Question

【題目】酵母菌與人們的日常生活密切相關，也是現代生物技術研究常用的模式生物，生物興趣小組對此進行了下列研究，請你根據他們的研究內容回答問題:

A.酵母細胞的固定化:

（1）在制備固定化酵母細胞過程中，溶化好的海藻酸鈉溶液要冷卻至室溫，才能加入已活化的酵母菌，原因是________。

（2）圖1中X溶液為________溶液，其作用是________。如果在CaCl2溶液中形成的凝膠珠顏色過淺，則固定化酵母菌細胞數量________。

（3）本實驗所用的固定化細胞方法是________，固定化酶則不宜用此方法，原因是________。固定化細胞與固定化酶相比，優勢在于________。

（4）利用固定化酵母細胞進行酒精發酵，與直接接種酵母菌相比較有哪些優點？（說出兩點）________。

B.利用酵母菌制作果酒:

（1）圖2發酵過程中攪拌的目的是________。

（2）果汁發酵后是否有酒精產生，可用________來檢驗。在酸性條件下，該試劑與酒精反應呈現________。

（3）若果汁中已含有醋酸菌，在果酒發酵旺盛時，醋酸菌________（能、不能）將果汁中的糖發酵為醋酸，原因是________。

Answer 1

【答案】防止高溫殺死酵母菌 CaCl2 使海藻酸鈉形成凝膠珠 較少 包埋法 酶分子很小，容易從包埋材料中漏出 能夠催化一系列的化學反應 能多次重復利用、降低生產成本、易與產物分離 為了使培養液與酵母菌充分接觸 重鉻酸鉀 灰綠色 不能 因為果酒發酵時的缺氧環境能抑制醋酸菌生長，而醋酸菌發酵條件是氧氣充足

【解析】

固定化酶和固定化細胞技術是利用物理或化學的方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術。包括包埋法、化學結合法和物理吸附法。固定化酶優點是使酶既能與反應物接觸，又能與產物分離，還可以被反復利用。固定化細胞優點是成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化學反應。固定化細胞時，溶化海藻酸鈉時要用小火或間斷加熱，避免海藻酸鈉發生焦糊。將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫，再與酵母菌混合，避免高溫殺死酵母細胞。

A、（1）因為制備海藻酸鈉溶液需要加熱，所以待海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，才能加入已活化的酵母菌，否則高溫會殺死酵母細胞。

（2）X溶液為CaCl2，作用為使海藻酸鈉在其中冷卻形成凝膠珠。凝膠珠的顏色深淺與被固定的酵母細胞數量呈正相關，即固定的細胞越多則顏色越深，所以凝膠珠的顏色過淺，說明固定的酵母細胞較少。

（3）由圖1分析可知，本實驗所用的固定化酵母細胞方法是包埋法。固定化細胞常采用包埋法固定，這是因為細胞個大，而酶分子很小，個大的細胞難以被吸附或結合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。固定化細胞與固定化酶相比，優勢在于制備成本更低、操作更容易、能夠催化一系列的化學反應。

（4）與直接接種酵母菌相比較，利用固定化酵母細胞進行酒精發酵，能多次重復利用、降低生產成本、易與產物分離。

B、（1）酵母菌發酵過程中攪拌的目的是為了使培養液與酵母菌充分接觸，反應更充分。

（2）果汁發酵后是否有酒精產生，可以用重鉻酸鉀來檢驗，在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應呈現灰綠色。

（3）因為果酒發酵為缺氧環境，而醋酸菌發酵條件是氧氣充足，所以即使果汁中已含有醋酸菌，在果酒發酵旺盛時，醋酸菌也不能將果汁中的糖發酵為醋酸。