1、选修一专题4 课题3酵母细胞的固定化一、 学习目标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。二、教学建议1.课时数：本节教学建议用1课时。2.课时侧重点：（1）制备固定化酵母细胞。3.教学策略（一）固定化酶的应用实例课程标准中要求学生尝试制备和应用固定化酶，但考虑到制作固定化酶的技术要求比较高，中学生难以掌握，因此只要求学生制作技术难度较低的固定化酵母细胞，对于固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用，主要是让学生通过生产实例来了解。教师在教学时可以采用让学生阅读自学的方式，并在阅读之前，布置一些思考题让学生思考。例如，在葡萄糖的异构反应
2、中，如果不将葡萄糖异构酶固定化，而是直接使用葡萄糖异构酶，会对生产过程产生哪些影响？（二）固定化细胞技术固定化酶和固定化细胞通常采用包埋法、化学结合法和物理吸附法。教师在教学过程中，可以通过提问的方式，引导学生认识这三种方法的特点与适用范围。此外，教师还可以引导学生思考课本中提出的问题，引导学生理解固定化细胞和固定化酶这两种技术的区别与联系，辩证地认识这两种技术的优势与不足。例如，固定化细胞操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收等，但由于大分子物质难以自由通过细胞膜，因此固定化细胞的应用也受到限制。本课题探究的是加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的区别，以及不同的加酶洗衣粉对
3、不同污渍洗涤效果的区别。本课题与学生的生活比较接近，因此，具有较强的现实意义，同时，因为探究的结果可用于指导日常生活中衣物的洗涤，所以很容易激发学生的学习兴趣。教师在引导学生开展本课题的研究时，不要只注重基本原理，而忽视了本课题在现实生活中的作用。在教学过程中，教师可以引导学生回顾初中和高中生物课已经学习过的有关消化酶作用的知识，以加深学生对加酶洗衣粉中酶作用的理解。三、达标检测1酶的固定方法不包括()A将酶吸附在载体表面上B将酶相互连接起来C将酶包埋在细微网格里D将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶2下列说法不正确的是()A固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B固定
4、化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法C由于细胞个体大，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3关于酵母细胞活化的说法，不正确的是()A酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸B活化就是让处于休眠状态的细胞恢复正常生活状态C酵母细胞活化所需要的时间较短D酵母细胞活化反应体积增大4下列关于对固定化酶中用到的反应柱的理解中，正确的是()A反应液和酶均可自由通过反应柱B反应液和酶均不能通过反应柱C反应液能通过，酶不能通过D反应液不能通过，酶能够通过5下列关于配制海藻酸钠溶液的措施，正确的是()A用酒精灯加热，加热中不能搅拌B由于海藻酸钠溶解速度快，所以不用加热C海藻
5、酸钠在水中溶解的速度慢，需用酒精喷灯加热D采用小火或间断加热，促进溶解，防止发生焦糊6关于固定化酶中酶的说法，正确的是()A酶的种类多样，可催化一系列的酶促反应B酶被固定在不溶于水的载体上，可反复利用C酶作为催化剂，反应前后结构不改变，所以固定化酶可永远利用下去D固定化酶由于被固定在载体上，所以丧失了酶的高效性和专一性特点7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pH B用于进行离子交换C用于胶体聚沉 D用于为酵母菌提供Ca28下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B固定化酶应用时，要控制好pH、温度和溶解氧
6、C利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件D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9如图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：(1)请在横线上填出各标号的名称。_，_，_。(2)与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是_；固定化细胞的优点是_。(3)的作用是_。(4)制作固定化葡萄糖异构酶所用的方式有_或_。(5)据图说出反应柱的作用原理。_。10根据下面的实验原理、实验过程分析讨论相关问题。实验原理：麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中。啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵的糖转化成乙醇。实验过程：取斜面培养基上的新鲜啤酒酵母，接种于10 m
7、L麦芽汁液体培养基中，25培养2430 h。取1.6 g海藻酸钠放入无菌小烧杯中，加无菌水少许调成糊状，再加入无菌水至40 mL，在98 kPa条件下灭菌15 min。冷却至45左右后，与预热至35左右的10 mL酵母培养液混合搅拌均匀，立即倒入带喷嘴的无菌小塑料瓶中(或装有5号针头的注射器外套中)，以恒定的速度滴入盛有葡萄糖、氯化钙混合液的容器中，浸泡30 min制成凝胶珠。倒去葡萄糖、氯化钙混合液，用无菌水洗涤凝胶珠三次后，将凝胶珠放入500 mL三角瓶中，加入300 mL无菌麦芽汁液体培养基，置于25下封口发酵5 d左右，倒出发酵后的麦芽汁即为生啤酒，品尝其口味。(1)凝胶珠是由什么组成
8、的？它有什么作用？_。(2)如果进行多批次的生产，本实验中的啤酒酵母与普通发酵中的酶或菌种在使用上有何区别？_。(3)制作成功的凝胶珠应用_，其颜色为_。将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后，发现有_产生，同时有_味散发。参考答案：12345678DCACDBCA9(1)反应柱固定化酶分布着小孔的筛板(2)既能与反应物接触，又能与产物分离，还能被反复利用成本更低，操作更容易，且能催化一系列的反应(3)使酶颗粒无法通过，反应溶液却可以自由出入(4)化学结合法物理吸附法(5)反应液从反应柱的上端注入，使反应物溶液流过反应柱，与固定化酶接触，得到的产物从反应柱下端流出10(1)凝胶珠由啤酒酵母和固定酵母菌的海藻酸钠组成。啤酒酵母能产生酶将渗入凝胶珠的麦芽汁中的糖发酵，进而转化成乙醇(2)将生啤酒倒出后，将凝胶珠再投放入新鲜的麦芽汁中，可以在较长时间内反复连续使用，而普通发酵中的酶或菌种不能反复使用(3)蒸馏水冲洗浅黄色气泡酒
