高考生物一轮复习 固定化酶和固定化细胞教案

一岗双责落实还不到位。受事务性工作影响，对分管单位一岗双责常常落实在安排部署上、口头要求上，实际督导、检查的少，指导、推进、检查还不到位。固定化酶、固定化细胞【考纲要求】1、制备和应用固定化酶（A）2、酵母细胞的固定化（B）【知识梳理】一、直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较直接使用酶固定化酶固定化细胞概念将酶固定在不溶于水的 上将合成酶的 直接固定制作方法 是否需要营养物质催化反应单一或多种 优点催化效率高，低耗能、低污染等既能与反应物接触，又能与产物分离可 成本低，操作更容易可催化 缺点【诊断与思考】1判断下列说法的正误(1)固定化酶适合采用包埋法，因为酶分子较小()(2)固定化细胞相当于固定了一系列酶()(3)生产高果糖浆时所固定的葡萄糖异构酶可以无休止重复使用下去()(4)用固定化细胞进行酒精发酵时，不受温度的影响()2如图表示几种固定酶或细胞的方法，请问哪些适合固定酶？哪些适合固定细胞？3.对于固定化酶和固定化细胞，从操作角度考虑，哪种更容易？哪种方法对酶活性的影响更小？如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种方法？如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法？【例1】（2015.海口模拟）某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验结果见表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通淀粉酶量相同)。实验表明1号试管中淀粉未被水解，你认为最可能的原因是()比较项目1号试管2号试管固定化淀粉酶普通淀粉酶淀粉溶液60 保温5分钟，取出冷却至室温，滴加碘液现象变蓝不变蓝A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性B淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触C水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解D实验程序出现错误，试管中应先加入碘液后保温【例2】（2013江苏卷）下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是（ ）A. 可用包埋法制备固定化酵母细胞B. 反应产物对固定化酶的活性没有影响C. 葡萄糖异构酶固定前后专一性不同D. 固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应【例3】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固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，需提供适宜的营养条件D利用固定化酵母菌细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物【训练1】下列有关固定化酶技术和固定化细胞技术的说法不正确的是（ ） 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因为酶分子比较大，所以固定化酶技术更适合采用包埋法C与固定化酶技术相比，固定化细胞制备的成本低，操作更容易D反应物如果是大分子物质应采用固定化酶技术【训练2】固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。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。图甲、乙、丙为部分研究结果。下列有关叙述中，错误的是() A由甲图可知，固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强B由乙图可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好C由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用3次，之后若继续使用则酶活力明显下降D固定化酶的酶活力较高，主要原因是增加了酶与底物的接触面积【训练3】下列关于固定化酶技术说法中，正确的是（ ） A.固定化酶技术就是固定反应物，让酶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二、固定化酵母细胞(1) 酵母细胞的活化：活化就是处于 状态的微生物重新恢复正常的生活状态。需要的活化时间较短，活化时体积会变大，应选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。(2) CaCl2溶液的作用：CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成 。(3)海藻酸钠溶液的浓度：（实验的关键）对海藻酸钠溶化时要 ，防止焦糊。浓度过高，将很难形成凝胶珠。浓度过低，形成的凝胶珠颜色 并所包埋的酵母细胞的数量 (4)海藻酸钠溶液与酵母菌混合：将海藻酸钠溶液 ，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀，在转移至注射器中。（5）固定化酵母细胞:以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液 到刚配制好的CaCl2溶液中，并浸泡 （时间）左右。3.用固定化酵母细胞发酵（1）将固定好的酵母细胞（凝胶珠）用 冲洗2-3次。（2）将10%葡萄糖溶液转移至锥形瓶中，加入固定好的酵母细胞，置于25下发酵24h。【诊断与思考】(1)在酵母菌细胞的活化或配制CaCl2溶液时，不能使用自来水()(2)配制海藻酸钠溶液时用小火加热或间断加热，目的是防止海藻酸钠溶液焦糊()(3)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明海藻酸钠溶液的浓度偏高( )【例4】下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。请回答下列问题：(1)图1中X溶液为_，其作用是_。(2)图1中制备的凝胶珠用_洗涤后再转移到图2装置中。图2发酵过程中搅拌的目的是使_ (3)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用_加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液_后，加入酵母菌充分搅拌混合均匀。【训练4】某一实验小组欲通过制备固定化酵母菌细胞进行葡萄糖溶液的发酵实验，装置如图所示，以下叙述不正确的是()A图中标号a、b的名称分别为固定化酵母菌细胞、反应柱B实验过程一定要在无菌条件下进行C装置中长导管的作用是释放CO2，防止空气(杂菌)进入反应柱D为了效果明显，应从上端漏斗中加入高浓度的反应液【训练5】某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。(1)酵母细胞的固定采用的方法是_。(2)请完善该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞过程的步骤：酵母细胞的活化：干酵母加入蒸馏水搅拌混合均匀。配制氯化钙溶液时应用蒸馏水。海藻酸钠溶液应用_加热。海藻酸钠溶液必须_才能加入酵母细胞。注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入_中形成_。(3)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在_条件下进行。加入反应液后的操作是关闭_。装置的长导管起到什么作用？_。(4)试分析下图中，与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似的是()（5）、结果分析与评价观察凝胶珠的颜色和形状：如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度 ，固定的酵母细胞数目 ；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 ，制作失败，需要再作尝试。观察发酵的葡萄糖溶液利用固定的酵母细