《2019-2020學(xué)年高中生物 第三章 酶的應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐 第二節(jié) 固定化酶的制備和應(yīng)用學(xué)案 蘇教版選修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中生物 第三章 酶的應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐 第二節(jié) 固定化酶的制備和應(yīng)用學(xué)案 蘇教版選修1（17頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二節(jié)　固定化酶的制備和應(yīng)用 學(xué)習(xí)導(dǎo)航 明目標(biāo)、知重點(diǎn)難點(diǎn) 固定化酶和固定化細(xì)胞的應(yīng)用。(重點(diǎn)) 固定化酶與固定化細(xì)胞的制備方法。(難點(diǎn)) [學(xué)生用書P43] 一、閱讀教材P63分析固定化酶 1．概念：是指用物理學(xué)或化學(xué)的方法將酶與固相載體結(jié)合在一起形成的仍具有酶活性的酶復(fù)合物。 2．優(yōu)點(diǎn)：在催化反應(yīng)中，它以固相狀態(tài)作用于底物，反應(yīng)完成后容易與水溶性反應(yīng)物和產(chǎn)物分離，可被反復(fù)使用，且保持了酶的催化性能，可實(shí)現(xiàn)酶促反應(yīng)的連續(xù)化和自動化。 3．制備固定化酶的常用方法 目前，制備固定化酶的方法主要有物理吸附法、化學(xué)結(jié)合法、包埋法等。 二、閱讀教材P64～65分析固定化

2、細(xì)胞技術(shù)的應(yīng)用 1．應(yīng)用：固定化細(xì)胞可以取代游離的細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)各種物質(zhì)。 2．優(yōu)點(diǎn) (1)固定化細(xì)胞技術(shù)無須進(jìn)行酶的分離和純化，減少了酶的活力損失，同時(shí)大大降低了生產(chǎn)成本。 (2)固定化細(xì)胞不僅可以作為單一的酶發(fā)揮作用，而且可以利用細(xì)胞中所含的復(fù)合酶系完成一系列的催化反應(yīng)。 (3)對于活細(xì)胞來說，保持了酶的原始狀態(tài)，酶的穩(wěn)定性更高。 (4)細(xì)胞生長停滯時(shí)間短，反應(yīng)快等。 3．缺點(diǎn) (1)固定化細(xì)胞只能用于生產(chǎn)細(xì)胞外酶和其他能夠分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物。 (2)由于載體的影響，營養(yǎng)物質(zhì)和產(chǎn)物的擴(kuò)散受到一定限制。 (3)在好氧性發(fā)酵中，溶解氧的傳遞和輸送成為關(guān)鍵的限制因素。

3、4．酵母菌細(xì)胞的固定化技術(shù)的主要流程 準(zhǔn)備各種實(shí)驗(yàn)藥品和器材 ↓ 制備麥芽汁 ↓ 活化酵母菌細(xì)胞 ↓ 配制物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/L的氯化鈣溶液 ↓ 制備固定化細(xì)胞 ↓ 浸泡凝膠珠，用蒸餾水洗滌 ↓ 發(fā)酵麥芽汁 判一判 (1)酶在催化時(shí)會發(fā)生變化，不可反復(fù)利用。(×) (2)某種固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系列生化反應(yīng)。(×) (3)固定化細(xì)胞所固定的酶都在細(xì)胞外起作用。(×) (4)制備固定化細(xì)胞的方法主要有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。(×) 連一連 　固定化酶技術(shù)[學(xué)生用書P44] 由于酶的分離與提純有許多技術(shù)性難題，

4、造成酶制劑來源有限、成本高、不利于大規(guī)模使用。人們針對酶的這種不足尋著改善的方法之一是固定化酶技術(shù)的應(yīng)用。結(jié)合教材P63內(nèi)容完成以下探究。 　(1)圖A為物理吸附法，它的顯著特點(diǎn)是工藝簡便且條件溫和，在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用廣泛。 (2)圖B為化學(xué)結(jié)合法，它是利用多功能試劑進(jìn)行酶與載體之間的交聯(lián)，在酶和多功能試劑之間形成共價(jià)鍵，從而得到三維的交聯(lián)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 (3)包埋法是將酶包埋在能固化的載體中。將酶包裹在聚丙烯酰胺凝膠等高分子凝膠中(如圖C)，包埋成格子型；或包裹在硝酸纖維素等半透性高分子膜中(如圖D)，包埋成微膠囊型。 各種固定化酶方法的比較 物理吸 附法 包埋法 化學(xué)

