專題10酵母細胞的固定化

知識梳理

1.利用固定化酶技術生產高果糖漿的實例

（1）高果糖漿的生產需要葡萄糖異構醐。

（2）葡萄糖異構酶的優點：穩定性好、可以持續發揮作用。

（3）在生產中直接使用酶的缺點：無法回收，造成浪費。

2.固定化酶的反應

如圖為固定化酶的反應柱示意圖

使用固定化酶技術，將這種酶（葡萄糖異構酶）固定在一種顆粒狀的載體上，再將這些酶顆粒裝到一個

反應柱內，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，而反應溶液卻可以自

由出入。生產過程中，將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應柱，與固定化葡萄糖

異構酶接觸，轉化成果糖，從反應柱的下端流出。反應柱能連續使用半年，大大降低了生產成本，提高

了果糖的產量和質量。

3.固定化細胞技術

（1）概念

講解固定化細胞技術概念：利用物理或化學方法將細胞固定在一定空間的技術。細胞中含有一系

列酶，在細胞正常生命活動的過程中，通過代謝產生所需要的代謝產物。

（2）將酶或細胞固定化的方法

①包埋法：將酶（或細胞）包埋在細微網格里。

②化學結合法：將酶（或細胞）相互連接起來。

③吸附法：將酶（或細胞）吸附在載體表面上。

4.固定化酶和固定化細胞的聯系與區別

（1）聯系：應用相同，都能催化某些反應。

（2）區別

①固定化細胞技術操作容易，成本低，容易回收;

②固定化細胞技術對酶活性影響更小：

③固定化細胞固定的是一系列酶；

由于大分子難以通過細胞膜，固定化細胞的應用有一定的限制。

（3）固定化酶和固定化細胞常用的載體材料

固定化酶和固定化細胞常用的載體材料有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等，

其共同的特點是不溶于水的多孔性載體。

5.制備固定化酵母細胞

（1）酵母細胞的活化

活化：讓處于休眠狀態的微生物重新恢復正常的生活狀態。

本質：加快新陳代謝；方法：加入適量的水。

步驟：取1g干酵母，放入50mL的小燒杯中，加入蒸饋水10mL,用玻璃棒攪拌，使酵母細胞混

合均勻，成糊狀，放置lh左右使其活化。

（2）配制物質的量濃度為0.05mol/L的CaCb溶液

稱取無水CaCl20.83g,放入200mL的燒杯中，加入150mL的蒸播水，使其充分溶解，待用。

（3）配制海藻酸鈉溶液

稱取0.7g海藻酸鈉，放入50mL小燒杯中。加入10mL水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，將海

藻酸鈉調成糊狀，直至完全溶化，用蒸儲水定容至10mL,注意，加熱時要用小火，或者間斷加熱，

反復幾次，直到海藻酸鈉溶化為止。

（4）海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合

將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的醉母細胞，進行充分攪拌，使其混合均勻，

再轉移至注射器中。

（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CaCL溶液中，觀察液滴在CaCL溶液中形

成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在CaCL溶液中浸泡30min左右。

實戰演練

一、選擇題

1.下列關于酵母細胞固定化的敘述，正確的是（）

A.剛溶化好的海藻酸鈉溶液要及時與已活化的酵母細胞混勻

B.酵母細胞一般采用包埋法

C.制備海藻酸鈉溶液時，開始用大火加熱，然后用小火加熱

D.固定化酵母細胞過程中NaCl溶液的作用是使膠體聚沉，形成穩定的凝膠珠

【答案】B

【分析】

固定化細胞的實驗流程為：

（I）酵母細胞的活化。

（2）配置氯化鈣溶液：要用蒸儲水配置。

（3）配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會發生焦糊。

（4）海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進入氣泡。

（5）制備固定化酵母細胞：高度適宜，并勻速滴入。

【詳解】

A、剛溶化好的海藻酸鈉溶液需要冷卻后才能加入已經活化的酵母細胞，防止高溫殺死酵母細胞，A錯誤;

B、酵母細胞因為體積大不容易被吸附，因此一般包埋法進行固定，B正確；

C、配制海藻酸鈉溶液時要用小火或間斷加熱，防止海藻酸鈉焦糊，C錯誤；

D、固定化酵母細胞過程中CaCh溶液的作用是使膠體聚沉，形成穩定的凝膠珠，D錯誤。

故選B。

2.下列關于“酵母細胞的固定化技術”實驗的敘述正確的是（）

A.活化酵母時，將適量干酵母與自來水混合并攪拌成糊狀

B.配制CaCL溶液時，需要小火或間斷加熱，反復幾次

C.將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗，目的是洗去CaCL和雜菌

D.尿糖試紙含有固定化的葡萄糖醐和過氧化氫酶，可以反復使用

【答案】C

【分析】

1、固定化技術包括包埋法、物理吸附法和化學結合法（交聯法）；由于細胞相對于酶來說更大，難以被吸

附或結合，因此多采用包埋法；固定化細胞在多步醐促反應中發揮連續催化作用，但如果反應底物是大分

子物質，則難以自由通過細胞膜，從而限制固定化細胞的催化反應；由于酶小，容易從包埋的材料中漏出，

采用物理吸附法和化學結合法，固定化酶的優點既能與反應物接觸，又能與產物分離；可以反復利用。

2、固定化細胞制作過程中的注意事項：

（1）配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會發生焦糊。

（2）海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進入氣泡。

（3）制備固定化酵母細胞：高度適宜，并勻速滴入。

（4）剛溶化的海藻酸鈉應冷卻后再與酵母菌混合，否則溫度過高會導致酵母菌死亡。

【詳解】

A、活化酵母時，將適量干酵母與蒸儲水混合并攪拌成糊狀，防止自來水中各種離子影響實驗結果，A錯誤；

B、配制海藻酸鈉溶液時，需要邊小火加熱邊攪拌，B錯誤：

C、固定化酵母細胞時，將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗，目的是洗去CaCL和表面的雜菌，C正確；

