2．制備固定化酵母細(xì)胞的基本步驟是：酵母細(xì)胞的活化―→配制CaCl2溶液―→配制海藻酸鈉溶液―→海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合―→固定化酵母細(xì)胞。 3．配制海藻酸鈉溶液濃度過高，則難以形成凝膠珠；若濃度過低，則固定的酵母細(xì)胞少，影響實(shí)驗(yàn)效果。 4．配制海藻酸鈉溶液應(yīng)小火加熱或間斷加熱。 5．固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)既實(shí)現(xiàn)了對酶的重復(fù)利用，降低了成本，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù) [自讀教材·夯基礎(chǔ)] 1．概念 利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技

2、術(shù)。 2．方法 (1)包埋法：多適于細(xì)胞的固定化； (2)多適于酶的固定化。 3．載體 包埋法固定化細(xì)胞常用的是不溶于水的多孔性載體材料，如明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。 4．優(yōu)點(diǎn) (1)固定化酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，可以反復(fù)利用。 (2)固定化細(xì)胞技術(shù)制備的成本低，操作容易。 5．實(shí)例——高果糖漿的生產(chǎn) (1)原理：葡萄糖果糖。 (2)生產(chǎn)過程： ①將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入。 ②使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸。 ③轉(zhuǎn)化成的果糖，從反應(yīng)柱的下端流出。 (3)反應(yīng)柱：酶固定在一種顆粒狀的載體上，再將其裝入反應(yīng)柱

3、內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板上的小孔，而反應(yīng)溶液卻可以自由通過。 (4)優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。 1．酶能加快化學(xué)反應(yīng)速率，但溶液中的酶難以回收，不能利用。要想既降低生產(chǎn)成本，又不影響產(chǎn)品質(zhì)量，該如何解決這一問題？ 提示：將酶固定于不溶于水的載體上，使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物分離，還可重復(fù)利用。 2．固定化酶和固定化細(xì)胞一般采用什么方法？為什么？ 提示：固定化酶常用化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法。因酶分子小，易從包埋材料中漏出，故一般不用包埋法進(jìn)行固定。固定化細(xì)胞常用包埋法，因個(gè)大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合。

4、 3．從操作角度來考慮，你認(rèn)為固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)胞技術(shù)哪一種方法更容易？哪一種方法對酶活性的影響更?。? 提示：固定化細(xì)胞技術(shù)。固定化細(xì)胞技術(shù)。 4．固定化細(xì)胞固定的是一種酶還是一系列酶？如果想將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)該選擇哪種方法？ 提示：一系列酶；固定化細(xì)胞技術(shù)。 5．如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，又應(yīng)該采用哪種方法？為什么？ 提示：固定化酶技術(shù)。因?yàn)榇蠓肿游镔|(zhì)不容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，如果采用固定化細(xì)胞技術(shù)會(huì)使反應(yīng)效率下降。 [跟隨名師·解疑難] 直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較 項(xiàng)目 直接使用酶 固定化酶 固定化細(xì)胞 酶的種類 一種或幾種 一種

5、一系列酶 常用載體 無 高嶺土、皂土、硅膠、凝膠 明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺 制作方法 無 化學(xué)結(jié)合固定化、物理吸附固定化 包埋法固定化 是否需要營養(yǎng)物質(zhì) 否 否 是 催化反應(yīng) 單一或多種 單一 一系列 反應(yīng)底物 各種物質(zhì)(大分子、小分子) 各種物質(zhì)(大分子、小分子) 小分子物質(zhì) 優(yōu)點(diǎn) 催化效率高，低耗能、低污染等 被固定的酶可重復(fù)使用 成本低，操作更容易 缺點(diǎn) ①對環(huán)境條件非常敏感，易失活；②難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量 不利于催化一系列的酶促反應(yīng) 反應(yīng)物不易與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降 [特別提醒]

6、 (1)固定化細(xì)胞使用的都是活細(xì)胞，在反應(yīng)時(shí)需要適宜的生存條件。 (2)由于被固定的細(xì)胞保證了完整性，酶的環(huán)境改變較小，所以對酶活性影響不大。 酵母細(xì)胞固定化的實(shí)驗(yàn)操作 [自讀教材·夯基礎(chǔ)] 1．制備固定化酵母細(xì)胞 2．用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵 (1)操作步驟：將用蒸餾水沖洗過的固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用于發(fā)酵的葡萄糖溶液中。 (2)現(xiàn)象 1．在配制海藻酸鈉溶液時(shí)，用小火加熱并不斷攪拌的目的是什么？ 提示：防止海藻酸鈉焦糊。 2．為什么海藻酸鈉溶液要冷卻后才能加入酵母細(xì)胞？ 提示：防止溫度過高殺死酵母菌。 3．將凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30 min的作用是