5、結(jié) 合法 制備 易 較難 較難 結(jié)合程度 弱 強(qiáng) 強(qiáng) 活力回收率 高，但酶 易流失 高 中等 再生 可能 不可能 不可能 固定化成本 低 低 中等 底物專一性 不變 不變 可變 突破1　固定化酶的各種固定方法 1．下圖是酶的幾種固定方式示意圖，其所采用的固定方法依次是(　　) A．物理吸附法、化學(xué)結(jié)合法、包埋法 B．化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法、包埋法 C．包埋法、物理吸附法、化學(xué)結(jié)合法 D．包埋法、化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法 解析：選D。①圖表示酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里，應(yīng)屬包埋法；②圖表示許多酶分子通過特殊載體連接起來，成交聯(lián)網(wǎng)狀

6、結(jié)構(gòu)，應(yīng)屬化學(xué)結(jié)合法；③圖表示將酶固定在一定的支持物上，可用物理吸附法。 突破2　固定化酶特征 2．下圖中符合固定化酶特征的是(　　 ) 解析：選D。固定化酶技術(shù)是利用物理或化學(xué)的方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。固定化酶優(yōu)點(diǎn)是使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，還可以被反復(fù)利用，在裝置中酶是固定不動的，反應(yīng)物是動的。 判斷固定化酶的方法 固定化酶技術(shù)是利用物理或化學(xué)的方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。所以識別固定化酶的方法是觀察酶是否固定不動，若是則屬于固定化酶，否則不屬于固定化酶。　 　固定化細(xì)胞技術(shù)及酵母菌細(xì)胞的固定化

7、技術(shù)[學(xué)生用書P45] 固定化細(xì)胞在環(huán)境保護(hù)、能源開發(fā)等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。結(jié)合教材P64～65內(nèi)容完成下面酵母菌細(xì)胞的固定化操作流程，理解細(xì)胞固定化過程。 主要藥品有：干麥芽粉、干酵母、聚乙烯醇 ↓(PVA)、海藻酸鈉、無水氯化鈣、蒸餾水、葡萄糖溶液、碘液 干麥芽粉＋蒸餾水麥芽汁無菌麥芽汁 ↓ 干酵母＋蒸餾水→活化的酵母菌 ↓ 無水氯化鈣＋蒸餾水 ↓ 聚乙烯醇(PVA)＋海藻酸鈉＋蒸餾水 酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸鈉溶液凝膠珠 ↓ 待凝膠珠在溶液中浸泡30 min后，取出 ↓ 并用蒸餾水洗滌3次備用 將凝膠珠加入無菌麥芽汁中 1．制備固定化酵母菌細(xì)胞的

8、注意事項(xiàng) (1)選用的干酵母要具有較強(qiáng)的活性，而且物種單一。 (2)酵母菌細(xì)胞活化時(shí)體積會變大，因此活化前應(yīng)選擇體積足夠大的容器，防止酵母菌細(xì)胞的活化液溢出。 (3)海藻酸鈉溶液的配制是固定化酵母菌細(xì)胞的關(guān)鍵，因?yàn)槿绻Ｔ逅徕c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菌細(xì)胞的數(shù)量少，也會影響實(shí)驗(yàn)效果。 (4)溶化海藻酸鈉時(shí)要用小火間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊。 (5)將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫，再與酵母菌細(xì)胞混合，避免高溫殺死酵母菌。 (6)固定化酵母菌細(xì)胞時(shí)，應(yīng)將酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸鈉溶液用注射器緩慢滴加到氯化鈣溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠

9、的形成。 2．直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞的比較 直接使用酶 固定化酶 固定化細(xì)胞 酶的種數(shù) 一種或幾種 一種 一系列酶 制作方法 化學(xué)結(jié)合法固定化、物理吸附法固定化 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) 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)物不易與酶接觸，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降 優(yōu)點(diǎn) 催化效率高、耗能低、低污染 ①既能與反應(yīng)物接觸，

10、又能與產(chǎn)物分離；②可以反復(fù)利用 成本低、操作容易 突破1　制備固定化酵母菌細(xì)胞 1．下面的流程圖表示制備固定化酵母菌細(xì)胞的過程，請據(jù)圖回答： 酵母菌細(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菌細(xì)胞混合→固定化酵母菌細(xì)胞 (1)酵母菌活化前應(yīng)選擇足夠大的容器，因?yàn)榻湍妇?xì)胞活化時(shí)________________。 (2)影響此實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是________________。此步的操作應(yīng)采用________________。 (3)如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母菌細(xì)胞數(shù)目________________。 (4)觀察凝膠珠的顏

