課題3酵母細(xì)胞的固定化

1、 導(dǎo)入新課導(dǎo)入新課 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1. 了解固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)。了解固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)。3. 掌握固定化酶或細(xì)胞的方法。掌握固定化酶或細(xì)胞的方法。 2. 掌握固定化酶和固定化細(xì)胞的作用掌握固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理。和原理。 4. 產(chǎn)是指被固定化酵母細(xì)胞，并利用產(chǎn)是指被固定化酵母細(xì)胞，并利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。 通過實(shí)驗(yàn)與理論知識相結(jié)合的方法，通過實(shí)驗(yàn)與理論知識相結(jié)合的方法，在實(shí)驗(yàn)中掌握酵母細(xì)胞固定化的知識。在實(shí)驗(yàn)中掌握酵母細(xì)胞固定化的知識。1. 培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?.培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)過程中的團(tuán)結(jié)互助的精神。培養(yǎng)在

2、實(shí)驗(yàn)過程中的團(tuán)結(jié)互助的精神。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重難點(diǎn)制備固定化酵母細(xì)胞。制備固定化酵母細(xì)胞。制備固定化酵母細(xì)胞。制備固定化酵母細(xì)胞。內(nèi)容解析內(nèi)容解析從從到到再到再到的發(fā)展史的發(fā)展史存在問題：存在問題： 容易失活容易失活 不能再次不能再次利用利用 產(chǎn)物中的產(chǎn)物中的酶影響產(chǎn)酶影響產(chǎn)品質(zhì)量品質(zhì)量設(shè)想：設(shè)想：將酶固定在將酶固定在不溶于水的不溶于水的載體上載體上固定化酶固定化酶出現(xiàn)出現(xiàn)存在問題：存在問題：設(shè)想：設(shè)想： 一種酶只能一種酶只能 催化一種化催化一種化 學(xué)反應(yīng)學(xué)反應(yīng) 生產(chǎn)實(shí)踐中，生產(chǎn)實(shí)踐中， 產(chǎn)物需要一系產(chǎn)物需要一系 列酶促反應(yīng)得到列酶促反應(yīng)得到酶來自細(xì)胞，酶來自細(xì)胞，能否將合成細(xì)胞能否將合成細(xì)胞的

3、酶直接固定的酶直接固定固定化細(xì)胞固定化細(xì)胞出現(xiàn)出現(xiàn) 如何使酶或者細(xì)胞既能在反應(yīng)過程如何使酶或者細(xì)胞既能在反應(yīng)過程中與反應(yīng)物接觸，又能在反應(yīng)結(jié)束后與中與反應(yīng)物接觸，又能在反應(yīng)結(jié)束后與反應(yīng)物分離？反應(yīng)物分離？通常情況下，酶和細(xì)胞固定采用不同的方法通常情況下，酶和細(xì)胞固定采用不同的方法酶酶物理吸附法物理吸附法化學(xué)結(jié)合法化學(xué)結(jié)合法細(xì)胞細(xì)胞 包埋法包埋法干酵母干酵母CaCl2溶液溶液海藻酸鈉海藻酸鈉干酵母干酵母配置配置0.05mol/L的的CaCl2溶液溶液CaCl2 0.83g150mL H2O配置海藻酸鈉溶液配置海藻酸鈉溶液海藻酸鈉海藻酸鈉 0.7g10mL水水小火加熱小火加熱配方配方干酵母干酵母

4、取取1g干酵母，放干酵母，放10mL水中，水中， 用玻璃棒攪拌成糊狀，用玻璃棒攪拌成糊狀， 放置放置1h左右使其活化左右使其活化 將已經(jīng)活化的酵母細(xì)胞加將已經(jīng)活化的酵母細(xì)胞加 入到海藻酸鈉溶液中入到海藻酸鈉溶液中 用玻璃棒進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，用玻璃棒進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁?使其混合均勻使其混合均勻 將溶液轉(zhuǎn)移至注射器中將溶液轉(zhuǎn)移至注射器中 將注射其中的溶液滴加將注射其中的溶液滴加 到配置好的到配置好的CaCl2溶液中溶液中 液滴在液滴在CaCl2溶液中形成溶液中形成 凝膠珠凝膠珠 將這些凝膠珠在將這些凝膠珠在CaCl2 溶液中浸泡溶液中浸泡30min左右左右將凝膠珠用蒸餾水沖洗將凝膠珠用蒸餾水沖洗23次次將

5、凝膠珠放入將凝膠珠放入10%葡萄糖溶葡萄糖溶 液中，液中，25發(fā)酵發(fā)酵24h 形成凝膠珠的顏色較深，形狀為圓形或橢圓形形成凝膠珠的顏色較深，形狀為圓形或橢圓形 凝膠珠顏色過淺，呈白色凝膠珠顏色過淺，呈白色固定的固定的酵母細(xì)胞過酵母細(xì)胞過少，海藻酸少，海藻酸鈉濃度偏低鈉濃度偏低 凝膠珠不是橢圓形或圓形，呈其它形狀凝膠珠不是橢圓形或圓形，呈其它形狀固定的固定的酵母細(xì)胞過酵母細(xì)胞過多，海藻酸多，海藻酸鈉濃度偏高鈉濃度偏高 葡萄糖溶液中產(chǎn)葡萄糖溶液中產(chǎn)生許多氣泡，同時(shí)聞生許多氣泡，同時(shí)聞到酒味到酒味 1. 將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀載體上狀載體上 2. 將酶顆粒裝入到反應(yīng)柱內(nèi)，