D、尿糖試紙由于使用后不能將反應物和酶分開，而不能再次使用，D錯誤。

故選Co

3.下列有關固定化酶和固定化細胞的說法，錯誤的是（）

A.固定化細胞技術可以催化一系列反應

B.固定化酶技術一次只能固定一種酶

C.固定化酶和固定化細胞都既能與反應物接觸，又能與產物分離

D.尿糖試紙含有固定化的葡萄糖酶和過氧化氫酶，可以反復使用

【答案】D

【分析】

固定化酶實質上是將相應酶固定在不溶于水的載體上，實現酶的反復利用，并提高酶穩定性，酶的各項特

性（如高效性、專一性和作用條件的溫和性）依然保持，而固定化細胞技術固定的是一系列酶，所以在多

步連續催化反應方面固定化細胞技術優勢明顯。

【詳解】

A、細胞內有很多酶，固定化細胞可以催化一系列酶促反應，A正確；

B、固定化酶技術一次只能固定?種酶，B正確；

C、固定化酶和固定化細胞的優點是既能與反應物接觸，又能與產物分離，C正確：

D、試紙法檢測尿糖的原理是利用試紙上的葡萄糖氧化酶將葡萄糖分解成葡萄糖酸和過氧化氫，過氧化氫又

與試紙上的苯酚等無色物質反應形成紅色物質，將其與標準比色卡比對，即可知道尿樣中葡萄糖的含量，

因此尿糖試紙不能反復使用，D錯誤。

故選D。

4.下列關于使用固定化酶技術生產高果糖漿的說法，正確的是（）

A.利用固定化酶與直接利用酶相比體現出既能與反應物充分接觸，又能與產物分離的優勢

B.從固定化酶反應柱下端流出的只有果糖

C.高果糖漿的生產需要使用果糖異構酶

D.在反應柱內的頂端裝上分布著許多小孔的篩板，防止異物的進入

【答案】A

【分析】

固定化酶的反應實例-生產高果糖漿

（1）葡萄糖異構隨的固定：將葡萄糖異構酶固定在顆粒狀載體上，裝入反應柱中。

（2）高果糖漿的生產操作：從反應柱上端注入葡萄糖溶液，從下端流出果糖溶液，一個反應拄可連續使用

半年。

【詳解】

A.利用固定化酶與直接利用酶相比體現出既能與反應物充分撥觸，又能與產物分離的優勢，A正確；

B.從固定化酷反應柱下端流出的除了有果糖外，還有葡萄糖，B錯誤；

C.高果糖漿的生產需要使用葡萄糖異構酶，C錯誤；

D.在反應柱內的底端裝上分布著許多小孔的篩板，防止固定化酶漏出，D錯誤。

故選A,

5.下列關于的敘述錯誤的是（）

A.胭酶是一種蛋白質，能將尿素分解成NH3和CO2

B.含酶牙膏可以分解細菌，使牙齒亮潔、門氣清新

C.多酶片含多種消化酶，有助于在胃中充分消化食物

D.果膠酶能分解果肉細胞些的果膠，提高出汁產量

【答案】C

【分析】

酶是有機催化劑，在體內和體外均可發揮作用，酶具有專一性和高效性。

【詳解】

A、胭酶是一種蛋白質，能夠催化尿素分解成氨和二氧化碳，A正確；

B、含有酶的牙膏中具有一些能夠分解細菌細胞壁的酶，從而分解細菌，使牙齒潔亮，口氣清新，B正確;

C、多酶片含有多種消化酶，有助于消化道對食物的消化吸收，但胃只能消化蛋白質，并不能充分消化食物，

充分消化食物的地方是小腸，C錯誤；

D、果膠酶能夠分解果肉細胞壁中的果膠，提高果汁產量，也能夠使溶液澄清等，D正確。

故選C。

6.酶的固定化是20世紀60年代迅速發展起來的一種技術?？蒲腥藛T用雙重固定法，即采用戊二醛作為

交聯劑，海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶，以研究固定化酶的相關性質和最佳固定條件。如圖甲、乙、

