1、4.3 新提升课后作业一、 选择题(每小题5分，共50分)1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】固定化酶技术就是固定酶，将酶依附着载体使其能被反复利用的技术，A错误；固定化细胞的优势在于能催化一系列的酶促反应，一种酶只能催化一种或一类反应，B错误；固定化酶中的酶可以重复利用，C错误；固定化酶是将酶固定在一定空间内的技术，D正确。【答案】D2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
2、高温不敏感，但对强酸、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】酶对高温、强酸、强碱都非常敏感，A错误；加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，能减少N、P的排放，有利于保护环境，B错误；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，C正确；酶的催化功能很强，但需给以适宜的温度和PH等环境条件才能较长时间维持其作用，不需要提供营养物质，D错误。【答案】C3下列说法不正确的是()A固定化酶和固定化细胞在应用上的主要区别是后者需要
3、一定的营养B固定化酶技术一次只能固定一种酶C固定化酶和固定化细胞的共同点之一是酶都是在细胞外起作用D固定化酶和固定化细胞都能反复使用【解析】固定化酶和固定化细胞在应用上的主要区别是后者需要一定的营养，以维持活细胞代谢需要，A正确；固定化酶技术一次只能固定一种酶，B正确；固定化细胞的酶不一定都是在细胞外起作用，C错误；固定化酶和固定化细胞都能反复使用，D正确。【答案】C4试分析下图中，哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似()【解析】分析图形可知，A是将酶吸附在载体表面上，B是将酶相互连接起来，C是将酶包埋在细微网格里，D是将酶固定在凝胶颗粒内；用海藻酸钠作载体制备固定化酵母细胞是需将
4、活的酵母细胞固定在凝胶颗粒内，所以选D。【答案】D5.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】固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法(交联法)，由于细胞相对于酶来说更大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法，A正确；某些反应产物可能与酶结合，致使酶的结构产生变化，从而改变酶的催化活性，B错误；固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上，实现酶的反复利用，并提高酶稳定性，酶的各项特性(如高效性、专一性和作用条件的温和性)依然保持，C错
5、误；固定化细胞在多步酶促反应中发挥连续催化作用，但如果反应底物是大分子物质，则难以自由通过细胞膜，从而限制固定化细胞的催化反应，D错误。【答案】A6.某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验，分组见下表，下列有关说法错误的是()组别固定化酶柱长度(cm)淀粉溶液的流速(mLmin1)甲100.3乙100.5丙150.3丁150.5A.固定化酶柱长度和淀粉溶液流速决定了酶柱中酶的含量B淀粉溶液流速过快会导致流出液中含有淀粉C各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同D淀粉溶液的pH对实验结果有影响【解析】固定化酶柱长度决定了酶柱中酶的含量，A项错误。淀粉溶液流速过快，酶来不及催化反应发生，会导致流出液中
6、含有淀粉，B项正确。实验要遵循等量原则，C项正确。pH影响酶的活性，D项正确。【答案】A7.下列有关制备固定化酵母细胞叙述不正确的是()A在向溶化好的海藻酸钠溶液中加入的必须是已活化的酵母细胞B溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，才能加入细胞C溶解海藻酸钠，最好采用小火，或者持续加热的方法D在固定化酵母细胞的过程中，要以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中 【解析】向溶化的海藻酸钠溶液中加入的是活化的酵母细胞，故A正确。溶化好的海藻酸钠溶液需要冷却到室温才能加入细胞，否则细胞可能失去活性，故B正确。溶解海藻酸钠需用小火，或者间断加热，故C错误。固定化酵母细胞过程中，需
7、要以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，故D正确。【答案】C8右图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实验结果，出现此结果的不可能原因有()A海藻酸钠浓度过高B酵母细胞已经死亡C注射器中的溶液推进速度过快D注射器距离CaCl2溶液液面太近【解析】图中凝胶珠不成球形，可能的原因是海藻酸钠浓度过高导致的，也可能是注射器距离CaCl2溶液液面太近或注射器中的溶液推进速度过快导致的，但是从图中无法看出酵母细胞的死活，故ACD正确。【答案】B9下列有关固定化酵母细胞的制备步骤中不正确的是()A应使干酵母与蒸馏水混合并搅拌，以利于酵母菌活化B配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热