6、反將酶顆粒裝入到反應(yīng)柱內(nèi)，反應(yīng)柱地段有篩孔，可以使反應(yīng)溶液通應(yīng)柱地段有篩孔，可以使反應(yīng)溶液通過，而酶顆粒不能通過過，而酶顆粒不能通過3. 將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱上端注入將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱上端注入葡萄糖葡萄糖 葡萄糖異構(gòu)酶葡萄糖異構(gòu)酶 果糖果糖 4. 果糖溶液從下端流出，葡果糖溶液從下端流出，葡萄糖異構(gòu)酶仍保留在反應(yīng)柱內(nèi)萄糖異構(gòu)酶仍保留在反應(yīng)柱內(nèi) 我們采取這種方法，成功我們采取這種方法，成功地實(shí)現(xiàn)了酶與反應(yīng)物的自由接地實(shí)現(xiàn)了酶與反應(yīng)物的自由接觸與分離。觸與分離。課堂小結(jié)課堂小結(jié)酵母細(xì)胞的活化酵母細(xì)胞的活化配置物質(zhì)的量濃度為配置物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的的CaCl2溶液溶液配制海藻酸鈉溶液

7、配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞固定化酵母細(xì)胞利用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵利用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵1. （2009.江蘇）江蘇） 下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是（正確的是（ ） A. 固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢明顯面優(yōu)勢明顯 B. 固定化酶的應(yīng)用中，要控制好固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫、溫度和溶解氧度和溶解氧 C. 利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營養(yǎng)條件需提供適宜的營養(yǎng)條件 D. 利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)

8、行發(fā)酵，糖類的利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應(yīng)物作用只是作為反應(yīng)物高考鏈接高考鏈接A解析：解析：本題考查固定化酶和固定化細(xì)胞的相關(guān)知識。本題考查固定化酶和固定化細(xì)胞的相關(guān)知識。B選項(xiàng)固定化酶不像普通酶那樣對環(huán)境要求那么高，選項(xiàng)固定化酶不像普通酶那樣對環(huán)境要求那么高，耐受性比較好，和溶解氧沒什么關(guān)系；耐受性比較好，和溶解氧沒什么關(guān)系；C選項(xiàng)利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，純粹選項(xiàng)利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，純粹的化學(xué)反應(yīng)，不需要提供營養(yǎng)條件，固定化細(xì)胞發(fā)的化學(xué)反應(yīng)，不需要提供營養(yǎng)條件，固定化細(xì)胞發(fā)揮作用需要。揮作用需要。D選項(xiàng)利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類的作用選項(xiàng)利

9、用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類的作用作為反應(yīng)底物也為碳源來調(diào)節(jié)酵母菌的代謝方式。作為反應(yīng)底物也為碳源來調(diào)節(jié)酵母菌的代謝方式。課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1.固定化酶和固定化細(xì)胞通常采用固定化酶和固定化細(xì)胞通常采用_、 _ 、_三種方法。三種方法。其中，酶更適合采用其中，酶更適合采用_、_，細(xì)胞更適合采用細(xì)胞更適合采用_。 2. 正常情況下，凝膠珠的顏色正常情況下，凝膠珠的顏色_ ，形狀，形狀為為_或或_ 。包埋法包埋法化學(xué)結(jié)合法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法物理吸附法化學(xué)結(jié)合法化學(xué)結(jié)合法物理吸附物理吸附法法包埋法包埋法較深較深圓形圓形橢圓形橢圓形1.下列不屬于酶的優(yōu)點(diǎn)的是（下列不屬于酶的優(yōu)點(diǎn)的是（ ）A. 催化效

10、率高催化效率高 B. 低耗能低耗能C. 低污染低污染 D.可以反復(fù)利用可以反復(fù)利用2. 在固定化酵母細(xì)胞中，海藻酸鈉溶液的作用是在固定化酵母細(xì)胞中，海藻酸鈉溶液的作用是 （ ）A. 固定化酵母細(xì)胞固定化酵母細(xì)胞 B. 懸浮酵母細(xì)胞懸浮酵母細(xì)胞C. 回收酵母細(xì)胞回收酵母細(xì)胞 D. 催化化學(xué)反應(yīng)催化化學(xué)反應(yīng)DA1. 在實(shí)驗(yàn)過程中為什么要活化酵母細(xì)胞？在實(shí)驗(yàn)過程中為什么要活化酵母細(xì)胞？2. 在葡萄糖的異構(gòu)反應(yīng)中，如果不將葡萄糖異構(gòu)在葡萄糖的異構(gòu)反應(yīng)中，如果不將葡萄糖異構(gòu)酶固定，而是直接使用葡萄糖異構(gòu)酶，會對生產(chǎn)酶固定，而是直接使用葡萄糖異構(gòu)酶，會對生產(chǎn)過程產(chǎn)生哪些影響？過程產(chǎn)生哪些影響？3. 固定化細(xì)胞技術(shù)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？固定化細(xì)胞技術(shù)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？教材習(xí)題答案教材習(xí)題答案 1. 直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化細(xì)胞催化反應(yīng)，有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足？細(xì)胞催化反應(yīng)，有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足？ 2. 你能寫一篇短文，描述葡萄糖分子通你能寫一篇短文，描述葡萄糖分子通過固定化細(xì)胞變成酒精的過程嗎？過固定化細(xì)胞變成酒精的過程嗎？葡萄糖通過裝有固定化細(xì)胞的柱子，在固葡萄糖通過裝有固定化細(xì)胞的柱子，在固定化細(xì)胞分泌的葡萄糖異構(gòu)酶的作用下變定化細(xì)胞分泌的葡萄糖異構(gòu)酶的作用下變?yōu)榫凭凭ㄟ^底部的篩板濾除，固定為酒精，酒精通過底部的篩板濾除，固定化細(xì)胞仍保留在柱壁上?；?xì)