丙為部分研究結果（注：酶活力為固定化酶催化化學反應的總效率,包括酶活性和酶的數量）。下列有關敘

述中，不正確的是（）

A.由甲圖可知，固定化酶比游離酶對溫度變化適應性更強

B.由乙圖可知，濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果較好

C.由丙圖可知，固定化酶一般可重復使用3次左右，之后若繼續使用則酶活力明顯下降

D.酶活性的大小可用產物的生成量來表示

【答案】D

【分析】

分析甲圖，隨著溫度的升高固定化酶和游離酶的活力均先升高后下降，游離酶的酶活力比固定化酶變化明

顯；分析乙圖，隨著海藻酸鈉濃度的增加，固定化酶的活力先增加后下降，當海藻酸鈉濃度為3%時酶的活

力最高；分析丙圖，固定化酶的活力隨使用次數的增多而下降，且在使用3次以后酶活力顯著下降。

【詳解】

A、由甲圖可知，當溫度變化時，游離酶的酶活力比固定化酶變化明顯，說明固定化酶比游離酶對溫度變化

適應性更強，A正確；

B、由乙圖可知，濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，此時的酶活力最高，B正確；

C、由丙圖可知，固定化酶的活力隨使用次數的增多而下降，且在使用3次以后，若繼續使用則酶活力顯著

下降，C正確；

D、酶活性是指酶催化相關化學反應的能力，可以用單位時間內產物的增加量或反應物的減少量表示，D錯

誤。

故選D。

7.下列關于固定化酶和固定化細胞的敘述，錯誤的是（）

A.固定化細胞技術在多步連續催化反應方面優勢明顯

B.應用固定化細胞時，要控制好pH、溫度和溶解氧等條件

C.利用固定化酶降解水體中有機磷農藥，需提供適宜的營養條件

D.利用固定化酶生產高果糖漿，葡萄糖的作用只是作為反應底物

【答案】C

【分析】

固定化酣、固定化細胞的比較：

固定化酶固定化細胞

酶的種類一種一系列能

制作方法吸附法、交聯法、包埋法吸附法、包埋法

是否需要營養

否是

物質

反應物不易與酶接近，尤其是大分子物質，

缺點不利于催化一系列的酶促反應

反應效率下降

①既能與反應物接觸，又能與產物分離②

優點成本低，操作容易

可以反復利用

【詳解】

A、固定化細胞技術固定的是一系列酶，所以在多步連續催化反應方面優勢明顯，A正確：B、固定化細胞

的應用中，要利用細胞以及細胞中的酶，因此需要控制pH、溫度和溶解氧，B正確；

C、利用固定化酶降解水體中的有機磷農藥，是酶促反應，沒有生物參與，所以不需提供營養條件，需要提

供酶起作用的適宜條件，C錯誤；

D、利用固定化酶生產高果糖漿，葡萄糖轉化為果糖，葡萄糖的作用只是作為反應底物，D正確。

故選Co

8.目前沒有一種固定化技術能普遍適用于所有的酶，理由是（）

A.有的酶能降低反應的活化能，有的酶能升高反應的活化能

B.有的酶有專一性，有的酶沒有專一性

C.不同的酶分子結構不同

D.有的酶有高效性，有的酶沒有高效性

【答案】c

【分析】

所有的酶都有降低化學反應活化能的作用，也都有專一性和高效性。

【詳解】

不同的酶分子結構不同，說明不同的酶理化性質有所不同，對理化因素的耐受程度不同，所以對不同的酶

固定時應選擇不同的方法和途徑。

故選C。

9.固定化細胞對酶的活性影響最小，根本原因是（）

A.避免了細胞破碎、酶的提取純化過程

B.固定化細胞在多種酶促反應中連續發揮作用

C.催化反應結束后，能被吸收和重復利用

D.細胞結構保證了各種酶在化學反應中有效地發揮作用

【答案】D

【分析】

固定化細胞既能避免復雜的細胞破碎、酶的提取和純化過程，又能使酶的活性和穩定性得到較大提高。固

定化細胞可以作為固體催化劑在多步酶促反應中發揮連續催化作用，同時，催化反應結束后又能被回收和

重復利用。缺點是反應物不宜與酶接近，尤其是大分子物質，反應效率下降。

【詳解】

固定化細胞對酶的活性影響最小，其根本原因是肺在細胞內受到保護作用，受外界影響較小，維持相關酶

的活性，保證了各種酶在細胞內的化學反應中有效地發揮作用，D正確。

故選D。

10.為了使牛仔褲呈現“穿舊”效果，在工業洗衣機中用酶洗代替傳統的浮石擦洗，是目前重要的生產手段（工

藝流程見如圖）。下列敘述中錯誤的是（）

牛仔布仿

舊的部分

A.纖維素酶在仿舊中的作用機理與其在洗衣粉中去污的機理相似

B.在上述工藝中，為重復使用纖維素酶，可選用化學結合或物理吸附法固定

C.在上述工藝中，通過調節溫度、酸堿度、處理時間可控制仿舊顏色的深淺

D.纖維素酶催化葡萄糖殘基間磷酸二酯鍵的水解分解纖維素

【答案】D

【分析】

1.纖維素的單體是葡萄糖，纖維素酶能夠將纖維素分解為葡萄糖。纖維素酶是一種復合酶，包括Ci酶、Cx

酶和葡萄糖甘酶。纖維素分解菌可以用剛果紅染液進行鑒別，能夠產生透明圈的菌落就是纖維素分解菌。

2.固定化酶和固定化細胞技術是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術，包括包埋法、化

學結合法和物理吸附法。-一般來說，酶更合適采用化學結合和物理吸附法固定化，而細胞多采用包埋法固

定化。這是因為細胞體積大，而酶分子??；體積大的細胞難以被吸附或結合，而體積小的酶容易從包埋材

料中漏出。

【詳解】

A、纖維素酶在仿舊中的作用機理是適當分解布料中的纖維素成分，洗衣粉中添加纖維素酶的作用機理是適

當分解布料中的纖維素成分使織物膨松有利于去污，二者作用機理相似，A正確；

B、由于纖維素酶較小，不能用包埋法固定化酶，通常用化學結合或物理吸附法固定，B正確；

C、改變溫度、酸堿度和處理時間會影響酶作用的結果，會影響催化反應速率，進而可控制仿舊顏色的深淺，

C正確；

D、纖維素酶是一種復合酶，一般認為它至少包括三種酷，即C1醐、Cx酶和葡萄糖昔酶，可將纖維素分解

為葡萄糖，而磷酸二酯鍵是連接核甘酸之間的鍵位，纖維素醐不會催化磷酸二酯鍵的斷裂，D錯誤。

故選D。

11.在a-淀粉酶固定化過程中，的活性受多種因素影響。下列對固定化酶活性尊尊影響的是（）

A.固定化的方法B.固定化所用的介質

C.流出液的檢測方法D.固定化酶的使用次數

【答案】C

【分析】

