制備固定化酵母細(xì)胞

1、制備固定化酵母細(xì)胞 （教案）常州市新橋中學(xué) 張琴娣一、教學(xué)目標(biāo)1、比較直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。2、嘗試制備固定化酵母細(xì)胞，并了解利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。3、能運(yùn)用該部分內(nèi)容解決一些實(shí)際問(wèn)題。二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 制備固定化酵母細(xì)胞三、導(dǎo)入新課 反饋練習(xí)1、2、3題，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的重要性四、知識(shí)回顧時(shí)間關(guān)系，這一點(diǎn)學(xué)生課后完成1、列表比較直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化細(xì)胞催化反應(yīng)，各有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并各舉一例。 2、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)利用的方法有哪些？3、固定化細(xì)胞常用的方法是哪一種？為什么？4、催化大分子物質(zhì)反應(yīng)，應(yīng)該采用固定化酶的方法還是固定化細(xì)胞的方法

2、？為什么？五、實(shí)驗(yàn)操作步驟學(xué)生先自己看操作步驟，思考相關(guān)問(wèn)題，有不會(huì)解決的互相討論完成。最好再讓學(xué)生回顧一遍操作步驟。 1、酵母細(xì)胞的活化 稱取1g干酵母，放入50ml的小燒杯中，加入蒸餾水10ml，用玻璃棒攪拌，使酵母細(xì)胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右，使其活化（問(wèn)：什么是活化？活化后酵母細(xì)胞的體積會(huì)變 ）2、配制0.05mol/L的CaCl2溶液（問(wèn)：為什么要配制CaCl2溶液？答： ） 稱取無(wú)水CaCl20.83g，放入200ml的燒杯中，加入150ml蒸餾水，使其充分溶解，待用。3、配制海藻酸鈉溶液 （該實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟）稱取07g海藻酸鈉,放入50ml小燒杯中，加入10ml水，用酒

3、精燈加熱，邊加熱邊攪拌,將海藻酸鈉調(diào)成糊狀,直至完全溶化,用蒸餾水定容至10ml。注意，加熱時(shí)要用小火，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止。（問(wèn)：為什么要小火或者間斷叫熱？ 海藻酸鈉濃度不能太高，也不能太低。原因是：太高 ，太低 ）4、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合 將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的酵母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。（為什么要冷卻？ ）5、固定化酵母細(xì)胞 以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30分鐘。（為什么要浸泡30分鐘？ ）五

4、、反饋練習(xí) （見(jiàn)學(xué)案）六、教學(xué)反思 1、學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不理想，凝膠珠基本上都帶尾巴，可能是海藻酸鈉濃度太高或太低。而學(xué)生配的海藻酸鈉濃度普遍太低，說(shuō)明蒸餾水加得太多，做得較好的同學(xué)，加10ml蒸餾水溶解海藻酸鈉后，再加35ml。每次買的海藻酸鈉批次不同，需要加的蒸餾水的量也不同，所以在學(xué)生實(shí)驗(yàn)前老師都要預(yù)先做一遍。2、學(xué)生在溶解海藻酸鈉時(shí)加了蒸餾水還沒(méi)充分?jǐn)嚢杈图訜幔猿霈F(xiàn)海藻酸鈉有的形成硬塊沒(méi)有溶化的現(xiàn)象，今后實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要加強(qiáng)這方面的指導(dǎo)。3、用高考題引入，效果較好，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的重要性很有說(shuō)服力。 2009-6-12制備固定化酵母細(xì)胞 （學(xué)案）班級(jí) 姓名 一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、比較直接使用酶、固

5、定化酶和固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。2、嘗試制備固定化酵母細(xì)胞，并了解利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。3、能運(yùn)用該部分內(nèi)容解決一些實(shí)際問(wèn)題。二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn) 制備固定化酵母細(xì)胞三、知識(shí)回顧1、列表比較直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化細(xì)胞催化反應(yīng)，各有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并各舉一例。 2、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)利用的方法有哪些？3、固定化細(xì)胞常用的方法是哪一種？為什么？4、催化大分子物質(zhì)反應(yīng)，應(yīng)該采用固定化酶的方法還是固定化細(xì)胞的方法？為什么？四、實(shí)驗(yàn)操作步驟學(xué)生先自己看操作步驟，思考相關(guān)問(wèn)題，有不會(huì)解決的互相討論完成。最好再讓學(xué)生回顧一遍操作步驟。 1、酵母細(xì)胞的活化 稱取1g干酵母，放入50

