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- 2021-09-17 发布
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课题 3 酵母细胞的固定化
理一理
判一判
1.活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状
态。(√)
2.固定化细胞相当于固定了一系列酶。(√)
3.酶分子相对较小,常用包埋法进行固定。(×)
4.将固定好的酶放于反应柱后,底部筛板上的小孔能使酶通
过而反应物无法通过。(×)
5.固定化酵母细胞需要用到 CaCl2 溶液和海藻酸钠溶液。(√)
6.生产高果糖浆时所固定的葡萄糖异构酶可以无休止重复使
用下去。(×)
7.细胞的固定化不需要无菌操作。(×)
8.用固定化细胞进行酒精发酵时,不受温度的影响。(×)
悟一悟
1.在缺水状态下,微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠
状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞需要的活化时
间较短,一般为 0.5~1 h,但实验时需要提前做好准备。
2.酵母细胞活化时体积会变大,因此活化前应该选择体积足
够大的容器,以避免酵母细胞的活化液溢出。
3.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环,关系到实验
的成败,一定要按照教材的提示进行操作。加热时要用小火,或
者间断加热,反复几次,直到海藻酸钠溶化为止。
4.海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量。如果海藻酸钠
浓度过高,将很难形成凝胶珠;如果浓度过低,形成的凝胶珠所
包埋的酵母细胞的数目少,可影响实验效果。
5.溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温,否则会因温度过
高而导致酵母菌死亡。
6.可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠,用作对照。
7.海藻酸钠胶体在 CaCl2 这种电解质的作用下,发生聚沉,
形成凝胶珠,需稳定 30 min 左右。
8.细胞的固定化要在严格无菌的条件下进行;反复使用固定
化酵母细胞时,酵母菌种要纯,用具和材料要严格消毒,同时要
注意控制温度,营养液中成分应全面,还需要避免其他微生物的
污染。
感悟体会:
练一练
1.[2018·江苏高考真题]下列关于酵母细胞固定化实验的叙述,
正确的是( )
A.用温水使海藻酸钠迅速溶解,待其冷却到室温后用于包埋
细胞
B.进行包埋时,用于悬浮细胞的 CaCl2 溶液浓度要适宜
C.注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球
状
D.包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状,并具有一定的
弹性
解析:在酵母细胞固定化实验中,应该用小火、间断加热的
方式使海藻酸钠缓慢溶解,A 项错误;将混合液用注射器缓慢滴
加到 CaCl2 溶液进行酵母细胞的固定化,CaCl2 的作用是使海藻酸
钠形成凝胶珠,B 项错误;注射器(或滴管)出口应与液面保持适当
的距离,以保证凝胶珠成为球状,C 项错误;包埋酵母细胞的凝
胶珠为淡黄色半透明状,并具有一定的弹性,D 项正确。
答案:D
2.[2019·江苏高考模拟](多选)下列关于固定化酶和固定化细
胞的叙述中,错误的是( )
A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显
B.固定化酶的应用中,要控制好 pH、温度和溶解氧
C.利用固定化酶降解水体中有机磷农药,不需提供适宜的营
养条件
D.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是作为反应
底物
解析:固定化细胞技术固定的是一系列酶,所以在多步连续
催化反应方面优势明显;A 项正确;固定化酶的应用中,要控制
好 pH、温度,但与溶解氧无关,因为温度和 pH 影响酶的活性,
B 项错误;利用固定化酶降解水体中的有机磷农药是酶促反应,
没有生物参与,所以不需提供营养条件,C 项正确;利用固定化
酵母细胞进行发酵时,糖类除了作为反应底物外,还为酵母菌提
