Question

【題目】某一實驗小組的同學，欲通過制備固定化酵母細胞進行葡萄糖溶液發酵實驗，實驗材料及用具齊全。

（1）酵母細胞活化的作用是____。凝膠珠的組成是____。

如果進行多批次的生產，本實驗中的酵母與普通發酵中的酶或菌種在使用上有何區別____。

（2）該實驗小組用如圖所示的裝置來進行葡萄糖發酵。

①為使該實驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復使用，實驗過程一定要在____條件下進行。

②加入反應液后的操作是關閉____。

③裝置中的長導管的作用是____。

（3） 在制備固定化酵母細胞的操作中，正確的是（______）。

A．制備好海藻酸鈉后，需立即將其與酵母細胞混合以防凝固

B．制備凝膠珠的過程中應用注射器滴加

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溶液中應浸泡10分鐘左右

（4）固定化酵母細胞增殖速度較慢的原因有____（至少兩點）。

Answer 1

【答案】 讓休眠狀態的酵母恢復到生活狀態 海藻酸鈉+酵母細胞 凝膠珠可以在較長時間內反復連續使用，而普通發酵中的酶或菌種不能反復使用 無菌 活塞1和活塞2 釋放CO2以減小反應柱內壓力并可以防止其他微生物污染 B 空間限制，營養物質代謝產物交換受阻

【解析】制備固定化酵母細胞的操作順序：酵母細胞活化→配制物質量濃度為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胞混合→固定化酵母細胞。

(1) 酵母細胞活化的目的是讓休眠狀態的酵母恢復到生活狀態。凝膠珠的組成就是海藻酸鈉+酵母細胞。本實驗中的酵母與普通發酵中的酶或菌種在使用上的區別在于：凝膠珠可以在較長時間內反復連續使用，而普通發酵中的酶或菌種不能反復使用。

(2)圖所示是用固定化技術進行葡萄糖發酵的裝置圖，其中a是固定化酵母細胞,b是反應柱。 ①為使該實驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復利用,實驗過程一定要在無菌條件下進行；②加入反應液后為了在無氧條件下進行酒精發酵,應關閉活塞1和活塞2；③裝置的長導管起到釋放CO2,減小反應柱內壓力并可防止其他微生物污染的作用。

(3)操作過程中，必須等海藻酸鈉溶液冷卻后才能將其與酵母細胞混合，否則酵母細胞會在高溫下死亡，Ａ錯誤；制備固定化酵母細胞時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錯誤；凝膠珠在溶液中應浸泡30分鐘左右，以使凝膠珠強化,不易破碎，Ｄ錯誤。

(4) 固定化酵母細胞增殖速度較慢的原因主要有：一是空間限制；二是營養物質代謝產物交換受阻。