第三章第二節一、選擇題1．下列關于固定化細胞的說法錯誤的是()A．固定化細胞技術是利用物理或化學方法將細胞固定在一定空間內的技術B．固定化酶技術是固定化細胞技術的基礎C．一般來說，細胞常采用物理吸附法固定化D．包埋法常用的載體有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等解析：細胞個大，但酶分子很小，個大的細胞難以被吸附或結合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出，所以酶更適合采用化學結合法和物理吸附法固定化，而細胞多采用包埋法固定化。答案：C2．下列有關固定化技術的敘述，正確的是()A．固定化酶只是在細胞內才能發揮作用B．固定化酶能提高酶的利用率C．酶的固定是酶分離純化的常用方法D．固定化酶的固定化方式就是吸附在固體表面上解析：酶在條件適宜時，既可在細胞內起作用，也可在細胞外起作用，制成的固定化酶，更是主要在細胞外發揮作用，制作固定化酶的方法有吸附在固體表面，將酶相互連接起來，將酶包埋在細微的網格里等；制成固定化酶的步驟包括酶的生產、提取、酶的分離純化、酶的固定化，即酶分離純化是酶的固定化的前提條件；固定化酶能重復利用，從而提高了酶的利用率。答案：B3．關于配制海藻酸鈉溶液的措施正確的是()A．用酒精燈加熱，加熱中不能攪拌B．由于海藻酸鈉溶解速度快，所以不用加熱C．海藻酸鈉在水中溶解的速度慢，需用酒精噴燈加熱D．采用小火或間斷加熱，促進溶解解析：配制海藻酸鈉溶液實驗中，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，采用小火或間斷加熱，促進溶解。答案：D4．有關制備固定化酵母細胞的敘述錯誤的是()A．溶解海藻酸鈉，最好采用持續加熱的方法B．溶化好的海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫才能加入酵母細胞C．如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞數目少D．制備凝膠珠時要緩慢地將注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中解析：在制備固定化酵母細胞的過程中，溶解海藻酸鈉時，采用小火或間斷加熱，避免海藻酸鈉焦糊，影響實驗效果；溶化好的海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫才能加入酵母細胞，避免溫度過高殺死酵母細胞；制成的凝膠珠，如果海藻酸鈉濃度過低，則形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞數目少；制備凝膠珠時要緩慢地將注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，目的是使凝膠珠形成穩定的結構。答案：A5．下列關于酶和細胞的固定化研究及應用的敘述，正確的是()A．用海藻酸鈉固定酵母細胞的方法屬于物理吸附法B．用化學結合法固定化酶不會對其活性產生影響C．固定化酶和固定化細胞催化反應的底物都可以是大分子D．固定化酶和固定化細胞都可反復使用，催化反應的速率會受環境影響解析：用海藻酸鈉固定酵母細胞的方法屬于包埋法；用化學結合法固定化酶是將酶通過化學鍵連接到天然的或合成的高分子載體上，使用偶聯劑通過酶表面的基團將酶交聯起來，因而可能會對其活性產生影響；固定化細胞催化的反應一般是利用細胞內的一系列酶催化一系列的化學反應，這些反應一般在細胞內進行，大分子物質不易進入細胞，因此不適合催化大分子底物；固定化酶和固定化細胞都能與反應物接觸，又能與產物分離，因而可反復使用，但環境因素會影響酶的活性和細胞的生命活動。答案：D6．下列不屬于固定化酶在利用時的特點的是()A．有利于酶與產物分離 B．可以被反復利用C．能自由出入依附的載體 D．一種固定化酶一般情況下不能催化一系列酶促反應解析：固定化酶是將酶固定在一種載體上，因此它不能自由出入依附載體。答案：C7．常用的包埋法固定化細胞，需用到不溶于水的多孔性載體，下列不能當做載體的是()A．瓊脂糖 B．蔗糖C．海藻酸鈉 D．明膠答案：B8．用固定化酵母細胞發酵葡萄糖溶液時，為了能產生酒精，下列措施錯誤的是()A．