知识点挑题 - 高中生物 - 优优班--学霸训练营

1．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，随氯化钙浓度中增大，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，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。

难度：较易

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2．果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，也使得浑浊的果汁变得澄清。回答下列问题：
（1）果胶是由______聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、______等。
（2）有同学做了以下实验：
①用搅拌器制苹果泥；②取6个烧杯编号1、2、3、4、5、6，依次注入适量30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的水，恒温水浴；③每一烧杯中放入分别装有等量苹果泥和果胶酶的试管，保温3min；④向每组烧杯的苹果泥中加入相应的等量果胶酶，振荡试管，反应一段时间；⑤过滤，比较获得苹果汁的体积。
a．此实验的实验目的是______。
b．该实验______（填“是”或“否”）需要一组果汁和蒸馏水相混合的对照实验。
c．若继续探究pH值对果胶酶活性的影响，则实验过程中的自变量是______，其中无关变量有______（列举三条）等因素。
（3）由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量较大的酶制剂之一，可通过固定化霉菌细胞生产果胶酶。固定化细胞技术一般采用包埋法固定化，原因是______。

难度：较易

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3．
请回答与“α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”实验有关的问题：
（1）α-淀粉酶的化学本质是 ______ 。可利用 ______ 法将其固定在石英砂上。
（2）将一定量的蒸馏水滴人固定化酶柱并接收流出液，加人双缩脲试剂后呈紫色，可能原因是固定化酶柱中 ______ 。经进一步适当处理后，控制淀粉溶液以一定流速过柱，控制流速的主要目的是 ______ 。
（3）淀粉溶液经酶柱后的流出液，加人KI-I₂溶液后呈红色，表明淀粉被水解成 ______ ；若呈淡棕色，可能原因是α-淀粉酶中混杂有 ______ 酶。
（4）下列因素对酶柱内酶活力影响最小的是 ______ 。
A．淀粉溶液的温度 B．淀粉溶液的pH
C．固定化酶柱放置时间 D．淀粉溶液的浓度

难度：较易

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4．
我国食品加工企业每年都会产生大量高浓度有机废水,如直接排放会造成严重污染。固定化酶技术可应用于高浓度有机废水的处理,科研人员对固定化蛋白酶进行了以下实验研究。

实验一:研究人员选择了硅胶、活性炭和大孔树脂为载体制备固定化蛋白酶,三种载体的固定化率如图1所示。
实验二:为探究pH对三种载体固定化酶活性的影响。研究人员将高浓度污水的pH分别调至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0,各取500 mL。分别使其与等量不同载体的固定化酶混合,然后在37 ℃的水浴中反应6 h。测定每个反应器中氨基酸的生成速率。测定结果如图2所示。回答下列问题:

图1　三种载体固定效果比较图2　pH对三种载体固定化酶活性的影响

(1) 由图1可知,三种载体蛋白酶固定化率最低的是____。与水溶性酶相比,固定化酶处理高浓度污水的优点是_______________。

(2) 实验二的自变量是_________,无关变量是_________。(至少写两点)

(3) 从图2中可得出结论:________________________;_______________________。

(4) 结合图1和图2分析,进行高浓度污水的净化时应选择____载体的固定化酶。

难度：中等

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5．
我国食品加工企业每年都会产生大量高浓度有机废水，如直接排放会造成严重污染。固定化酶技术可应用于高浓度有机废水的处理，科研人员对固定化酶进行了以下实验研究。

实验一：研究人员选择了硅胶、活性炭和大孔树脂为载体制备固定化蛋白酶，三种载体的固定化率如图1所示。

实验二：为探究pH对三种载体固定化酶活性的影响。研究人员将高浓度污水的pH值分别调至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0，各取500 mL。分别使其与等量不同载体的固定化酶混合，然后在37℃的水浴中反应6小时。测定每个反应器中氨基酸的生成速率。测定结果如图2所示。回答下列问题：

(1) 由图1可知，三种载体蛋白酶固定化率最低的是________。与水溶性酶相比，固定化酶处理高浓度污水的优点是_________________________。

(2) 实验二的自变量是________，无关变量是______________________________(至少写两点)。

(3) 从图2中可得出的结论：____________________；____________________。

(4)结合图1和图2分析，进行高浓度污水的净化时应选择________载体的固定化酶。

难度：中等

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6．（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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7．我国食品加工企业每年都会产生大量高浓度有机废水，如直接排放会造成严重污染．固定化酶技术可应用于高浓度有机废水的处理，科研人员对固定化蛋白酶进行了以下实验研究．
实验一：研究人员选择了硅胶、活性炭和大孔树脂为载体制备固定化蛋白酶，三种载体的固定化率如图1所示．
实验二：为探究pH对三种载体固定化酶活性的影响．研究人员将高浓度污水的pH值分别调至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0，各取500ml．分别使其与等量不同载体的固定化酶混合，然后在37℃的水浴中反应6小时．测定每个反应器中氨基酸的生成速率．测定结果如图2所示．