7、什么？ 提示：使膠體聚沉，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。 [跟隨名師·解疑難] 1．制備固定化酵母細(xì)胞的注意事項(xiàng) (1)在缺水狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)。活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。酵母細(xì)胞需要的活化時(shí)間較短，一般為0.5～1 h，但實(shí)驗(yàn)時(shí)需要提前做好準(zhǔn)備。 (2)酵母細(xì)胞活化時(shí)體積會(huì)變大，因此活化前應(yīng)該選擇體積足夠大的容器，以避免酵母細(xì)胞的活化液溢出。 (3)加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗，一定要按照教材的提示進(jìn)行操作。加熱時(shí)要用小火，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止。 (4)海藻酸鈉的濃度關(guān)系到固定化細(xì)胞的質(zhì)量。如果海藻酸

8、鈉濃度過高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實(shí)驗(yàn)效果。 (5)溶化好的海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫，否則會(huì)因溫度過高而導(dǎo)致酵母菌死亡。 (6)可利用海藻酸鈉制成不含酵母菌的凝膠珠，用作對照。 (7)剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，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，沒有液體流出，就表明凝膠珠制作成功。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，也能表明制備的凝膠珠是成功的。 2．實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與評價(jià) (1)如果制作的凝膠

9、珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再做嘗試。 (2)利用固定的酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多氣泡，同時(shí)會(huì)聞到酒味，而不含酵母菌的凝膠珠所做的對照實(shí)驗(yàn)則無此現(xiàn)象。 固定化酶和固定化細(xì)胞 [例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，需提供適宜的營養(yǎng)條件 D．利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類的作用只是作為

10、反應(yīng)底物 [解析]　固定化酶不像普通酶那樣對環(huán)境要求那么高，耐受性也比較好，和溶解氧沒什么關(guān)系；利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，不需要提供營養(yǎng)條件；利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類不僅是反應(yīng)底物，同時(shí)也作為碳源來提供能量和營養(yǎng)。 [答案]　A 歸納拓展 (1)固定化酶是指限制或固定于特定空間位置的酶，具體來說，是指經(jīng)物理或化學(xué)方法處理，使酶變成不易隨水流失即運(yùn)動(dòng)受到限制，而又能發(fā)揮催化作用的酶制劑，不會(huì)比一般酶制劑的生物活性更強(qiáng)。 (2)固定化細(xì)胞仍能進(jìn)行正常的生長、繁殖和代謝，可以像游離的細(xì)胞一樣用于發(fā)酵生產(chǎn)。 制備固定化酵母細(xì)胞 [例2] 根據(jù)下面制備固定化酵母細(xì)胞實(shí)驗(yàn)

11、的流程回答問題： 酵母細(xì)胞活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(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)的微生物恢復(fù)________狀態(tài)?；罨皯?yīng)選擇足夠大的容器，因?yàn)榻湍讣?xì)胞活化時(shí)________________。 (2)影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是________________________________________。 (3)如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目________。 (4)觀察形成的凝膠珠的顏色和形狀：如果顏色過淺，說明______________；如果形成的

12、凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明________________________________________。 (5)制備固定化酶不宜用包埋法，為什么？_________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析]　(1)酵母菌在干燥時(shí)，處于休眠狀態(tài)，需加水活化，否則制成的固定化酵母菌在發(fā)酵時(shí)酶活性較低且酵母菌增殖緩慢。(2)該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是海藻酸鈉溶液的配制。(3)如果海藻酸鈉的濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母菌細(xì)胞的數(shù)目減少

13、，影響實(shí)驗(yàn)效果。(4)如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母菌數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再做嘗試。(5)由于酵母菌細(xì)胞個(gè)體較大，不易從包埋材料中漏出，故細(xì)胞的固定化一般采用包埋法。 [答案]　(1)缺水　正常的生活　體積增大　(2)配制海藻酸鈉溶液　(3)減少　(4)固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少　海藻酸鈉濃度偏高，制作失敗　(5)因?yàn)槊阜肿雍苄?，容易從包埋材料中漏? 易錯(cuò)提醒 (1)選用的干酵母要具有較強(qiáng)的活性，而且物種要單一。 (2)溶解CaCl2時(shí)勿用自來水，以免雜質(zhì)離子影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (3)固定化

