知识点挑题 - 高中生物 - 优优班--学霸训练营

1．（22分）细胞固定化技术是现代生物工程领域的重要内容，某科研工作者初步研究了海藻酸钠固定化技术在酿酒酵母上的应用。其实验流程如下：①酿酒干酵母活化→②海藻酸钠-酵母菌悬液的制备→③固定化酵母细胞→④无菌水洗涤→⑤发酵（ 25 ℃）。请回答以下问题：
（1）步骤②中，配置海藻酸钠溶液时，最好采用   ▲   加热的方法；固定化酵母细胞采用的方法是   ▲   ，可以通过观察步骤③形成的凝胶珠的   ▲   来评价该实验结果。
（2）科研工作者分别研究了氯化钙浓度和海藻酸钠浓度对固定化酵母细胞发酵特性的影响，结果如表1和表2。（发酵温度 25 ℃、pH3.8、时间 11d）
表1   氯化钙浓度对固定化酵母发酵特性的影响
氯化钙 /（mol · L^-1）
0.2
0.8
1.4
2.0
2.6
残糖量%
2.6
2.6
2.5
2.4
3.5
酒精度%（v/v）
6.5
6.4
6.4
6.7
6.1
固定化酵母强度

注：“ ”软，“ ”硬，“ ”较硬（以下表中同）
表2   海藻酸钠浓度对固定化酵母发酵特性的影响
海藻酸钠%
2
3
4
5
6
残糖量%
2.5
2.4
2.8
3.2
3.8
酒精度%（v/v）
6.5
6.7
6.3
6.4
5.9
固定化酵母强度

①表1结果表明，在较低浓度范围内，随着 Ca²浓度的增大，固定化酵母强度   ▲   ，而发酵液的残糖量及酒精度   ▲   。
②由表 2 可见，随着海藻酸钠浓度的增加，发酵液的残糖量和酒精度的变化是   ▲ ，固定化酵母的强度差异不显著。结合表1和表2，氯化钙浓度和海藻酸钠浓度分别为 ▲   时，固定化酵母具有理想的发酵特性和机械强度。
（3）科研工作者接着又在相同的发酵条件下，研究了固定化酵母与游离酵母3 次循环发酵的残糖量的变化，结果如下图。分析曲线可知，游离酵母在重复使用两次后，其活性    ▲   ，而固定化酵母细胞最大的优点是   ▲   。

难度：中等

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2．
由于工作和生活的需要，每年都会产生大量的废纸，其主要成分是木质纤维．木质纤维可以转化为一种新的资源-乙醇．如图是工业上利用微生物有纤维素生产乙醇的基本流程．
（1）从土壤中筛选能分解纤维素的微生物，需要在培养基中加入 ______ 作为唯一碳源．纯化菌种时，为了得到单一菌落，常采用的接种方法有两种，即 ______ 和稀释涂布平板法．
（2）经过梯度稀释后，需将样品均匀涂布在用于鉴别纤维素分解军的培养基上，在该培养基中需要加入的特殊燃料是 ______ ．
（3）如上所述的筛选中获得了三个菌落，对它们分别培养，并完成环节②，三种等量酶液的活性 ______ （填“一定相同”、“不一定相同”或“一定不同”）．影响酶活性的因素除了温度、pH还有 ______ ．
（4）如果想对酶液重复利用，可采用 ______ 或 ______ 方法进行酶的固定化．如果固定酵母菌，通常用 ______ 法．

难度：较易

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3．
将海藻酸钠溶液和小球藻浓缩液充分搅拌后转移至注射器中，滴加到CaCl₂溶液中形成凝胶珠。将凝胶珠放在一只玻璃容器内，注入适量清水，使之处于密封状态，在温度适宜的暗室中进行实验，用仪器记录该容器内氧气量的变化。请回答下列问题：

(1)利用固定化细胞技术将小球藻固定进行实验的优点是__________________。将加热溶化好的海藻酸钠溶液________后，才能加入小球藻。将注射器中的液体滴加到CaCl₂溶液中时，对推进的速度要求是______________________。

(2)从第5 min起给予装置光照，实验结果如右上图所示。在0～5 min之间氧气量减少的原因是__________________。在5～15 min之间，氧气量增加的速率逐渐减小是因为__________________。如果小球藻的呼吸速率不变，在5～15 min之间，小球藻的光合作用速率(用氧气产生量表示)是________mol/min。

(3)某课题组研究不同pH对小球藻光合作用的影响，在培养液中需加入缓冲剂以稳定pH的原因是________________________。

难度：较难

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4．
某生物实验小组进行固定化酵母细胞的制备，结合装置图请回答下列问题。

制作固定化酵母细胞的实验步骤：       _―→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。CaCl2溶液的作用是    _  。

(2)影响实验成败的关键步骤是 _  。

(3)酵母细胞的固定采用的方法是 _，采用该方法的原因是 _ 。

(4)该实验小组进行葡萄糖发酵。为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在    _条件下进行。装置的长导管起到什么作用？ _ 。

(5)试分析下图中，与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似的是( _ )。

难度：中等

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5．

某实验小组进行固定化酵母细胞的制备，并进行了游离酵母和固定化酵母发酵产酒酒精度的比较，结果如下表所示．请回答：
产酒酒精度的比较

时间/d	游离酵母	固定化酵母
0	0	0
2	1.0	2.5
4	2.1	4.2
6	3.2	5.0
8	3.9	5.4
10	4.3	6.0
12	4.6	6.4

（1）制备固定化酵母细胞的实验步骤是：酵母细胞的活化→ ______ →配制海藻酸钠溶液→ ______ →固定化酵母细胞．
（2）影响实验成败的关键步骤是： ______ ．
（3）海藻酸钠起 ______ 的作用．
（4）该小组将制备好的固定化酵母与游离酵母分别放在一定的相同条件下发酵，定时记录发酵液中酒精度的变化．
①实验过程中的“在一定的相同条件下发酵”的条件是 ______ ，要求条件相同是为了确保 ______ ．
②由表格可知，固定化酵母和游离酵母发酵都能产生酒精，但固定化酵母在发酵前期的延迟期的时间比游离酵母发酵前期的延迟期的时间要 ______ ．

难度：较易

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氯化钙 /（mol · L^-1）	0.2	0.8	1.4	2.0	2.6
残糖量%	2.6	2.6	2.5	2.4	3.5
酒精度%（v/v）	6.5	6.4	6.4	6.7	6.1
固定化酵母强度

海藻酸钠%	2	3	4	5	6
残糖量%	2.5	2.4	2.8	3.2	3.8
酒精度%（v/v）	6.5	6.7	6.3	6.4	5.9
固定化酵母强度