生物人教版選修1檢測(cè)：專(zhuān)題4 課題3 酵母細(xì)胞的固定化

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1、 課題3　酵母細(xì)胞的固定化 題型一　固定化酶的特點(diǎn)及應(yīng)用 1．下列關(guān)于使用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的說(shuō)法正確的是(　) A．高果糖漿的生產(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，防止異物的進(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 答案　C 解析　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(wú)法通過(guò)篩板上的小孔，而反應(yīng)液卻可以自由出入，A、B錯(cuò)誤；生產(chǎn)過(guò)程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使

2、葡萄糖溶液流過(guò)反應(yīng)柱，與固定化酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱下端流出，反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，而且操作簡(jiǎn)單，C正確，D錯(cuò)誤。 2．固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是(　) A．有利于提高酶活性　 B．有利于產(chǎn)物的純化 C．有利于提高反應(yīng)速度　 D．有利于酶發(fā)揮作用 答案　B 解析　固定化酶的制作目的是降低生產(chǎn)成本。一是能夠順利地從發(fā)酵產(chǎn)物中把酶分離出來(lái)，二是使酶反復(fù)利用。酶的固定化對(duì)酶的活性的提高、酶作用的發(fā)揮、反應(yīng)速度的提高，并沒(méi)有多大作用。 3．關(guān)于固定化酶中的酶說(shuō)法，正確的是(　) A．酶的種類(lèi)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．

3、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，所以喪失了酶的高效性和專(zhuān)一性特點(diǎn) 答案　B 解析　酶的種類(lèi)具有多樣性，但固定化酶中的酶只有一種，一種酶只能催化一種或一類(lèi)反應(yīng)，A錯(cuò)誤；固定化酶中的酶被固定在不溶于水的載體上，可以反復(fù)利用，但不可以永久利用，B正確，C錯(cuò)誤；固定化酶仍具有高效性和專(zhuān)一性，D錯(cuò)誤。 題型二　固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù) 4．下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的說(shuō)法，正確的是(　) A．酶對(duì)低溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿非常敏感，容易失活 B．某種固定化酶的優(yōu)勢(shì)在于能催化一系列生化反應(yīng) C．固定化酶和固定化細(xì)胞都能永久使用 D．固

4、定化酶固定時(shí)可能會(huì)造成酶的損傷而影響活性 答案　D 解析　低溫條件會(huì)使酶的活性降低，但不會(huì)使其失活，A錯(cuò)誤；固定化酶不能催化一系列的生化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；固定化酶和固定化細(xì)胞并不能永久利用，C錯(cuò)誤。 5．相對(duì)固定化酶而言，固定化細(xì)胞對(duì)酶的活性影響較小，根本原因是(　) A．避免了細(xì)胞破碎、酶的提取純化過(guò)程 B．固定化細(xì)胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)發(fā)揮作用 C．催化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用 D．細(xì)胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)中有效地發(fā)揮作用 答案　D 解析　固定化細(xì)胞維持了細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性，為酶充分地發(fā)揮作用提供了穩(wěn)定的環(huán)境。 6．下列不屬于酶的固定方式的是(　) A．

5、將酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格中 B．將酶相互連接起來(lái) C．將酶吸附在載體表面 D．將酶加上糖衣做成膠囊 答案　D 解析　將酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格中即酶固定方式中的包埋法，A正確；將酶相互連接起來(lái)即酶固定方式中的化學(xué)結(jié)合法，B正確；將酶吸附在載體表面即酶固定方式中的物理吸附法，C正確；將酶加上糖衣只不過(guò)是為了防止胃液里的胃蛋白酶消化酶制劑的方法，并不是酶固定的方法，D錯(cuò)誤。 7．固定化細(xì)胞常用包埋法固定化，原因是(　) A．包埋法固定化操作最簡(jiǎn)便 B．包埋法對(duì)酶活性的影響最小 C．包埋法固定化具有普遍性 D．細(xì)胞體積大，難以被吸附或結(jié)合 答案　D 解析　由于細(xì)胞體積大，難以被吸附或結(jié)合，

