酵母細(xì)胞的固定化導(dǎo)學(xué)案

1、第 3 節(jié)酵母細(xì)胞的固定化（共1 課時(shí)，第1 課時(shí)）【課標(biāo)要求】說出固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理。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?！緞?chuàng)設(shè)情景】 思考 1影響酶的因素有哪些？思考 2 如何理解酶的專一性？ 思考 3發(fā)酵過程中一種能完成所有反應(yīng)嗎？【學(xué)習(xí)活動(dòng)】活動(dòng)一：仔細(xì)閱讀課題背景，想一想，我們?nèi)绾文軐?shí)現(xiàn)酶的固定化和細(xì)胞的固定化？精講 ：酶：優(yōu)點(diǎn)：催化效率高，低耗能、低污染，大規(guī)模地應(yīng)用于食品、化工等各個(gè)領(lǐng)域。實(shí)際問題：對(duì)環(huán)境條件敏感，易失活；溶液中的酶很難回收，不能再次利用，提高了生產(chǎn)成本；反應(yīng)后的酶會(huì)混合在產(chǎn)物中，如不除去，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)想：。固定化酶：優(yōu)點(diǎn)

2、實(shí)際問題：一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物的形成都是通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的。設(shè)想：。固定化細(xì)胞：優(yōu)點(diǎn)?；顒?dòng)二：仔細(xì)閱讀課文，舉例說明固定化酶技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)的？與一般的酶反應(yīng)相比，意義在哪里？精講 ：能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖的酶是。使用固定化酶技術(shù)，將這種酶固定在一種上，再將這些酶顆粒裝到一個(gè)反應(yīng)柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的。酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應(yīng)溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱的下端流出。反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。活動(dòng)三：閱讀課文，

3、試說明固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)胞技術(shù)有哪些異同？精講 ：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)的技術(shù)，包括、和法。一般來說，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，而酶分子很小；個(gè)大的難以被或，而個(gè)小的酶容易從中漏出。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。思考 1對(duì)固定酶的作用影響較小的固定方法是什么？思考 2將谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)固定；1若將蛋白質(zhì)變成氨基酸，應(yīng)當(dāng)固定?；顒?dòng)四：實(shí)驗(yàn)操作中，制備固定化酵母細(xì)胞的操作可以分為哪幾步？應(yīng)該注意哪些問題？精講 ： (1) 制備固定化酵母細(xì)胞制

4、備固定化酵母細(xì)胞需要的材料是、和。1.酵母菌的活化活化就是處于狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。2. 配制物質(zhì)的量嘗試為 0.05mol/L 的 CaCl2 溶液。3. 配制海藻酸鈉溶液。加熱溶化海藻酸鈉時(shí)要注意：4. 海藻酸鈉溶液與酵母菌細(xì)胞混合。5.固定化酵母細(xì)胞：以的速度地將注射器中的溶液滴加到配制好的溶液中，并浸泡(時(shí)間)。(2) 用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵1.將固定好的酵母細(xì)胞用沖洗 2-3 次。2.發(fā)酵時(shí)的溫度就為，時(shí)間。思考 3加熱溶化海藻酸鈉時(shí)微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？思考 4為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞？思考 5發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封？思考 6錐形瓶中的

5、氣泡和酒精是怎樣形成的？思考 7在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，需要無菌操作嗎？活動(dòng)五：結(jié)果分析中，如何通過凝膠珠的特點(diǎn)來判斷細(xì)胞固定化是否成功？精講 ：觀察凝膠珠的顏色和形狀如果制作的凝膠珠，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠，需要再作嘗試。 觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液利用固定的酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多，同時(shí)會(huì)聞到?！菊n堂反饋】1 下列關(guān)于固定化酶技術(shù)說法中，正確的是A固定化酶技術(shù)就是固定反應(yīng)物，讓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)勢在于能催化一系列的酶促反應(yīng)C固定化酶中的酶無法重復(fù)利用D固定化酶是將酶固定在一定空間的技術(shù)2. 下列有關(guān)固定化酵母細(xì)胞制