固定化酶和固定化細胞技術是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術，包括包埋法、化

學結合法和物理吸附法。固定化細胞多采用包埋法、物理吸附法，如用海藻酸鈉進行包埋。固定化酶固定

的是一種具體的酶，不能催化一系列化學反應；與直接使用酶相比，固定化酶使酶既能與反應物接觸，乂

能與產物分離，還可以被反復利用。一般來說，酸更合適采用化學結合和物理吸附法固定化，而細胞多采

用包埋法固定化。這是因為細胞體積大，而酶分子??；體積大的細胞難以被吸附或結合，而體積小的酶容

易從包埋材料中漏出。

【詳解】

A、固定化的方法包括包埋法、化學結合法和物理吸附法，有些固定化的方法會影響固定化酶的活性，如化

學結合法可能影響酶的活性部位而影響反應效果，A不符合題意；

B、固定化所用的介質會影響固定化前的活性，用于固定化酶的介質應該用非水溶性的，否則會影響固定化

酶的活性，B不符合題意；

C、流出液的檢測方法不會影響固定化酶的活性，因為產物與固定化酶已經分離，C符合題意；

D、固定化酶可以反復使用，但每次使用時都會與反應物產生某些反應，從而導致酶的結構發生改變，影響

酶的活性，固定化酶反復使用，酶活力會下降，D不符合題意；

故選C。

12.關于固定化酵母細胞制備過程的敘述，正確的是（）

A.固定化細胞對酶活性影響小，但操作復雜

B.將酵母細胞均勻包埋在不溶于水的多孔性載體中

C.為使酵母菌活化，應讓干酵母與自來水混合并攪

D.剛形成的凝膠珠應在蒸儲水中浸泡一段時間，以便固定化

【答案】B

【分析】

固定化細胞制作過程中的注意事項：（1）配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海

藻酸鈉會發生焦糊。（2）海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進入氣泡。（3）

制備固定化酵母細胞：高度適宜，并勻速滴入。（4）剛溶化的海藻酸鈉應冷卻后再與酵母菌混合，否則溫

度過高會導致酵母菌死。

【詳解】

A、固定化酶和固定化細胞都是以酶的應用為目的，其制備方法，操作過程也基本相同。固定化活細胞的制備

條件比固定化醐更要溫和，對?酶的活性影響更小，A錯誤；

B、細胞體積大，難以被吸附或結合，所以酵母細胞常用包埋法固定細胞，包埋的材料常用不溶于水的多孔

性載體，B正確；

C、酵母菌活化時，應讓干酵母與蒸儲水混合并攪拌，C錯誤；

D、剛形成的凝膠珠應在CaCb溶液中浸泡一段時間，以便固定化，D錯誤。

故選B。

13.下列有關利用固定化酶技術生產高果糖漿的說法，正確的是（）

A.利用的原理是葡萄糖異構酶能將葡萄糖轉化成果糖

B.從固定化酶反應柱下端流出的只有果糖

C.在反應柱內的頂端分布著許多小孔的篩板，防止異物進入

D.用固定化葡萄糖異構酶生產高果糖漿大大降低了生產成本，對產品的產量和質量沒有影響

【答案】A

【分析】

固定化酶的反應實例-生產高果糖漿（1）葡萄糖異構酶的固定：將葡萄糖異構酶固定在顆粒狀載體上，裝

入反應柱中。（2）高果糖漿的生產操作：（如圖）從反應柱上端注入葡萄糖溶液，從下端流出果糖溶液，一

個反應拄可連續使用半年。

【詳解】

A、葡萄糖異構酶能將葡萄糖轉化成果糖，A正確：

B、從固定化酶反應柱下端流出的除了有果糖外，還有葡萄糖，B錯誤；

C、在反應柱內的底端裝上分布著許多小孔的篩板，防止固定化酶漏出，C錯誤；

D、用固定化葡萄糖異構能生產高果糖漿，反應柱能連續使用半年，大大降低了生產成本，提高了果糖的產

量和質量，D錯誤。

故選A。

14.下列有關固定化酶和固定化細胞的敘述，正確的是（）

A.某種固定化酶的優勢在于能催化一系列生化反應

B.固定化酵母細胞制作果酒時，要不斷地通入空氣

C.工業生產中，細胞的固定化是在嚴格無菌條件下進行

D.若底物是大分子，固定化細胞的效果優于固定化前的

【答案】C

【分析】

1、酵母細胞的固定多采用包埋法；用干酵母和海藻酸鈉制備同定化酵母細胞的步驟為酵母細胞的活化一配

制（物質的量濃度為0.05mol/L的）CaCL溶一配制海藻酸鈉溶液-海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合一固定化

酵母細胞。

2、直接使用酶、固定化酶、固定化細胞的比較

直接使用酶固定化酶固定化細胞

酶的種

一種或幾種一種一系列酶

類

明膠、瓊脂糖、海藻酸

常用我高嶺土、皂土、硅膠、

無鈉、醋酸纖維素、聚丙

體凝膠

烯酰胺

制作方化學結合固定化、物理

無包埋法固定化

法吸附固定化

是否需

要營養否否是

物質

催化反

單一或多種單一一系列

應

反應底各種物質（大分子、小

各種物質（大分子、小分子）小分子物質

物分子）

①對環境條件非常敏感，易反應物不易與酶接近，

不利于催化一系列的酶

缺點失活②難回收，成本高，影尤其是大分子物質，反

促反應

響產品質量應效率下降

①既能與反應物接觸，

催化效率高、耗能低、低污

優點又能與產物分離②可以成本低、操作容易

染

反復利用

【詳解】

A、固定化酶一次只能固定一種酶，因此只能催化一種化學反應，而固定化細胞的優勢在于能催化?系列生

化反應，A錯誤；

B、固定化酵母細胞制作果酒時，要控制無氧環境，B錯誤；

C、工業生產中，細胞的固定化是在嚴格無菌條件下進行，C正確；

D、若發酵底物是大分子，由于大分子物質不易進入細胞，因此固定化酶優于固定化細胞，D錯誤。

故選Co

15.有關固定化酵母細胞制備步驟不恰當的是（）

A.應使干酵母與水混合并攪拌，以利于酵母菌活化

B.配制海藻酸鈉溶液時要用小火間斷加熱方法

C.將與酵母混勻的海藻酸鈉液注入CaCb溶液中，會觀察到CaCb溶液有凝膠珠形成

D.向剛溶化好的海藻酸鈉溶液加入己活化的酵母細胞，充分攪拌并混合均勻

【答案】D

【分析】

本題主要考查固定化細胞的相關知識點，回憶制作過程中的注意事項，綜合解答問題：（1）配制海藻酸鈉

溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會發生焦糊。（2）海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合：

冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進入氣泡。（3）制備固定化酵母細胞：高度適宜，并勻速滴入。（4）

剛溶化的海藻酸鈉應冷卻后再與酵母菌混合，否則溫度過高會導致酵母菌死亡。

【詳解】

A、酵母菌活化時可將干酵母與水混合并攪拌，A正確；

B、配制海藻酸鈉溶液時要用小火間斷加熱的方法，否則海藻酸鈉會發生焦糊，B正確；

C、與酵母混勻的海藻酸鈉液注入CaCL溶液中，會觀察到有凝膠珠形成，C正確；

D、剛溶化的海藻酸鈉應冷卻后再與酵母菌混合，否則溫度過高會導致酵母菌死亡，D錯誤。

故選3

16.小球藻可用于污水凈化，其繁殖能力（生長量）在一定程度上可以反映小球藻細胞消耗N、P等的能力。

科研人員比較游離小球藻和用海藻酸鈉固定化后的小球藻在含N、P等的污水中的生長量變化，結果如圖所

示。下列相關敘述錯誤的是（）

O48121620242832

時間/d

A.本研究中固定化小球藻常用的方法是包埋法

B.海藻酸鈉濃度偏低，則固定的小球藻數量偏少

C.固定化小球藻可被重復使用，且可避免水體二次污染

D.結果表明固定化小球藻的生長期較短，生長速率低

【答案】D

【分析】

分析題圖：隨時間延長，兩種類型的小球藻均在一定范圍內隨時間延長而生長量增加，超過一定范圍后，

游離型的生長量下降，且游離小球藻生長周期比固定化小球藻短。

【詳解】

A、小球藻為單細胞生物，故固定化小球藻常用的方法為包埋法，A正確；

B、海藻酸鈉溶液固定細胞時濃度應適宜，正常的凝膠珠為淡黃色，若凝膠珠呈白色說明海藻酸鈉的濃度偏

低，固定的細胞數目過少，B正確；

C、固定化技術的優點之一是可以反復利用，故固定化小球藻可以反復使用，而且有利于回收防止造成二次

污染，C正確；

D、與游離組相比，一定時間內，相同時間時，固定化小球藻生長量更低，到達最大生長量所需時間更長,

因此固定化小球藻生長速率變低、生長期延長，D錯誤。

故選D。

17.固定化細胞對醐的活性影響最小，根本原因是（）

A.省略了酶的提取純化過程，避免了細胞破碎

B.固定化細胞在多種酶促反應中連續發揮作用

C.酶促反應結束后，能被吸收和重復利用

D.細胞結構保證了各種酶的細胞內環境，化學反應中能更好地發揮作用

【答案】D

【分析】

固定化細胞既能避免復雜的細胞破碎、酶的提取和純化過程，又能使酶的活性和穩定性得到較大提高。固

定化細胞可以作為固體催化劑在多步酶促反應中發揮連續催化作用，同時，催化反應結束后乂能被回收和

重復利用。缺點是反應物不宜與酶接近，尤其是大分子物質，反應效率下降。

【詳解】

固定化細胞對能的活性影響最小，其根本原因是酶在細胞內受到保護作用，受外界影響較小，維持相關酶

的活性，保證了各種酶在細胞內的化學反應中有效地發揮作用，D正確。

故選D。

18.下列關于酵母細胞固定化實驗的敘述，正確的是（）

A.包埋酵母細胞的凝膠珠為淡黃色半透明狀，并具有一定的彈性

B.進行包埋時，用于懸浮細胞的CaCL溶液濃度要適宜

C.注射器出口應盡量貼近液面以保證凝膠珠成為球狀

D.用溫水使海藻酸鈉迅速溶解，待其冷卻到室溫后用于包埋細胞

【答案】A

【分析】

固定化細胞制作過程中的注意事項：

（1）酵母細胞的活化。

（2）配置氯化鈣溶液：要用蒸儲水配置。

（3）配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會發生焦糊。

（4）海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進入氣泡。

（5）制備固定化酵母細胞：高度適宜，并勻速滴入。

（6）剛溶化的海藻酸鈉應冷卻后再與酵母菌混合，否則溫度過高會導致酵母菌死亡。

【詳解】

A、包埋酵母細胞的凝膠珠為淡黃色半透明狀，并具有一定的彈性，這樣包埋的酵母細胞數量適宜，A正確。

B、進行包埋時，CaCb溶液濃度要適宜，用于凝膠柱的聚沉，B錯誤；

C、注射器（或滴管）出口應盡量離液面一段距離，以保證凝膠珠成為球狀，C錯誤；

D、用小火間斷加熱使海藻酸鈉迅速溶解，待其冷卻到室溫后用于包埋細胞，D錯誤；

故選A?