6、常用包埋法固定化。 8．固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)胞技術(shù)的關(guān)系是(　) A．固定化酶技術(shù)是固定化細(xì)胞技術(shù)的基礎(chǔ) B．固定化細(xì)胞技術(shù)是固定化酶技術(shù)的基礎(chǔ) C．固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)胞技術(shù)是同時(shí)發(fā)展起來(lái)的 D．固定化細(xì)胞技術(shù)先于固定化酶技術(shù) 答案　A 解析　固定化細(xì)胞技術(shù)是繼固定化酶技術(shù)之后，建立在固定化酶技術(shù)基礎(chǔ)之上的新技術(shù)。 9．下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞所用的方法的說(shuō)法中，正確的是(　) A．物理吸附法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，吸附牢固 B．包埋法的優(yōu)點(diǎn)是操作復(fù)雜，條件溫和，對(duì)細(xì)胞無(wú)毒性 C．物理吸附法容易對(duì)酶活性產(chǎn)生影響 D．凝膠包埋法常用的凝膠種類(lèi)有瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖

7、維素、明膠和聚丙烯酰胺等 答案　D 解析　酶和細(xì)胞的固定化常用的方法有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。物理吸附法的主要優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、對(duì)酶活性的影響較小，但由于酶或細(xì)胞與載體的作用力小，吸附不牢固，容易脫落，A、C錯(cuò)誤；包埋法操作簡(jiǎn)單，條件溫和，對(duì)細(xì)胞無(wú)毒性，B錯(cuò)誤；凝膠包埋法中常用的凝膠種類(lèi)有瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、明膠和聚丙烯酰胺等，D正確。 題型三　固定化酵母細(xì)胞的制備過(guò)程 10．下圖中甲表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作，乙是利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵的示意圖。下列敘述正確的是(　) A．剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)迅速與已活化的酵母菌混合制備混合液 B．圖甲中X溶液為蒸

8、餾水，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠 C．圖乙中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸并增加溶氧量 D．圖甲中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到乙裝置中 答案　D 解析　剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)冷卻至室溫再與已活化的酵母菌混合，A錯(cuò)誤；圖甲中X溶液為氯化鈣溶液，B錯(cuò)誤；酒精發(fā)酵過(guò)程中不需增加溶氧量，圖乙中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸，C錯(cuò)誤；制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌(去除殘留的CaCl2)后，再轉(zhuǎn)移到圖乙裝置進(jìn)行發(fā)酵，D正確。 11．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)胞需置于蒸餾水中活化，是因?yàn)楦山湍讣?xì)胞中自由水含量低、代謝速率慢 B．配制海

9、藻酸鈉溶液時(shí)需要小火或間斷加熱，以防海藻酸鈉焦糊 C．向CaCl2溶液中滴加海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合液時(shí)要快速，防止凝固 D．質(zhì)量合格的凝膠珠應(yīng)該是富有彈性、不易破裂、內(nèi)部無(wú)液體流出、稍帶黃色 答案　C 解析　干酵母細(xì)胞中自由水含量低、代謝速率慢，需置于蒸餾水中活化，A正確；配制海藻酸鈉溶液時(shí)需要小火或間斷加熱，如果加熱太快，海藻酸鈉會(huì)發(fā)生焦糊，B正確；向CaCl2溶液中滴加海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合液時(shí)要?jiǎng)蛩倬徛氐渭?，C錯(cuò)誤；質(zhì)量合格的凝膠珠應(yīng)該是富有彈性、不易破裂、內(nèi)部無(wú)液體流出、稍帶黃色，D正確。 12．在制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，CaCl2溶液的作用是(　) A．用于調(diào)節(jié)溶液

