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)胞的固定采用的方法是______________。如果反應(yīng)物是大分子，應(yīng)選擇__________方法。

(2)請(qǐng)完善該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在制備固定化酵母細(xì)胞過(guò)程的步驟：

①配制氯化鈣溶液時(shí)應(yīng)用蒸餾水。

②海藻酸鈉溶解應(yīng)用小火間斷加熱，這樣做的目的是___________________________________。

③海藻酸鈉溶液必須________________________才能加入酵母細(xì)胞。

④注射器中的海藻酸鈉和酵母細(xì)胞的混合物應(yīng)滴人氯化鈣溶液中形成凝膠珠，凝膠珠的顏是____；形狀是_______________；氯化鈣溶液的作用是____________________。

(3)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，請(qǐng)回答：

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)運(yùn)用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，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裝置的長(zhǎng)導(dǎo)管起到什么作用?______________________________________。

(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可能會(huì)觀察到的現(xiàn)象：________（填有或無(wú)）氣泡產(chǎn)生；_________（填有或無(wú)）酒精產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，裝置內(nèi)可能會(huì)發(fā)生的反應(yīng)式為：____________________________

(5)固定化酶和一般酶制劑的主要區(qū)別是_______________________。

Answer 1

【答案】包埋法 固定化酶 防止海藻酸鈉發(fā)生焦糊 冷卻至室溫 乳白色 圓形或橢圓形 膠體聚沉 無(wú)菌 活塞1和活塞2 釋放CO2，減小反應(yīng)柱內(nèi)壓力并可防止其他微生物污染 有 有 有氧呼吸：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量無(wú)氧呼吸：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；能重復(fù)使用

【解析】

本題以考查固定化酶與固定化細(xì)胞的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)考查葡萄糖發(fā)酵的相關(guān)內(nèi)容，旨在考查考生理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的能力。

（1）因?yàn)榧?xì)胞對(duì)于酶而言更大，難以被吸附或結(jié)合，因此多采用包埋法；反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，包埋法時(shí)酶與反應(yīng)物接觸不充分，催化作用受限，故宜采用固定化酶技術(shù)；

（2）②配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會(huì)發(fā)生焦糊；③海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合：必須冷卻至室溫后后再混合，防止高溫殺死酵母菌；④注射器中的海藻酸鈉和酵母細(xì)胞的混合物應(yīng)滴入氯化鈣溶液中形成凝膠珠，凝膠珠的顏是乳白色；形狀是圓形或橢圓形；氯化鈣溶液的作用是膠體聚沉；

（3）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)運(yùn)用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一定要在無(wú)菌條件下進(jìn)行；②加入反應(yīng)液后為了進(jìn)行酒精發(fā)酵（無(wú)氧條件），應(yīng)進(jìn)行的操作是關(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；

(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，酵母菌先進(jìn)行有氧呼吸（產(chǎn)物為C02和H20），消耗盡氧氣后進(jìn)行無(wú)氧呼吸（產(chǎn)物為酒精和C02），故裝置中有氣泡產(chǎn)生；有酒精產(chǎn)生；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中反應(yīng)式為：有氧呼吸：；無(wú)氧呼吸：；

(5) 固定化酶和一般酶制劑的主要區(qū)別是既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；能重復(fù)使用。