14、酵母細(xì)胞時(shí)，應(yīng)將海藻酸鈉與酵母細(xì)胞的混合液用注射器緩慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠的形成。 [隨堂基礎(chǔ)鞏固] 1．下列關(guān)于固定化酶技術(shù)的說法，正確的是(　　) A．固定化酶技術(shù)就是固定反應(yīng)物，使酶依附著載體圍繞反應(yīng)物旋轉(zhuǎn)的技術(shù) B．固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系列的酶促反應(yīng) C．固定化酶中的酶無法重復(fù)利用 D．固定化酶是將酶固定在一定空間的技術(shù) 解析：選D　固定化酶是利用物理或化學(xué)方法將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是酶被固定在一定裝置內(nèi)可重復(fù)利用，不足是無法催化一系列酶促反應(yīng)。 2．分析下圖，與用海藻酸鈉作載體制備固定化酵母細(xì)胞相似的是(　　)

15、 解析：選D　A是吸附法，B是化學(xué)結(jié)合法，C、D是包埋法，C一般是將酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里，D是將酶包埋在凝膠中。制備固定化酵母細(xì)胞采用包埋法，即將酵母菌包埋在海藻酸鈉制成的凝膠中，與D相似。 3．下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．固定化酶和固定化細(xì)胞的技術(shù)方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法 B．固定化酶更適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法 C．由于細(xì)胞個(gè)大，而酶分子很小，因此細(xì)胞多采用物理吸附法固定 D．反應(yīng)物是大分子物質(zhì)時(shí)應(yīng)采用固定化酶 解析：選C　由于細(xì)胞個(gè)大，酶分子很小，個(gè)大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)小的酶容易從包埋材料中漏出。因此，細(xì)胞多采用包埋法固定，酶更適合采用化學(xué)結(jié)合法

16、和物理吸附法固定。 4．下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是 (　　) A．可用包埋法制備固定化酵母細(xì)胞 B．反應(yīng)產(chǎn)物對固定化酶的活性沒有影響 C．葡萄糖異構(gòu)酶在固定前后專一性不同 D．固定化細(xì)胞可以催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng) 解析：選A　細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，固定化細(xì)胞多采用包埋法；反應(yīng)產(chǎn)物積累能影響酶的結(jié)構(gòu)，從而使酶的活性下降；葡萄糖異構(gòu)酶在固定前后專一性不變；固定化細(xì)胞固定的是一系列的酶，可以催化一系列的反應(yīng)，但不能催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng)。 5．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)制備固定化酵母細(xì)胞的過程如下： ①活化酵母細(xì)胞：稱取定量干酵母與定量蒸餾水混合并攪拌，使酵母細(xì)胞

17、活化。 ②配制CaCl2溶液：將無水CaCl2溶解在定量蒸餾水中，配制成一定濃度的CaCl2溶液。 ③配制海藻酸鈉溶液：用定量的海藻酸鈉直接溶解在定量的蒸餾水中，配制成溶液。 ④海藻酸鈉溶液和酵母細(xì)胞混合：將活化的酵母細(xì)胞迅速加入剛配制成的海藻酸鈉溶液中，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉? ⑤固定化酵母細(xì)胞：用注射器以恒定的速度緩慢將海藻酸鈉和酵母細(xì)胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察凝膠珠的形成。 (1)請你改正其中兩處錯(cuò)誤的操作： 第一處：_________________________________________________________________ _______

18、_________________。 第二處：________________________________________________________________ ______________________。 (2)剛形成的凝膠珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是__________________。 (3)如果制作的凝膠珠顏色過淺，呈白色，則說明海藻酸鈉濃度________(填“過低”或“過高”)。 (4)研究發(fā)現(xiàn)，固定化強(qiáng)度強(qiáng)的酵母顆粒發(fā)酵效果好，且穩(wěn)定性高、使用壽命長。某機(jī)構(gòu)利用上述裝置，將2%、2.5%、3%的海藻酸鈉分別用2%、3%、4%的X溶液

19、進(jìn)行凝膠化處理，所得到的固定化酵母顆粒的強(qiáng)度及在28 ℃下發(fā)酵48 h后的酒精產(chǎn)量見下表： 海藻酸鈉(%) 2 2.5 3 2 2.5 3 2 2.5 3 X溶液(%) 2 2 2 3 3 3 4 4 4 固定化強(qiáng)度(g/30個(gè)) 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，隨著X溶液濃度的增加，__________增加；凝膠固定化效果較好的海藻酸鈉與X溶液的濃度