10、pH B．用于進(jìn)行離子交換 C．用于膠體聚沉 D．用于為酵母菌提供Ca2＋ 答案　C 解析　海藻酸鈉膠體在CaCl2這種電解質(zhì)溶液的作用下，發(fā)生聚沉，形成凝膠珠，其作用機(jī)理是由于鹽離子的電荷與膠體微粒電荷相互吸引，形成更大的膠體顆粒，類(lèi)似于人體紅細(xì)胞與凝集素之間的凝集反應(yīng)。 13．某一實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，欲通過(guò)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。 (1)酵母細(xì)胞的固定采用的方法是________。 (2)請(qǐng)完善該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)制備固定化酵母細(xì)胞過(guò)程的步驟： ①配制氯化鈣溶液時(shí)應(yīng)用蒸餾水。 ②海藻酸鈉溶液應(yīng)用____________加熱。 ③海藻酸鈉溶

11、液必須____________才能加入酵母細(xì)胞。 ④注射器中的海藻酸鈉和酵母細(xì)胞的混合物應(yīng)滴入____________中形成________。 (3)該實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置來(lái)進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵。 ①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(guò)程中，一定要在________條件下進(jìn)行。 ②加入反應(yīng)液后的操作是關(guān)閉____________________________________。 ③裝置的長(zhǎng)導(dǎo)管起到什么作用？____________________________________。 答案　(1)包埋法 (2)②小火或間斷?、劾鋮s至室溫　④CaCl2溶液　凝膠珠

12、 (3)①無(wú)菌　②活塞1和活塞2?、坩尫臗O2，防止空氣中微生物的污染 解析　(1)由于細(xì)胞相對(duì)于酶來(lái)說(shuō)更大，難以被吸附或結(jié)合，因此多采用包埋法。 (2)②配制海藻酸鈉溶液：小火或間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會(huì)發(fā)生焦糊。③海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進(jìn)入氣泡。④注射器中的海藻酸鈉和酵母細(xì)胞的混合物應(yīng)滴入氯化鈣溶液中形成凝膠珠。 (3)①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)運(yùn)用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一定要在無(wú)菌條件下進(jìn)行。②加入反應(yīng)液后為了在無(wú)氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵，應(yīng)關(guān)閉活塞1和活塞2。③裝置的長(zhǎng)導(dǎo)管起到釋放CO2，減小反應(yīng)柱內(nèi)壓力并可防止空氣中微生

13、物污染的作用。 14．如圖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。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)圖1中X溶液為_(kāi)________，其作用是使___________________________。 (2)圖1中制備的凝膠珠用________洗滌后才能轉(zhuǎn)移到圖2裝置中。圖2發(fā)酵過(guò)程中攪拌的目的是__________________________。 (3)在用海藻酸鈉包埋酵母菌形成凝膠珠的過(guò)程中，加熱溶解海藻酸鈉時(shí)需注意______________加熱，然后將溶化好的海藻酸鈉溶液______________后，加入酵母菌充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉? (4)

14、研究發(fā)現(xiàn)，固定化程度強(qiáng)的凝膠顆粒發(fā)酵效果好，且穩(wěn)定性高、使用壽命長(zhǎng)。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溶液進(jìn)行凝膠化處理，所得到的固定化凝膠顆粒的強(qiáng)度及在28 ℃下發(fā)酵48 h后的酒精產(chǎn)量見(jiàn)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 1030 1100 1140 1170 1170 1160 酒精量(%) 6.7 6.5 6.5 6.7 6.4 6.

