2019-2020学年生物人教版选修1同步检测：专题4-课题3　酵母细胞的固定化

2019-2020学年生物人教版选修1同步检测：专题4-课题3　酵母细胞的固定化

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