如图 1 表示制备固定化酵母细胞的有关操作, 图 2 是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图, 下列叙述不.正确的是( ) A. 刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母细胞混合制备混合液 B. 图 1 中 X 溶液为 CaCl2溶液, 其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠 C. 图 2 发酵过程中搅拌的目 的是为了使培养液与酵母细胞充分接触 D. 图 1 中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图 2 装置中 解析: 选 A。 刚溶化的海藻酸钠要冷却至室温, 才能与活化的酵母细胞混合制备混合液, 以免高温使酵母细胞失活; 混合液加入 CaCl2溶液进行固定化酵母细胞, CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠; 发酵过程中搅拌的目 的是使培养液与酵母细胞充分接触, 以利于发酵过 程的顺利进行; 制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤(去除残留的 CaCl2)后再转移到图 2 装置中进行发酵。 5.下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤, 请回答: 酵母细胞的活化→配制 CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞 (1)在________状态下, 微生物处于休眠状态。 活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复________状态。 活化前应选择足够大的容器, 因为酵母细胞活化时________。 (2)影响实验成败的关键步骤是 ________________________________________________________________________。 (3)如果海藻酸钠浓度过低, 形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目________。 (4)观察形成的凝胶珠的颜色和形状, 如果颜色过浅, 说明____________________________;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形, 说明 ________________________________________________________________________。 (5)固定化细胞技术一般采用包埋法固定化, 原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析: 本题考查固定化细胞的原理、 方法及注意事项。 同时考查酵母菌的有关知识, 干酵母在无水状态时休眠, 条件一旦适宜, 其活性马上恢复。 用包埋法固定酵母菌细胞的关键是海藻酸钠溶液的配制。 海藻酸钠浓度的高低直接影响酵母菌细胞固定的质量, 其中饱和硼酸——氯化钙溶液起到了 使胶体聚沉, 凝胶珠结构稳定的作用。 答案: (1)缺水 正常的生活 体积会增大 (2)配制海藻酸钠溶液 (3)少 (4)固定化酵母菌细胞数目较少 海藻酸钠浓度偏高, 制作失败 (5)细胞个体大, 不易从包埋材料中漏出 1.下列图形依次表示包埋法、 吸附法、 共价键结合法、 包埋法的一组是( ) A. ①②③④ C. ③①②④ 解析: 选 C。 考查酶固定的方法及对每种方法的原理的理解。 2.(2012·潍坊一中高二检测)下列说法中, 哪项不.是在应用酶的过程中常遇见的问题( ) A. 酶与反应物混合, 产品难以提纯 B. 酶在生物化学反应中往往难以回收 C. 酶遇强酸、 强碱、 高温等条件易失活 D. 酶作为催化剂, 绝大多数是蛋白质 答案: D 3.固定化细胞技术与固定化酶技术相比, 所具备的特点是( ) A. 成本更低、 操作更容易、 不能连续性生产 B. 成本更高、 操作更难、 不能连续性生产 B. ④③②① D. ④②③① C. 成本更低、 操作更容易、 能连续性生产 D. 成本更低、 操作更难、 能连续性生产 解析: 选 C。 固定化细胞操作更容易, 对酶活性影响更小, 且能更新, 容易回收, 可连续性生产, 成本自然更低。 4.下列不.属于固定化酶在利用时的特点的是( ) A. 有利于酶与产物分离 B. 可以被反复利用 C. 能自由出入依附的载体 D. 一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应 解析: 选 C。 固定化酶在利用时被固定在一定空间内, 不能自由运动。 5.用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时, 发现无酒精产生, 原因不.可能是( ) A. 瓶内氧气充足, 进行了有氧呼吸, 通过出芽生殖繁殖了后代 B. 试验瓶口被密封了 C. 固定化酵母细胞内可能没有酵母细胞 D. 所谓的葡萄糖溶液可能是其他物质, 使酵母菌无法进行酒精发酵 解析: 选 B。 利用酵母菌进行发酵无酒精产生, 因此, 可以认为是酵母菌没有进行无氧呼吸,既可能是氧气充足, 也可能是缺少原料, 但不可能是瓶口被密封了, 如果密封, 酵母菌会利用葡萄糖生成酒精。 6.下列关于木瓜蛋白酶的固定实验, 说法错误的是( ) A. 把尼龙布放入木瓜蛋白酶溶液前要把尼龙布上的戊二醛吸干 B. 尼龙布首先要用 18.6%的 CaCl2溶液和甲醇溶液处理至发黏 C. 从木瓜蛋白酶溶液中取出尼龙布即得到尼龙固定酶 D. 