1、成才之路 生物路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修1 酶的探究与应用专题四课题3 酵母细胞的固定化专题四课 堂 合 作 探 究2思 维 创 新 升 华3知 识 体 系 构 建4课时作业5课 前 预 习 导 学1课 前 预 习 导 学1.说明固定化细胞和固定化酶的作用和原理。(重点)2掌握制备固定化酵母细胞和利用其进行酒精发酵的方法。(重、难点)一、固定化酶的应用实例1高果糖浆的生产需要使用_，它能将葡萄糖转化成_。这种酶的稳定性好，可以_发挥作用。但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。葡萄糖异构酶果糖持续2使用_技术，将这种酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶
2、颗粒装到一个反应柱内。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的_注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与_接触，转化成_，从反应柱的_流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。固定化酶上端固定化葡萄糖异构酶果糖下端二、固定化细胞技术1概念：利用_或_方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。2方法：包括_、化学结合法和_，细胞多采用_固定化，而酶多采用_和_法固定化。3载体：包埋法固定化细胞常用的是_载体材料，如_、琼脂糖、_、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺。物理化学包埋法物理吸附法包埋化学结合物理吸附多孔性明胶海藻酸钠4优点(1)固定化酶既能与_接触，又能与_分离，可以_利用。(2)固定
3、化细胞技术制备的成本_，操作_。反应物产物反复低简便1如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应选择哪一种方法？如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法？为什么？2为何酶适合用化学结合法和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定？1前者可选择固定化细胞技术，后者可选择固定化酶技术。固定化细胞固定的是一系列酶，可以催化一系列反应；大分子物质难以自由通过细胞膜，固定化细胞应用受到限制。2细胞体积大，而酶分子很小，个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。课 堂 合 作 探 究固定化酶和固定化细胞(3)生产过程2酶固定化的方法酶的固定方法大致可分为以下三种：3.直接使用酶、固定化
4、酶、固定化细胞的比较直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种数一种或几种一种一系列酶常用载体高岭土、皂土、硅胶、凝胶明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺制作方法化学结合法固定化、物理吸附法固定化包埋法固定化是否需要营养物质否否是催化反应单一或多种单一一系列直接使用酶固定化酶固定化细胞反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)小分子物质缺点对环境条件非常敏感，易失活难回收，成本高，影响产品产量不利于催化一系列的酶促反应反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降优点催化效率高、耗能低、低污染既能与反应物接触，又能与产物分离可以反复利用成本低、操作容易试分析图示中，哪一
5、种与海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似()解析A、B选项适合于酶的固定化，C既用于酶固定，也可用于细胞固定，制备固定化酵母细胞用的是包埋法，即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中，所以与D相似。答案D关于固定化酶技术说法正确的是()A固定化酶技术就是固定反应物，将酶依附于载体，围绕反应物旋转的技术B固定化酶的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的技术答案D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，其优点是酶被固定在一定装置内可重复利用，不足是无法同时解决一系列酶促反应。在固定过程中，固定的是酶而不是反应物，因此A、B、C
6、均错误。1.制备固定化酵母细胞的实验流程固定化酵母细胞的制备与应用2用固定化酵母细胞发酵(1)冲洗：将固定好的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗2次3次，刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡30min左右，形成稳定结构。(2)发酵：150mL质量分数为10%葡萄糖溶液固定化酵母细胞200mL。锥形瓶密封25下发酵24h。温馨提示：实验成功的关键及注意事项1酵母菌活化，就是指处于休眠状态的酵母菌重新恢复正常的生活状态的过程。因为在缺水状态下酵母菌处于休眠状态，而固定酵母菌，使其发挥作用时，必须活化，并在活化酵母菌时，酵母菌体积会变大，应选择足够大的容器。2加热海藻酸钠加速溶解的过程中，需使用小火，或者
7、间断加热，防止加热过快，使海藻酸钠焦糊，难以制成合适的凝胶珠。3刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，形成稳定的结构。4制备过程要求严格的无菌操作，防止微生物污染。下列关于固定化酵母细胞的制备步骤中不恰当的是()A应使干酵母与水混合并搅拌，以利于酵母细胞活化B配制海藻酸钠溶液时要用小火，或者间断加热的方法C向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀D将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注入CaCl2溶液中，会观察到CaCl2溶液中，有球形或椭球形的凝胶珠形成解析在制备固定化酵母细胞的过程中，刚溶化好的海藻酸钠溶液温度较高，需等其冷却后才能加入已活化的酵母细胞，否则细
8、胞会在高温下死亡。答案为C。答案C在制备固定化酵母细胞的实验中，CaCl2溶液的作用是()A用于调节溶液pHB用于进行离子交换C用于胶体聚沉D用于为酵母菌提供Ca2答案C解析海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质溶液的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，其作用机理是由于盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引，形成更大的胶体颗粒，类似于人体红细胞与抗凝集素之间的凝集反应。思 维 创 新 升 华(3)从化学结构上看：酶主要是蛋白质类化合物。激素种类很多，有的是固醇类，有的是多肽或蛋白质，有的是氨基酸类的衍生物。维生素种类也很多，有脂肪族、芳香族、杂环化合物等，是可溶于水或溶于脂质的小分子有机物。(4)从生理功能上看，酶起催化化学反应的作用，大部分在细胞内，少数在细胞外起作用(如消化酶)；激素起调节作用；维生素多是酶的辅助因子的组成成分。知 识 体 系 构 建答案物理吸附法包埋法固定海藻酸钠固定化酵母细胞课 时 作 业（点此链接）