19.固定化酶通常不采用包埋法，原因是（）

A.包埋法固定化酶操作最復雜

B.包埋法對酶的活性影響較大

C.酶分子較小，容易從包埋材料中漏出

D.包埋法使用的包埋材料少且價格昂貴

【答案】C

【分析】

固定化酶和固定化細胞技術是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術，包括包埋法、化

學結合法和物理吸附法。固定化細胞多采用包埋法、物理吸附法，如用海藻酸鈉進行包埋。固定化酶固定

的是種具體的酶，不能催化?系列化學反應：與直接使用酶相比，固定化酶使酶既能與反應物接觸，又

能與產物分離，還可以被反復利用。一般來說，酶更合適采用化學結合和物理吸附法固定化，而細胞多采

用包埋法固定化。這是因為細胞體積大，而酶分子??；體積大的細胞難以被吸附或結合，而體積小的酶容

易從包埋材料中漏出。

【詳解】

根據上述分析可知，固定化酶通常不采用包埋法，原因是酶分子較小，容易從包埋材料中漏出，即C正確,

ABD錯誤。

故選C。

20.膨化稻殼可作為a淀粉酶固定化吸附載體。圖為酶濃度對固定效率的影響。下列分析正確的是（）

酶質量濃度（mgnL"）

A.膨化稻殼能固定的酶量有限

B.酶濃度越高，固定效率越高

C.酶濃度越高，酶越容易回收利用

D.酶濃度越高，固定化酶的活性越高

【答案】A

【分析】

1、固定化酶和固定化細胞技術是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術，包括包埋法、

化學結合法和物理吸附法。一般來說，酶更合適采用化學結合和物理吸附法固定化，而細胞多采用包埋法

固定化。這是因為細胞體積大，而醐分子?。惑w積大的細胞難以被吸附或結合，而體積小的酶容易從包埋

材料中漏出。

2、由柱形圖分析可知，隨著酶質量濃度的增加，固定效率隨之下降，由此推測膨化稻殼能固定的酶量是有

限的。

【詳解】

A、隨著酶質量濃度的增加，固定效率逐漸減小，由此推測膨化稻殼能固定的酶量是有限的，A正確：

B、由柱形圖分析可知，隨著酶質量濃度的增加，固定效率下降，這說明酶濃度越高，固定效率越低，B錯

誤；

C、隨著酶質量濃度的增加，固定效率下降，故酶濃度越高，酶越不容易回收利用，C錯誤；

D、酶活力包括酶活性和酶的數量，酶的活力不是由酶的濃度決定，D錯誤。

故選Ao

二、綜合題

21.纖維素是自然界最豐富的可再生資源，纖維素酶與纖維素的利用息息相關。某興趣小組研究了海藻酸

鈉溶液濃度對固定化纖維素酶活性的影響，結果如圖。

120

100

80

60

40

20

ft.aa,、

2468~

海藻酸納的溶液濃度（％）

回答下列問題：

（1）加熱溶化的海藻酸鈉需冷卻才能與纖維素酶混合，原因是。由圖可知，海藻酸鈉溶

液濃度對酶活性的影響是O出現此結果的原因是：海藻酸鈉溶液濃度過低，O

海藻酸鈉溶液濃度過高，凝膠孔徑過小，影響酶與底物結合。

（2）進一步探究纖維素酶的活性，纖維素酶分解纖維素產生還原糖，能與堿性條件下的3,5-二硝基水楊

酸（DNS）生成棕紅色的化合物。在一定范圍內還原糖的量與反應液的顏色強度正相關，與已知濃度的

比較，測定還原糖的生成量，即可測定纖維素酶的活性，該方法為法。

（3）對高產纖維素酶的優質菌種（好氧菌）進行擴大培養時，可將其接種到（填“固體”或“液體”）

培養基中混勻。若將培養基均分為甲、乙兩組，甲組靜置培養，乙組震蕩培養，推測組優質菌種生

長快，理由是。

【答案】避免高溫使酶失活隨海藻酸鈉溶液濃度的升高，酶活性先增大后減?。簼舛葹?.5%時，酶

活性最大凝膠孔徑過大，酶易從包埋材料中漏出標準顯色液比色液體乙振蕩可

提高培養液的溶解氧的量，可使菌體與培養液充分接觸

【分析】

1、纖維素酶是?種復合前，一般認為它至少包括三種組分，即Ci酶、Cx酶和葡萄糖甘酶，前兩種酶使纖

維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。故在用纖維素作為唯一碳源的培養基中，纖維

素分解菌能夠很好地生長，其他微生物則不能生長。

2、固定化酶和固定化細胞技術是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術，包括包埋法、

化學結合法和物理吸附法。固定化細胞多采用包埋法、物理吸附法，如用海藻酸鈉進行包埋。固定化酶固

定的是一種具體的酶，不能催化一系列化學反應；與直接使用酶相比，固定化酶使酶既能與反應物接觸，

又能與產物分離，還可以被反復利用。一般來說，酶更合適采用化學結合和物理吸附法固定化，而細胞多

采用包埋法固定化。這是因為細胞體積大，而酶分子??；體積大的細胞難以被吸附或結合，而體積小的酶

容易從包埋材料中漏出。

【詳解】

（1）加熱溶化的海藻酸鈉需冷卻才能與纖維素酶混合，原因是高溫會使酶失去活性。由圖可知，隨著海藻

酸鈉溶液濃度的增加，酶的活性呈先上升后下降的趨勢；濃度在3.5%時，酶的活性最大。出現此結果的原

因是：海藻酸鈉溶液濃度過低，凝膠孔徑過大，酶易從包埋材料中漏出，海藻酸鈉溶液濃度過高，凝膠孔

徑過小，影響酶與底物結合。

（2）進一步探究纖維素酶的活性，纖維素酶分解纖維素產生葡萄糖和纖維二糖等還原糖，能與堿性條件下

的3,5-二硝基水楊酸（DNS）生成棕紅色的化合物。在一定范圍內還原糖的量與反應液的顏色強度正相關，

與己知濃度的標準顯示液比較，測定還原糖的生成量，即可測定纖維素酶的活性，該方法為比色法。

（3）液體培養基可以使菌液與培養液中的成分充分接觸，提高利用率，故對高產纖維素酶的優質菌種（好

氧菌）進行擴大培養時，可將其接種到液體培養基中混勻。若將培養基均分為甲、乙兩組，甲組靜置培養，

乙組震蕩培養，由于振蕩可提高培養液的溶解氧的量，可使菌體與培養液充分接觸，推測乙組優質菌種生

長快。

【點睛】

本題考查果膠酶的活性測定和酵母細胞的固定化，意在考查學生的識記能力和圖形分析能力，運用所學知

識綜合分析問題和解決問題的能力.