供碳,D 项错误,所以选 B、D 两项。
答案:BD
3.利用固定化藻处理生活污水是近几年发展起来的新技术。
原绿球藻是海洋中的一种光合自养型原核生物,科研人员进行了
固定化原绿球藻的生长情况及除氮效果的实验,实验中的人工污
水是在无氮培养基中添加 NH4Cl 配制而成,其实验结果如下。请
分析并回答下列问题:
(1)原绿球藻固化的方法是________,固定形成的凝胶珠颜色
为 ________ 。 若 实 验 中 海 藻 酸 钠 的 浓 度 过 高 , 则
____________________。
(2)分析图 1,1~7 天内悬浮藻的种群数量变化为__________;
与悬浮藻相比,1~3 天内固定化藻生长、增殖速率较慢,原因是
__________________、____________________________。
(3) 分 析 图 2 , 对 人 工 污 水 除 氮 率 较 高 的 是
_______________________;从环境保护看,固定化原绿球藻的优
势表现在______________________________。
解析:(1)由于原绿球藻体积较大难以被吸附或结合,所以不
用化学结合法和物理吸附法,而采用包埋法。原绿球藻是光合自
养型原核生物,含有叶绿素,固定形成的凝胶珠颜色呈现为绿色。
配制海藻酸钠溶液是实验关键,如果海藻酸钠的浓度过高,将很
难形成凝胶珠。(2)从图 1 可以看出 1~7 天种群增长速率都大于 0,
种群数量将会增长;固定化藻由于藻球内物质交换速率会受限制、
固定后载体遮光等因素导致固定化藻生长、增殖速率较慢。(3)图
2 中显示悬浮藻中 NH +
4 浓度比固定藻低,因此对人工污水除氮率
较高的是悬浮原绿球藻。由于固定后原绿球藻能与产物分离,还
可以重复利用,其优势表现在易于与污水分离,减少二次污染。
答案:(1)包埋法 绿色 凝胶不容易成形
(2)增长 固定后载体遮光 藻球内物质交换速率会受限制
(3)悬浮原绿球藻 球藻能易于与污水分离,减少二次污染
考点 1 实验原理
1.[2019·山西忻州一中高二期中]下列关于固定化酶的叙述,正
确的是( )
A.酶可被固定在不溶于水的载体上进行重复利用
B.酶由于被固定在载体上,所以丧失了其高效性和专一性
C.酶作为催化剂反应前后结构不改变,所以固定化酶可被一
直利用
D.固定化酶活性部位完整,所以不受高温、强碱、强酸等条
件的影响
解析:固定化酶就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定
在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂,A 项正
确;固定化酶是将酶分子结合再特定的支持物上且不影响酶的功
能,不会使酶丧失高效性和专一性,B 项错误;固定化酶可多次
反复使用,但仍会受到高温、强碱、强酸等条件影响,不能一直
重复利用,C、D 两项错误。
答案:A
2.
[2019·上海高考模拟]如图是一种酶的固定化技术,下列有关
描述,正确的是( )
A.这属于包埋法
B.这属于载体结合法
C.这属于交联法
D.图中①表示酶分子
解析:固定化酶的方法有吸附法、交联法、包埋法等,识图
分析可知图示为载体结合法。综上所述,B 项正确,A、C、D 三
项错误。
答案:B
3.固定化酶技术是近几年发展起来的一项应用技术,它很好
的解决了酶无法重复利用的问题,大大提高了酶的利用率,下列
关于固定化酶技术的说法,正确的是( )
A.固定化酶技术就是固定反应物,将酶围绕反应物旋转的技
术
B.固定化酶的最大优势在于能催化一系列的酶促反应
C.固定化酶中的酶无法重复利用
D.固定化酶是将酶固定在一定空间内的技术
解析:固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间
内的技术,A 项错误、D 项正确;固定化酶只能催化一种或一类
化学反应,其最大优势在于:酶既能与反应物接触,又能与产物
分离,还可以被重复利用,B、C 两项错误。
答案:D
考点 2 实验操作
4.[2019·四川树德中学高二月考]下列关于“酵母细胞的固定
化技术”实验的叙述,正确的是( )
A.该实验是利用酵母菌分泌的酶起作用,而酵母细胞可以重
复使用
B.配制 CaCl2 溶液时,需要边小火加热边搅拌
C.固定后的细胞与反应物不容易接近,可能导致反应效果下
降
D.海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色,过低时凝胶珠易
呈蝌蚪状
解析:该实验利用酵母细胞无氧呼吸产生酒精,而不是利用
