非选择题(共50分)

1.(18分)固定化酶技术运用于工业化生产前,需要获得酶的有关参数。如图:曲线①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)与普通酶制剂相比,固定化酶在生产中的优点是　　　　。 

(2)曲线②中,35 ℃和80 ℃的数据点是在　　　　℃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图所示。请画出加入甲物质时,起始反应速率与底物浓度之间的关系曲线。

2.(14分)图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作和利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图,图2是“DNA粗提取与鉴定”相关实验步骤。请回答下列问题:

图1

图2

(1)图1中,X溶液为　　　　,其作用是使　　　　　　　　　　　　　。发酵过程中用搅拌器搅拌的目的是使　　　　。 

(2)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中,加热溶解海藻酸钠时需注意用　　　　加热,然后将溶化好的海藻酸钠溶液　　　　后,再加入酵母菌充分搅拌混合均匀。 

(3)图2中,a表示释放核物质后进行过滤的过程,过滤后取　　　　(填“滤液”或“析出物”)进行下一步实验;b表示的相关操作过程中,加入2 mol/L NaCl溶液的作用是　　　　;c表示在滤液中加入冷却的95%的酒精,其目的是　　　　。 

3.(18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,随氯化钙浓度的增大,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)用海藻酸钠作为载体包埋酵母细胞,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。 

非选择题

1.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　60~70 ℃

(3)A　B

(4)曲线如下图

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,而酶的最适温度为80 ℃,因此曲线中数据均为80 ℃时测得的数据;通过本实验可知,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60~70 ℃。(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、乙物质对酶影响的模型分别对应A和B。(4)根据A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。

2.答案　(1)CaCl2溶液　海藻酸钠形成凝胶珠　培养液与酵母菌充分接触 

(2)小火(或间断)　冷却(至室温)

(3)滤液　溶解DNA分子　提取杂质更少的DNA(或去除脂溶性杂质)

解析　(1)在制备凝胶珠时需要CaCl2溶液,海藻酸钠遇到钙离子可迅速发生离子交换,生成凝胶珠,利用这种性质,将海藻酸钠溶液滴入含有钙离子的水溶液中可产生海藻酸钙胶球。(2)为了防止海藻酸钠焦糊,加热溶解海藻酸钠时需注意用小火(或间断)加热,然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却后,再加入酵母菌充分搅拌混合均匀,防止酵母菌在高温下死亡。(3)在提取DNA的过程中,首先用蒸馏水使血细胞吸水涨破释放核物质,由于DNA可以溶解于蒸馏水中,因此进行过滤后应取滤液。DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度最高,DNA不溶于冷却的95%的酒精。

3.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　凝胶珠机械强度过大,通透性降低,影响糖进入颗粒内部

(4)小火或间断加热　冷却至室温　酵母细胞从颗粒中漏出

解析　(2)由曲线知,随着氯化钙浓度的增大,凝胶珠的完整率增加。(3)氯化钙浓度为2.0 mol/L时,发酵产生的酒精度最高;当氯化钙浓度过高时会使凝胶珠机械强度过大,影响凝胶珠的通透性从而影响糖进入颗粒内部。(4)为防止发生焦糊,溶解海藻酸钠时最好采用小火或间断加热的方法;为保护活化的酵母细胞的活性,溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却到室温后再与酵母细胞混合。下载本文