22.毛巾織物在整理過程中，摩擦作用會使織物表面產生大量絨毛。生物拋光是一種用纖維素酶改善棉織

物表面的整理工藝能使服裝和面料長久保持光鮮、手感更柔軟，不易脫毛。目前市場上的纖維素生物拋光

酶主要有兩大類，即酸性拋光酶和中性拋光酶。請回答下列相關問題

（1）纖維素分解菌可以從的環境中取樣選擇培養。

（2）吸取適量的培養液稀釋涂布到鑒別纖維素分解菌的培養基上，長出菌落后，向培養基中加入剛果紅，

一定時間后倒去剛果紅溶液，加入適宜濃度的溶液，處理后倒掉該溶液，此時培養基上會出現

以纖維素分解菌為中心的，據此可篩選出纖維素分解菌。

（3）在進行毛巾織物拋光處理時，一般用中性拋光酶處理而不采用酸性拋光酶依據上圖（頂破強力直接反

映了針織物在受外力作用變形和破裂時的耐用性指標）分析其原因為。研究人員做

了7組平行實驗探究中性拋光酶處理對毛巾脫毛率的影響，結果如表所示，據此可以得出的實驗結論是

試樣未經拋光酶處理經拋光處理

1洗前/g洗后/g脫毛率（％）洗前/g洗后/g脫毛率（％）

1250.21284.460.70249.41248.950.18

2304.83302.000.93305.92305.220.23

3319.62317.480.67318.11317.180.10

4293.12291.070.70292.67292.300.13

5296.65294.130.85297.73297.190.18

6392.50388.650.98291.85291.850.22

7308.13305.880.73307.04305.980.35

（4）為了降低成本，提高纖維素酶的使用“壽命”，可采用和技術來實現，同時還可

以達到提高產量和質量的目的。

【答案】富含纖維素氯化鈉（或NaCl）透明圈經酸性拋光酶處理的棉纖維的（頂破）強力明

顯低于未經酶處理的棉纖維，而經中性拋光酶處理的棉纖維強力僅略低于未經酶處理的棉纖維中性拋

光酶處理的毛巾織物能明顯降低毛巾織物的脫毛率固定化酶固定化細胞

【分析】

1、纖維素酶是?種復合酶，一般認為它至少包括三種組分，即Ci酶、Cx酶和葡萄糖昔醉，前兩種酶使纖

維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。故在用纖維素作為唯一碳源的培養基中，纖維

素分解菌能夠很好地生長，其他微生物則不能生長。

2、由柱形圖分析可知，經酸性拋光醐處理的棉纖維的頂破強力明顯低于未經酶處理的棉纖維，而經中性拋

光能處理的棉纖維強力略低于未經能處理的棉纖維，所以在進行毛巾織物拋光處理時，一般用中性拋光酶

處理而不采用酸性拋光酶。

3、由表格數據分析可知，中性拋光酶處理的毛巾織物能明顯降低毛巾織物的脫毛率。

【詳解】

（1）一般而言，應從富含目的菌的環境中分離所需菌種，故纖維素分解菌可以從富含纖維素的環境中取樣

選擇培養。

（2）取樣、選擇培養后，吸取適量的培養液稀釋涂布到鑒別纖維素分解菌的培養基上，長出菌落后，向培

養基中加入剛果紅，一定時間后倒去剛果紅溶液，加入適宜濃度的NaCl溶液，處理后倒掉該溶液；由于纖

維素與剛果紅能形成紅色復合物，而纖維素被分解后的產物不能與剛果紅形成紅色復合物，所以培養基上

會出現以纖維素分解菌為中心的透明圈，據此篩選出纖維素分解菌。

（3）由柱形圖分析可知，經酸性拋光酶處理的棉纖維的頂破強力明顯低于未經酶處理的棉纖維，而經中性

拋光酶處理的棉纖維強力略低于未經酶處理的棉纖維，所以在進行毛巾織物拋光處理時，一般用中性拋光

醐處理而不采用酸性拋光酶；由表格數據分析可知，與未經拋光醐處理的試樣比較，中性拋光酶處理的毛

巾織物能明顯降低毛巾織物的脫毛率。

（4）將酶固定在不溶于水的載體上，使酶既能與反應物接觸，又能與產物分離，同時酶還可以被反復利用，

故為了降低成本，提高纖維素酶的使用“壽命”，可采用固定化酶和固定化細胞技術。

【點睛】

本題考查微生物的分離與培養和酶的應用，意在考查學生的識記能力和圖形分析能力，運用所學知識綜合

分析問題和解決問題的能力。準確把握題圖信息并能結合題意分析作答是解題關鍵。

23.生物技術實踐與人們的生產和生活密切相關。請回答下列有關問題。

去污力/%

注射器70

工片海藻酸鈉與酵60

十母細胞混合液50

40

1f30上

00.20.40.60.81.0

X溶液堿性蛋白前含量/%

圖一

圖二

（1）如圖一表示制備固定化酵母細胞的有關操作，圖中的x溶液為,其作用是

__________________________________。實驗中的海藻酸鈉作用是

（2）實驗首先要活化酵母細胞，活化就是讓處于狀態的微生物重新恢復正常的生活狀態。影響

此實驗成敗的關鍵步驟是配制海藻酸鈉溶液，此步的操作應采用,以防止發生焦糊現象。海

藻酸鈉溶液與酵母菌混合時，應將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，才能加入已活化的酵母菌，目的是