酵母细胞分泌的酶,A 项错误;配制海藻酸钠溶液时,需要边小
火加热边搅拌,以防止焦糊,B 项错误;固定后的细胞与反应物
不容易接近,可能导致反应效果下降,C 项正确;海藻酸钠溶液
浓度过高时很难形成凝胶珠,过低时所形成的凝胶珠包埋的酵母
细胞少,D 项错误。
答案:C
5.[2019·山西忻州一中高二期中]在酵母细胞固定化的实验
中,下列实验操作与目的不相符的是( )
A.干酵母加入蒸馏水搅拌均匀需放置一段时间使酵母细胞活
化
B.配制海藻酸钠时采用小火或间断加热以防止海藻酸钠发生
焦糊
C.将活化的酵母细胞加入海藻酸钠溶液充分搅拌使其混合均
匀
D.用注射器滴加溶液时要接近 CaCl2 溶液的液面以防止凝胶
珠出现“尾巴”
解析:酵母细胞的活化需要将干酵母加入蒸馏水后搅拌均匀
并放置一段时间,A 项正确;为了防止海藻酸钠发生焦糊,需要
在配制海藻酸钠时采用小火或间断加热,B 项正确;将活化的酵
母细胞加入海藻酸钠溶液充分搅拌使二者混合均匀,C 项正确;
用注射器滴加溶液时要远离 CaCl2 溶液的液面以防止凝胶珠出现
“尾巴”,D 项错误。故错误的选项选择 D 项。
答案:D
6.[2019·沭阳县修远中学高二月考]下面是制备固定化酵母细
胞的实验步骤,请回答下列问题:
酵母细胞的活化→配制 CaCl2 溶液→配制海藻酸钠溶液→海
藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
(1)在________状态下,微生物处于休眠状态。活化就是让处
于休眠状态的微生物重新恢复________状态。活化前应选择足够
大的容器,因为酵母细胞活化时________。
(2)影响实验成败的关键步骤是________________。
(3)如果海藻酸钠浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞
数目________________。
(4)观察形成凝胶珠的颜色和性状,如果颜色过浅、呈白色,
说明________;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明
________________________。
(5) 固 定 化 细 胞 一 般 采 用 包 埋 法 固 定 , 原 因 是
________________________________。
解析: (1)微生物在缺水的状态下休眠。活化就是让处于休眠
状态的微生物重新恢复正常的生活状态。加入水会使酵母细胞活
化。酵母细胞活化后体积会增大,所以活化前应选择足够大的容
器,以避免酵母菌溢出容器外。(2)实验成败的关键是配制海藻酸
钠溶液,形成凝胶珠。 (3)如果海藻酸钠浓度过低,形成的凝胶珠
所包埋的酵母细胞数目较少。如果海藻酸钠浓度过高,则不易与
酵母菌混合均匀。(4)观察形成的凝胶珠的颜色和形状,符合要求
的包埋酵母细胞的凝胶珠应为淡黄色半透明状,并具有一定的弹
性。如果颜色过浅、呈白色,说明固定化酵母细胞数目较少;如
果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明海藻酸钠浓度偏高,制
作失败。(5)由于细胞个体大,难以吸附或结合,而且不易从包埋
材料中漏出,所以固定化细胞一般采用包埋法固定。
答案:(1)缺水 正常的生活 体积会增大 (2)配制海藻酸钠
溶液 (3)较少 (4)固定化酵母细胞数目较少 海藻酸钠浓度偏
高,制作失败 (5)细胞个体大,不易从包埋材料中漏出
一、选择题
1.下列哪项不属于固定化酶的优点( )
A.提高酶的活性 B.提高产物的纯度
C.有利于酶的回收 D.降低生产成本
解析:酶的固定化无法提高酶的活性,A 项正确;固定化酶
在催化反应中,以固相状态作用于底物,反应完成后,容易与水
溶性反应物和产物分离,有利于产物的纯化,进而提高产物的纯
度,B 项错误;固定化酶在催化反应中,以固相状态作用于底物,
反应完成后,容易与水溶性反应物和产物分离,有利于酶的回收,
C 项错误;固定化酶可以重复利用,降低生产成本,D 项错误。
答案:A
2.[2019·江苏海安高级中学高二月考](多选)下列所示的固定
化方法中,适合固定化酶的是( )
A.① B.②
C.③ D.④
解析:①属于物理吸附法,②属于化学结合法,③和④属于
包埋法,而固定化酶适宜用化学结合法、物理吸附法,因此,本
题答案选 A、B 两项。
答案:AB
3.下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述,错误
的是( )