检验酶活性前需把固定化酶取出 答案: C 7.在废水处理中固定化细胞技术具有重要作用, 用于处理含氮、 氨丰富的废水的微生物通常是( ) ①酵母菌 ②青霉菌 ③硝化细菌 ④反硝化细菌 A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④ 解析: 选 B。 微生物去除氨、 氮的原理是进行两个阶段的反应: 好氧硝化、 厌氧(缺氧)反硝化。 固定化细胞技术的主要优势是通过高浓度的固定化细胞提高硝化和反硝化速度, 使反硝化细菌保持较高的活性。 8.目前, 酶已经大规模地应用于各个领域, 下列属于酶应用中面临的实际问题的是( ) A. 酶对有机溶剂不敏感, 但对高温、 强酸、 强碱非常敏感 B. 加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂, 比普通洗衣粉更易污染环境 C. 固定化酶可以反复利用, 但在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性 D. 酶的催化功能很强, 但需给以适当的营养物质才能较长时间维持其作用 解析: 选 C。 选项 A 中酶对有机溶剂也非常敏感; 选项 B 中普通洗衣粉中含有 P 更容易污染环境, 酶制剂的化学本质是蛋白质, 能被微生物分解, 不会污染环境; 选项 D 中酶若混入营养物质中很难回收, 不能被再次利用。 9.下面是生啤酒的酿造实验, 分析回答问题: 实验原理: 固定化酵母的凝胶珠由酵母细胞和海藻酸钠组成, 麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中。 啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶, 将可发酵性糖转化成酒精。 实验过程: Ⅰ .取新鲜斜面上的啤酒酵母, 接种于 10 mL 麦芽汁液体培养基中, 25 ℃培养 20 h~30 h。 Ⅱ .取 1.6 g 海藻酸钠于无菌小烧杯中, 加无菌水少许调成糊状, 再加入无菌水至 40 mL, 在98 kPa 条件下灭菌 15 min。 待冷却到 45 ℃左右后, 与预热 35 ℃左右的 10 mL 酵母培养液混拌均匀, 立即倒入带喷嘴的无菌小塑料瓶中(或装有 5 号针头的注射外套中), 以恒定的速度滴入盛有葡萄糖、 氯化钙混合液的容器中, 浸泡 30 min 制成凝胶珠。 Ⅲ.倒去葡萄糖、 氯化钙混合液, 加入无菌水洗涤凝胶珠三次后, 将凝胶珠放入 500 mL 三角瓶中, 加入 300 mL 无菌麦芽汁液体培养基, 置于 25 ℃下封口发酵 5 d 左右, 倒出发酵后的麦芽汁即为啤酒, 品尝其口味。 (1)凝胶珠是由什么组成的? ____________________________________________________; 它们有什么作用? _________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)如果进行多批次生产, 本实验中的啤酒酵母与普通发酵中的酵母菌在使用上的区别是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)固定化酶或固定化细胞技术是利用________或________方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术, 包括________、 ________和________。 其中酶更适合采用________和________固定化, 而细胞多采用________固定化。 解析: 本题考查固定化细胞的应用实例, 同时考查分析实验的能力。 凝胶珠是由啤酒酵母和海藻酸钠组成的, 啤酒酵母能产生酶, 可以将糖转化成酒精。 凝胶珠在较长时间内反复连续使用, 但普通发酵中的酶或菌种不能反复使用。 固定化酶或固定化细胞技术有包埋法、 化学结合法和物理吸附法, 酶分子很小, 适合采用化学结合法和物理吸附法固定化; 细胞个大难以被吸附或结合, 多采用包埋法固定化。 答案: (1)啤酒酵母和海藻酸钠 啤酒酵母能将渗入凝胶珠的麦芽汁中的糖转化成乙醇, 海藻酸钠可以使啤酒酵母固定 (2)将生啤酒倒出后, 将凝胶珠再投入新鲜的麦芽汁中, 可以反复使用 (3)物理 化学 包埋法 化学结合法 物理吸附法 化学结合法 物理吸附法 包埋法 10.如图为固定化酶的反应柱示意图, 请据图回答: (1) 图 示中 的 ①为 反应 柱, ③ 为 分布着 小 孔 的 筛板, 则 ②为 ________, ③的 作用 是__________________________。 (2)与一般酶制剂相比, 固定化酶的突出优点是____________________________, 固定化细胞的优点是________________________________________________________________。 解析: 使用固定化酶技术往往利用一个反应柱, 下端有一个分布着小孔的筛板, 酶颗粒无法通过筛板, 而反应溶液却可以自由出入。 与一般的酶制剂相比, 固定化酶不仅能与反应物充分接触, 还能与产物分离, 并且可以反复利用。 但是与固定化细胞相比, 固定化酶不能催化 一系列的化学反应, 并且固定化细胞成本更低, 操作更容易。 答案: (1)固定化酶 使酶颗粒无法通过, 反应溶液却可以自由出入 (2)既能与反应物接触, 又能与产物分离, 能被反复利用 成本更低, 操作更容易, 寿命更长 1. 固定化酶的方法有共价键结合法、 包埋法和物理吸附法。 2. 固定化酶活性稳定, 可以反复使用多次。 应用固定化酶, 工业生产可以实现大批量、 连续化、 自动化, 极大降低生产成本。 3. 制备固定化酶时, 需将酶纯化, 而固定化细胞比固定化酶更简捷, 使用寿命更长。