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1课题3酵母细胞的固定化一、单项选择题1．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：蛋白质是绝大多数酶的化学本质，这一属性不会因为酶的固定化而改变。答案：D2．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：C23．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：D4．固定化细胞常用包埋法固定化，原因是()A．包埋法固定化操作最简便B．包埋法对酶活性的影响最小C．包埋法固定化具有普遍性D．细胞体积大，难以被吸附或结合解析：细胞个大，个大的细胞难以被吸附或结合。答案：D5．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3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：A6．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：C7．下列有关固定化酶和固定化细胞的说法中不正确的是()A．与普通酶相同，固定化酶活性的发挥需要适宜的温度和pHB．固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要有机营养的供应C．固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都在细胞外起作用D．固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性可能下降解析：固定化酶的活性受温度、pH等因素的影响，固定化细胞发挥作用受温度、pH和有机营养等因素的影响；固定化细胞所固定的酶是在细胞内起作用的；固定化酶和固定化细胞都能反复使用，原则上酶的活性不变，但在现实操作中，受环境等因素的影响，酶的活性可能下降。答案：C8．下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是()4A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药C．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌解析：酶的固定方式有包埋法、化学结合法和物理吸附法，物理吸附的过程是利用吸附剂本身的表面张力，从而对附近的分子产生吸附，吸附剂不会与被吸附物质发生化学反应而使其发生性质改变，所以吸附法对酶活性影响很小；消化酶在人体消化道内发挥作用，蛋白酶制剂一般在最外面加上糖衣后通过口服方式给药；尿糖试纸是一种酶试纸，是将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色化合物固定在纸条上，制成测试尿糖含量的酶试纸，这种酶试纸与尿液相遇时，很快会因为尿液中葡萄糖含量的多少而呈现一定的颜色，再次使用时颜色会有掩盖作用，所以不能反复利用；制备固定化酵母细胞时，将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗的目的是洗去CaCl2和杂菌，防止凝胶珠硬度过大和杂菌的污染。答案：C9．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TaqDNA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C．固定化酶固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D．固定化细胞可以催化一系列酶促反应解析：TaqDNA聚合酶是一种用于PCR技术的耐高温的酶，90℃的高温不会让该酶失活。答案：A10．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三磷酸5酯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，其作用不需要适宜的()A．温度B．酸碱度C．水分D．营养解析：酶和细胞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：D二、双项选择题11．目前，没有一种固定化技术能普遍适用于所有的酶，理由是()A．有的酶能降低反应的活化能，有的酶能升高反应的活化能B．有的酶有专一性，有的酶没有专一性C．不同的酶分子结构不同D．不同的酶对理化因素的耐受程度不同解析：凡酶都有降低化学反应活化能的作用，也都有专一性。不同的酶分子结构不同，说明不同的酶理化性质有所不同，对理化因素的耐受程度不同，所以对不同的酶固定时应选择不同的方法和途径。答案：CD12．下列有关固定化酶和固定化细胞的说法，正确的是()A．某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应B．固定化细胞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是所固定的酶都可以反复使用D．固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性不变解析：某种固定化酶只能催化一种生化反应，其优势是酶可以反复地使用；固定化细胞技术一次能固定多种酶；固定化酶和固定化细胞都能反复使用，而且酶的活性不变。6答案：CD三、非选择题13．固定化酶是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)，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，包括酶活性和酶的数量)，分析回答下列问题。(1)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，由甲图所示结果可以得出的结论___________________________________________________________答案：固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强且应用范围较广7(2)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，酶活力较低的原因是__________________________________________________________。答案：3%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(3)固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用________次，之后酶活力明显下降。答案：3(4)固定小麦酯酶不仅采用海藻酸钠直接包埋，而且用戊二醛作交联剂，这是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出14．下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答：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________。8(2)影响实验成败的关键步骤是______________________________________________________________________________________。(3)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________。(4)观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明____________________；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)固定化酶技术一般不采用包埋法固定化，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：微生物一般在缺水干燥环境中进入休眠状态，活化就是让处于休眠状态的微生物恢复正常生活状态。因为酵母细胞活化时体积会增大，所以活化前应选择足够大的容器。在此实验中，配制海藻酸钠溶液是影响实验成败的关键步骤。如果海藻酸钠浓度过低，形成凝胶珠包埋酵母细胞数目就会减少；观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明固定化酵母细胞数目较少，如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明海藻酸钠浓度偏高，制作失败，需要重新配制；因为酶分子很小，容易从包埋材料中漏出，所以制备固定化酶一般不宜用包埋法。答案：(1)缺水正常的生活体积增大(2)配制海藻酸钠溶液(3)少(4)固定化酵母细胞数目较少海藻酸钠浓度偏高，制作失败(5)酶分子很小，容易从包埋材料中漏出