A.从酶的固定方式看,吸附法比化学结合法对酶活性影响小
B.作为消化酶使用时,蛋白酶制剂以口服方式给药
C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶,不能反复
使用
D.固定化酶和固定化细胞的目的是限制酶与反应物接触,控
制反应速度
解析:化学结合法可能影响酶的活性部位而影响反应效果,
而吸附法是物理方法不影响酶的分子结构,A 项正确;消化酶在
消化道内起作用,则蛋白酶制剂作为消化酶使用时应以口服方式
给药,故 B 项正确;尿糖试纸由于使用后不能将反应物和酶分开,
因而不能再次使用,故 C 项正确;固定化酶和固定化细胞的目的
是使酶和反应物在特定的空间进行接触,从而控制反应速度,D
项错误。
答案:D
4.(多选)下列关于酶制剂和固定化酵母细胞的叙述,正确的
是( )
A.从酶的固定方式看,吸附法比化学结合法对酶活性影响大
B.可用海藻酸钠包埋消化酶制成多酶片用于缓解消化不良症
状
C.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗,目的是洗去 CaCl2 和杂
菌
D.探究不同加酶洗衣粉洗涤效果实验中,水温和浸泡时间都
属无关变量
解析:从酶的固定方式看,吸附法比化学结合法对酶活性影
响小,A 项错误;酶分子体积较小,易从包埋材料中漏出,常采
用化学结合和物理吸附法固定化消化酶制成多酶片,B 项错误;
将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗,目的是洗去 CaCl2 和杂菌,C 项
正确;探究不同加酶洗衣粉洗涤效果实验中,自变量是酶的种类,
水温和浸泡时间都属无关变量,D 项正确。
答案:CD
5.[2019·湖北高二期中]下面是制备固定化酵母细胞的步骤,
正确的是( )
①配制 CaCl2 溶液 ②海藻酸钠溶化 ③海藻酸钠与酵母
细胞混合 ④酵母细胞的活化 ⑤固定化酵母细胞
A.④①②③⑤ B.④①③②⑤
C.④⑤②①③ D.①②③④⑤
解析:制备固定化酵母细胞的实验步骤为:酵母细胞的活化
(④)→配制 CaCl2 溶液(①)→配制海藻酸钠溶液(②)→海藻酸钠溶
液与酵母细胞混合(③)→固定化酵母菌细胞(⑤)。
答案:A
二、非选择题
6.[2019·河北高二期中]请回答下列有关固定化酶与固定化细
胞的相关问题:
(1) 与 固 定 化 酶 技 术 相 比 , 固 定 化 细 胞 固 定 的 是
________________。在实际生产中,固定化酶技术的优点是
________________________________。制备固定化酵母细胞时使
用的方法是________(填上图中序号)。
(2)在缺水状态下,微生物处于休眠状态。活化就是让处于休
眠状态的微生物重新恢复________状态。活化前应选择足够大的
容器,因为酵母细胞活化时________________。
(3)将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至________后,再加入酵母
菌。如果海藻酸钠溶液浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细
胞 数 目 ________ 。 固 定 化 细 胞 一 般 采 用 包 埋 法 , 原 因 是
________________________。
解析:(1)酶发挥作用时需要适宜的温度、pH 等条件,与固定
化酶技术相比,固定化细胞固定的是多酶系统(或一系列酶、多种
酶);固定化酶优点是使酶既能与反应物接触,又能与产物分离,
还可以被反复利用;制备固定化酵母细胞,由于细胞体积大,难
以被吸附或结合,多采用包埋法,常用的载体是海藻酸钠,据图
分析,方法③将物体包埋在网格中,故图中方法③是包埋法。(2)
酵母菌在缺水状态下处于休眠状态,加入水活化使得酵母菌恢复
正常的生活状态,酵母细胞活化时细胞体积会增大,则活化前应
选择足够大的容器,以避免酵母菌溢出容器外。(3)将溶化好的海
藻酸钠溶液冷却至室温后,再加入酵母菌,否则会将酵母菌高温
烫死;如果海藻酸钠浓度过低,所包埋的酵母细胞数目较少,形
成的凝胶珠颜色过浅;由于细胞个体大,难以被吸附或结合,而
且细胞体积较大,不易从包埋材料中漏出,则固定化细胞一般采
用包埋法固定。
答案:(1)多酶系统(一系列酶、多种酶) 既能与反应物接触,
又容易与产物分离,且能反复被利用 ③ (2)正常的生活 体积
会增大 (3)室温 少 细胞难以被吸附或结合;细胞体积较大,
不易从包埋材料中漏出
7.
