Question

回答生物技术在实践应用中的相关问题：
（1）某同学利用柑橘制作果酒，考虑到柑橘的糖含量不足，在制作过程中加入一定量的糖，加糖的主要目的是

 

．为保证发酵过程的安全，发酵阶段需要适时拧松瓶盖，但不能完全打开，其主要目的是

 

，实际操作中发现随着发酵时间的推移拧松瓶盖间隔时间延长，其原因是

 

．
（2）某研究性学习小组的同学用适宜浓度的海藻酸钠溶液将活化的酵母细胞固定化后发酵无菌麦芽汁制酒，发酵条件符合操作要求．10天后检查发酵液发现麦芽汁几乎无酒味，发酵失败最可能的原因是

 

．
（3）某科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定碱性蛋白酶，以研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究．下图显示的是部分研究结果（注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量），分析回答：

①甲图显示当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低原因是

 

．
②固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由乙图可知，固定化酯酶一般可重复使用

 

次，酶活力明显下降．

Answer 1

考点：酒酵母制酒及乙酸菌由酒制醋,制备和应用固相化酶

专题：

分析：果酒制作菌种是酵母菌，代谢类型是兼性厌氧型，属于真核细胞中的真菌，适宜生存的温度条件是18～25℃，前期需氧、后期不需氧，其相关的化学反应式为：C₆H₁₂O₆

酶

2C₂H₅OH+2CO₂+能量．
固定化技术包括包埋法、物理吸附法和化学结合法（交联法）．由于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；酶小容易从包埋的材料漏出，一般采用化学结合法和物理吸附法．

解答： 解：（1）糖是主要的能源物质，加糖的主要目的是为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质．果酒发酵要不断排出二氧化碳，为防止空气中杂菌进入发酵瓶，造成污染，影响发酵，同时为保证发酵过程的安全，要适时拧松瓶盖，但不能完全打开．随着发酵时间的推移，由于发酵液中营养物质减少、pH下降等原因，导致酵母菌呼吸作用减弱，产生的CO₂减少，因此，拧松瓶盖间隔时间延长．
（2）固定化细胞时，包埋细胞所用的海藻酸钠溶液需冷却至室温，再与活化的酵母细胞混合，以免高温杀死活细胞．
（3）①甲图曲线表明浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好，此时酶活力最高．当海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足，因此酶活力较低．
②由乙图可知，固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力显著下降．
故答案为：
（1）为酵母菌的生长、繁殖提供能源物质　防止空气中杂菌进入发酵瓶，造成污染，影响发酵　随着时间的推移，由于发酵液中营养物质减少、pH下降等原因，酵母菌呼吸作用减弱，产生的CO₂减少
（2）将海藻酸钠溶化后未冷却就将活化的酵母菌液加入，酵母菌死亡
（3）①海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足    ②3

点评：本题考查了果酒的制备、酵母细胞的固定化以及蛋白质的提取和分离的相关实验的知识，考生要能够识记果酒发酵阶段需要定期拧松瓶盖，明确其目的和注意点；理解酵母菌后期数量减少的原因；识记固定化酶和固定化细胞技术采用的方法；识记血红蛋白的提取和分离实验中的相关步骤和方法．