15、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溶液的濃度分別是________、________。 答案　(1)CaCl2溶液　海藻酸鈉形成凝膠珠 (2)蒸餾水　使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸 (3)用小火或間斷　冷卻至室溫 (4)固定化強(qiáng)度　2%　4% 解析　(1)混合液加入CaCl2溶液進(jìn)行固定化酵母細(xì)胞，CaCl2的作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠。 (2)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(guò)程中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸，以利于發(fā)酵過(guò)程的順利

16、進(jìn)行。 (3)配制海藻酸鈉溶液時(shí)要用小火或間斷加熱，直到溶化為止，將溶化后的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫再加入活化后的酵母細(xì)胞，以保證酵母細(xì)胞的活性。 (4)由圖表可看出，隨著CaCl2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)度和酒精產(chǎn)量都較大的海藻酸鈉與X溶液濃度分別是2%、4%。 1．用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵葡萄糖溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)無(wú)酒精產(chǎn)生，原因不可能是(　) A．實(shí)驗(yàn)瓶蓋了塞子 B．瓶?jī)?nèi)氧氣充足，進(jìn)行了有氧呼吸 C．固定化酵母細(xì)胞內(nèi)可能沒(méi)有酵母細(xì)胞 D．所謂的葡萄糖液可能是其他物質(zhì) 答案　A 解析　利用酵母菌進(jìn)行發(fā)酵無(wú)酒精產(chǎn)生，因此，可以認(rèn)為是酵母菌沒(méi)有進(jìn)行無(wú)氧呼吸，

17、即可能是氧氣充足，也可能是缺少原料，但不可能是瓶口被密封了，如果密封，酵母菌會(huì)進(jìn)行無(wú)氧呼吸，利用葡萄糖生成酒精。 2．下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的說(shuō)法，不正確的是(　) A．與普通酶相同，固定化酶活性的發(fā)揮也需適宜的溫度和pH B．固定化細(xì)胞發(fā)揮作用除了需要適宜的溫度、pH，還需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng) C．固定化酶和固定化細(xì)胞的共同點(diǎn)是所固定的酶都在細(xì)胞外起作用 D．固定化酶和固定化細(xì)胞都能反復(fù)使用，但酶的活性可能會(huì)下降 答案　C 解析　普通酶和固定化酶活性的發(fā)揮都需適宜的溫度和pH，A正確；固定化細(xì)胞固定的是活細(xì)胞，為了保證其生活的需要，應(yīng)為其提供適宜的溫度、pH以及一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，

18、B正確；固定化酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用，固定化細(xì)胞中的部分酶在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，也有部分酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用，C錯(cuò)誤；固定化酶和固定化細(xì)胞均能反復(fù)使用，但酶的活性可能會(huì)隨反應(yīng)次數(shù)的增加而下降，D正確。 3．如圖所示的固定化方式中，適宜固定化酶的方式是(　) A．①②③　B．①②　C．②③　D．①③ 答案　D 解析　據(jù)圖分析，①表示化學(xué)結(jié)合法，②表示包埋法，③表示物理吸附法。由于酶分子較小，不宜用包埋法，可用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化。 4．酶制劑、固定化酶、固定化細(xì)胞已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　) A．90 ℃高溫會(huì)使Taq酶失去催化活性 B．制備固定化酶的方法

19、主要有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法等 C．固定化酶固定時(shí)可能會(huì)造成酶的損傷而影響活性 D．固定化細(xì)胞可以催化一系列酶促反應(yīng) 答案　A 解析　Taq酶是從一種水生棲熱菌株中分離提取的，具有耐高溫的特性，在95 ℃仍具有酶活性，A錯(cuò)誤；固定化酶和固定化細(xì)胞是利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，B正確；固定化細(xì)胞可以固定一系列酶，因此能催化一系列酶促反應(yīng)，D正確。 5．下列有關(guān)制備固定化酵母細(xì)胞的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　) A．可根據(jù)凝膠珠的顏色和形狀檢測(cè)凝膠珠的質(zhì)量 B．要將酵母細(xì)胞活化處理 C．制成的凝膠珠上不能出現(xiàn)小孔 D．配制的