6、ml的小燒杯中，加入蒸餾水10ml，用玻璃棒攪拌，使酵母細(xì)胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右，使其活化（問(wèn)：什么是活化？活化后酵母細(xì)胞的體積會(huì)變 ）2、配制0.05mol/L的CaCl2溶液（問(wèn)：為什么要配制CaCl2溶液？答： ） 稱取無(wú)水CaCl20.83g，放入200ml的燒杯中，加入150ml蒸餾水，使其充分溶解，待用。3、配制海藻酸鈉溶液 （該實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟）稱取07g海藻酸鈉,放入50ml小燒杯中，加入10ml水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌,將海藻酸鈉調(diào)成糊狀,直至完全溶化,用蒸餾水定容至10ml。注意，加熱時(shí)要用小火，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止。（問(wèn)：為什么要

7、小火或者間斷叫熱？ 海藻酸鈉濃度不能太高，也不能太低。原因是：太高 ，太低 ）4、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合 將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的酵母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁蛊浠旌暇鶆?，再轉(zhuǎn)移至注射器中。（為什么要冷卻？ ）5、固定化酵母細(xì)胞 以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30分鐘。（為什么要浸泡30分鐘？ ）五、反饋練習(xí)1、2、3題是09年的江蘇高考題，在上課前先讓學(xué)生做這3道高考題，學(xué)生錯(cuò)誤率很高。老師講解完題目后進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的重要性。1下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)及顯色結(jié)果的敘述，

8、錯(cuò)誤的有（多選）   A水浴加熱條件下，蔗糖與斐林試劑發(fā)生作用生成磚紅色沉淀  B沸水浴條件下，脫氧核苷酸與二苯胺發(fā)生作用呈現(xiàn)藍(lán)色   C常溫條件下，蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用呈現(xiàn)紫色  D常溫條件下，核糖核酸與甲基綠作用呈現(xiàn)綠色2下列關(guān)于DNA和蛋白質(zhì)提取與分離實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的有(多選)   A提取細(xì)胞中的DNA和蛋白質(zhì)都需用蒸餾水漲破細(xì)胞  B用不同濃度NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA可去除蛋白質(zhì)C蛋白質(zhì)提取和分離過(guò)程中進(jìn)行透析可去除溶液中的DNAD蛋白質(zhì)和DNA都可以用電泳的方法進(jìn)行分離純化 &#

9、160; 3下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是 （單選）  A固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯B固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度和溶解氧C利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件  D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4、為提高葡萄酒的品質(zhì)并降低生產(chǎn)成本，許多廠家使用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵。下面是制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)過(guò)程：A將干酵母與蒸餾水混合并攪拌，使酵母菌活化B將無(wú)水氯化鈣溶解在蒸餾水中，配成氯化鈣溶液C用酒精燈大火連續(xù)加熱海藻酸鈉溶液D向溶化后冷卻至室溫的海藻酸鈉溶液中加入已活化的酵母細(xì)胞，充分

10、攪拌并混合均勻轉(zhuǎn)入注射器E將與酵母混勻的海藻酸鈉溶液注入蒸餾水中，觀察凝膠珠形成請(qǐng)你改正其中錯(cuò)誤的操作：5、酵母菌與人們的日常生活密切相關(guān)，也是現(xiàn)代生物技術(shù)研究常用的模式生物，生物興趣小組對(duì)酵母細(xì)胞的固定化進(jìn)行了究。請(qǐng)你根據(jù)他們的研究?jī)?nèi)容回答問(wèn)題： 在制備固定化酵母細(xì)胞過(guò)程中，溶化好的海藻酸鈉溶液要冷卻至室溫，才能加入已活化的酵母菌，原因是 。 如果在CaCl2溶液中形成的凝膠珠顏色過(guò)淺，說(shuō)明 。 本實(shí)驗(yàn)所用的固定化技術(shù)是包埋法，而制備固定化酶則不宜用此方法，原因是 。 利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵，與直接接種酵母菌相比較有哪些優(yōu)點(diǎn)？（說(shuō)出兩點(diǎn)） 。六、對(duì)本實(shí)驗(yàn)?zāi)氵€有的疑問(wèn)、建議或反思 七、

