人教高二生物生物技術(shù)實(shí)踐專題4：課題3：酵母細(xì)胞固定化導(dǎo)學(xué)

1、人教高二生物生物技術(shù)實(shí)踐專題4 :課題 3:酵母細(xì)胞固定化導(dǎo)學(xué)1 / 5預(yù)習(xí)先知把握先機(jī)酵母細(xì)胞固定化導(dǎo)學(xué)目標(biāo)要求1 說(shuō)出固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理。2 說(shuō)出制備固定化酶、固定化細(xì)胞的一般方法。3 嘗試制備固定化酵母細(xì)胞，并利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。4.重難點(diǎn)：制備固定化酵母細(xì)胞。情景誘思我們?cè)趯W(xué)校每天都要吃到酸軟可口的包子和饅頭，您知道是怎樣做出來(lái)的嗎？是否有想自己動(dòng)手試一試的欲望？要想做出可口的饅頭，離不開酵母的功勞。先用溫 水將干酵母活化，用酵母溶液和面，和好的面團(tuán)在30C左右溫度下放置一段時(shí)間，當(dāng)面漲發(fā)呈蜂窩狀后，做成饅頭，上籠大火蒸15 分鐘左右即可食用。在工業(yè)生產(chǎn)中，酵

2、母菌有廣泛的應(yīng)用，酵母只使用一次會(huì)大大增加生產(chǎn)成本， 況且還會(huì)留在產(chǎn)品中，影響品種。想一想，采用什么技術(shù)能讓酵母反復(fù)使用 又不會(huì)留在產(chǎn)品中？自主學(xué)習(xí)【填一填】一、課題背景1. 在應(yīng)用酶的過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)了一些實(shí)際問(wèn)題：酶通常對(duì) _劑等條件非常敏感， 容易失活；溶液中的酶很難 _ ，不能被再次利用，本；反應(yīng)后會(huì) _中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。2. 將酶固定在不溶于水的 _上，使酶既能與 _ 接觸，又能與 _ 分離，同時(shí)，固定在載體上的酶還可以被 _。二、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例1._ 高果糖漿的生產(chǎn)需要使用 _ ,能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為。這種酶的 _好，可以持續(xù)發(fā)揮作用。但酶溶于葡萄糖后，無(wú)法從糖漿中 _ ，造成

3、很大的浪費(fèi)。2 使用固定化酶技術(shù)，將這種酶固定在一種_ ，再將這些酶顆粒裝到一個(gè) _ 內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的 _ 。酶顆粒無(wú)法通過(guò)篩板的小孔，而反應(yīng)溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過(guò)程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過(guò)反應(yīng)柱， 與接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱的下端流出。三、固定化細(xì)胞技術(shù)1._固定化酶和固定化細(xì)胞是利用或方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的f SIHT_ 和有機(jī)溶提高了生產(chǎn)成人教高二生物生物技術(shù)實(shí)踐專題4 :課題 3:酵母細(xì)胞固定化導(dǎo)學(xué)2 / 5技術(shù)，包括 _、_和_ 法。一般來(lái)說(shuō)，酶更適合采用 _和_ 法固定，而細(xì)胞多采用 _ 法固定化。這是因?yàn)榧?xì)胞個(gè)大，而酶分

4、子很小；人教高二生物生物技術(shù)實(shí)踐專題4 :課題 3:酵母細(xì)胞固定化導(dǎo)學(xué)3 / 5體積大的細(xì)胞難以被 _ 或_ ，而體積小的酶容易從 _中漏出。2._ 包埋法法固定化細(xì)胞， 即將微生物細(xì)胞包埋在不溶于水的 _中。常用的載體有、和 等。四、實(shí)驗(yàn)操作1.制備固定化酵母細(xì)胞：酵母細(xì)胞的活化T配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L 的溶液T配制_溶液T _混合T固定化酵母細(xì)胞。2.海藻酸鈉在水中溶解的速度較慢， 需要通過(guò)促進(jìn)其溶解。溶解海藻酸鈉，最好采用的方法。并不斷攪拌，如果加熱太快，海藻酸鈉會(huì)發(fā)生。3.在固定化酵母細(xì)胞過(guò)程中，_以的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制的 _ 溶1.下列不是一般酶在生產(chǎn)

5、過(guò)程中常遇見的一些實(shí)際問(wèn)題（）液中，觀察溶液中形成 _的情形。4.觀察利用固定化酵母菌細(xì)胞發(fā)酵的葡萄糖溶液,【連一連】看看是否有 _產(chǎn)生，聞聞是否有 _方密【判一判】結(jié)合法1.將海藻酸鈉凝膠珠用無(wú)菌水沖洗，目的是洗去c.物理咂附注CaCl2和雜菌。（）2. 剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)迅速與活化的酵母菌混合制備混合液。（）3. 活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。（）4. 從酶的固定方式看，物理吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響小。（）5. 利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應(yīng)底物。（）A.酶與反應(yīng)物混合，產(chǎn)品難提純B.酶在生物化學(xué)反應(yīng)中往往難以回收C.酶遇強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫等

