Question

【題目】某一實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，欲通過(guò)制備固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖溶液發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料及用具齊全。

（1）酵母細(xì)胞活化的作用是____。凝膠珠的組成是____。

如果進(jìn)行多批次的生產(chǎn)，本實(shí)驗(yàn)中的酵母與普通發(fā)酵中的酶或菌種在使用上有何區(qū)別____。

（2）該實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置來(lái)進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵。

①為使該實(shí)驗(yàn)中所用到的固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)使用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程一定要在____條件下進(jìn)行。

②加入反應(yīng)液后的操作是關(guān)閉____。

③裝置中的長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是____。

（3） 在制備固定化酵母細(xì)胞的操作中，正確的是（______）。

A．制備好海藻酸鈉后，需立即將其與酵母細(xì)胞混合以防凝固

B．制備凝膠珠的過(guò)程中應(yīng)用注射器滴加

C．以恒定的速度把混合液注射到硫酸鈣溶液中

D．凝膠珠形成后在相應(yīng)溶液中應(yīng)浸泡10分鐘左右

（4）固定化酵母細(xì)胞增殖速度較慢的原因有____（至少兩點(diǎn)）。

Answer 1

【答案】 讓休眠狀態(tài)的酵母恢復(fù)到生活狀態(tài) 海藻酸鈉+酵母細(xì)胞 凝膠珠可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)反復(fù)連續(xù)使用，而普通發(fā)酵中的酶或菌種不能反復(fù)使用 無(wú)菌 活塞1和活塞2 釋放CO2以減小反應(yīng)柱內(nèi)壓力并可以防止其他微生物污染 B 空間限制，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝產(chǎn)物交換受阻

【解析】制備固定化酵母細(xì)胞的操作順序：酵母細(xì)胞活化→配制物質(zhì)量濃度為0.55mol/L的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。

(1) 酵母細(xì)胞活化的目的是讓休眠狀態(tài)的酵母恢復(fù)到生活狀態(tài)。凝膠珠的組成就是海藻酸鈉+酵母細(xì)胞。本實(shí)驗(yàn)中的酵母與普通發(fā)酵中的酶或菌種在使用上的區(qū)別在于：凝膠珠可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)反復(fù)連續(xù)使用，而普通發(fā)酵中的酶或菌種不能反復(fù)使用。

(2)圖所示是用固定化技術(shù)進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵的裝置圖，其中a是固定化酵母細(xì)胞,b是反應(yīng)柱。 ①為使該實(shí)驗(yàn)中所用到的固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)利用,實(shí)驗(yàn)過(guò)程一定要在無(wú)菌條件下進(jìn)行；②加入反應(yīng)液后為了在無(wú)氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵,應(yīng)關(guān)閉活塞1和活塞2；③裝置的長(zhǎng)導(dǎo)管起到釋放CO2,減小反應(yīng)柱內(nèi)壓力并可防止其他微生物污染的作用。

(3)操作過(guò)程中，必須等海藻酸鈉溶液冷卻后才能將其與酵母細(xì)胞混合，否則酵母細(xì)胞會(huì)在高溫下死亡，Ａ錯(cuò)誤；制備固定化酵母細(xì)胞時(shí)需以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴到氯化鈣溶液中,以形成凝膠珠，所以Ｂ正確，Ｃ錯(cuò)誤；凝膠珠在溶液中應(yīng)浸泡30分鐘左右，以使凝膠珠強(qiáng)化,不易破碎，Ｄ錯(cuò)誤。

(4) 固定化酵母細(xì)胞增殖速度較慢的原因主要有：一是空間限制；二是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝產(chǎn)物交換受阻。