8、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将与酵母菌混匀的海藻酸钠溶液注入CaCl2溶液，形成球形或椭球形的凝胶珠【解析】干酵母与蒸馏水混合并搅拌，以利于酵母菌活化，A正确；配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热的方法，防止焦糊，B正确；溶化好的海藻酸钠溶液需冷却后才能加入已活化的酵母细胞，C错误；将与酵母菌混匀的海藻酸钠溶液注入CaCl2溶液，形成球形或椭球形的凝胶珠，D正确。【答案】C10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有机磷农
9、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】固定化细胞技术固定的是一系列酶，所以在多步连续催化反应方面优势明显；故A正确；固定化酶的应用中，要控制好PH、温度，但与溶解氧无关，因为温度和PH影响酶的活性；故B错；利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，是酶促反应，没有生物参与，所以不需提供营养条件；故C错；利用固定化酵母细胞进行发酵时，糖类等有机物都能作为反应底物外还是酵母细胞的能源物质；故D错。【答案】A二、非选择题11(12分)固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)
10、，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率)，分析回答下列问题。(1)测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的_或产物的_来表示。(2)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是_。(3)乙图曲线表明浓度为_的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低原因是_。(4)固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酶一般可重复使用_次，酶活力明显下降。(5)固定小麦酯酶不仅采用海藻酸钠直接包埋，同时用戊二醛作交联剂，这是因为_。【解
11、析】(1)酶活力通常用底物的消耗量或产物的生成量表示。(2)通过分析甲图可知，固定化酶与游离酶相比，对温度变化的适应性更强且应用范围较广。(3)乙图曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时酶活力最高。当海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足，因此酶活力较低。(4)由丙图可知，固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力显著下降。(5)由于小麦酯酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出，因此固定小麦酯酶不采用海藻酸钠直接包埋，而是采用双重固定法。【答案】(1)减少量增加量(2)固定化酶比游离酶对温度变化适应性更强且应用范围较广(3)3%海藻酸钠浓度较低时包埋不紧
12、密，酶分子容易漏出，数量不足(4)3(5)酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出12(13分)根据材料回答下列有关问题。.某大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠来包埋小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果。(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶的活性和酶的数量)(1)从图1可以看出：固定化小麦酯酶比游离的小麦酯酶对温度变化的适应性更_。(2)从图2可以看出：海藻酸钠浓度为_时的小麦酯酶活力最强。当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因是_。.制备固定化酵母细胞的过程为(1)活化就是让处于休眠状态的微生物重
