Question

酵母菌与人们的日常生活密切相关，也是现代生物技术研究常用的模式生物，生物兴趣小组对此进行了下列研究，请你根据他们的研究内容回答问题:

A.酵母细胞的固定化:

（1）在制备固定化酵母细胞过程中，溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，原因是________。

（2）图1中X溶液为________溶液，其作用是________。如果在CaCl₂溶液中形成的凝胶珠颜色过浅，则固定化酵母菌细胞数量________。

（3）本实验所用的固定化细胞方法是________，固定化酶则不宜用此方法，原因是________。固定化细胞与固定化酶相比，优势在于________。

（4）利用固定化酵母细胞进行酒精发酵，与直接接种酵母菌相比较有哪些优点？（说出两点）________。

B.利用酵母菌制作果酒:

（1）图2发酵过程中搅拌的目的是________。

（2）果汁发酵后是否有酒精产生，可用________来检验。在酸性条件下，该试剂与酒精反应呈现________。

（3）若果汁中已含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌________（能、不能）将果汁中的糖发酵为醋酸，原因是________。

Answer

防止高温杀死酵母菌 CaCl2 使海藻酸钠形成凝胶珠 较少 包埋法 酶分子很小，容易从包埋材料中漏出 能够催化一系列的化学反应 能多次重复利用、降低生产成本、易与产物分离 为了使培养液与酵母菌充分接触 重铬酸钾 灰绿色 不能 因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长，而醋酸菌发酵条件是氧气充足

【解析】

固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学的方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。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。固定化细胞时，溶化海藻酸钠时要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊。将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母菌混合，避免高温杀死酵母细胞。

A、（1）因为制备海藻酸钠溶液需要加热，所以待海藻酸钠溶液冷却至室温，才能加入已活化的酵母菌，否则高温会杀死酵母细胞。

（2）X溶液为CaCl2，作用为使海藻酸钠在其中冷却形成凝胶珠。凝胶珠的颜色深浅与被固定的酵母细胞数量呈正相关，即固定的细胞越多则颜色越深，所以凝胶珠的颜色过浅，说明固定的酵母细胞较少。

（3）由图1分析可知，本实验所用的固定化酵母细胞方法是包埋法。固定化细胞常采用包埋法固定，这是因为细胞个大，而酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。固定化细胞与固定化酶相比，优势在于制备成本更低、操作更容易、能够催化一系列的化学反应。

（4）与直接接种酵母菌相比较，利用固定化酵母细胞进行酒精发酵，能多次重复利用、降低生产成本、易与产物分离。

B、（1）酵母菌发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触，反应更充分。

（2）果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验，在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。

（3）因为果酒发酵为缺氧环境，而醋酸菌发酵条件是氧气充足，所以即使果汁中已含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌也不能将果汁中的糖发酵为醋酸。