Question

2．酵母菌與人們的日常生活密切相關，也是現(xiàn)代生物技術研究常用的模式生物，生物興趣小組對此進行了下列研究．請你根據(jù)他們的研究內容回答問題：
A．酵母細胞的固定化
（1）在制備固定化酵母細胞過程中，溶化好的海藻酸鈉溶液要冷卻至室溫，才能加入已活化的酵母菌，原因是防止高溫殺死酵母菌．
（2）如果在CaCl₂溶液中形成的凝膠珠顏色過淺，說明固定化酵母細胞數(shù)目較少．
（3）本實驗所用的固定化細胞方法是包埋法，固定化酶常用則不宜用此方法，原因是酶分子很小，容易從包埋材料中漏出．
（4）利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵，與直接接種酵母菌相比較有哪些優(yōu)點？（說出兩點）能多次重復利用、降低生產(chǎn)成本．
B．利用酵母菌制作果酒
（1）在葡萄酒的自然發(fā)酵過程中，酵母菌的來源是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌，繁殖方法是出芽生殖．
（2）酵母菌異化作用的類型是兼性厭氧型；利用酵母菌制作果酒的原理可用反應式：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量表示．
（3）果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可用重鉻酸鉀來檢驗．在酸性條件下，該試劑與酒精反應呈現(xiàn)灰綠色．
（4）若果汁中已含有醋酸菌，在果酒發(fā)酵旺盛時，醋酸菌不能（能、不能）將果汁中的糖發(fā)酵為醋酸，原因因為果酒發(fā)酵時的缺氧環(huán)境能抑制醋酸菌生長，且醋酸菌發(fā)酵條件是氧氣充足．
（5）有一罐用葡萄糖液培養(yǎng)的酵母菌，由于混入氧氣，酵母菌就有了兩種呼吸類型．假使全部酵母菌都在分解葡萄糖，且兩種呼吸消耗葡萄糖的速度相等．當罐內產(chǎn)生的CO₂與酒精的mol數(shù)之比為2：1時，有酵母菌在進行有氧呼吸C．
A.$\frac{1}{2}$        B.$\frac{1}{3}$       C.$\frac{1}{4}$           D.$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 海藻酸鈉溶液固定酵母細胞的注意事項：
1、配制海藻酸鈉溶液：小火、間斷加熱、定容，如果加熱太快，海藻酸鈉會發(fā)生焦糊．
2、海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進入氣泡．
3、制備固定化酵母細胞：高度適宜，并勻速滴入
4、剛溶化的海藻酸鈉應冷卻后再與酵母菌混合，否則溫度過高會導致酵母菌死亡．
果酒和果醋制作過程中的相關實驗操作：
1、材料的選擇與處理：選擇新鮮的葡萄，榨汁前先將葡萄進行沖洗，除去枝梗．
2、滅菌：①榨汁機要清洗干凈，并晾干．②發(fā)酵裝置要清洗干凈，并用70%的酒精消毒．
3、榨汁：將沖洗除枝梗的葡萄放入榨汁機榨取葡萄汁．
4、發(fā)酵：①將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶，要留要大約$\frac{1}{3}$的空間，并封閉充氣口．②制葡萄酒的過程中，將溫度嚴格控制在18℃～25℃，時間控制在10～12d左右，可通過出料口對發(fā)酵的情況進行．及時的監(jiān)測．
③制葡萄醋的過程中，將溫度嚴格控制在30℃～35℃，時間控制在前7～8d左右，并注意適時通過充氣口充氣．

解答 解：A．（1）在制備固定化酵母細胞過程中，溶化好的海藻酸鈉溶液要冷卻至室溫，才能加入已活化的酵母菌，原因是防止高溫殺死酵母菌．
（2）如果在CaCl₂溶液中形成的凝膠珠顏色過淺，說明固定化酵母細胞數(shù)目較少．
（3）細胞較大，所用的固定化技術是包埋法，而制備固定化酶則不宜用此方法，原因是酶分子很小，容易從包埋材料中漏出．
（4）與直接接種酵母菌相比，利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵的優(yōu)點有：能多次重復利用、降低生產(chǎn)成本等．
B．（1）因葡萄皮上附著有許多的野生型酵母菌，故在葡萄酒的自然發(fā)酵過程中，酵母菌的來源是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌．在適宜條件下，酵母菌進行出芽生殖．
（2）酵母菌既能進行有氧呼吸，也能進行無氧呼吸，故異化作用的類型是兼性厭氧型；利用酵母菌制作果酒的原理是無氧呼吸產(chǎn)生酒精，故反應式為：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量．
（3）檢測酒精，可用酸性重鉻酸鉀來檢驗，看是否出現(xiàn)灰綠色．
（4）若果汁中已含有醋酸菌，在果酒發(fā)酵旺盛時，醋酸菌不能將果汁中的糖發(fā)酵為醋酸，因為果酒發(fā)酵時的缺氧環(huán)境能抑制醋酸菌生長，且醋酸菌為好氧型，發(fā)酵條件是氧氣充足．
（5）設進行有氧呼吸的酵母菌為X，無氧呼吸的酵母菌為Y，根據(jù)有氧呼吸與無氧呼吸的反應式及題干信息可得關系式：（6X+2Y）：2Y=2：1，解得：X；Y=1：3，因此進行有氧呼吸的酵母菌占$\frac{1}{4}$．
故答案為：
A．（1）防止高溫殺死酵母菌
（2）固定化酵母細胞數(shù)目較少
（3）包埋法  酶分子很小，容易從包埋材料中漏出
（4）能多次重復利用、降低生產(chǎn)成本
B．（1）附著在葡萄皮上的野生型酵母菌   出芽生殖
（2）兼性厭氧型   C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量
（3）重鉻酸鉀  灰綠色
（4）不能．因為果酒發(fā)酵時的缺氧環(huán)境能抑制醋酸菌生長，且醋酸菌發(fā)酵條件是氧氣充足．
（5）C

點評 本題考查細胞固定化技術與果酒的制作過程的相關知識，意在考查學生的識記能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力．