防止________o

（3）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，固定的酵母菌細胞數目會偏；

制備固定化酶則不宜用此方法，原因是。

（4）為了探究某加酶洗衣粉中堿性蛋白酶含量與洗滌效果的關系，某同學通過實驗獲得如圖二所示的結果。

由圖可知，加酶洗衣粉中堿性蛋白酶的最適含量是%,本實驗的自變量是。

（5）在腐乳制作過程中毛霉等微生物產生的醐主要是o豆腐塊上生長的毛霉來

自,加鹽腌制時要加鹽，的鹽要鋪厚一些。鹵湯是由酒

及各種香辛料配制而成，其中酒的含量應控制在________左右，香辛料可以調制腐乳的風味，也具有

___________________的作用。

【答案】CaCh溶液使海藻酸鈉發生聚沉，形成凝膠珠作載體包埋酵母細胞休眠小火、間

斷加熱高溫殺死酵母菌少酶分子較小，容易從包埋材料中漏出0.6堿性蛋白酶的含量

蛋白酶和脂肪醐空氣中的毛霉抱子逐層接近瓶口表面12%防腐殺菌

【分析】

1、固定化細胞的相關知識點，制作過程中的注意事項：

（1）配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會發生焦糊。

（2）海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進入氣泡。

（3）制備固定化酵母細胞：高度適宜，并勻速滴入。

（4）剛溶化的海藻酸鈉應冷卻后再與酵母菌混合，否則溫度過高會導致酵母菌死亡。

2、腐乳的制作的原理：

（1）腐乳的發酵在多種微生物的協同作用下進行，其中起主要作用的是毛霉，它是一種絲狀真菌，新陳代

謝類型是異養需氧型。

（2）毛霉等微生物產生的蛋白酶可以將豆腐中的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可以將脂肪水

解成甘油和脂肪酸。

【詳解】

（1）圖一中凝膠珠形成時用的X溶液是CaCb溶液，其作用是使海藻酸鈉發生聚沉，形成凝膠珠。該操作

中需使用海藻酸鈉，其作用是作載體包埋酵母細胞。

（2）活化就是讓處了休眠狀態的微生物重新恢復正常的生活狀態。用海藻酸鈉作載體包埋酵母細胞，溶解

海藻酸鈉時最好采用小火、間斷加熱的方法，以防發生焦糊。

將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，才能加入已活化的酵母菌，目的是防止高溫殺死酵母菌。

（3）若海藻酸鈉濃度過低，會導致包埋的酵母細胞數量少，固定效果大大降低。酶分子較小，容易從包埋

材料中漏出，故制備固定化酶不宜用包埋法。

（4）由圖可知，加酶洗衣粉中堿性蛋白酶的最適含量是0.6%,本實驗的自變量是橫坐標，即堿性蛋白酶的

含量。

（5）在腐乳制作過程中毛霉等微生物產生的蛋白酶將豆腐中的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶

將脂肪水解為甘油和脂肪酸。

傳統的制作過程中，豆腐塊上生長的毛霉來自空氣中的毛霉胞子。在加鹽腌制過程中，要逐層加鹽，隨著

層數的加高而增加鹽量，接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些，因為越接近瓶口被雜菌污染的機會越大。鹵湯中

酒的含量應控制在12%左右，香辛料可以調制腐乳的風味，也具有防腐殺菌的作用。

【點睛】

本題結合圖解，考查固定化酵母細胞、加酶洗衣粉、腐乳的制作等知識，要求考生識記固定化酵母細胞的

過程，掌握各過程中需要注意的細節；能正確分析題圖，再結合圖中信息準確答題。

24.圖是干酵母菌的固定化及其應用的相關圖解，請據圖回答下列問題：

oooo

Qlolop

opoo

olololo活塞2a

甲z,

（1）某實驗小組利用海藻酸鈉固定酵母菌，如圖甲所示，該方法稱為,而固定化酶不宜采用此方法,

是因為酶分子,固定效果不佳。

（2）某實驗小組采用乙裝置進行葡萄糖的發酵，圖中a是,該實驗中的酵母細胞可以反復利用，實

驗過程一定要在條件下進行，長導管的作用是。

（3）實驗前用10倍體積的蒸儲水洗滌此柱，目的是，在發酵過程中葡萄糖濃度不能過高，否則。

（4）該裝置可用于醋酸發酵嗎，請說明理由？。

【答案】包埋法小固定化酵母無菌排出CCh洗去未固定的酵母菌酵母菌失水過

多而死亡不可以，醋酸菌是好氧生物，醋酸發酵需要一直通入氧氣

【分析】

1、固定化技術包括包埋法、物理吸附法和化學結合法（交聯法）；由于細胞相對于酶來說更大，難以被吸

附或結合，因此多采用包埋法：固定化細胞在多步酶促反應中發揮連續催化作用，但如果反應底物是大分

子物質，則難以自由通過細胞膜，從而限制固定化細胞的催化反應：由于酷小，容易從包埋的材料中漏出，

采用物理吸附法和化學結合法，固定化酶的優點既能與反應物接觸，又能與產物分離；可以反復利用.

2、固定化細胞制作過程中的注意事項：

（1）配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會發生焦糊。

（2）海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進入氣泡。

（3）制備固定化酵母細胞：高度適宜，并勻速滴入。

（4）剛溶化的海藻酸鈉應冷卻后再與酵母菌混合，否則溫度過高會導致酵母菌死亡。

【詳解】

（1）某實驗小組利用海藻酸鈉固定酵母菌，如圖甲所示，該方法稱為包埋法，而固定化酶不宜采用此方法，

由于酶小，容易從包埋的材料中漏出，應采用物理吸附法和化學結合法。

（2）某實驗小組采用乙裝置進行葡萄糖的發酵，圖中a是固定化酵母，為使該實驗中所用到的固定化酵母

細胞可以反復運用，實驗過程中，一定要在無菌條件下進行，長導管的作用是排除CO2,減小反應柱內壓

力并可防止其他微生物污染的作用。

（3）實驗前用10倍體積的蒸儲水洗滌此柱，目的是洗去未固定的酵母菌，在發酵過程中葡萄糖濃度不能

過高