[2019·武汉市钢城第四中学高二期中]某一实验小组的同学,
欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验,实验材料
及用具齐全。
(1) 酵 母 细 胞 的 固 定 采 用 的 方 法 是
________________________________________________________
________________。
(2)请完善相关内容:
①配制氯化钙溶液时应用蒸馏水。
②海藻酸钠溶液应用____________加热。
③海藻酸钠溶液必须________才能加入酵母细胞。
④注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入________
中形成________。
(3)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。
①为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用,实
验过程中,一定要在________条件下进行。
②加入反应液后的操作是关闭________。
③ 装 置 的 长 导 管 起 到 什 么 作 用 ?
______________________________________。
解析:(1)因为细胞相对于酶来说更大,难以被吸附或结合,
因此多采用包埋法。(2)②配制海藻酸钠溶液:小火、间断加热、
定容,如果加热太快,海藻酸钠会发生焦糊。③海藻酸钠溶液与
酵母细胞混合:冷却后再混合,注意混合均匀,不要进入气泡。
④注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入氯化钙溶液中
形成凝胶珠。(3)①为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反
复运用,实验过程中,一定要在无菌条件下进行。②加入反应液
后为了在无氧条件下进行酒精发酵,应关闭活塞 1 和活塞 2。③装
置的长导管起到释放二氧化碳,减小反应柱内压力并可防止其他
微生物污染的作用。
答案:(1)包埋法 (2)②小火或间断 ③冷却至室温 ④氯化
钙溶液 凝胶珠 (3)①无菌 ②活塞 1 和活塞 2
③释放 CO2,减小反应柱内压力并可防止其他微生物污染
8.[2019·吉林白城一中高二期末]下列是有关实验试剂在实验
操作中的应用,请分析回答下列问题:
(1)作为包埋剂的海藻酸钠加热溶解后,冷却至室温再和一定
浓度的酵母菌溶液混合,用注射器将混合液缓慢而匀速地注射到
一定浓度的________中,一段时间后得到了固定化的酵母细胞。
(2)用上述过程获得的固定化细胞和一定浓度的葡萄糖溶液混
合一段时间后,用________检测其酒精的生成情况。若经过检测
发 现 没 有 酒 精 生 成 , 请 分 析 其 可 能 的 原 因 有 哪 些 ?
