题目内容

12．固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，如图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图．请完成下列问题：
（1）与直接将酶投入反应液中相比，固定化酶技术的优点主要是可以将酶重复利用．对于一系列酶参与的复杂反应一般可以固定化细胞，而固定细胞常用的方法是包埋法．
（2）固定化酵母细胞的操作流程是：酵母细胞的活化→配置海藻酸钠溶液→海藻酸钠与酵母细胞混合→固定化酵母细胞．为促进海藻酸钠溶解一般还需要用小火间断加热，并不断搅拌防止发生焦糊．将海藻酸钠与酵母细胞混合前需先冷却至室温，原因是防止高温使酵母细胞失活．图1中凝胶珠形成时用的X溶液是氯化钙．
（3）图2中利用固定化细胞发酵时搅拌的目的是使底物和细胞充分接触，反应过程中有（有或无）气泡产生，并有酒昧，可以用重铬酸钾试剂鉴定是否产生了酒精．
（4）为了通过实验测定固定化的酵母细胞发酵时的最适温度，你的实验设计思路是：设计温度梯度实验，找到反应最快时对应的温度．

分析 固定化细胞制作过程中的注意事项：
（1）配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊．
（2）海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡
（3）制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入
（4）刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合，否则温度过高会导致酵母菌死亡．

解答 解：（1）固定化酶优点是使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用．固定化细胞优点是成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化学反应．制备固定化酵母细胞，由于细胞体积大，难以被吸附或结合，多采用包埋法．
（2）固定化酵母细胞的操作流程是：酵母细胞的活化→配置海藻酸钠溶液→海藻酸钠与酵母细胞混合→固定化酵母细胞．为促进海藻酸钠溶解一般还需要用小火间断加热，并不断搅拌防止发生焦糊．将海藻酸钠与酵母细胞混合前需先冷却至室温，原因是防止高温使酵母细胞失活．图1中凝胶珠形成时用的X溶液是氯化钙，加入CaCl2溶液进行固定化酵母细胞，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠．
（3）图2中利用固定化细胞发酵时搅拌的目的是使底物和细胞充分接触，由于酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳和酒精，故反应过程中有气泡产生，并有酒昧，鉴定酒精可以用重铬酸钾试剂．
（4）若通过实验测定固定化的酵母细胞发酵时的最适温度，实验设计类似于测定酶的最适温度，即设计一系列温度梯度实验，找到反应最快时对应的温度．
故答案为：
（1）可以将酶重复利用　 包埋法 
（2）活化  小火间断  防止高温使酵母细胞失活  氯化钙　
（3）使底物和细胞充分接触   有  重铬酸钾
（4）设计温度梯度实验，找到反应最快时对应的温度

点评 本题考查细胞固定化技术的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．

练习册系列答案
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4．有关细胞生命历程的说法不正确的是（　　）
A．细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程
B．细胞分化、衰老的共同表现是都有细胞形态、结构和功能上的变化
C．细胞癌变的根本原因是正常基因突变成了原癌基因和抑癌基因
D．细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除都通过细胞凋亡完成

如图是免疫细胞识别抗原的过程。据图分析，下列说法错误的是

A．吞噬细胞具有摄取、处理和暴露抗原的作用

B．吞噬细胞中的酶能将抗原分解成碎片

C．T细胞的抗原受体能识别抗原碎片，并与之结合

D．T细胞的抗原受体识别抗原碎片后，直接分泌抗体等淋巴因子

在细胞增殖过程中，染色体和DNA都有复制和加倍的过程，下列相关叙述不正确的是

A．染色体复制后其数量是之前的二倍

B．细胞中b、d过程发生在细胞分裂间期

C．细胞中a过程发生在细胞分裂间期，c过程发生在细胞分裂后期

D．染色体复制的实质是DNA数量的加倍
7．为研究肝素对肠道微生物黏附肠道上皮细胞的影响，科研人员在体外培养人肠道上皮细胞（HT-29细胞），同时选择大肠埃希菌（EPEC）和鼠李糖乳酸杆菌（LGG）分别作为肠道微生物有害菌和有益菌的代表，培养18～24h后和含HT-29细胞的培养液混合，分组后加入不同浓度的肝素，至于恒温培养箱中培养1h，测定黏附细胞的细菌数．实验结果如图1所示．

（1）LGG和人的种间关系是互利共生，LGG的代谢类型是异养厌氧型．
（2）欲测定黏附的细菌数，需要用胰蛋白酶处理HT-29细胞一段时间后，使其分散并裂解，裂解液经梯度稀释后，涂布于相应的培养基，接种后的培养基呈倒置状态放入培养箱，适宜条件下进行培养．
（3）上述实验结果表明，肝素抑制EPEC对HT-29细胞的黏附，且随浓度的增加，抑制作用加强．肝素对LGG黏附HT-29细胞无明显作用．
（4）黏附过程中LGG和EPEC存在竞争关系，为研究肝素对这种竞争关系的影响，科研人员做了进一步实验，结果如图2所示，这说明肝素能提高LGG的竞争力，LGG浓度低时比LGG浓度高时作用更强．
17．如图为人体内某种免疫失调病的致病机理，据图判断下列叙述不正确的是（　　）
A．红细胞与抗体的结合说明膜上有抗原物质
B．这种病与风湿性心脏病均属于自身免疫病
C．a细胞为浆细胞，分泌抗体所需能量均由线粒体提供
D．b细胞是免疫细胞，但不能特异性识别抗原
4．某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上．图1为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图（单位为103kJ/m2•y），图2表示恢复过程中某种群的种群密度对种群的出生率和死亡率的影响．请回答：

（1）如图1所示，输入该生态系统的能量主要是生产者光合作用固定的太阳能，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为12.7%（保留一位小数）
（2）图1中A表示细胞呼吸，除生产者外其它营养级需要补偿能量输入的原因是植被受损，流入该生态系统的能量减少．计算可知，肉食性动物需补偿输入的能量值至少为5×103kJ/m2•y．
（3）由图2可知，种群密度在C点时，种群数量的增长速率最大；在E点时，表示该种群已达到环境容纳量（K值）．
1．要想较经济地利用生产者固定下来的太阳能，应选择哪项作为食物的主要来源（　　）
A．蔬菜、鸡蛋B．蔬菜、小麦C．小麦、草鱼D．猪肉、鸡蛋
2．生物生长发育的基础是（　　）
A．细胞的增殖与分化B．物质和能量交换
C．基因的传递与变化D．对刺激产生的反应

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