11、色和形狀：如果顏色過淺，說明________________________________________________________________________ ________；如果形成的凝膠珠不是________________，說明海藻酸鈉的濃度偏高，實(shí)驗(yàn)操作失敗。 (5)本實(shí)驗(yàn)所用的固定化技術(shù)是________，而制備固定化酶則不宜用此方法，原因是______________________。 解析：(1)酵母菌在干燥時(shí)，處于休眠狀態(tài)，需加水活化，活化后的酵母菌細(xì)胞體積增加。(2)該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是海藻酸鈉溶液的配置。(3)如果海藻酸鈉的濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母

12、菌細(xì)胞的數(shù)量過少，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。如果形成的凝膠珠不是球形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。(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，而固定化酶不宜用此方法。 答案：(1)體積增加較大(多) (2)配制海藻酸鈉溶液　小火間斷加熱 (3)較少 (4)固定的酵母菌細(xì)胞數(shù)目較少　球形或橢圓形 (5)包埋法　酶分子很小，容易從包埋材料中漏出 檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格的方法 (1)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，且沒有液體流出，就

13、表明凝膠珠的制作成功。 (2)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。　 突破2　固定化技術(shù)的比較 2．下列敘述不正確的是(　　) A．從操作角度來考慮，固定化細(xì)胞比固定化酶更容易 B．固定化細(xì)胞比固定化酶對酶活性的影響更小 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)胞技術(shù) 解析：選C。固定化細(xì)胞內(nèi)酶的活性基本沒有損失，保留了細(xì)胞內(nèi)原有的多酶系統(tǒng)，所以固定化細(xì)胞不同于固定化酶，它能固定多種酶。 選擇固定化酶與固定化細(xì)胞的方法 (1)根據(jù)固定方法選擇 ①固定化酶技術(shù)：由于酶分子較小，可以

14、采用物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法進(jìn)行固定，它催化的是單一的化學(xué)反應(yīng)。 ②固定化細(xì)胞技術(shù)：細(xì)胞一般體積較大，適合應(yīng)用包埋法固定，而且細(xì)胞能夠產(chǎn)生多種酶，因此固定化細(xì)胞可以催化一系列化學(xué)反應(yīng)。 (2)根據(jù)反應(yīng)液中加入物質(zhì)選擇 ①在固定化酶應(yīng)用過程中，反應(yīng)溶液中只需要加入酶的底物。 ②固定化細(xì)胞在應(yīng)用過程中，要保持細(xì)胞的正常生命活動，反應(yīng)溶液中除需要加入反應(yīng)的底物外，還應(yīng)加入滿足細(xì)胞生命活動所需的營養(yǎng)物質(zhì)等。 (3)根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn)選擇 ①固定化酶可以催化的反應(yīng)物是小分子或大分子。 ②固定化細(xì)胞則只能催化小分子反應(yīng)物?！? 核心知識小結(jié) [網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建] [關(guān)鍵語句] 固定化酶是

15、指用物理學(xué)或化學(xué)的方法將酶與固相載體結(jié)合在一起形成的仍具有酶活性的酶復(fù)合物。 制備固定化酶的方法主要有物理吸附法、化學(xué)結(jié)合法、包埋法等。 在固定化細(xì)胞技術(shù)中，從操作角度考慮，包埋法更容易；固定化細(xì)胞對酶活性的影響??；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)選擇固定化細(xì)胞的方法；如果反應(yīng)物是大分子，應(yīng)選擇固定化酶方法。 [隨堂檢測] [學(xué)生用書P47] 知識點(diǎn)一　固定化酶技術(shù) 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，讓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)

16、利用 D．固定化酶技術(shù)是將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù) 解析：選D。固定化酶是指通過物理或化學(xué)的方法，將水溶性的酶與不溶性的載體結(jié)合，使酶固定在載體上，并在一定的空間范圍內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)的酶。因此，固定化酶技術(shù)固定的不是反應(yīng)物而是酶。因?yàn)楸还潭ǖ闹皇且环N酶，所以不能催化一系列的酶促反應(yīng)，但固定的酶可以重復(fù)利用。 2．固定化酶與普通酶制劑相比較，主要優(yōu)點(diǎn)是(　　) A．可以反復(fù)使用，降低成本 B．固定化酶不受酸堿度、溫度等的影響 C．酶的制備更簡單容易 D．酶能夠催化的反應(yīng)類型大大增加 解析：選A。固定化酶與普通酶制劑相比較主要優(yōu)點(diǎn)是可以反復(fù)使用，降低成本，固定化酶仍具有酶的特性。 知

