1、第四节酶的固定化1.下列关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法,错误的是()A.固定化酶生物活性强,可长久使用B.一般酶制剂应用后和产物混在一起,产物的纯度不高C.一般酶制剂参加反应后不能重复利用D.固定化酶可以反复利用,降低生产成本,提高产量和质量解析:固定化酶与普通酶制剂相比,在活性上没有多大差别,固定化酶的成分也是蛋白质,蛋白质经过一定的时间后会变性失活,所以固定化酶一般能使用半年,不可能长久使用。答案:A2.下列关于固定化酶技术说法正确的是()A.固定化酶技术就是固定反应物,将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
2、D.固定化酶是将酶固定在一定空间的技术解析:固定化酶是利用物理或化学的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,不足是无法同时催化一系列酶促反应。答案:D3.下列说法中,哪项不是在应用酶的过程中常遇见的一些实际问题?()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,绝大多数酶是蛋白质解析:酶的作用条件比较温和,易受温度、酸碱度的影响;酶在生物化学反应中与反应物、产物混合在一起,很难回收,影响产品质量。这些都是酶应用过程中常遇见的一些问题。答案:D4.高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶,它能将
3、葡萄糖转化成果糖,而不能转化成其他物质。这是根据酶的特性中的()A.特异性B.专一性C.高效性D.多样性解析:葡萄糖异构酶将葡萄糖转化成果糖,而不能转化成其他物质,体现了酶的专一性。答案:B5.下列有关固定化技术的叙述,正确的是()A.固定化酶只能在细胞内发挥作用B.固定化酶能提高酶的利用率C.酶的固定是酶分离纯化的常用方法D.固定化酶的固定化方式就是吸附在固体表面上解析:制成固定化酶的步骤是:酶的生产、提取、酶的分离纯化、酶的固定化。制成固定化酶的方法有吸附在固体表面,有将酶相互连接起来,将酶包埋在细微的网格里等;这样的固定化酶能重复利用,从而提高了酶的利用率;而酶在条件适宜时,既可在细胞内
4、起作用,也能在细胞外起作用,制成的固定化酶,更是主要在细胞外发挥作用。答案:B6.对固定酶的作用影响较小的固定方法是()A.包埋法B.化学结合法C.物理吸附法D.生物法解析:酶适合用化学结合法和物理吸附法固定,而对酶影响较小的是物理吸附法。答案:C7.下列关于固定化酶中的酶说法正确的是()A.固定化酶活性不稳定B.酶被固定在不溶于水的载体上,可反复利用C.酶作为催化剂,反应前后结构不改变,所以固定化酶可永远利用下去D.固定化酶由于被固定在载体上,所以丧失了酶的高效性和专一性特点解析:固定化酶活性稳定;固定化酶可反复利用,但不能永远利用下去;固定化酶保持了一般酶的特性。答案:B8.下列说法不正确
5、的是()A.固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B.固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法C.由于细胞个体大,而酶分子很小,因此细胞多采用物理吸附法固定D.反应物是大分子物质时应采用固定化酶解析:在酶和细胞的固定化技术中,通常有包埋法、化学结合法和物理吸附法,其中由于酶分子小,又多带电荷,易从多孔性物质中漏出,因此多使用化学结合法与物理吸附法,而细胞个体大,难以被多孔性物质吸附或结合,因而多采用包埋法。答案:C9.如果反应物是大分子物质,采用下列哪种方法催化受限制()A.直接使用酶B.使用化学方法结合的酶C.使用固定化细胞D.使用物理吸附法固定的酶解析:固定化细胞被包
6、埋在载体内部,大分子物质不易通过载体和固定细胞的细胞膜,小分子物质易于通过。答案:C10.将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应,应当固定();若将谷氨酸棒状杆菌内的蛋白质变成氨基酸,应当固定()A.谷氨酸棒状杆菌蛋白酶B.谷氨酸棒状杆菌谷氨酸棒状杆菌C.蛋白酶蛋白酶D.蛋白酶谷氨酸棒状杆菌解析:谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸是连续的酶反应,应固定谷氨酸棒状杆菌;蛋白质变成氨基酸是蛋白酶的作用,应固定蛋白酶。答案:A11.研究认为,用固定化酶技术处理污染物是很有前途的,如从大肠杆菌中得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂,可用于降解残留在土壤中的有机磷农药,与微生物降解相比,其作用不需
7、要适宜的()A.温度B.酸碱度C.水分D.营养解析:二者的正常活动都需要一定的条件,如温度、酸碱度、水分等,但是酶本身是一种大分子物质,不需要营养,而细胞的生活离不开营养物质。答案:D12.固定化酶和固定化细胞的主要区别是()A.前者只能固定胞外酶,后者只能固定胞内酶B.前者只能固定胞内酶,后者只能固定胞外酶C.前者可以固定胞内酶和胞外酶,后者只可以固定胞内酶D.前者只可以固定胞外酶,后者可以固定胞外酶和胞内酶解析:微生物产生的酶的种类很多,有的存在于细胞内,有的分泌到细胞外。因此,固定化酶可以固定胞内酶和胞外酶,固定化细胞只能固定胞内酶。答案:C13.右图为固定化酶的反应柱示意图,请据图回答
8、下面的问题。(1)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。(2)的作用是。(3)制作固定化酶所用的方法有、。(4)据图说出反应柱的作用原理。解析: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;与固定化酶相比,固定化细胞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;使用固定化酶技术往往利用反应柱,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。答案:(1)既能与反应物接触,又能与产物分离,还能被反复利用成本更低,操作更容易,且能催化一系列的反应(2)使酶颗粒无法通过,反应溶液却可以自由出入(
9、3)吸附法共价键结合法包埋法(4)反应液从反应柱的上端注入,使反应物溶液流过反应柱,与固定化酶接触,得到的产物从反应柱下端流出14.某同学进行苹果汁制作实验,工艺如下图所示。(1)图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是。黑曲霉提取液中含有的可水解果胶,从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过方式将酶固定化,酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去。(2)实验中,操作流程A和B的先后顺序为。在苹果汁澄清过程中,应关闭的流速调节阀是。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否还有果胶,可取一定量的果汁与等量的混合,如果出现现象,说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解,应将流速调。(3)实验后,将洗涤过
10、的固定化柱在低温环境中保存若干天,该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验,说明固定化酶可被使用。解析:在制作工艺中必须对原材料消毒,这样才能保证后续实验的成功。KMnO4是强氧化剂,可以起到对苹果的消毒作用。答案:(1)消毒果胶酶吸附未被固定的酶等(2)AB阀1乙醇浑浊(沉淀)慢(3)重复15.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:.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2030 h。.取1.6
11、 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。.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
12、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、共价键结合法和物理吸附法,酶分子很小,适合采用共价键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)物理化学包埋法共价键结合法物理吸附法共价键结合法物理吸附法包埋法5