________________________________________________________
__(写两点)。
解析:(1)作为包埋剂的海藻酸钠加热溶解后,冷却至室温再
和一定浓度的酵母菌溶液混合,用注射器将混合液缓慢而匀速地
注射到一定浓度的 CaCl2 溶液中,便于形成稳定结构,一段时间后
得到了固定化的酵母细胞。(2)用浓 H2SO4 和重铬酸钾(酸性条件下
饱和的重铬酸钾)检测酒精成灰绿色;若没有酒精生成,原因可能
有:该过程没有隔绝氧气导致酵母菌进行有氧呼吸;该过程葡萄
糖浓度过高,引起酵母菌过度失水死亡。
答案:(1)CaCl2 溶液 (2)浓 H2SO4 和重铬酸钾(酸性条件下饱
和的重铬酸钾) 该过程没有隔绝氧气导致酵母菌进行有氧呼吸;
该过程葡萄糖浓度过高,引起酵母菌过度失水死亡
9.[2019·宁夏高二期末]下图 1 表示制备固定化酵母细胞的某
步操作,图 2 是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。请
据图分析并回答下列问题:
(1)图 1 中,将溶化好的海藻酸钠溶液________,加入已活化
的酵母细胞,进行充分搅拌,使其混合均匀,再转移至注射器中。
海藻酸钠载体的特点是________。
(2)某同学在图 1 步骤结束后得到图 3 所示的实验结果,出现
此结果的可能原因有海藻酸钠浓度过________(“高”或“低”)。
(3)若用固定化酶技术生产高果糖浆,需要使用________酶。
从酶数量的角度分析,与固定化酶技术相比,固定化细胞固定的
是 ________ 。 如 果 反 应 物 是 大 分 子 物 质 , 应 采 用 固 定 化
________(“酶”或“细胞”)技术。
解析:(1)图 1 中,将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加
入已活化的酵母细胞,进行充分搅拌,使其混合均匀,再转移至
注射器中。海藻酸钠载体的特点是不溶于水、多孔。(2)某同学在
图 1 步骤结束后得到图 3 所示的实验结果,图 3 中显示没有形成
大小均匀的凝胶珠,形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,可能原因
是海藻酸钠的浓度偏高。(3)若用固定化酶技术生产高果糖浆,需
要使用葡萄糖异构酶。固定化酶优点是能使酶既能与反应物接触,
又能与产物分离,还可以被反复利用,而固定化细胞优点是成本
更低,操作更容易,可以催化一系列的化学反应,因此从酶数量
的角度分析,与固定化酶技术相比,固定化细胞固定的是一系列
酶或多种酶。因为大分子物质不容易进入细胞,故应采用固定化
酶技术。
答案:(1)冷却至室温 不溶于水、多孔 (2)高 (3)葡萄糖异
构 多酶系统(或一系列酶或多种酶) 酶
10.[2019·吉林白山七中高二期中] 科研人员开展海藻酸钠固
定化乳酸菌的相关研究,得到如下实验结果。请回答下列问题:
表:海藻酸钠浓度对乳酸发酵的影响
海藻酸钠浓度/% 成珠状况
0 -
1.0 成珠较易,但强度较低
1.5 成珠容易,强度适中
2.0 成珠较难,强度较高
2.5 成珠困难,强度高
(1)本研究中固定化细胞的技术属于________法,其优点是
________。
(2)实验中需要先将溶化的海藻酸钠溶液冷却至________后,
才能加入乳酸菌。为保证配制的海藻酸钠浓度准确,在海藻酸钠
完全溶化后需要________________。
(3)根据实验结果,研究人员认为海藻酸钠浓度以 1.5%为宜,
这是因为用较低浓度的海藻酸钠固定时,凝胶珠内部网格较大,
有利于________________________,乳酸发酵速度快。而与浓度
为 1.0%比较,1.5%时形成的凝胶珠________________,有利于凝
胶珠的重复利用。
(4)利用固定化乳酸菌发酵时,凝胶珠添加量过高会抑制菌株
生长,进而使乳酸产量下降。试写出探究凝胶珠适宜添加量的实
验思路。______________________________________。
解析:(1)海藻酸钠属于包埋法中利用的包埋材料,即本研究
中固定化细胞的技术属于包埋法,该方法操作简单、对细胞损伤
