Question

固定化酵母在發(fā)酵生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用．研究表明用2%海藻酸鈉與4%的氯化鈣所制得的固定化細胞能夠達到最佳的效果．海藻酸鈣能與檸檬酸鈉反應(yīng)，而被溶解．某研究小組為了探究固定化酵母菌與游離酵母增殖速率．請協(xié)助完成相關(guān)研究：
實驗材料：干酵母粉、滅菌的酵母菌培養(yǎng)液、滅菌的固定化酵母增殖培養(yǎng)液、海藻酸鈉、4%氯化鈣溶液、5%檸檬
酸鈉溶液、血球計數(shù)板，顯微鏡、蒸餾水
實驗步驟：
①酵母菌的活化：在無菌條件下，向裝有10mL酵母菌培養(yǎng)液的試管中接種適量的酵母，在28'C下培養(yǎng)48h后，離心取沉淀，再用無菌生理鹽水稀釋成較高濃度的菌懸液．
②固定化酵母細胞的制備：配制2%每藻酸鈉溶液，滅菌冷卻→

 

→用注射器造粒（直徑約為3mm珠狀顆粒）→常溫下固定36h．
③固定化酵母的增殖：待固定化結(jié)束后，倒去CaCl₂溶液，用無菌水洗滌2～3次；再將固定化凝膠珠分成兩等份，取其中一份加到固定化酵母增殖培養(yǎng)液中，在28℃下振蕩培養(yǎng)24h，得到固定化增殖酵母，
④固定化酵母增殖測定：將

 

放入一定體積的5%檸檬酸鈉溶液中，振蕩使凝膠珠完全溶解；再

 

后，用血球計數(shù)板計數(shù)凝膠球內(nèi)包埋的菌數(shù)，比較酵母菌在載體中生長狀況．
回答下列問題：
（1）完善實驗步驟：
A．

 

B．

 

C．

 

（2）實驗制作的凝膠珠直徑不宜過大，這是因為凝膠珠直徑過大

 

，實驗中可以通過

 

對凝膠珠的大小進行控制．
（3）在將凝膠珠接種到酵母增殖培養(yǎng)液中之前，需要對凝膠珠用無菌水洗滌，其目的是

 

（4）為減少對培養(yǎng)液酵母菌數(shù)量測量的誤差，應(yīng)如何進行？

 

（5）試以固定化酵母為材料提出一個研究課題．

 

．

Answer 1

考點：制備和應(yīng)用固相化酶

專題：

分析：制作固定化酵母細胞的實驗步驟：1、酵母細胞的活化； 2、配制0.05mol/L的CaCl₂溶液； 3、配制海藻酸鈉溶液 （該實驗成敗的關(guān)鍵步驟）；4、海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合； 5、固定化酵母細胞．
固定化酶的優(yōu)點有：可多次使用、便于產(chǎn)物分離、提高產(chǎn)品質(zhì)量等．酵母細胞的活化→配制CaCl₂溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→固定化酵母菌細胞．②物理吸附法、①化學(xué)結(jié)合法、③包埋法；制備固定化酵母細胞，常用的包埋材料是海藻酸鈉，使用方法如圖③．固定化酶和固定化細胞是利用物理或化學(xué)方法將酶或細胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法．一般來說，酶更適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定，而細胞多采用包埋法固定化．這是因為細胞個大，而酶分子很�。粋�大的細胞難以被吸附或結(jié)合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出．

解答： 解：（1）固定化酵母細胞的制各：配制2%每藻酸鈉溶液，滅菌冷卻→A將酵母懸液與海藻酸鈉溶液按一定比例均勻混合→用注射器造粒（直徑約為3mm珠狀顆粒）→常溫下固定36h．
固定化酵母增殖測定：將B等量增殖前后的固定化酵母凝膠珠放入一定體積的5%檸檬酸鈉溶液中，振蕩使凝膠珠完全溶解；再C用無菌水適當(dāng)稀釋后，用血球計數(shù)板計數(shù)凝膠球內(nèi)包埋的菌數(shù)，比較酵母菌在載體中生長狀況．
（2）在將凝膠珠接種到酵母增殖培養(yǎng)液中之前，需要對凝膠珠用無菌水洗滌，其目的是防止凝膠固定的時間過長，使凝膠珠硬度過大，影響凝膠珠的通透性．
（3）膠珠直徑不宜過大，這是因為凝膠珠直徑過大凝膠珠的相對表面積減少）不利于固定化酵母與外界進行物質(zhì)交換．實驗中可以通過控制注射器的針尖的大小對凝膠珠的大小進行控制．
（4）重復(fù)取樣品液進行顯微計數(shù)減少對培養(yǎng)液酵母菌數(shù)量測量的誤差．
（5）酵母細胞固定化發(fā)酵后的性能；酵母固定化對酵母菌最適培養(yǎng)溫度提出研究課題．
故答案為：
（1）A將酵母懸液與海藻酸鈉溶液按一定比例均勻混合    B等量增殖前后的固定化酵母凝膠珠    C用無菌水適當(dāng)稀釋
（2）（凝膠珠的相對表面積減少）不利于固定化酵母與外界進行物質(zhì)交換     控制注射器的針尖的大小
（3）防止凝膠固定的時間過長，使凝膠珠硬度過大，影響凝膠珠的通透性．
（4）重復(fù)取樣品液進行顯微計數(shù)
（5）酵母細胞固定化發(fā)酵后的性能；酵母固定化對酵母菌最適培養(yǎng)溫度

點評：本題考查了制備和應(yīng)用固相化酶的相關(guān)知識，要求考生能夠識記制作固定化酵母細胞的實驗步驟，識記其中的關(guān)鍵步驟；能夠從比較表格中得出相應(yīng)的實驗結(jié)論，難度適中．