17、識點(diǎn)二　固定化細(xì)胞技術(shù) 3．下列關(guān)于“酵母細(xì)胞的固定化技術(shù)”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　) A．活化酵母時(shí)，將適量干酵母與蒸餾水混合并攪拌成糊狀 B．配制CaCl2溶液時(shí)，需要邊小火加熱邊攪拌 C．將海藻酸鈉溶液滴加到CaCl2溶液時(shí)，凝膠珠成形后應(yīng)即刻取出 D．海藻酸鈉溶液濃度過高時(shí)凝膠珠呈白色，過低時(shí)凝膠珠易呈蝌蚪狀 解析：選A。將適量干酵母與蒸餾水混合并攪拌成糊狀，可以活化酵母，A項(xiàng)正確；配制海藻酸鈉溶液時(shí)需用小火間斷加熱，配制CaCl2溶液時(shí)不需加熱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；凝膠珠成形后應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡30分鐘左右，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；海藻酸鈉溶液濃度過低時(shí)固定的酵母細(xì)胞

18、數(shù)目少，凝膠珠呈白色，過高時(shí)凝膠珠易呈蝌蚪狀，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4．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(xì)胞消耗N、P等的能力?？蒲腥藛T比較游離小球藻和用海藻酸鈉固定化后的小球藻生長量變化，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．本研究中固定化小球藻采用的方法是包埋法 B．實(shí)驗(yàn)中可用CaCl2浸泡凝膠珠使其形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu) C．結(jié)果表明固定化小球藻的生長期較短、生長速率低 D．使用固定化小球藻有利于重復(fù)使用且可避免水體二次污染 解析：選C。固定化小球藻常用的方法為包埋法，實(shí)驗(yàn)中凝膠珠加入到CaCl2中主要是為了維持凝膠珠的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，固定化小球藻可以

19、反復(fù)使用而且有利于回收防止造成二次污染，據(jù)曲線分析，固定化小球藻生長速率變低、生長期延長。 5．下列在制備固定化酵母細(xì)胞的操作中，正確的是(　　) A．制備好海藻酸鈉后，需立即將其與酵母細(xì)胞混合以防凝固 B．制備固定化酵母細(xì)胞過程應(yīng)用注射器 C．以恒定的速度把酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸鈉膠液滴入CaSO4溶液內(nèi) D．凝膠珠在硼酸—CaCl2溶液中應(yīng)浸泡10 min左右 解析：選B。海藻酸鈉應(yīng)先冷卻至室溫，否則會把酵母細(xì)胞殺死。膠液滴入硼酸—CaCl2溶液中。凝膠珠應(yīng)在硼酸—CaCl2溶液中浸泡30 min左右。 6．在上個(gè)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

20、又發(fā)明了固定化酶與固定化細(xì)胞技術(shù)。 (1)在實(shí)際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞固定的是________。 (2)制備固定化酵母菌細(xì)胞，常用的包埋材料是________，使用了下圖中方法[　]________(填出號碼及名稱)。 (3)制作固定化酵母菌細(xì)胞時(shí)，充分混

21、合均勻的酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸鈉溶液可在________溶液中形成凝膠珠。部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)制得的凝膠珠不是球形或橢圓形，其主要原因是____________________。 解析：(1)固定化酶使酶與反應(yīng)物易接觸，與產(chǎn)物易分離，并且能反復(fù)利用，降低了生產(chǎn)成本。固定化酶固定的是純凈的酶。固定化細(xì)胞能固定一系列酶。 (2)制備固定化酵母菌細(xì)胞，由于細(xì)胞比酶分子體積大，難以被吸附或結(jié)合，多采用包埋法，常用的載體是海藻酸鈉等。 (3)酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸鈉溶液能在CaCl2溶液中形成凝膠珠。若海藻酸鈉濃度過高或針筒距離液面過近，得到的凝膠珠可能不是球形或橢圓形。 答案：(1)酶既能與反應(yīng)物

