Question

2．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(fā)酵實驗，實驗材料及用具齊全．
（1）酵母細胞的固定采用的方法是包埋法．如果反應物是大分子，應選擇固定化酶方法．
（2）請完善該實驗小組的同學在制備固定化酵母細胞過程的步驟：
①配制氯化鈣溶液時應用蒸餾水．
②海藻酸鈉溶解應用小火間斷加熱，這樣做的目的是防止海藻酸鈉發(fā)生焦糊．
③海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫才能加入酵母細胞．
④注射器中的海藻酸鈉和酵母細胞的混合物應滴人氯化鈣溶液中形成凝膠珠，凝膠珠的顏色是乳白色；形狀是圓形或橢圓形；氯化鈣溶液的作用是膠體聚沉．
（3）該實驗小組用如圖所示的裝置來進行葡萄糖發(fā)酵，請回答：
①為使該實驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復運用，實驗過程中，一定要在無菌條件下進行．
②加入反應液后的操作是關(guān)閉活塞1和活塞2．
③裝置的長導管起到什么作用？釋放CO₂，減小反應柱內(nèi)壓力并可防止其他微生物污染．
（4）實驗過程中，可能會觀察到的現(xiàn)象：有（填有或無）氣泡產(chǎn)生；有（填有或無）酒精產(chǎn)生．實驗過程中，裝置內(nèi)可能會發(fā)生的反應式為：有氧呼吸：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$12H₂O+6CO₂+能量 無氧呼吸：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH（酒精）+2CO₂+少量能量．
（5）固定化酶和一般酶制劑的主要區(qū)別是既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離；能重復使用．

Answer 1

分析 1、固定化酶、固定化細胞的比較：

	固定化酶	固定化細胞
酶的種類	一種	一系列酶
制作方法	吸附法、交聯(lián)法、包埋法	吸附法、包埋法
是否需要營養(yǎng)物質(zhì)	否	是
缺點	不利于催化一系列的酶促反應	反應物不宜與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，反應效率下降
優(yōu)點	①既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離②可以反復利用	成本低，操作容易

2、固定化細胞制作過程中的注意事項：
（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?cè)芑�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．

解答 解：（1）由于細胞相對于酶來說更大，難以被吸附或結(jié)合，因此多采用包埋法，反應物是大分子物質(zhì)，包埋法時酶與反應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，海藻酸鈉會發(fā)生焦糊．
③海藻酸鈉溶液與酶母細胞混合：冷卻后再混合，防止高溫殺死酵母菌．
③注射器中的海藻酸鈉和酵母細胞的混合物應滴入氯化鈣溶液　中形成凝膠珠．
（3）①為使該實驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復運用，實驗過程中，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(fā)酵，應關(guān)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(nèi)壓力并可防止其他微生物污染的作用．
（4）實驗過程中，酵母菌先進行有氧呼吸，消耗盡氧氣后進行無氧呼吸，故產(chǎn)物有二氧化碳和酒精，反應式為有氧呼吸：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$12H₂O+6CO₂+能量   無氧呼吸：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH（酒精）+2CO₂+少量能量．
（5）固定化酶和一般酶制劑的主要區(qū)別是 既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離；能重復使用．
故答案為：
（1）包埋法　固定化酶
（2）①防止海藻酸鈉發(fā)生焦糊�、诶鋮s至室溫　③乳白色  圓形或橢圓形  膠體聚沉　
（3）
①無菌　
②活塞1和活塞2　
③釋放CO₂，減小反應柱內(nèi)壓力并可防止其他微生物污染　
（4）有  有    有氧呼吸：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$12H₂O+6CO₂+能量   無氧呼吸：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH（酒精）+2CO₂+少量能量 
（5）既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離；能重復使用

點評 本題考查細胞固定化技術(shù)的相關(guān)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，難度中等．