13、新恢复_状态。(2)影响此实验成败的关键步骤是_，此步的操作应采用_，以防止发生焦糊现象。(3)海藻酸钠溶液必须冷却至室温后才能和酵母混合，原因是_。(4)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是_。(5)如果制作的凝胶珠颜色过浅，呈白色，则说明海藻酸钠浓度_(过低/过高)。(6)此固定酵母细胞的方法是_法，固定化酵母细胞的优点是_。(7)制备固定化酶则不宜用此方法，原因是_。【解析】通过分析图甲可知，固定化酶与游离酶相比，对温度变化的适应性更强且应用范围较广。乙图曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时的酶活力最高，当海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，
14、数量不足，因此酶活力较低。(1)活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活的状态。(2)固定化酵母菌的实验关键是配制海藻酸钠溶液；为防止发生焦糊现象，需要用小火间断加热的方法。(3)海藻酸钠溶液必须冷却至室温后才能和酵母混合，原因是高温导致酵母细胞死亡。(4)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是使胶体聚沉。(5)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少。固定化细胞通常采用包埋法，其优点是可以重复使用。制备固定化酶则不宜用此方法，原因是酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。【答案】.(1)强(2)3%酶的数量不足. (1) 正常的
15、生活(2)配制海藻酸钠溶液小火间断加热的方法(3)高温导致酵母细胞死亡(4)使胶体聚沉(让凝胶珠形成稳定的结构)(5)过低(6)包埋可以重复使用(7) 酶分子很小，容易从包埋材料中漏出13(14分)为了探究啤酒酵母固定化的最佳条件，科研人员研究了氯化钙浓度对固定化酵母发酵性能的影响，结果如下图。请回答：(1)与利用游离酵母生产啤酒相比，利用固定化酵母的优点有_。(2)本实验结果表明，随氯化钙浓度增大，凝胶珠机械强度增大，完整率_。(3)结合发酵性能分析，制备凝胶珠适宜的氯化钙浓度为_。当氯化钙浓度过高时，发酵液中的糖度升高，酒精度下降，发酵受到影响，原因是_。(4)用海藻酸钠作载体包埋酵母细胞
16、，溶解海藻酸钠时最好采用_的方法，以防发生焦糊。溶化好的海藻酸钠溶液应_后，再与已活化的酵母细胞充分混合。若海藻酸钠浓度过低，会导致_，固定效果大大降低。【解析】(1)与游离酵母发酵相比，利用固定化酵母的优点有：可多次使用、便于产物分离、提高产品质量等。(2)氯化钙可使海藻酸钠聚沉，形成多孔的含酵母菌的凝胶珠，随着氯化钙浓度增大，凝胶珠机械强度增大，完整率增加。(3)制备凝胶珠的适宜氯化钙浓度为2.0 mol/L，当氯化钙浓度过高时，凝胶柱机械强度大，通透性降低，影响糖进入颗粒内部。(4)溶解海藻酸钠时最好采用小火间断加热的方法，避免发生焦糊；融化后的海藻酸钠应冷却至室温后，再与已经活化的酵母
17、细胞充分混合；若海藻酸钠浓度过低，易导致酵母菌细胞从颗粒中漏出，固定效果降低。【答案】(1)可多次使用、便于产物分离、提高产品质量等(2)增加(3)2.0 mol/L凝胶柱机械强度大，通透性降低，影响糖进入颗粒内部(4)小火间断加热冷却至室温酵母菌细胞从颗粒中漏出14(11分)固定化酶技术运用工业化生产前，需要获得酶的有关参数。如图：曲线表示某种酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比；曲线是将该种酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，由此得到酶的热稳定性数据。请回答下列问题：(1)与普通酶制剂相比，固定化酶在生产中的优点是_。(2)曲线中，35和80的数据点
18、是在_时测得的。通过本实验，你对酶的最适温度的认识是_。该种酶固定化后运用于生产，最佳温度范围是_。(3)研究发现有甲、乙两种物质能降低该种酶的催化效率，该酶催化的底物浓度变化会改变甲物质对酶的影响，而不会改变乙物质对酶的影响。下图是降低酶活性的两种机制模型，符合甲、乙物质对酶影响的模型分别是_、_。(4)在酶的活性不受抑制时，起始反应速率与底物浓度的关系如下图所示。请在答题卡的指定位置画出加入甲物质时，起始反应速率与底物浓度之间的关系曲线。【解析】(1)与普通酶制剂相比，固定化酶的优点是：可以反复使用。(2)由于曲线是将该种酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性
19、，而酶的最适温度为80，因此曲线中数据均为80下的数据；结合曲线可知，酶的最适温度可以认为是既能使酶具有高的催化活性，又能维持较长时间的温度；该酶的最适温度范围是6070。(3)观察两个模型可知，图A中抑制剂和底物都可以和酶结合，因此底物浓度的变化，可以影响酶的催化效率；图B中抑制剂与酶结合后，酶的结构发生改变，不能和底物结合，因此底物浓度升高，也不能影响酶的催化效率。故甲乙分别对应图A和图B中模型。(4)根据甲模型，加入抑制剂甲后，起始反应速率变小，但是随着底物浓度的增加，起始反应速率加快，但不能超过不加抑制剂时的起始反应速率。【答案】(1)可反复使用(2)80既能使酶具有高的催化活性，又能维持较长时间6070(3)AB(4)曲线如下图