向瓶內泵入氧氣B．應將裝置放于適宜的條件下進行C．瓶內應富含葡萄糖等底物D．將瓶口密封，效果更好答案：A9．下列有關固定化酶和固定化細胞的說法正確的是()A．某種固定化酶的優勢在于能催化系列生化反應B．固定化細胞技術一次只能固定一種酶C．固定化酶和固定化細胞的共同點是所固定的酶都在細胞外起作用D．固定化酶和固定化細胞都能反復使用，但酶的活性迅速下降答案：C10．使用固定化細胞的優點是()A．可催化大分子物質的水解 B．可催化一系列化學反應C．與反應物易接近 D．有利于酶在細胞外發揮作用解析：固定化細胞與固定化酶相比，操作更容易，對酶活性的影響更小，可以催化一系列的反應，但由于大分子物質難以自由通過細胞膜，因此應用也受到限制。答案：B11．目前，酶已經大規模地應用于各個領域，下列屬于應用中面臨的實際問題的是()A．酶通常對強酸、強堿、高溫非常敏感，但對有機溶劑不敏感B．酶的結構比較穩定，所以催化功能很強C．酶用于生產時可能會混在產物中，影響產品質量D．直接用于生產中的酶可以多次利用答案：C12．酶制劑、固定化酶、固定化細胞已經廣泛應用于各個領域，下列敘述正確的是()A．用于治療消化不良癥的腸溶多酶片含有多種消化酶，但嚼服后會失去療效B．固定化酵母細胞的常用方法是吸附法，這種方法對酵母細胞活性影響最小C．固定化酶的應用中，要控制好pH、溫度、溶解氧和營養條件D．固定化細胞用于生產胞外酶和分泌到胞外的產物答案：A13．在一個普通的錐形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如下圖所示，在有關坐標圖中不正確的是()答案：B14．目前，酶已經大規模地應用于各個領域，下列屬于酶應用中面臨的實際問題的是()A．酶對有機溶劑不敏感，但對高溫、強酸、強堿非常敏感B．加酶洗衣粉因為額外添加了酶制劑，比普通洗衣粉更易污染環境C．固定化酶可以反復利用，但在固定時可能會造成酶的損傷而影響活性D．酶的催化功能很強，但需給以適當的營養物質才能較長時間維持其作用答案：C15．制備固定化酵母細胞的過程中錯誤的是()A．取干酵母，加入蒸餾水，使其活化B．配制海藻酸鈉時，加熱用大火，直到海藻酸鈉溶化為止C．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胞D．將凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右解析：該題考查了制備固定化酵母細胞過程中應注意的問題。酵母細胞的活化需要用蒸餾水，而不是自來水；配制海藻酸鈉溶液時要小火間斷加熱；將溶化后的海藻酸鈉與酵母細胞混合之前必須先冷卻至室溫；CaCl2的作用是促進膠體聚沉，但凝膠珠形成后需要浸泡30min。答案：B二、非選擇題16．下面是制備固定化酵母細胞的實驗步驟，請回答：酵母細胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母細胞。(1)在________狀態下，微生物處于休眠狀態。活化就是讓處于休眠狀態的微生物重新恢復________狀態?；罨皯x擇足夠大的容器，因為酵母細胞活化時________。(2)影響實驗成敗的關鍵步驟是________________________________。(3)如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞數目________。(4)觀察形成的凝膠珠的顏色和形狀，如果顏色過淺，說明________________；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明________________________。(5)固定化細胞技術一般采用包埋法固定化，原因是__________________。(6)該實驗中CaCl2溶液的作用是________________________________。解析：干酵母在無水狀態時休眠，條件一旦適宜，其活性馬上恢復。用包埋法固定化酵母菌的關鍵是海藻酸鈉的配制。海藻酸鈉濃度的高低直接影響酵母細胞固定化的質量，其中CaCl2起到了使膠體聚沉、凝膠珠的結構穩定的作用。答案：(1)缺水正常的生活體積會增大(2)配制海藻酸鈉溶液(3)少(4)固定化酵母細胞數目較少海藻酸鈉濃度偏高，制作失敗(5)細胞個體大，不易從包埋材料中漏出(6)使膠體聚沉17．