1、选修1课时11 酵母细胞的固定化班级:_姓名:_设计人_日期_课前预习 预习案 学习目标 1 1说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。2尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。 自主梳理 1 1固定化酶的应用实例生产高果糖浆：(1)反应原理。葡萄糖_(2)生产过程。将_固定在颗粒状载体上放入底端有分布着许多小孔的筛板的_内(酶颗粒不能通过，反应液能通过)葡萄糖溶液从反应柱的上端注入流过反应柱与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖果糖从反应柱的_流出2固定化酶和固定化细胞技术：(1)概念：利用_方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。(2)方法及适用范围。包埋法：多适用于_的固定化
2、。化学结合法：多适用于酶的固定化。_：多适用于酶的固定化。(3)优点。固定化酶：酶既能与_接触，又能与_分离，可以反复利用。固定化细胞：与固定化酶技术相比，固定化细胞制备的成本更低，操作更容易。3固定化酵母细胞的制备及发酵实验操作流程：酵母细胞的活化：称取干酵母放入小烧杯中，加入_使其活化。配制CaCl2溶液：称取无水CaCl2放入烧杯中，加入_，使其充分溶解。配制海藻酸钠溶液：要用_加热的方法。海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：先将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至_，再加入已活化的酵母细胞。固定化酵母细胞：将混合物滴在_溶液中形成凝胶珠。发酵：先用蒸馏水冲洗，再加入_溶液中发酵。4固定化酵母细胞的制备及
3、发酵实验结果：(1)凝胶珠的颜色和形状：浅黄色的圆形或椭圆形。(2) 预习小测 1 1判断正误：生产高果糖浆时葡萄糖溶液流过反应柱后，其中的葡萄糖全部转化为果糖，从下部流出。2判断正误：固定化酶反应柱可重复使用，极大地降低了生产成本。3判断正误：在实际应用中，固定化酶更适合采用包埋法和化学结合法，而固定化细胞多采用物理吸附法。4判断正误：固定化细胞操作容易，对酶活性的影响较小，且能催化一系列的反应。5判断正误：将干酵母细胞加入蒸馏水中的目的是溶解酵母细胞。6判断正误：用蒸馏水冲洗凝胶珠的目的是洗去多余的海藻酸钠溶液。7判断正误：用固定化酵母细胞发酵时需要保持适宜的温度。知识拓展 探究案 探究1
4、固定化酶和固定化细胞技术 1 1固定化酶的应用实例：生产高果糖浆所需要的酶是_，所使用的反应柱底端筛板上的孔应满足酶颗粒不能通过，而反应溶液却可以_。反应柱可以连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。2固定化酶的概念：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，多采用_法或_法固定化。3固定化酶的优点：与一般醃制剂相比，固定化酶既能与反应物接触， 又能与产物分离，同时还可以被_利用。4固定化细胞的概念：固定化细胞是利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术，多采用_法固定化。5固定化细胞的优点：与固定化酶技术相比，固定化细胞技术制备的_更低，_更容易。6包埋法
5、固定化细胞，即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中。常用的载体有_、琼脂糖、_、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等，本实验选用的载体是_。 典例精析 1 下列有关固定化细胞和固定化酶的叙述中，不正确的是A.固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B.固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法C.由于细胞个大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法固定D.反应物是大分子物质应采用固定化酶 变式训练 1 下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是A.利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物B.固定化酶活性的发挥需要提供一定的营养物质C.与固定化细胞技术相比，固
6、定化酶制备的成本更低，操作更容易D.固定化细胞的优势在于能催化一系列的酶促反应 探究2固定化酵母细胞的制备 1 7制备固定化酵母细胞的实验操作步骤：酵母细胞的_配制物质的量浓度为0. 05 mol/L的_溶液配制_溶液_溶液与_混合_酵母细胞。8制备固定化酵母细胞时，在配制海藻酸钠溶液时，加热时要用_，或者_，反复几次，直到海藻酸钠完全溶化为止。制备固定化酵母细胞需要的试剂是干酵母细胞、_、_。9制备固定化酵母细胞的实验流程：10制备固定化酵母细胞的注意事项：(1)酵母菌的活化选用的干酵母要具有较强的活性，且物种单一;酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞
7、的活化液溢出。(2)海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠，如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，也会影响实验效果。(3)固定化酵母细胞时可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠，用作对照。11制备固定化酵母细胞的实验结果分析与评价(1)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再做尝试。(2)利用固定的酵母细胞发酵产生酒精C6H12O62C2H5OH (酒精)+2CO2 +能量，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味，而不含酵母
8、菌的凝胶珠所做的对照实验则无此现象。 典例精析 1 固定化细胞技术与固定化酶技术相比，所具备的特点是A.成本更低、操作更容易、不能连续性生产B.成本更高、操作更难、不能连续性生产C.成本更低、操作更容易、能连续性生产D.成本更低、操作更难、能连续性生产 变式训练 1 在制备固定化酵母细胞的操作中正确的是A.制备好海藻酸钠溶液后，需立即将其与酵母细胞混合以防凝固B.制备固定化酵母细胞过程要用到注射器C.以恒定的速度把混合液注射到CaSO4溶液内D.凝胶珠在溶液中应浸泡10 min左右 随堂自测 1 1下列不属于固定化酶在利用时的特点的是A.有利于酶与产物分离B.可以被反复利用C.能自由出入依附的
9、载体D.一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应2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+3某同学实验中制备固定化酵母细胞，下面是其实验的步骤环节，那么他遵循的实验步骤顺序应该是配制CaCl2溶液 海藻酸钠溶化 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 酵母细胞活化 固定化酵母细胞A.B.C.D.4关于固定化酶中用到的反应柱的理解，其中正确的是A.反应物和酶都可以自由通过B.反应物能通过，酶不能通过C.反应物和酶都不能通过D.反应物不能通过，酶能通过5试分析下图中，哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞
10、相似6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，将酶依附着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.固定化酶技术是将酶固定在一定空间内的技术7固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接)，海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果(注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量)，分析回答下列问题。(1)从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果
11、可以得出的结论是_。(2)乙图曲线表明浓度为_的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低的原因是_。(3)固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用_次，酶活力明显下降。(4)固定小麦酯酶不仅采用海藻酸钠直接包埋，同时用戊二醛作交联剂，这是因为_。 探究归纳 1 特别提醒：(1)固定化细胞使用的都是活细胞，因而为了保证其生长、增殖的需要，应该为其提供一定的营养物质。(2)固定化细胞由于保证了细胞的完整性，因而酶的环境改变小，对酶的活性影响最小。选修1课时11 酵母细胞的固定化详细答案课前预习 预习案【自主梳理】1(1)果糖 (2)葡萄糖异构酶 反应
12、柱 下端2(1)物理或化学 (2)细胞 物理吸附法 (3) 反应物 产物3蒸馏水 蒸馏水 小火或间断 室温 CaCl2 葡萄糖4(2)气泡 酒味【预习小测】1234567知识拓展 探究案【探究1固定化酶和固定化细胞技术】1葡萄糖异构酶 自由出人2化学结合 物理吸附3反复4包埋5成本 操作6明胶 海藻酸钠 海藻酸钠【典例精析】C【解析】该题是对固定化酶和固定化细胞两种技术的比较，正确解答该题应熟练掌握两种技术的区别。【备注】对该类问题的掌握应注意以下几点：(1)对每一种固定化技术应从操作原理、常用方法、催化特点、适用范围等各方面全面掌握，同时还要注意各要点之间的内在联系；(2)两种方法列表总结，
13、在比较中深化理解，在比较中提升能力。【变式训练】D【探究2固定化酵母细胞的制备】7活化 CaCl2 海藻酸钠 海藻酸钠 酵母细胞 固定化8小火 间断加热 无水CaCl2 海藻酸钠【典例精析】C【解析】固定化细胞操作更容易，对酶活性影响更小，且更容易回收，可连续性生产，成本自然更低。【变式训练】B【解析】应先将海藻酸钠溶液冷却至室温，否则会把酵母细胞杀死，凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡30 min左右。【随堂自测】1C2C3D4B5D6D7(1)固定化酶比游离酶对温度变化适应性更强且应用范围较广 (2)3% 海藻酸钠浓度较低时包埋不紧密，酶分子容易漏出，数量不足(3)3(4)酶分子很小，很容易从包埋材料中漏出【解析】本题考查分析图表的能力，由甲图可知，固定化酶在较高温度下仍然具有较高的活性。乙和丙图均较为简单，但对考生读图识图的能力有一定的要求。