Question

17．制備固定化酵母細(xì)胞實(shí)驗(yàn)流程圖為：酵母細(xì)胞活化→配制CaCl₂溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞．某科研小組對(duì)固定化技術(shù)在釀酒酵母上的應(yīng)用做了一些研究．下表是海藻酸鈉濃度和氯化鈣濃度對(duì)固定化酵母的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表，下圖是在相同的發(fā)酵條件下，固定化酵母與游離酵母3 次循環(huán)發(fā)酵的糖度變化比較曲線圖，請(qǐng)分析回答下列問題：

海藻酸鈉（%）	2	2.5	3	2	2.5	3	2	2.5	3
CaCl2（%）	2	2	2	3	3	3	4	4	4
固定化強(qiáng)度（g/30 個(gè)）	930	950	990	1030	1100	1140	1170	1170	1160
酒精量（%）	6.7	6.5	6.5	6.7	6.4	6.2	6.7	6.4	6.2
殘?zhí)橇浚?）	2.5	2.75	2.75	2.60	2.65	2.65	2.65	2.75	2.75

（1）酵母細(xì)胞活化的方式是將干酵母加入適量水中，攪拌均勻，放置1h左右，活化的目的是讓處于休眠狀態(tài)的微生物恢復(fù)正常生活狀態(tài)．
（2）配制海藻酸鈉時(shí)，將海藻酸鈉調(diào)成糊狀，直至完全融化，用蒸餾水定容至10mL．實(shí)驗(yàn)中將剛?cè)芑�好的海藻酸鈉溶液冷卻的原因是防止溫度過高殺死酵母菌．
（3）Ca²⁺是決定海藻酸鈣固定化酵母機(jī)械強(qiáng)度的重要因素，根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，隨著Ca²⁺濃度的增加，固定化酵母的強(qiáng)度增加，最終選擇海藻酸鈉與氯化鈣的濃度分別為2%、4%時(shí)固定化效果好．海藻酸鈉是一種多孔性載體，在一定濃度范圍內(nèi)選擇較低的海藻酸鈉的濃度進(jìn)行固定化酵母，產(chǎn)生酒精量較高．但是如果海藻酸鈉的濃度過低，產(chǎn)生酒精量很低的原因是形成的凝膠珠包埋的酵母細(xì)胞過少．
（4）由比較曲線圖可以看出固定化酵母發(fā)酵速度較快，游離酵母在重復(fù)使用2 次后，其活性完全喪失，由此也可見固定酵母細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是可以重復(fù)使用．

Answer 1

分析 1、制作固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)步驟：①酵母細(xì)胞的活化； ②配制0.05mol/L的CaCl₂溶液； ③配制海藻酸鈉溶液 （該實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟）；④海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合；⑤固定化酵母細(xì)胞．影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是配制海藻酸鈉溶液．
2、根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，隨著Ca²⁺濃度的增加，固定化酵母的強(qiáng)度增加，最終選擇海藻酸鈉與氯化鈣的濃度分別為2%、4%時(shí)固定化效果好．
3、由比較曲線圖可以看出，固定化酵母發(fā)酵速度較快，游離酵母在重復(fù)使用2次后，其活性完全喪失，由此也可見固定酵母細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是可以重復(fù)使用．

解答 解：（1）酵母細(xì)胞活化的方式是將干酵母加入適量水中，攪拌均勻，放置1h左右；活化的目的是讓處于休眠狀態(tài)的微生物恢復(fù)正常生活狀態(tài)．
（2）配制海藻酸鈉時(shí)，將海藻酸鈉調(diào)成糊狀，直至完全融化，用蒸餾水定容至10mL．實(shí)驗(yàn)中將剛?cè)芑�好的海藻酸鈉溶液冷卻的原因是防止溫度過高殺死酵母菌．
（3）Ca²⁺是決定海藻酸鈣固定化酵母機(jī)械強(qiáng)度的重要因素，根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，隨著Ca²⁺濃度的增加，固定化酵母的強(qiáng)度增加，最終選擇海藻酸鈉與氯化鈣的濃度分別為2%、4%時(shí)固定化效果好．如果海藻酸鈉的濃度過低，則形成的凝膠珠包埋的酵母細(xì)胞過少，這會(huì)導(dǎo)致酒精產(chǎn)生量降低．
（4）由比較曲線圖可以看出，固定化酵母發(fā)酵速度較快，游離酵母在重復(fù)使用2次后，其活性完全喪失，由此也可見固定酵母細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是可以重復(fù)使用．
故答案為：
（1）將干酵母加入適量水中，攪拌均勻，放置1h左右     正常生活     
（2）定容   防止溫度過高殺死酵母菌      
（3）增加   2%、4%   形成的凝膠珠包埋的酵母細(xì)胞過少   
（4）固定化酵母    可以重復(fù)使用

點(diǎn)評(píng) 本題以圖表為載體，考查制備和應(yīng)用固相化酶的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)記能力和理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，對(duì)生物學(xué)問題作出準(zhǔn)確的判斷，難度適中．