20、分別是__________、__________。 解析：溶解海藻酸鈉時(shí)需注意用小火間斷加熱，然后將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫后，再加入酵母菌充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，以防止高溫殺死酵母菌。分析表格可知，隨著X溶液濃度的增加，酵母細(xì)胞的固定化強(qiáng)度增加，固定化強(qiáng)度和產(chǎn)酒精量都較大的海藻酸鈉與X溶液濃度分別是2%、4%。 答案：(1)③海藻酸鈉溶解應(yīng)小火或間斷加熱至完全溶化?、芎Ｔ逅徕c溶液應(yīng)冷卻至室溫再加入已活化的酵母細(xì)胞　(2)讓凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)　(3)過低　(4)固定化強(qiáng)度　2%　4% [課時(shí)跟蹤檢測] (滿分50分　時(shí)間25分鐘) 一、選擇題(每小題3分，共24分) 1．下圖中所

21、示的固定化酶技術(shù)中屬于包埋法的一組是(　　) A．①②　　　　　　　 B．①③④ C．①④ D．③④ 解析：選D　包埋法即將酶包埋于網(wǎng)格或膠囊中(如圖中③④所示)，圖中①為吸附法，②為化學(xué)結(jié)合法。 2．下列關(guān)于固定化酶的說法正確的是(　　) A．酶被固定在不溶于水的載體上，可反復(fù)利用 B．酶作為催化劑，反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)不改變，所以固定化酶可永遠(yuǎn)利用下去 C．酶由于被固定在載體上，所以喪失了高效性和專一性 D．被固定化的酶其活性部位完整，所以不受高溫、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸等條件影響 解析：選A　固定化酶可以被反復(fù)利用，但并非能永遠(yuǎn)利用下去；固定化酶是將酶分子結(jié)合在特定支持

22、物上且不影響酶的功能，不會(huì)使酶喪失高效性和專一性；固定化酶的活性仍受溫度、pH等環(huán)境條件的影響。 3．酶的固定化是將酶束縛或限制于一定區(qū)域內(nèi)，使其進(jìn)行酶促反應(yīng)后可回收及重復(fù)利用的一類技術(shù)。下列關(guān)于固定化酶技術(shù)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．為使葡萄糖液與葡萄糖異構(gòu)酶充分接觸生產(chǎn)果糖，葡萄糖液應(yīng)從固定化酶反應(yīng)柱下端注入 B．制備固定化酶的方法主要有化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法 C．固定化酶固定時(shí)可能會(huì)對酶造成損傷而影響其活性 D．用固定化葡萄糖異構(gòu)酶生產(chǎn)高果糖漿可以大幅度提高產(chǎn)量 解析：選A　葡萄糖液應(yīng)從固定化酶反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖液流過反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖。制

23、備固定化酶的方法主要有化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。固定化酶固定時(shí)可能會(huì)對酶造成損傷而影響其活性。 4．下列關(guān)于固定化酶和一般酶制劑應(yīng)用效果的說法中，錯(cuò)誤的是(　　) A．固定化酶生物活性強(qiáng)，可長久使用 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，以降低生產(chǎn)成本，并能提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量 解析：選A　固定化酶是因?yàn)榭苫厥罩匦吕枚梢暂^長時(shí)間使用的，并不是因?yàn)樯锘钚詮?qiáng)而長久使用。單純從生物活性方面分析，固定化酶與一般酶制劑的活性差別不大。 5．下列關(guān)于使用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的說法正確的是(　　) A．高果

24、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 解析：選C　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。酶顆粒無法通過篩板上的小孔，而反應(yīng)溶液卻可以自由通過。生產(chǎn)過程中，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。 6.右圖為某同學(xué)利用海藻酸鈉固定化