下面是利用固定化酵母細胞發酵生產啤酒的實驗過程：步驟①：酵母細胞的活化。稱取1g干酵母置于50mL燒杯中，加10mL蒸餾水，攪拌，靜置1步驟②：配制物質的量濃度為0．05mol/L的氯化鈣(CaCl2)溶液。步驟③：配制海藻酸鈉溶液。稱取0．7g海藻酸鈉置于50mL燒杯中，加10mL蒸餾水，由于海藻酸鈉在水中溶解速度很慢，所以50mL的燒杯要放在酒精燈上用旺火持續加熱，步驟④：________________________________。步驟⑤：固定化酵母細胞。以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的氯化鈣(CaCl2)溶液中形成凝膠珠，讓凝膠珠在氯化鈣(CaCl2)溶液中浸泡30min。步驟⑥：固定化酵母細胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2～3次。步驟⑦：將適量的凝膠珠放入500mL錐形瓶中，加300mL已消毒的麥芽汁，封口于25℃仔細閱讀上述過程，回答下列問題：(1)步驟④的正確操作是：________________________________________。(2)找出上述步驟中的一處錯誤并改正________________________________。(3)步驟⑥用蒸餾水沖洗2～3次的目的是________________________________。(4)發酵產物酒精可用重鉻酸鉀進行檢驗，但需在________性條件下才呈現灰綠色。答案：(1)在冷卻至常溫的海藻酸鈉溶液中加入活化的酵母細胞，充分混合后轉入注射器(2)步驟③中，燒杯應小火或間斷加熱(3)洗去雜質(氯化鈣)和雜菌，防止污染(4)酸18．某一實驗小組的同學，欲通過制備固定化酵母細胞進行葡萄糖溶液發酵實驗，實驗材料及用具齊全。(1)酵母細胞的固定常用的方法是________。(2)該實驗小組的同學制備固定化酵母細胞的過程為：①使干酵母與蒸餾水混合并攪拌，使酵母菌活化；②將無水CaCl2溶解在蒸餾水中，配成CaCl2溶液；③用酒精燈大火連續加熱配制海藻酸鈉溶液；④向剛溶化好的海藻酸鈉溶液中加入已活化的酵母細胞，充分攪拌并混合均勻；⑤將與酵母混勻的海藻酸鈉液滴加到CaCl2溶液中，觀察凝膠珠形成。請你改正其中錯誤的操作：________________________________________________________________________________________________。(3)該實驗小組用如圖所示的裝置來進行葡萄糖發酵①圖小a為________；b是反應柱。②從上端漏斗中加入反應液的濃度不能過高的原因是：__________________。③為使該實驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復運用，實驗過程一定要在____________條件下進行。④加入反應液后的操作是關閉活塞1和活塞2。⑤裝置的長導管起到什么作用？_______________________________________________________________________。答案：(1)包埋法(2)⑤海藻酸鈉溶解應用小火或間斷加熱；海藻酸鈉溶液冷卻至常溫再加入酵母細胞(3)①固定化酵母②濃度過高酵母細胞因失水過多而死亡③無菌⑤釋放CO2并防止空氣進入反應柱19．如圖所示有探究性實驗裝置甲、乙、丙、丁、戊飽和葡萄糖溶液，5個裝置中分別加2個凝膠珠，每個裝置分別置于0℃、15℃、25℃、35℃、45℃、55℃溫度下。實驗開始時，(1)實驗的目的是________________________，自變量是__________。(2)瓶中氫氧化鈉的作用是______________________，小液滴移動的距離表示________________________。(3)實踐上如果通過固定化醋酸菌生產醋酸，那么制備的凝膠珠大小與固定化酵母菌生產酒精相比應該注意什么問題？為什么？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)如果制備固定化醋酸菌細胞實驗中，海藻酸鈉濃度過低，請在坐標系中畫出實驗開始10分鐘后的曲