回答下列问题：
（1）由图1可知，三种载体蛋白酶固定化率最低的是______．与水溶性酶相比，固定化酶处理高浓度污水的优点是______．
（2）实验二的自变量是______，无关变量是______．（至少写两点）
（3）从图2中可得出的结论：______；______．
（4）结合图1和图2分析，进行高浓度污水的净化时应选择______载体的固定化酶．

难度：较易

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8．固定化酶技术运用工业化生产前，需要获得酶的有关参数。如下图：曲线①表示某种酶在各种温度下酶活性相对于最高酶活性的百分比；曲线②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）酶中一定有的化学元素有_____，从上图可以看出，酶的活性容易受到 _____的影响。

（2）固定化酶常用的方法有_____ 。

（3）与普通酶制剂相比，固定化酶在生产中的主要优点是_____。

（4）曲线②中，35℃和80℃的数据点是在_____℃时测得的。该种酶固定化后运用于生产，最佳温度范围是____。
（5）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_____、_____。

难度：中等

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9．回答与果胶、淀粉等提取和利用有关的问题：
某植物富含果胶、淀粉、蛋白质和纤维素成分。某小组开展了该植物综合利用的研究。
（1）果胶提取工艺研究结果表明，原料先经过一段时间沸水漂洗的果胶得率（提取得到的果胶占原料质量的百分率）显著高于常温水漂洗的果胶得率，最主要原因是沸水漂洗______ （A．有助于清洗杂质和去除可溶性糖 B．使植物组织变得松散 C．使有关酶失活 D．有利细胞破裂和原料粉碎制浆）。
（2）在淀粉分离生产工艺研究中，为促进淀粉絮凝沉降，添加生物絮凝剂（乳酸菌菌液），其菌株起重要作用。为了消除絮凝剂中的杂菌，通常将生产上使用的菌液，采用______，进行单菌落分离，然后将其______，并进行特性鉴定，筛选得到纯的菌株。
（3）在用以上提取过果胶和淀粉后的剩渣加工饮料工艺研究中，将剩渣制成的汁液经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后，发现仍存在浑浊和沉淀问题，可添加______使果胶彻底分解成半乳糖醛酸，再添加______，以解决汁液浑浊和沉淀问题。
（4）在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的______（答出2点即可）、反应液pH和酶反应时间等因素。其中，酶反应时间可通过______来调节。

难度：较易

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10．

某科研小组采用80℃水浴熔化海藻酸钠，固定黑曲霉孢子（含β-葡萄糖苷酶），并进行相关催化实验，请分析回答问题。
（1）此实验过程中采用80℃水浴代替小火或者间断加热法熔化海藻酸钠，其优点是______。熔化的海藻酸钠加人黑曲霉孢子悬浮液前一定要进行______处理，海藻酸钠的最终质量分数需控制在3%，原因是______。
（2）实验过程中，初形成的凝胶珠放在CaCl₂溶液中静置30min，目的是______。
（3）β-葡萄糖苷酶能催化大豆苷水解为大豆苷元，pH和温度对游离孢子和固定化凝胶珠中β-葡萄糖苷酶活性影响的结果如图所示，由图可知：研究pH和温度对葡萄糖苷酶活性影响时，温度和pH应分别控制为______、______；与游离孢子相比，固定化凝胶珠中β-葡萄糖苷酶的pH适宜范围______，热稳定性______。

处理温度/℃	转化率
处理温度/℃	游离孢子	固定化凝胶珠
30	100	100
40	99	100
50	98	99
60	65	98
70	29	92
80	5	50
90	0	10

转化率= $%20%5Cfrac%20%7B%5Ctext%7B%E5%8F%8D%E5%BA%94%E5%89%8D%E5%A4%A7%E8%B1%86%E8%8B%B7%E5%90%AB%E9%87%8F%7D-%5Ctext%7B%E5%8F%8D%E5%BA%94%E5%90%8E%E5%A4%A7%E8%B1%86%E8%8B%B7%E5%90%AB%E9%87%8F%7D%7D%7B%5Ctext%7B%E5%8F%8D%E5%BA%94%E5%89%8D%E5%A4%A7%E8%B1%86%E8%8B%B7%E5%90%AB%E9%87%8F%7D%7D$ ×100%

难度：较难

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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