25、酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，出現(xiàn)此結(jié)果的原因不可能是(　　) A．海藻酸鈉溶液濃度過高 B．酵母細(xì)胞已經(jīng)死亡 C．注射器推進(jìn)速度過快 D．注射器距離CaCl2溶液液面太近 解析：選B　題圖中把海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合后注射到CaCl2中形成的凝膠珠大小不均勻，可能是由A、C、D選項(xiàng)中的原因造成的，但酵母細(xì)胞死亡不會(huì)導(dǎo)致此結(jié)果。 7．用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵葡萄糖溶液時(shí)，為了能產(chǎn)生酒精，下列措施錯(cuò)誤的是(　　) A．向瓶內(nèi)泵入氧氣 B．應(yīng)將裝置放于適宜的條件下進(jìn)行 C．瓶內(nèi)應(yīng)富含葡萄糖等底物 D．將瓶口密封，效果更好 解析：選A　在無氧條件下酵母細(xì)胞才能發(fā)酵產(chǎn)生酒精和CO2，保證無氧條件

26、的措施是將瓶口密封。酵母細(xì)胞無氧發(fā)酵產(chǎn)生酒精時(shí)需要適宜的條件，如溫度、pH以及底物葡萄糖等。 8．下圖1表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作，圖2是利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵的示意圖，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) 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 B．圖1中X溶液為CaCl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠 C．圖2發(fā)酵過程中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸 D．圖1中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中 解析：選A　在該實(shí)驗(yàn)中，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細(xì)胞，否則高溫會(huì)導(dǎo)致酵母細(xì)胞死亡；實(shí)驗(yàn)中氯化鈣溶液的作用是使海藻酸

27、鈉形成凝膠珠；固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2～3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)液與固定化酵母細(xì)胞充分接觸，有利于發(fā)酵的正常進(jìn)行。 二、非選擇題(共26分) 9．(14分)某一實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，欲通過制備固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖溶液發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料及用具齊全。請回答下列問題： (1)制備固定化酵母細(xì)胞的過程為： ①使干酵母與________混合并攪拌，使酵母菌活化； ②將無水CaCl2溶解在蒸餾水中，配成CaCl2溶液； ③用酒精燈加熱配制海藻酸鈉溶液； ④海藻酸鈉溶液冷卻至常溫再加入已活化的酵母細(xì)胞，充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆颍? ⑤用注射器

28、將______________的混合物緩慢滴入CaCl2溶液中。 (2)該實(shí)驗(yàn)小組用右圖所示的裝置來進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵。a是固定化酵母，b是反應(yīng)柱。 ①從上端漏斗中加入反應(yīng)液的濃度不能過高的原因是____________________________________。 ②要想得到較多的酒精，加入反應(yīng)液后的操作是________活塞1和________活塞2。(填“關(guān)閉”或“打開”) ③為使該實(shí)驗(yàn)中所用到的固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)利用，實(shí)驗(yàn)過程一定要在____________條件下進(jìn)行。 ④裝置中的長導(dǎo)管起的作用是______________________________________

29、__________________________________ ________________。 解析：活化即使干酵母恢復(fù)生活狀態(tài)?？赏ㄟ^加入蒸餾水，使其活化。若溶液濃度過高，酵母細(xì)胞會(huì)發(fā)生滲透失水。酵母細(xì)胞固定化操作應(yīng)在無菌條件下進(jìn)行。 答案：(1)①蒸餾水?、莺Ｔ逅徕c和酵母細(xì)胞 (2)①葡萄糖溶液的濃度過高會(huì)使酵母細(xì)胞因失水過多而死亡?、陉P(guān)閉　關(guān)閉　③無菌?、茚尫臗O2，防止空氣中的雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱 10．(12分)固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來的一種技術(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固定小麥酯

30、酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對其最佳固定條件進(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)，分析回答下列問題： (1)從對溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，由甲圖所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是______________________________________________。 (2)乙圖曲線表明濃度為____________的海藻酸鈉包埋效果最好，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低的原因是_______________________________________________________________________

31、_ ________________________________________________________________________。 (3)固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復(fù)使用________次，之后酶活力明顯下降。 (4)固定小麥酯酶不僅采用海藻酸鈉直接包埋，而且用戊二醛作交聯(lián)劑，這是因?yàn)開_______________________________________________。 解析：(1)從對溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，甲圖反映了固定化酯酶比游離酯酶對溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍較廣。(2)乙圖曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低的原因是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。(3)由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復(fù)使用3次，之后酶活力明顯下降。(4)固定小麥酯酶不僅采用海藻酸鈉直接包埋，而且用戊二醛作交聯(lián)劑，這是因?yàn)槊阜肿雍苄?，很容易從包埋材料中漏出? 答案：(1)固定化酯酶比游離酯酶對溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍較廣　(2)3%　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　(3)3　(4)酶分子很小，很容易從包埋材料中漏出