小。(2)实验中需要先将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温后,才能
加入乳酸菌,否则会导致高温杀死乳酸菌。为保证配制的海藻酸
钠浓度准确,在海藻酸钠完全溶化后需要加无菌水(蒸馏水)定容,
保证海藻酸钠溶液的浓度。(3)根据实验结果,研究人员认为海藻
酸钠浓度以 1.5%为宜,这是因为用较低浓度的海藻酸钠固定时,
凝胶珠内部网格较大,有利于凝胶珠内外物质交换,乳酸发酵速
度快。而与浓度为 1.0%比较,1.5%时形成的凝胶珠强度适中,有
利于凝胶珠的重复利用。(4)利用固定化乳酸菌发酵时,凝胶珠添
加量过髙会抑制菌株生长,进而使乳酸产量下降。要探究凝胶珠
适宜添加量,可以取等量的发酵液,分别加入不同量的凝胶珠,
在适宜条件下发酵,相同时间后,比较各发酵液的酸度(或乳酸含
量)。
答案:(1)包埋 操作简单、对细胞损伤小 (2)室温 加无菌
水(蒸馏水)定容 (3)凝胶珠内外物质交换 强度适中 (4)取等量
的发酵液,分别加入不同量的凝胶珠,在适宜条件下发酵,相同
时间后,比较各发酵液的酸度(或乳酸含量)
11.请回答下列关于固定化酶和细菌培养实验的问题:
(1)某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验,分组见
表。
组别 固定化酶
柱长度(cm)
淀粉溶液的
流速(mL·min-1)
甲 10 0.3
乙 10 0.5
丙 15 0.3
丁 15 0.5
将吸附了α淀粉酶的石英砂装入柱中后,需用蒸馏水充分洗
涤固定化酶柱,以除去________________。按上表分组,将配制
好的淀粉溶液加入到固定化酶柱中,然后取一定量的流出液进行
KI-I2 检测,若流出液呈红色,表明有________生成;若各组呈
现的颜色有显著差异,则流出液中淀粉水解产物浓度最高的是
________组。
(2)下列关于上述固定化酶实验的叙述,错误的是________。
A.固定化酶柱长度和淀粉溶液流速决定了酶柱中酶的含量
B.淀粉溶液流速过快会导致流出液中含有淀粉
C.各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同
D.淀粉溶液的 pH 对实验结果有影响
(3)现有一份污水样品,某兴趣小组欲检测其中的细菌数,进
行以下实验。将一定量的污水样品进行浓度梯度稀释。取适量不
同稀释度的稀释液,用________法分别接种于固体平面培养基上,
经培养后进行计数。该实验应注意,接种前,从盛有________的
容器中将玻璃刮刀取出,放在酒精灯火焰上灼烧,冷却后待用;
分组时,需用________作为对照。
(4)在上述细菌培养实验中进行计数时,应计数的是接种了
________。
A.各个稀释度样品的培养基上的细菌数
B.合理稀释度样品的培养基上的细菌数
C.各个稀释度样品的培养基上的菌落数
D.合理稀释度样品的培养基上的菌落数
解析:(1)由于装入柱中的石英砂上含有未吸附的α淀粉酶,
所以需用蒸馏水充分洗涤,以免影响实验结果;淀粉酶催化淀粉
水解生成糊精,糊精与 KI-I2 反应呈红色;酶与底物反应时间越
长,产生的产物越多;丙组固定化酶柱最长、淀粉溶液的流速最
慢,说明固定化酶与淀粉接触时间最长,淀粉水解产物的浓度最
高。(2)固定化酶柱长度和淀粉溶液的流速决定了酶与淀粉溶液反
应的时间,不能决定酶柱中酶的含量,A 项错误;若淀粉溶液流
速过快,则反应不充分,会使部分淀粉未进行反应即流出,B 项
正确;根据实验设计的等量原则,四组实验所用的淀粉溶液浓度
应相同,C 项正确;酶的活性受 pH 影响,D 项正确。(3)对细菌进
行计数时,应用涂布分离法对细菌进行接种,培养后根据菌落数
进行计数;接种前玻璃刮刀需先用 70%的酒精溶液进行消毒,然
后放到酒精灯上灼烧灭菌;为排除培养基本身对实验结果的影响,
应用未接种的培养基在相同条件下培养作为对照。(4)若培养液稀
释不充分,则接种后培养基上的菌落会连成一片,不宜计数,所
以应选择合理稀释度样品的培养基进行计数,D 项符合题意。
答案:(1)未吸附的α淀粉酶 糊精 丙 (2)A
(3)涂布分离 70%酒精 未接种的培养基 (4)D