22、接觸，又容易與產(chǎn)物分離，固定在載體上的酶能反復(fù)利用　多酶系統(tǒng)(一系列酶、多種酶)　(2)海藻酸鈉　③　包埋法　(3)CaCl2　海藻酸鈉濃度過高(或針筒口離液面距離過近，高度不夠) [課時(shí)作業(yè)] [學(xué)生用書P85(單獨(dú)成冊)] 一、選擇題 1．下列不屬于固定化酶在利用時(shí)的特點(diǎn)的是(　　) A．有利于酶與產(chǎn)物分離 B．可以被反復(fù)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(yīng) 解析：選C。固定化酶由于酶被固定在不溶于水的載體上，很容易與產(chǎn)品分離，同時(shí)酶也能反復(fù)使用，這是固定化酶的主要優(yōu)點(diǎn)。但酶已被固定在載體上，不能自由出入。通常固定化酶的種類單一，

23、所以不能催化一系列酶促反應(yīng)。 2．固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，其中適合細(xì)胞固定化的方法是(　　) A．包埋法　　　　　 B．物理吸附法 C．化學(xué)結(jié)合法 D．高溫冷卻法 解析：選A。固定化酶常用物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法，因?yàn)槊阜肿虞^??；而固定化細(xì)胞常用包埋法，因?yàn)榧?xì)胞較大，難以被吸附或結(jié)合。 3．關(guān)于固定化酶中的酶，說法正確的是(　　) 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，可反復(fù)利用 C．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 D．固定化酶由于被固定在載體上，所以喪失了

24、酶的高效性和專一性特點(diǎn) 解析：選B。固定化酶不能催化一系列的酶促反應(yīng)，因此A錯(cuò)誤；固定化酶被固定在不溶于水的載體上，可以重復(fù)利用，但是隨著利用次數(shù)的增加，受到外界因素的影響，其活性會逐漸降低，故B正確、C錯(cuò)誤；固定化酶雖被固定在載體上，但仍有高效性和專一性的特點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。 4．研究認(rèn)為，用固定化酶技術(shù)處理污染物是很有前途的。如將從大腸桿菌中得到的磷酸二酯酶固定到尼龍膜上制成制劑，可用于降解殘留在土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥。與微生物降解相比，其作用不需要適宜的(　　) A．溫度　　　　　　 B．pH C．水分 D．營養(yǎng) 解析：選D。酶與微生物相比較，它的活性發(fā)揮不需要營養(yǎng)。 5．下列關(guān)于

25、固定化酶和一般酶制劑在應(yīng)用效果上的說法，錯(cuò)誤的是(　　) A．固定化酶可長久使用 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，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)量和質(zhì)量 解析：選A。固定化酶是將酶固定在不溶于水的載體上，使酶既能與底物接觸，又能與產(chǎn)物分離；同時(shí)，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用，降低成本，產(chǎn)物中也不含酶，提高了產(chǎn)品的純度。固定化酶雖可以多次利用，但不可長久使用。 6．下列有關(guān)酵母細(xì)胞固定化實(shí)驗(yàn)操作目的及結(jié)果分析，錯(cuò)誤的是(　　) A．干酵母細(xì)胞處于休眠狀態(tài)，需置于蒸餾水中活化 B．配制海藻酸鈉溶液時(shí)需要小

26、火間斷加熱，以防海藻酸鈉焦糊 C．若海藻酸鈉的濃度偏低時(shí)凝膠珠呈白色，固定的細(xì)胞數(shù)目過少 D．凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡時(shí)間的長短，不影響發(fā)酵效果 解析：選D。凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡時(shí)間的長短，會影響酶的活性，所以會影響發(fā)酵效果，D錯(cuò)。 7．在用包埋法固定細(xì)胞時(shí)，下列哪一項(xiàng)不是常用的載體(　　) A．明膠 B．瓊脂 C．海藻酸鈉凝膠 D．纖維素 解析：選D。纖維素不能用于細(xì)胞的包埋。 8．下列關(guān)于固定化酶的說法，不正確的是(　　) A．固定化酶需要適宜的反應(yīng)條件 B．固定化酶可再次利用 C．固定后的酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物和產(chǎn)物分離 D．固定化酶易溶