20、海藻酸鈉濃度是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵 答案　C 解析　制備固定化酵母細(xì)胞時(shí)，將懸浮有酵母細(xì)胞的海藻酸鈉溶液滴進(jìn)CaCl2溶液中，酵母細(xì)胞被包埋在凝膠的小孔中，制成固定化酵母細(xì)胞。 6．如圖為某同學(xué)利用海藻酸鈉固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，出現(xiàn)此結(jié)果的原因不可能有(　) A．海藻酸鈉溶液濃度過(guò)高 B．酵母細(xì)胞已經(jīng)死亡 C．注射器中的溶液推進(jìn)速度過(guò)快 D．注射器距離CaCl2溶液液面太近 答案　B 解析　圖中凝膠珠不成球形，可能的原因是海藻酸鈉溶液濃度過(guò)高導(dǎo)致的，也可能是注射器距離CaCl2溶液液面太近或注射器中的溶液推進(jìn)速度過(guò)快導(dǎo)致的，但是從圖中無(wú)法看出酵母細(xì)胞的死活。 7．固定化酶是

21、從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)?？蒲腥藛T用海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定小麥酯酶，以研究固定化酶的相關(guān)性質(zhì)和最佳固定條件。甲、乙、丙圖所示為部分研究結(jié)果。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　) A．由甲圖可知，固定化酯酶比游離酯酶對(duì)溫度變化的適應(yīng)性強(qiáng) B．由乙圖可知，濃度約為3%的海藻酸鈉包埋效果最好 C．由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復(fù)使用3次，之后若繼續(xù)使用則酶活力明顯下降 D．固定化酶的活力較高，主要原因是增加了酶與底物的接觸面積 答案　D 解析　據(jù)甲圖可知，當(dāng)溫度變化時(shí)，游離酯酶的活力比固定化酯酶變化明顯，說(shuō)明固定化酯酶比游離酯酶對(duì)溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍更廣，A正確；由乙

22、圖可知，濃度約為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，B正確；由丙圖可知，固定化酯酶重復(fù)使用3次后，若繼續(xù)使用則酶活力明顯下降，C正確；酶用海藻酸鈉固定后，降低了酶與底物的接觸面積，D錯(cuò)誤。 8．下列有關(guān)固定化酵母細(xì)胞制備步驟，不恰當(dāng)?shù)氖?　) A．應(yīng)使干酵母與蒸餾水混合并攪拌，以利于酵母細(xì)胞的活化 B．溶解海藻酸鈉，最好采用持續(xù)加熱的方法 C．如果海藻酸鈉溶液濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目會(huì)較少 D．將與酵母細(xì)胞混勻的海藻酸鈉溶液注入CaCl2溶液中，會(huì)觀察到CaCl2溶液中有凝膠珠形成 答案　B 解析　溶解海藻酸鈉，最好采用小火或間斷加熱的方法，如果加熱太快，海藻酸鈉會(huì)發(fā)生

23、焦糊，B錯(cuò)誤。 9．利用酶生產(chǎn)高果糖漿：用α－淀粉酶將玉米粉水解生成單糖，再用糖化酶處理產(chǎn)生95%～97%的葡萄糖溶液。葡萄糖的甜度比蔗糖低得多，但利用葡萄糖異構(gòu)酶將葡萄糖異構(gòu)化轉(zhuǎn)變成果糖，就可以解決這一問(wèn)題。把通過(guò)α－淀粉酶、糖化酶和固定化葡萄糖異構(gòu)酶，將玉米粉轉(zhuǎn)化成含葡萄糖50%、果糖42%、其他糖8%的反應(yīng)物，稱(chēng)為高果糖漿或果葡糖漿。它雖然是一種混合物，但甜度與蔗糖相當(dāng)，比葡萄糖高出許多，因此，在飲料、食品生產(chǎn)中大量應(yīng)用?，F(xiàn)在，一些發(fā)達(dá)國(guó)家高果糖漿的年產(chǎn)量已達(dá)幾百萬(wàn)噸，高果糖漿在許多飲料的制造中已經(jīng)逐漸代替了蔗糖。 (1)在生產(chǎn)高果糖漿的過(guò)程中，為了使葡萄糖異構(gòu)酶反復(fù)使用，采用了什么