6、備步驟正確的是A應(yīng)使干酵母與自來水混合并攪拌，以利于酵母菌活化B配制海藻酸鈉溶液時(shí)要用小火間斷加熱的方法C向剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液中加入已活化的酵母細(xì)胞，充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆駾將與酵母細(xì)胞混勻的海藻酸鈉溶液注人CaCl 2 溶液中，會(huì)觀察到CaCl2 溶液中有球形或2橢球形的凝膠珠形成3. 下列關(guān)于固定化酶中用到的反應(yīng)柱的理解中。正確的是A反應(yīng)物和酶均可自由通過反應(yīng)柱B反應(yīng)物和酶均不能通過反應(yīng)柱C反應(yīng)物能通過，酶不能通過D反應(yīng)物不能通過，酶能夠通過4. 使用固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是 ( ) 。A. 能催化大分子物質(zhì)的水解B可催化一系列化學(xué)反應(yīng)C與反應(yīng)物易接近D有利于酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用5. 酶的固定方法

7、不包括 ( ) 。A. 將酶吸附在固體表面上B將酶相互連接起來C將酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里D 將酶制成固體酶制劑，如加酶洗衣粉中的酶6. 固定化細(xì)胞常用包埋法固定，原因是A包埋法固定操作最簡便B包埋法對(duì)酶活性的影響最小C包埋法固定具有普遍性D細(xì)胞體積大，難以被吸附或結(jié)合7. 固定化細(xì)胞對(duì)酶的活性影響最小，根本原因是A避免了細(xì)胞破碎、酶的提取純化過程B固定化細(xì)胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)發(fā)揮作用C促化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用D細(xì)胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中有效的發(fā)揮作用8. 關(guān)于酵母細(xì)胞活化的說法，不正確的是A酵母細(xì)胞活化就是由無氧呼吸變成有氧呼吸B酵母細(xì)胞活化所需要的時(shí)間較短C活化就是讓處于

8、休眠狀態(tài)的細(xì)胞恢復(fù)生活狀態(tài)D酵母細(xì)胞活化后體積增大9.使用固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是A 有利于增加酶的活性B 有利于產(chǎn)物的純化C 有利于提高反應(yīng)速度D 有利于酶發(fā)揮作用10. 下列不是用于包埋法固定化細(xì)胞的載體是A瓊脂糖B醋酸纖維素C聚丙烯酰胺D聚乙烯樹脂11. 下列關(guān)于固定化細(xì)胞的敘述，正確的是A 催化效率高，低耗能、低污染B 對(duì)環(huán)境的條件非常敏感，容易失活C既能與反應(yīng)物充分接觸，又能與產(chǎn)物分離D成本低、操作簡單，但反應(yīng)效率可能很低12. 在制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，CaCl2 溶液的作用是A調(diào)節(jié)溶液pHB進(jìn)行離子交換C 膠體聚沉D為酵母菌提供鈣離子13. 對(duì)配制海藻酸鈉溶液的敘述不準(zhǔn)確的是A加熱使

9、海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)B. 海藻酸鈉的濃度涉及固定化細(xì)胞的質(zhì)量C海藻酸鈉的濃度過高，易形成凝膠珠D海藻酸鈉的濃度過低，形成凝膠珠內(nèi)包埋細(xì)胞過少14 下圖為固定化酶的反應(yīng)柱示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答： 請(qǐng)?jiān)跈M線上填出各標(biāo)號(hào)名稱。 與一般酶制劑相比，固定化酶的突出優(yōu)點(diǎn)是和，固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是_ 。 的作用制 作 固 定 葡 萄 糖 異 構(gòu) 酶 所 用 的 方 式 有_ 或3_ 。 據(jù)圖說出反應(yīng)柱的作用原理。15. 下面是制備固定化酵母細(xì)胞實(shí)驗(yàn)步驟圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答：酵母細(xì)胞活化配制 CaCl2 溶液配置海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞 在 _狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀?/p>