江苏省灌南高级中学高中生物《4.3 酵母细胞的固定化》学案 新人教版选修1.doc

江苏省灌南高级中学高中生物4.3 酵母细胞的固定化学案 新人教版选修1【课标要求】 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。【重点与难点】1课题重点：制备固定化酵母细胞。2课题难点：制备固定化酵母细胞【知识要点】1利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例；2固定化酶的反应柱示意图；3固定化酶在生产实践中的优点【基础知识】1高果糖浆的生产需要使用 ，它能将葡萄糖转化成果糖。这种酶的 好，可以持续发挥作用。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。2使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种 上，再将这些酶颗粒装到一个 内，柱子底端装上分布着许多小孔的 。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的 端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与 接触，转化成果糖，从反应柱的 端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了 ，提高了果糖的产量和质量。3固定化酶和固定化细胞是利用 或 方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括 、 和 法。一般来说，酶更适合采用 、 法固定，而细胞多采用 法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大细胞的难以被 或 ，而个小的酶容易 。4包埋法法固定化细胞即将微生物细胞包埋在不溶于水的中。常用的载体有 、 、 、 和 等。【课堂讨论】1从操作角度来考虑，你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易？哪一种方法对酶活性的影响更小？2固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？3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？4如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种方法？【实验操作】（一）制备固定化酵母细胞1酵母细胞的活化问题思考：什么叫酵母细胞的活化？2配制物质的量浓度为0.05mol/l的cacl2溶液3配制海藻酸钠溶液问题思考：配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？在加热的过程中，为什么要用小火，或者间断加热？4海藻酸钠溶液与酵母细胞混合5固定化酵母细胞问题思考：为什么刚形成的凝胶珠要在cacl2溶液中浸泡30min左右？如何检验凝胶珠的质量是否合格？（二）用固定化酵母细胞发酵问题思考：发酵时为什么要将温度控制在25？ 小结：酵母细胞的活化配制cacl2溶液配制海藻酸钠溶液将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合固定化酵母细胞冲洗凝胶珠酒精发酵【实验操作结果分析与评价】1观察凝胶珠的颜色和形状问题思考：如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明什么？如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明什么？2观察发酵的葡萄糖溶液问题思考：当观察到哪些现象时，可说明实验获得成功？为什么？3.列表比较直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点。类型优点不足直接使用酶固定化酶固定化细胞【课堂练习】1酶的固定化常用的方式不包括( )a吸附 b包埋 c连接 d将酶加工成固体2溶解海藻酸钠，最好采用( )加热的方法a小火间断 b小火持续 c大火间断 d大火持续3高果糖浆生产需要的酶是( )a葡萄糖异构酶 b蔗糖酶 c麦芽糖酶 d果糖酶4关于酵母菌的叙述，正确的是( )a酵母菌在营养物质充足时、环境适宜时，依靠有性生殖进行繁殖b酵母菌的代谢类型时异养厌氧型c酵母菌可以用来酿制果酒和果醋d用酵母菌酿酒时，应先密封后通气5研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物降解相比，其作用不需要适宜的( )a温度 b酸碱度 c水分 d营养6将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺氧状态，下面加快的一项是( )aco2的释放 b丙酮酸的氧化 c葡萄糖的利用 datp的形成7固定化酶的优点是( )a有利于增加酶的活性 b有利于产物的纯化c有利于提高反应速度 d有利于酶发挥作用8下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是( )a琼脂糖 b醋酸纤维素 c聚丙烯酰胺 d聚乙烯树脂9. 固化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，其原因是（ ）化学结合法和物理吸附法会破坏细胞的结构细胞个大，酶分子很小细胞难于被吸附或结合，而酶易从包埋材料中漏出包埋材料可使酶失去活性a b c d10.高果糖浆可作为蔗糖的替代品，其优点是不诱发以下疾病：（ ） 肥胖 糖尿病 感冒 乙型肝炎a b c d12.下列有关酶制剂的叙述中不正确的是（ ）a酶制剂是含有酶的制品 b胞内酶和胞外酶均可用于制成酶制剂c酶制剂的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化d将葡萄糖异构酶吸附到离子交换树脂上或者包埋在明胶中后，不能重复使用13.酵母细胞活化是指（ ）a原来的酵母已经死亡，加水让它重新成活b缺水时，酵母细胞处于休眠状态，加水让它恢复正常生活状态c酵母细胞的活化必须在无菌条件下d酵母细胞必须在一定的培养液或培养基中进行14.配制海藻酸钠溶液应用小火，或间断加热，并用玻棒反复搅拌，其原因是（ ）a可使溶液保持恒温，有利活性酵母细胞的凝固b便于与cacl2溶液反应c海藻酸钠溶解速度缓慢，如用加热太快，海藻酸钠会发生焦糊d这是实验规程的要求，必须严格执行15.许多病原菌对青霉素产生了抗药性，科学家用青霉素酰化酶研制出了氨苄青霉素。利用固定化青霉素酰化酶反应器除严格控制湿度和ph外，还必须严格要求的条件是（ ）a高压 b无菌 c搅拌 d光照16.用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时，为了能产生酒精，下列措施错误的是（ ）a向瓶内泵入氧气 b应将装置放于适宜的条件下进行c瓶内应富含葡萄糖等底物 d应将瓶口密封，效果更好17.如下是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答： 酵母细胞的活化配制cacl2溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞（1）在 状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复 状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时 。（2）影响实验成败的关键步骤是 。（3）如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目 。（4）观察形成凝胶珠的颜色和性状，如果颜色过浅，说明 ；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明 。（5）固定化细胞技术一般采用包埋法固定化，原因是 。（6）该实验中cacl2溶液的作用是 。18.利用下列材料用具，验证固定化酵母细胞能发酵生产啤酒。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性糖转化成乙醇。材料用具：麦芽汁液体培养基、新鲜斜面啤酒酵母、海藻酸钠、葡萄糖氯化钙混合液，无菌水；高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、小烧杯、注射器、500ml三角瓶、天平、玻璃棒、ph试纸、纱布等。实验步骤： 答案：1d 2a 3a 4b 5d 6c 7b 8d 9.c10、d 12、d 13、b 14、c 15、b 16、a 17. （1）缺水 正常的生活 体积会增大 （2）配制海藻酸钠溶液 （3）少（4）固定化酵母细胞数目较少 海藻酸钠浓度偏高，制作失败（5）细胞个体大，不易从包埋材料中漏出 （6）使胶体聚沉18.实验步骤：（1）取新鲜斜面上的啤酒酵母，接种于10毫升麦芽汁液体培养基中，25摄氏度培养2430小时。（2）取1.6g海藻酸钠于无菌小烧杯中，加无菌水少许调成糊状，再加入无菌水至40ml，在98kpa条件下灭菌15min。冷却至45摄氏度左右后，与预热至35摄氏度左右的10ml