24、技術(shù)？______________。 (2)在上述生產(chǎn)過(guò)程中，若直接用固定化葡萄糖異構(gòu)酶處理單糖，能得到高果糖漿嗎？說(shuō)明理由。____________________________________________。 (3)為使固定化葡萄糖異構(gòu)酶發(fā)揮最大催化效果，在生產(chǎn)過(guò)程中需要注意什么？________________________________________________________________。 (4)如何測(cè)定葡萄糖異構(gòu)酶的最適pH和最適溫度？寫(xiě)出大致的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。__________________________________________________

25、。 答案　(1)固定化酶技術(shù)　(2)不能；固定化葡萄糖異構(gòu)酶具有專(zhuān)一性　(3)控制生產(chǎn)過(guò)程中的溫度和pH　(4)配制濃度相同的酶溶液，設(shè)置一系列合理的溫度(或pH)梯度，用一系列合理的溫度(或pH)梯度下的酶溶液分別與等量同溫度(或pH)條件下葡萄糖混合，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間后，測(cè)定果糖的生成量即可確定葡萄糖異構(gòu)酶的最適溫度(或pH) 解析　目前在食品加工、醫(yī)藥等行業(yè)廣泛采用了固定化酶技術(shù)，使酶可以反復(fù)使用。若直接用固定化葡萄糖異構(gòu)酶處理單糖，不會(huì)得到高果糖漿，原因是葡萄糖異構(gòu)酶只能作用于葡萄糖，使之轉(zhuǎn)化為果糖，而對(duì)其他單糖不起作用，這是由酶的專(zhuān)一性決定的。由于葡萄糖異構(gòu)酶是生物催化劑，它需要適

26、宜的溫度和pH。酶的最適溫度和pH是人們?cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)摸索中得出的，一般測(cè)定方法是用溫度或pH作為自變量，設(shè)置合理的梯度，通過(guò)比較生成物的量來(lái)確定。 10．某科研小組采用80 ℃水浴溶化海藻酸鈉，固定黑曲霉孢子(含β－葡萄糖苷酶)，并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答問(wèn)題。 (1)此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用80 ℃水浴法代替小火或者間斷加熱法溶化海藻酸鈉，其優(yōu)點(diǎn)是__________________________________。溶化的海藻酸鈉在加入黑曲霉孢子懸浮液前一定要進(jìn)行________處理，海藻酸鈉的最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)需控制在3%，原因是___________________________________

27、____________________。 (2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，初形成的凝膠珠需放在CaCl2溶液中靜置30 min，目的是______________________。 (3)β－葡萄糖苷酶能催化大豆苷水解為大豆苷元，pH對(duì)游離孢子和固定化凝膠珠中β－葡萄糖苷酶活性影響的結(jié)果如圖所示，由此可知：研究β－葡萄糖苷酶活性時(shí)，pH應(yīng)控制在________左右；與游離孢子相比，固定化凝膠珠中β－葡萄糖苷酶的pH適宜范圍________(填“增大”或“減小”)。 注：轉(zhuǎn)化率＝×100%。 答案　(1)80 ℃水浴加熱能準(zhǔn)確控制溫度，溶化過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)焦糊，且溶化時(shí)間短　冷卻　海藻酸鈉濃度太高不

