专题4 酶的研究与应用
课题3 酵母细胞的固定化
1.下列关于使用固定化酶生产高果糖浆的说法,正确的是( )
①生产高果糖浆需要使用果糖异构酶②在反应柱的顶端装上分布着许多小孔的筛板,防止异物的进入③将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,果糖溶液从反应柱的下端流出④反应柱可以降低生产成本,提高果糖的产量和质量
A.①②B.②③
C.③④D.①④
解析:反应柱的底端装有分布着许多小孔的筛板,酶颗粒无法通过筛板上的小孔,葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,流经反应柱,与固定化葡萄糖异构酶接触,使葡萄糖转化成果糖,从反应柱的下端流出。反应柱能够连续使用,大大降低了生产成本,有利于果糖的生产。
答案:C
2.下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是( )
A.可用包埋法制备固定化酵母细胞
B.反应产物对固定化酶的活性没有影响
C.葡萄糖异构酶固定前后专一性不同
D.固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应
解析:细胞难以被吸附或结合,固定化细胞多采用包埋法,A项正确;反应产物积累能影响酶的结构,从而使酶的活性下降,B项错误;葡萄糖异构酶在固定前后专一性不变,都是催化葡萄糖转化为果糖,C项错误;固定化细胞固定的是一系列的酶,可以催化一系列的反应,但不能催化各种反应底物的一系列反应,D项错误。
答案:A
3.下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是( )
A.酶具有多样性,固定化酶能够催化一系列酶促反应
B.CaCl2溶液能够使海藻酸钠形成凝胶珠
C.滴加酵母细胞与海藻酸钠混合液过快,会使凝胶珠带有尾巴
D.固定化细胞可重复利用的前提是防止其他微生物的污染
解析:固定化酶只能催化一种或一类酶促反应。
答案:A
4.下列关于固定化酵母细胞的制备步骤中不恰当的是( )
A.应使干酵母与蒸馏水混合并搅拌,以利于酵母细胞活化
B.配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法
C.向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞,充分搅拌并混合均匀
D.将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液滴入CaCl2溶液中,会观察到CaCl2溶液中,有球形或椭球形的凝胶珠形成
解析:在制备固定化酵母细胞的过程中,刚溶化好的海藻酸钠溶液温度较高,需等其冷却后才能加入已活化的酵母细胞,否则细胞会在高温下死亡。
答案:C
5.下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤,请回答下列问题:
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)固定化细胞技术一般采用包埋法,而固定化酶常用_________和_________。
(3)影响实验成败的关键步骤是____________________。
(4)海藻酸钠溶化过程的注意事项是________________。
(5)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________。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明__________。
解析:(1)酵母细胞在缺水的状态下休眠。活化是加入水使酵母菌恢复到生活状态。酵母细胞活化后体积会增大。
(2)固定化酶常用化学结合法和物理吸附法。
(3)实验的关键是配制海藻酸钠溶液,得到凝胶珠。
(4)海藻酸钠溶化过程要小火加热(或间断加热),不断搅拌,使海藻酸钠完全溶化,又不会焦煳。
(5)海藻酸钠浓度过低,包埋的酵母菌就过少;海藻酸钠浓度过高,不易与酵母菌混合均匀,形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形。
答案:(1)缺水正常的生活体积增大
(2)化学结合法物理吸附法
(3)配制海藻酸钠溶液
(4)要用小火或间断加热,避免海藻酸钠发生焦煳
(5)少海藻酸钠浓度偏高,制作失败
1.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是( )
A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复使用
B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素
C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物
D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合
解析:A项,固定化酶技术是指将酶固定在不溶于水的载体上,使酶既能与反应物接触,又能与产物分离,可实现重复利用。B项,固定化酶发挥作用不需要供氧,溶解氧交换受阻不会成为其应用的限制因素。C项,固定化细胞只能用于生产分泌到细胞外的产物,否则无法获得需要的产物。D项,用凝胶包埋细胞利用的是物理方法。
答案:B
2.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:固定化酶是将酶固定在一种载体上,因此它不能自由出入依附的载体。
答案:C
3.关于固定化酶技术的说法正确的是( )
A.固定化酶技术就是固定反应物,使酶依附着载体围绕反应物旋转的技术
B.固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应
C.固定化酶中的酶无法重复利用
D.固定化酶是将酶固定在一定空间内的技术
解析:固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术。其优点是酶被固定在一定装置内,可重复利用;不足是无法同时解决一系列酶促反应。
答案:D
4.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是( )
A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显
B.固定化酶的应用中,要控制好pH、温度和溶解氧
C.利用固定化酶降解水体中的有机磷农药,需提供适宜的营养条件
D.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是作为反应底物
解析:固定化细胞可连续催化多步反应;应用固定化酶需控制好温度和pH,无氧参与的反应不需控制溶解氧;利用固定化酶降解有机磷农药,农药是反应底物,不需另外提供营养;利用固定化酵母细胞发酵,糖类既作为反应底物,又作为酵母细胞生命活动的能源物质。
答案:A
5.大分子反应物应采用的固定化技术和理由是( )
A.固定化酶技术;可应用化学结合法或物理吸附法对酶固定,利于大分子和酶的接触B.固定化酶技术;可应用包埋法对酶固定,利于大分子和酶的接触
C.固定化细胞技术;一般应用化学结合法或物理吸附法对细胞固定,利于大分子和细
胞的接触
D.固定化细胞技术;一般应用包埋法对细胞固定,利于大分子和细胞的接触
解析:大分子反应物应采用的固定化技术是固定化酶技术,理由是:一般用化学结合法或物理吸附法对酶固定,和包埋法相比,化学结合法或物理吸附法有利于反应物与酶的接触。如采用固定化细胞技术,则一般用包埋法对细胞固定,由于大分子颗粒比较大,反应物难以进入包埋细胞的网格或颗粒,不利于反应的进行。
答案:A
6.对固定化细胞的叙述,正确的是( )
A.催化效率高,低耗能、低污染
B.对环境的条件非常敏感,容易失活
C.既能与反应物充分接触,又能与产物分离
D.成本低,操作简单,但反应效果可能很低
解析:参照固定化细胞的优点。
答案:C
7.在制备固定化酵母细胞的实验中,CaCl2溶液的作用是( )
A.用于调节溶液pH B.用于进行离子交换
C.用于胶体聚沉D.用于为酵母菌提供Ca2+
解析:海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质溶液的作用下,发生聚沉,形成凝胶珠,其作用机理是由于盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引,形成更大的胶体颗粒,类似于人体红细胞与抗凝集素之间的凝集反应。
答案:C
8.在制备固定化酵母细胞的过程中错误的操作是( )
A.取干酵母,加入蒸馏水,使其活化
B.配制海藻酸钠时,加热用大火,直到海藻酸钠溶化为止
C.将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入已活化的酵母细胞
D.将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右
解析:干酵母需加蒸馏水使其活化恢复生活状态。配制海藻酸钠时应用小火或间断加热,以免焦煳。海藻酸钠溶液与活化酵母细胞混合时应在室温下进行,防止温度过高杀死酵母细胞,最后将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右。
答案:B
9.酶制剂、固定化酶、固定化细胞已经广泛地应用于各个领域,下列有关叙述错误的是( )
A.90 ℃高温会使Taq DNA聚合酶失去催化活性
B.制备固定化酶的方法主要有包埋法、交联法和吸附法等