题目内容
【题目】寻找清洁可再生能源是当今迫切任务，生物燃料乙醇可实现这一目标。生物燃料乙醇主要由玉米、小麦、薯类等植物淀粉、农林业废弃物等植物纤维通过微生物发酵而来。目前工业上生产乙醇应用的菌株主要是酿酒酵母。酿酒酵母可利用葡萄糖、果糖等，在缺乏六碳糖时，也能利用醇类和有机酸作为后备碳源。实现固定化酵母连续发酵可降低成本。连续发酵过程中，前一批发酵结束后，将固定化酵母与发酵醪液快速分离，将发酵醪弃去，用无菌水清洗固定化酵母 3 次，添加与第 1 批次发酵相等的新鲜发酵液，在适宜且相同条件下循环发酵 3 批次，每批次发酵周期为 72 小时，现每隔 24h 取样分别测定固定化酵母、增殖活化酵母发酵醪乙醇浓度、葡萄糖浓度如下表：
循环次数 | 固定化酵母 | 增殖活化固定化酵母 | |||||||||||
乙醇浓度（g/L） | 葡萄糖浓度（g/L） | 乙醇浓度（g/L） | 葡萄糖浓度（g/L） | ||||||||||
24h | 48h | 72h | 24h | 48h | 72h | 24h | 48h | 72h | 24h | 48h | 72h | ||
1 | 20.3 | 30.3 | 29.5 | 23.1 | 0.0 | 0.0 | 31.2 | 27.9 | 26.2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | |
2 | 9.4 | 15.9 | 22.4 | 53.8 | 32.0 | 11.3 | 12.6 | 24.3 | 28.3 | 43.8 | 10.5 | 0.0 | |
3 | 6.06 | 9.16 | 12.6 | 59.2 | 47.2 | 33.6 | 8.1 | 12.6 | 17.7 | 56.0 | 36.7 | 19.8 | |
回答下列问题：
（1）固定化酵母连续发酵过程，体现了固定化酵母__________的优点。（答两点）
（2）表中数据表明，第 1 批次发酵过程中，发酵后期乙醇浓度下降，主要是由于_______。
（3）表中数据表明，随着发酵批次的增加乙醇浓度_____（填“上升”或“下降”），固定化酵母发酵性能逐渐下降。若要提高固定化酵母的发酵性能可以采取_____或_____等措施。
【答案】容易与产物脱离，能重复利用 葡萄糖被耗尽，酵母菌将乙醇作为新的碳源进行新陈代谢 下降 增殖活化固定化酵母 缩短发酵周期
【解析】
本题着重考查了制备和应用固相化酶的相关知识，考生要能够从图表中获得解题的相关信息，旨在考查考生信息获取的能力与知识迁移运用能力。
（1）固定化酵母连续发酵过程，体现了固定化酵母容易与产物脱离，能重复利用的优点；
（2）第 1 批次发酵过程中，发酵后期乙醇浓度下降，主要是由于葡萄糖被耗尽，由题干信息“酿酒酵母可利用葡萄糖、果糖等，在缺乏六碳糖时，也能利用醇类和有机酸作为后备碳源”推知，此时酵母菌将乙醇作为新的碳源进行新陈代谢；
（3）分析表格数据可知，随着发酵批次的增加乙醇浓度下降，固定化酵母发酵性能逐渐下降；若要提高固定化酵母的发酵性能可以采取增殖活化固定化酵母或缩短发酵周期等措施。