28、易形成凝膠珠，濃度太低包埋的黑曲霉孢子少　(2)形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)　(3)4.8　增大 解析　(1)此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用80 ℃水浴法代替小火或者間斷加熱的方法溶化海藻酸鈉，其優(yōu)點(diǎn)是80 ℃水浴加熱能準(zhǔn)確控制溫度，溶化過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)焦糊，且溶化時(shí)間短。溶化的海藻酸鈉在加入黑曲霉孢子懸浮液前一定要進(jìn)行冷卻處理，以免高溫殺死黑曲霉孢子。海藻酸鈉的最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)需控制在3%的原因是海藻酸鈉濃度太高不易形成凝膠珠，濃度太低包埋的黑曲霉孢子少。 (2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，初形成的凝膠珠需放在CaCl2溶液中靜置30 min的目的是形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)。 (3)分析曲線的變化趨勢(shì)可知，當(dāng)pH約為4.8時(shí)，游離

29、孢子和固定化凝膠珠的轉(zhuǎn)化率均最高。與游離孢子相比，固定化凝膠珠中β－葡萄糖苷酶的pH適宜范圍增大。 11．下圖中甲所示的探究性實(shí)驗(yàn)裝置共6個(gè)，每個(gè)裝置中分別加入葡萄糖飽和溶液和兩個(gè)凝膠珠，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，小液滴都在C點(diǎn)(刻度管足夠長(zhǎng)，瓶?jī)?nèi)氧氣充足)。6個(gè)裝置分別置于0 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃條件下，10分鐘后記錄各個(gè)裝置中的小液滴位置，并描繪出坐標(biāo)曲線圖(如圖乙曲線)。 (1)本實(shí)驗(yàn)的目的是________________________，自變量是________。 (2)瓶中氫氧化鈉溶液的作用是_____________________________

30、________，小液滴移動(dòng)的距離表示_________________。 (3)實(shí)踐中如果通過(guò)固定化醋酸菌生產(chǎn)醋酸，那么制備的凝膠珠大小與固定化酵母菌生產(chǎn)酒精相比，應(yīng)該注意_______________，原因是____________________。 (4)如果在制備固定化醋酸菌細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，海藻酸鈉濃度過(guò)低，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)開(kāi)始10分鐘后的曲線。 (5)利用固定化細(xì)胞技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)注意哪些問(wèn)題？(至少兩點(diǎn)) ________________________________________________________________。 答案　(1)探究溫度與醋酸發(fā)酵速

31、度之間的關(guān)系　溫度 (2)吸收二氧化碳、防止產(chǎn)生的醋酸揮發(fā)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性　有氧呼吸消耗的氧氣量 (3)固定化醋酸菌的凝膠珠要小一些　醋酸菌發(fā)酵生產(chǎn)醋酸是一個(gè)有氧呼吸的過(guò)程，凝膠珠小有利于氧氣的供應(yīng)，增加醋酸產(chǎn)量 (4)如圖中曲線1所示 (5)無(wú)菌操作，控制好溫度、pH 解析　(1)(2)由于圖甲實(shí)驗(yàn)裝置中的氫氧化鈉能吸收二氧化碳、防止產(chǎn)生的醋酸揮發(fā)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，故裝置中小液滴在刻度管中的移動(dòng)距離表示有氧呼吸消耗的氧氣量。據(jù)題干中“5個(gè)裝置分別置于15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃的溫度下”可知，自變量是溫度，因變量是小液滴移動(dòng)的距離，表示有氧呼吸消耗的氧氣量，即醋酸菌呼吸速率，因此該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繙囟扰c醋酸菌發(fā)酵速率之間的關(guān)系。 (3)由于體積較小的凝膠珠能獲得與反應(yīng)溶液較大的接觸面積，使內(nèi)部被固定的細(xì)胞獲得足夠氧氣，反應(yīng)更充分，故固定化醋酸菌所用凝膠珠比固定化酵母細(xì)胞小。 (4)如果海藻酸鈉溶液的濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的醋酸菌的數(shù)目就少，曲線如答案所示。 (5)工業(yè)生產(chǎn)中，利用固定化細(xì)胞技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，進(jìn)行無(wú)菌操作并且控制好溫度、pH、氧氣含量、底物濃度等來(lái)延長(zhǎng)固定化細(xì)胞的使用時(shí)間。