Question

【題目】酵母菌是一類在自然界中分布廣泛的單細(xì)胞真菌，可以利用酵母菌制作果酒。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）果酒的制作離不開(kāi)酵母菌。酵母菌中將葡萄糖分解為酒精的酶分布于__________。酵母菌大量繁殖除了需要果汁外，還要控制的條件有___________（答兩點(diǎn)）等。

（2）某小組將三種酵母菌分別接種在相同濃度的培養(yǎng)液中，在相同且適宜條件下密閉發(fā)酵。實(shí)驗(yàn)中需輕輕搖晃瓶子并擰松瓶蓋，請(qǐng)分析其中的原理：______________。每隔一段時(shí)間對(duì)發(fā)酵瓶進(jìn)行稱重，然后計(jì)算其失重量。失重量最大的發(fā)酵瓶相對(duì)應(yīng)的菌種對(duì)酒精的耐力________________。

（3）固定化酵母細(xì)胞多采用________法固定，與固定化酶相比，固定化細(xì)胞的優(yōu)缺點(diǎn)有____________________。

Answer 1

【答案】細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 有氧（氧氣）、溫度20℃左右 酒精發(fā)酵過(guò)程中有CO2產(chǎn)生，輕輕搖晃有利于放氣，擰松但不打開(kāi)瓶蓋可在一定程度上防止雜菌污染 較大 包埋 優(yōu)點(diǎn)：可催化一系列反應(yīng)、成本低，操作簡(jiǎn)單、易回收；缺點(diǎn)：不容易與反應(yīng)物接觸，反應(yīng)效率低

【解析】

酵母菌是兼性厭氧型生物，有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖；無(wú)氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵，分解葡萄糖產(chǎn)生酒精和CO2。固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)的方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和吸附法，由于細(xì)胞相對(duì)于酶來(lái)說(shuō)更大，難以被吸附或結(jié)合，因此多采用包埋法。固定化酶優(yōu)點(diǎn)是使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，還可以被反復(fù)利用，缺點(diǎn)是不利于催化一系列的酶促反應(yīng)；而固定化細(xì)胞優(yōu)點(diǎn)是成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化學(xué)反應(yīng)，缺點(diǎn)是反應(yīng)物不宜與酶接觸，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降。

（1）酵母菌將葡萄糖分解為酒精的過(guò)程屬于無(wú)氧呼吸，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，故酵母菌中將葡萄糖分解為酒精的酶也分布于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。酵母菌大量繁殖需要果汁為其提供碳源、氮源、水和無(wú)機(jī)鹽，還要控制的條件有有氧、溫度20℃左右等。

（2）某小組將三種酵母菌分別接種在相同濃度的培養(yǎng)液中，在相同且適宜條件下密閉發(fā)酵。酒精發(fā)酵過(guò)程中有CO2產(chǎn)生，故實(shí)驗(yàn)中需輕輕搖晃瓶子并擰松瓶蓋而不打開(kāi)，有利于放氣，同時(shí)可以防止雜菌污染。每隔一段時(shí)間進(jìn)行稱重，然后計(jì)算發(fā)酵瓶的失重量，發(fā)酵瓶失重是由于有CO2放出，因此失重量最大的發(fā)酵瓶相對(duì)應(yīng)的菌種釋放CO2多，產(chǎn)生酒精多，對(duì)酒精的耐力較大。

（3）固定化酵母細(xì)胞多采用包埋法固定，與固定化酶相比，固定化細(xì)胞可催化一系列反應(yīng)、成本低、操作簡(jiǎn)單、易回收，但不容易與反應(yīng)物接觸、反應(yīng)效率低。