27、于水 解析：選D。酶制劑本身不夠穩(wěn)定，價(jià)格昂貴且不能回收以反復(fù)利用，從而限制了酶制劑的進(jìn)一步發(fā)展；固定化酶解決了普通酶制劑的缺點(diǎn)，既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物和產(chǎn)物分離，能重復(fù)利用；固定化酶不溶于水。 9．制備固定化酵母菌細(xì)胞的正確步驟是(　　) ①用無菌水洗滌凝膠珠　②制備固定化細(xì)胞?、壑苽潲溠恐、芑罨湍妇?xì)胞　⑤發(fā)酵麥芽汁?、夼渲艭aCl2溶液 A．①②③④⑤⑥ B．③④⑥②①⑤ C．②③④⑥①⑤ D．⑥④③①②⑤ 解析：選B。制備固定化酵母菌細(xì)胞的基本步驟是：③制備麥芽汁→④活化酵母菌細(xì)胞→⑥配制CaCl2溶液→②制備固定化細(xì)胞→①用無菌水洗滌凝膠珠→⑤發(fā)酵麥芽汁。

28、 10．下列關(guān)于酶和固定化酵母細(xì)胞的研究與應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．從酶的固定方式看，吸附法比化學(xué)結(jié)合法對酶活性影響小 B．作為消化酶使用時(shí)，蛋白酶制劑以口服方式給藥 C．尿糖試紙含有固定化的葡萄糖酶和過氧化氫酶，可以反復(fù)使用 D．將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗，目的是洗去CaCl2 和雜菌 解析：選C?；瘜W(xué)結(jié)合法可能影響酶的活性部位而影響反應(yīng)效果，而吸附法是物理方法不影響酶的分子結(jié)構(gòu)，故A正確；消化酶在消化道內(nèi)起作用，則蛋白酶制劑以口服方式給藥，故B正確；尿糖試紙由于使用后不能將反應(yīng)物和酶分開，而不能再次使用，故C錯(cuò)誤；固定化酵母細(xì)胞在凝膠珠中，用無菌水沖洗可洗去CaCl2

29、和表面的雜菌，故D正確。 11．下列有關(guān)制備固定化酵母細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．在向溶化好的海藻酸鈉溶液中加入的必須是已活化的酵母細(xì)胞 B．溶化好的海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫，才能加入細(xì)胞 C．溶解海藻酸鈉，最好采用小火，或者持續(xù)加熱的方法 D．在固定化酵母細(xì)胞的過程中，要以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中 解析：選C。向溶化的海藻酸鈉溶液中加入的是活化的酵母細(xì)胞，故A正確。溶化好的海藻酸鈉溶液需要冷卻到室溫才能加入細(xì)胞，否則細(xì)胞可能失去活性，故B正確。溶解海藻酸鈉需用小火，或者間斷加熱，故C錯(cuò)誤。固定化酵母細(xì)胞過程中，需要以恒定的速度緩慢地將

30、注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，故D正確。 12．固定化脂肪酶的方法一般是：將酶液和一定濃度的海藻酸鈉溶液混合后，用注射器滴到一定濃度的硼酸—氯化鈣溶液中，25 ℃靜置固定化2 h，過濾、洗滌，再加入到戊二醛溶液中，25 ℃化學(xué)結(jié)合2 h，過濾、洗滌、干燥后就可得到顆粒狀固定化脂肪酶。某興趣小組對固定化酶的性質(zhì)和其最佳固定化條件進(jìn)行了探究，如圖顯示的是部分研究結(jié)果(注：縱坐標(biāo)為酶活力包括酶活性和酶的數(shù)量，a為游離酶，b為固定化脂肪酶)，下列分析中正確的是(　　) A．在溫度或pH變化時(shí)，與游離酶相比，固定化酶具有的缺點(diǎn)是穩(wěn)定性較低 B．這種固定化脂肪酶使用的方法是物理吸

31、附法、包埋法和化學(xué)結(jié)合法三種方法的結(jié)合 C．氯化鈣的量太少時(shí)，酶活力較低的原因可能是包埋不完全，包埋在內(nèi)部的部分酶會流失 D．海藻酸鈉濃度較高時(shí)，酶活力較低的原因可能是形成的凝膠孔徑較大，影響酶與底物的結(jié)合 解析：選C。在溫度或pH變化時(shí)，與游離酶相比，固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性比較高；此酶采用了包埋法和交聯(lián)法兩種方法相結(jié)合，并未用物理吸附法；氯化鈣的作用是使凝膠珠穩(wěn)固聚沉，如果含量太少，可能會使部分酶流失；海藻酸鈉濃度較高時(shí)，形成的凝膠孔徑比較小。 二、非選擇題 13．如圖1表示制備固定化酵母細(xì)胞的某步操作，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，請據(jù)圖分析回答： (1)圖