6、條件易失活2.對(duì)固定化酶反應(yīng)柱的描述，錯(cuò)誤的D 酶作為催化劑，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)（ ）團(tuán)示人教高二生物生物技術(shù)實(shí)踐專題4 :課題 3:酵母細(xì)胞固定化導(dǎo)學(xué)4 / 5A.反應(yīng)液從上端注入，從下端流出B. 反應(yīng)液流經(jīng)酶顆粒的過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)C. 酶顆?？梢酝ㄟ^(guò)篩板上的小孔D. 反應(yīng)柱能連續(xù)使用一段時(shí)間3.圖中表示的是包埋法的一組是（）人教高二生物生物技術(shù)實(shí)踐專題4 :課題 3:酵母細(xì)胞固定化導(dǎo)學(xué)5 / 5A.B .C . D .4. 反應(yīng)物是大分子，應(yīng)采用的固定化技術(shù)和理由是（）A 可應(yīng)用化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法對(duì)酶固定，利于大分子和酶的接觸B. 可應(yīng)用包埋法對(duì)酶固定，利于大分子和酶的接觸C. 一

7、般應(yīng)用化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法對(duì)細(xì)胞固定，利于大分子和細(xì)胞的接觸D. 般應(yīng)用包埋法對(duì)細(xì)胞固定，利于大分子和細(xì)胞的接觸5. 在制備固定化酵母細(xì)胞的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A 溶解海藻酸鈉，最好采用持續(xù)加熱的方法B. 利用海藻酸鈉制成不含酵母菌的凝膠珠用作對(duì)照C. 如果海藻酸鈉濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目就會(huì)減少D.制備凝膠珠時(shí)要緩慢地將注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中6. 關(guān)于固定化酶技術(shù)說(shuō)法，正確的是（）A 固定化酶技術(shù)就是固定反應(yīng)物，將酶依附著載體圍繞反應(yīng)物旋轉(zhuǎn)的技術(shù)B. 固定化酶的優(yōu)勢(shì)在于能催化一系列的酶促反應(yīng)C. 固定化酶中的酶無(wú)法重復(fù)利用D. 固定化酶是將酶固定在一定空間內(nèi)

8、的技術(shù)7. 下列有關(guān)制備固定化酵母細(xì)胞敘述錯(cuò)誤的是（）A 在向溶化好的海藻酸鈉溶液中加入的必須是已活化的酵母細(xì)胞B. 溶化好的海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫，才能加入細(xì)胞C. 溶解海藻酸鈉，最好采用小火，或者持續(xù)加熱的方法D. 可根據(jù)凝膠珠的顏色和形狀檢測(cè)凝膠珠的質(zhì)量&如圖為某同學(xué)利用海藻酸鈉固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，出現(xiàn)此結(jié)果的可能原因不包括（）A. 海藻酸鈉濃度過(guò)高B. 酵母細(xì)胞已經(jīng)死亡C. 注射器中的溶液推進(jìn)速度過(guò)快D. 注射器距離 CaCl2溶液液面太近LeerLeerr r人教高二生物生物技術(shù)實(shí)踐專題4 :課題 3:酵母細(xì)胞固定化導(dǎo)學(xué)6 / 5釋疑解惑1.固定化酶和固定化酵母細(xì)胞各適合采

9、用什么方法？為什么？【解答】一般來(lái)說(shuō)，酶更適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定化，而細(xì)胞多采用包埋法固定化。這是因?yàn)閭€(gè)大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)小的酶容易從包埋材料中漏出。2. 海藻酸鈉溶液的濃度對(duì)包埋酵母細(xì)胞數(shù)量有什么影響？【解答】海藻酸鈉溶液濃度過(guò)高，將很難形成凝膠珠；海藻酸鈉濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所 包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)量少。3. 制備固定化酵母細(xì)胞的操作過(guò)程中應(yīng)注意哪些問(wèn)題？【解答】海藻酸鈉溶化時(shí)要用小火間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊；將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫，再與酵母細(xì)胞混合，避免高溫殺死酵母細(xì)胞，同時(shí)，要充分?jǐn)嚢?，以?產(chǎn)生氣泡；固定化酵母細(xì)胞時(shí)，應(yīng)將海藻酸鈉與酵母細(xì)胞的混合液

10、用注射器緩慢滴加到 CaCl2溶液中，要保持一定距離，保證凝膠珠的形態(tài)。4觀察凝膠珠的顏色和形狀，如何判斷實(shí)驗(yàn)成敗？【解答】如果制作的凝膠珠顏色過(guò)淺、呈白色，說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗， 需要再作嘗試。5固定化酶與固定化細(xì)胞有什么區(qū)別？比較項(xiàng)目含酶種類催化反應(yīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)反應(yīng)底物優(yōu)點(diǎn)固定化酶一種單一不需要大分子、小分子可反復(fù)利用固定化細(xì)胞一系列酶一系列需小分子物質(zhì)成本低、操作更容易【自主學(xué)習(xí)答案】【填一填】一、課題背景1. 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫回收混在產(chǎn)物2. 載體 反應(yīng)物 產(chǎn)物 反復(fù)利用二、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例1 .葡萄糖異構(gòu)酶 果糖穩(wěn)定性回收2.顆粒狀的載體反應(yīng)柱篩板 葡萄糖異構(gòu)酶三、固定化細(xì)胞技術(shù)1. 物理化學(xué) 包埋法 化學(xué)結(jié)合法 物理吸附法 化學(xué)結(jié)合法物理吸附法包埋法 吸附 結(jié)合包埋材料人教高二生物生物技術(shù)實(shí)踐專題4 :課題 3:酵母細(xì)胞固定化導(dǎo)學(xué)7 / 52. 均勻多孔性載體明膠 瓊脂糖