11、課后作業(yè)1、生產(chǎn)果膠酶是食品加工業(yè)中使用量最大的酶制劑之一，若通過(guò)固定化酵母菌細(xì)胞生產(chǎn)果膠酶，在配置海藻酸鈉溶液時(shí)，要注意 ，否則可能出現(xiàn)焦糊。2、上個(gè)世紀(jì)50年代，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，到了70年代又發(fā)明了固定化酶與固定化細(xì)胞技術(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是 。固化細(xì)胞固定的是 酶。在制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，常用的包埋材料是 。3、某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用適宜濃度的海藻酸鈉溶液將活化的酵母細(xì)胞固定化后發(fā)酵無(wú)菌麥芽汁制酒，發(fā)酵條件符合操作要求。10天后檢查發(fā)酵液發(fā)現(xiàn)麥芽汁幾乎無(wú)酒味，發(fā)酵失敗最可能的原因是 。甲 海藻酸鈉濃度/% 乙 使用次數(shù)酶活力酶活力4、某科研人員用

12、海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定堿性蛋白酶，以研究固定化酶的性質(zhì)，并對(duì)其最佳固定條件進(jìn)行了探究。下圖顯示的是部分研究結(jié)果（注：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量），分析回答：（1）甲圖顯示當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低原因是 。（2）固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，由乙圖可知，固定化酯酶一般可重復(fù)使用 次，酶活力明顯下降。5、某一實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，欲通過(guò)制備固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖溶液發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料及用具齊全。(1)該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)制備固定化酵母細(xì)胞的過(guò)程為： 使干酵母與蒸餾水混合并攪拌，使酵母菌活化； 將無(wú)水CaCl2，溶解在蒸餾水中，配成CaCl2溶液； 用酒精燈

13、大火連續(xù)加熱配制海藻酸鈉溶液； 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 攪拌并混合均勻； 將與酵母混勻的海藻酸鈉液滴加到CaCl2溶液中，觀察凝膠 珠形成。請(qǐng)你改正其中錯(cuò)誤的操作： 。(2)該實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置來(lái)進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵 圖中a為 b是反應(yīng)柱。 從上端漏斗中加入反應(yīng)液的濃度不能過(guò)高的原因是 。 為使該實(shí)驗(yàn)中所用到的固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)運(yùn)用，實(shí)驗(yàn) 過(guò)程一定要在 條件下進(jìn)行。 加入反應(yīng)液后的操作是關(guān)閉活塞l和活塞2。 裝置的長(zhǎng)導(dǎo)管起到什么作用? 。6、固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作交聯(lián)劑（使酶相互連

14、接），海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對(duì)其最佳固定條件進(jìn)行了探究。下圖顯示的是部分研究結(jié)果（注：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量），分析回答：（1）從對(duì)溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，甲圖所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是 。（2）乙圖曲線表明濃度為_(kāi)的海藻酸鈉包埋效果最好，當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低原因是_。（3）固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，同時(shí)用戊二醛作交聯(lián)劑，這是因?yàn)?。7、酵母菌與人們的日常生活密切相關(guān)，也是現(xiàn)代生物技術(shù)研究常用的模式生物，生物興趣小組對(duì)利用酵母菌制作果酒進(jìn)行了下列研究。請(qǐng)你根據(jù)他們的研究?jī)?nèi)容回答問(wèn)題： 在葡萄酒的自然發(fā)酵過(guò)程中，酵母菌的來(lái)源是 。 酵母菌異化作用的類型是 ；利用酵母菌制作果酒的原理可用反應(yīng)式： 表示。 現(xiàn)在工廠化生產(chǎn)果酒，為提高果酒的品質(zhì)，更好地抑制其它微生物的生長(zhǎng)，采取的措施是 。 果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可用 來(lái)檢驗(yàn)。常州市新橋中學(xué)公開(kāi)課綜合評(píng)價(jià)表教師 張 琴 娣 學(xué)科 生 物 時(shí)間 2009-6-12內(nèi)容:酵 母 細(xì) 胞 的 固 定 化班級(jí) 高二（13） 上課地點(diǎn)生 物 實(shí) 驗(yàn) 室評(píng)