Question

回答生物技術在實踐應用中的相關問題：
（1）某同學利用柑橘制作果酒，考慮到柑橘的糖含量不足，在制作過程中加入一定量的糖，加糖的主要目的是

 

．為保證發(fā)酵過程的安全，發(fā)酵階段需要適時擰松瓶蓋，但不能完全打開，其主要目的是

 

，實際操作中發(fā)現隨著發(fā)酵時間的推移擰松瓶蓋間隔時間延長，其原因是

 

．
（2）某研究性學習小組的同學用適宜濃度的海藻酸鈉溶液將活化的酵母細胞固定化后發(fā)酵無菌麥芽汁制酒，發(fā)酵條件符合操作要求．10天后檢查發(fā)酵液發(fā)現麥芽汁幾乎無酒味，發(fā)酵失敗最可能的原因是

 

．
（3）某科研人員用海藻酸鈉作為包埋劑來固定堿性蛋白酶，以研究固定化酶的性質，并對其最佳固定條件進行了探究．下圖顯示的是部分研究結果（注：酶活力為固定化酶催化化學反應的總效率，包括酶活性和酶的數量），分析回答：

①甲圖顯示當海藻酸鈉濃度較低時，酶活力較低原因是

 

．
②固定化酶的活力隨使用次數的增多而下降，由乙圖可知，固定化酯酶一般可重復使用

 

次，酶活力明顯下降．

Answer 1

考點：酒酵母制酒及乙酸菌由酒制醋,制備和應用固相化酶

專題：

分析：果酒制作菌種是酵母菌，代謝類型是兼性厭氧型，屬于真核細胞中的真菌，適宜生存的溫度條件是18～25℃，前期需氧、后期不需氧，其相關的化學反應式為：C₆H₁₂O₆

酶

2C₂H₅OH+2CO₂+能量．
固定化技術包括包埋法、物理吸附法和化學結合法（交聯(lián)法）．由于細胞相對于酶來說更大，難以被吸附或結合，因此多采用包埋法；酶小容易從包埋的材料漏出，一般采用化學結合法和物理吸附法．

解答： 解：（1）糖是主要的能源物質，加糖的主要目的是為酵母菌的生長、繁殖提供能源物質．果酒發(fā)酵要不斷排出二氧化碳，為防止空氣中雜菌進入發(fā)酵瓶，造成污染，影響發(fā)酵，同時為保證發(fā)酵過程的安全，要適時擰松瓶蓋，但不能完全打開．隨著發(fā)酵時間的推移，由于發(fā)酵液中營養(yǎng)物質減少、pH下降等原因，導致酵母菌呼吸作用減弱，產生的CO₂減少，因此，擰松瓶蓋間隔時間延長．
（2）固定化細胞時，包埋細胞所用的海藻酸鈉溶液需冷卻至室溫，再與活化的酵母細胞混合，以免高溫殺死活細胞．
（3）①甲圖曲線表明濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好，此時酶活力最高．當海藻酸鈉濃度較低時包埋不緊密，酶分子容易漏出，數量不足，因此酶活力較低．
②由乙圖可知，固定化酶的活力隨使用次數的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力顯著下降．
故答案為：
（1）為酵母菌的生長、繁殖提供能源物質　防止空氣中雜菌進入發(fā)酵瓶，造成污染，影響發(fā)酵　隨著時間的推移，由于發(fā)酵液中營養(yǎng)物質減少、pH下降等原因，酵母菌呼吸作用減弱，產生的CO₂減少
（2）將海藻酸鈉溶化后未冷卻就將活化的酵母菌液加入，酵母菌死亡
（3）①海藻酸鈉濃度較低時包埋不緊密，酶分子容易漏出，數量不足    ②3

點評：本題考查了果酒的制備、酵母細胞的固定化以及蛋白質的提取和分離的相關實驗的知識，考生要能夠識記果酒發(fā)酵階段需要定期擰松瓶蓋，明確其目的和注意點；理解酵母菌后期數量減少的原因；識記固定化酶和固定化細胞技術采用的方法；識記血紅蛋白的提取和分離實驗中的相關步驟和方法．