32、1中，將溶化好的海藻酸鈉溶液____________，加入已活化的酵母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。 (2)圖1中X溶液為______，其作用是______。 (3) 某同學(xué)在圖1步驟結(jié)束后得到右圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，出現(xiàn)此結(jié)果的可能原因有海藻酸鈉濃度過______(填“高”或“低”)或注射器中的混合液推進(jìn)速度過______(填“快”或“慢”)。 (4)圖1中制備的凝膠珠用____________后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中，發(fā)酵過程中攪拌的目的是____________。 解析：(1)剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c要冷卻至室溫，才能與活化的酵母細(xì)胞混合制備混合液，以免高溫使酵母細(xì)胞

33、失活。(2)將注射器中的海藻酸鈉與酵母菌混合液滴加到CaCl2溶液中進(jìn)行固定化酵母細(xì)胞，故圖1中X溶液為CaCl2溶液，CaCl2的作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠。(3)圖3中所示的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明海藻酸鈉濃度偏高或注射器中的混合液推進(jìn)速度過快。(4)制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌(去除殘留的CaCl2)后再轉(zhuǎn)移到圖2裝置中進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵過程中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母細(xì)胞充分接觸，以利于發(fā)酵過程的順利進(jìn)行。 答案：(1)冷卻至室溫 (2)CaCl2溶液　使海藻酸鈉形成凝膠珠 (3)高　快 (4)蒸餾水洗滌　為了使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸 14．酶和細(xì)胞的固定化技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中已得到

34、廣泛的應(yīng)用。請根據(jù)材料回答問題： Ⅰ.某大學(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)，海藻酸鈉作載體來包埋小麥酯酶，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，包括酶的活性和酶的數(shù)量) (1)從圖1可以看出：固定化小麥酯酶比游離的小麥酯酶對溫度變化的適應(yīng)性更__________。 (2)從圖2可以看出：海藻酸鈉濃度為__________時(shí)的小麥酯酶活力最強(qiáng)。當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低的原因是__________。 Ⅱ.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

35、：稱取定量干酵母與定量蒸餾水混合并攪拌，使酵母細(xì)胞活化； ②配制飽和氯化鈣溶液：將氯化鈣溶解在定量蒸餾水中，配制成一定濃度的飽和氯化鈣溶液； ③配制海藻酸鈉溶液：在定量的海藻酸鈉中加入定量的蒸餾水，用大火加熱，使其迅速溶解，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)胞迅速加入到剛配制成的海藻酸鈉溶液中，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍? ⑤固定化酵母細(xì)胞：用注射器以恒定的速度緩慢地將海藻酸鈉和酵母細(xì)胞混合液滴加到配制好的飽和氯化鈣溶液中，觀察凝膠珠形成。 (1)請你改正其中兩處錯(cuò)誤的操作：第一處是____________________________；第二是____________

36、______________________。 (2)剛形成的凝膠珠要在飽和氯化鈣溶液中浸泡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__________ (過低/過高)。 解析：Ⅰ.(1)通過分析圖1可知，固定化酶與游離酶相比，對溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍較廣。 (2)圖2曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，此時(shí)酶活力最高。當(dāng)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，因此酶活力較低。 Ⅱ.(1)③配制海藻酸鈉溶液應(yīng)在定量海藻酸鈉中加入定量蒸餾水并適當(dāng)小火間斷加熱至完全溶化，加熱時(shí)注意

37、防止焦糊；④海藻酸鈉溶液和酵母細(xì)胞混合：剛配制成的海藻酸鈉液需冷卻至室溫后再加入活化的酵母細(xì)胞，否則溫度過高會使酵母菌失去活性。 (2)剛形成的凝膠珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是讓凝膠珠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。 (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過低。 答案：Ⅰ.(1)強(qiáng) (2)3%　酶的數(shù)量不足 Ⅱ.(1)③中應(yīng)用小火間斷加熱使海藻酸鈉溶解　④海藻酸鈉溶液冷卻至常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 15．豬飼料中的磷元素有相當(dāng)一部分存在于植酸中，豬由于缺乏有關(guān)酶，造成磷源浪費(fèi)，而且植酸隨糞便排出后易造成

38、環(huán)境有機(jī)磷污染。下圖為對植酸酶進(jìn)行不同處理時(shí)其活性與溫度的關(guān)系。 (1)生產(chǎn)中從土壤中篩選出產(chǎn)酶菌株，土壤懸液首先經(jīng)80 ℃處理15分鐘，其目的是篩選______。 (2)在產(chǎn)酶菌株的篩選過程中，固體培養(yǎng)基中添加不溶于水的植酸鈣，植酸鈣被植酸酶分解后可以在培養(yǎng)基上產(chǎn)生透明圈，可根據(jù)透明圈的__________選擇目的菌株。 (3)所得菌株還需要進(jìn)一步測定植酸酶的活性，活性的測定可以用__________作為底物，活性可用________________表示。 (4)在生產(chǎn)中_________(填“未固定”或“固定化”)植酸酶更適于添加到豬飼料中，使用的最適溫度為__________

39、___℃。 解析：(1)生產(chǎn)中從土壤中篩選出產(chǎn)酶菌株，經(jīng)80 ℃處理15分鐘的目的是篩選耐高溫的菌株。(2)在產(chǎn)酶菌株的篩選過程中，固體培養(yǎng)基中添加不溶于水的植酸鈣，植酸鈣被植酸酶分解后可以在培養(yǎng)基上產(chǎn)生透明圈，可根據(jù)透明圈的大小或直徑選擇目的菌株，透明圈的直徑越大說明植酸酶的活性越高。 (3)植酸酶能夠催化植酸鈣的分解，所以要對所得菌株進(jìn)一步測定植酸酶的活性，可以用植酸鈣作為底物?；钚钥捎脝挝粫r(shí)間內(nèi)植酸鈣的消耗量或單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量或單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的生成量來表示。(4)由圖中曲線可知，固定化植酸酶發(fā)揮活性的溫度范圍較廣，所以在生產(chǎn)中更適于添加到豬飼料中，使用的最適溫度為60 ℃。 答

40、案：(1)耐高溫的菌株　 (2)大小(直徑) (3)植酸鈣　 單位時(shí)間內(nèi)植酸鈣的消耗量(單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量或單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的生成量) (4)固定化　 60 16．為了探究啤酒酵母菌固定化的最佳條件，科研人員研究了氯化鈣濃度對固定化酵母菌發(fā)酵性能的影響，結(jié)果如下圖。請回答下列問題： (1)與利用游離酵母菌生產(chǎn)啤酒相比，利用固定化酵母菌的優(yōu)點(diǎn)有________________________________________________________________________。 (2)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨氯化鈣濃度的增大，凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度增大，完整率________。 (

41、3)結(jié)合發(fā)酵性能分析，制備凝膠珠適宜的氯化鈣濃度為________。當(dāng)氯化鈣濃度過高時(shí)，發(fā)酵液中的糖度升高，酒精度下降，發(fā)酵受到影響，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)用海藻酸鈉作載體包埋酵母菌細(xì)胞，溶解海藻酸鈉時(shí)最好采用______________的方法，以防發(fā)生焦糊。溶化好的海藻酸鈉溶液應(yīng)________后，再與已活化

42、的酵母菌細(xì)胞充分混合。若海藻酸鈉濃度過低，會導(dǎo)致______________________________，固定效果大大降低。 (5)下圖中，與用海藻酸鈉作載體制備的固定化酵母菌細(xì)胞相似的是________。 解析：(1)與游離酵母菌發(fā)酵相比，利用固定化酵母菌的優(yōu)點(diǎn)有：可多次使用、便于與產(chǎn)物分離、提高產(chǎn)品質(zhì)量等。 (2)氯化鈣可使海藻酸鈉聚沉，形成多孔的含酵母菌的凝膠珠，隨著氯化鈣濃度增大，凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度增大，完整率增加。 (3)制備凝膠珠的適宜氯化鈣濃度為2.0 mol/L，當(dāng)氯化鈣濃度過高時(shí)，凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度大，通透性降低，影響糖進(jìn)入顆粒內(nèi)部。 (4)溶解海藻酸鈉時(shí)最好采用小火間斷加熱的方法，避免發(fā)生焦糊；融化后的海藻酸鈉應(yīng)冷卻至室溫后，再與已經(jīng)活化的酵母細(xì)胞充分混合；若海藻酸鈉濃度過低，易導(dǎo)致酵母菌細(xì)胞從顆粒中漏出，固定效果降低。 (5)制備固定化酵母菌細(xì)胞用的是包埋法，即將酵母菌包埋在海藻酸鈉制成的凝膠珠中，與 D 相似。 答案：(1)可多次使用、便于與產(chǎn)物分離、提高產(chǎn)品質(zhì)量等 (2)增加 (3)2.0 mol/L　凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度大，通透性降低，影響糖進(jìn)入顆粒內(nèi)部 (4)小火間斷加熱　冷卻至室溫　酵母菌細(xì)胞從顆粒中漏出 (5)D 17