山西省太原十六中高考生物 4.3 酵母细胞的固定化教案 新人教版选修1(1).doc

山西省太原十六中2014年高考生物 4.3 酵母细胞的固定化教案 新人教版选修1【教学目标】 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。【重点难点】重点：制备固定化酵母细胞。 难点：制备固定化酵母细胞。 读书指导法、启发式教学【教学流程】一、基础知识： 自主预习一、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 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反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的 。酶颗粒 通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以 。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，转化成果糖，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。二、固定化细胞技术1固定化酶和固定化细胞技术是利用 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 和 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；个大的细胞难以被 或 ，而个小的酶容易从 中漏出。2使用包埋法固定细胞即将微生物细胞均匀地包埋在 中。常用的载体有 、 、 、 和 等。三、实验操作制备固定化酵母细胞1酵母细胞的 ：由 状态恢复为 。2配制物质的量浓度为0.05mol/l的 溶液。3配制海藻酸钠溶液：海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要通过 加热促使其溶解。加热时最好采用 的方法。（注意浓度适宜，保证凝胶珠成型且能固定）。4海藻酸钠溶液与 充分混合：海藻酸钠溶液需 ，防止过热杀死酵母细胞。 5固定化酵母细胞。用固定化酵母发酵1将固定好的酵母细胞（凝胶珠）用 冲洗23次。2将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后会发现有 产生，同时有 味散发。【典例解析】例1 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酵母菌的代谢类型是异养厌氧型c酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种的细胞器膜等膜d用酵母菌酿酒时，应先密封后通气例2 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营养例3 下列有关固定化技术的叙述，正确的是（ ）a固定化酶只是在细胞内才能发挥作用b固定化酶能提高酶的利用率c酶的固定是酶分离纯化的常用方法d固定化酶的固定化方式就是吸附在固体表面上。例4 酶和细胞分别适应哪种固定方法？例5 固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是( )a避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程b固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用c促化反应结束后，能被吸收和重复利用d细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用例6.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酵母细胞活化后体积增大【达标反馈】一、选择题1.使用固定化细胞的优点是( )a.能催化大分子物质的水解b可催化一系列化学反应c与反应物易接近d有利于酶在细胞外发挥作用2.酶的固定方法不包括( )a. 将酶吸附在固体表面上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3.下列关于酶制剂的叙述错误的是( )a 酶制剂是包含酶的制品b包内酶和包外酶均可用于制成酶制品c酶制品的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化等d固定化细胞不属于酶制剂4.如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制( )a直接使用酶 b使用化学方法结合的酶c使用固定化细胞 d使用物理吸附法固定的酶5.下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是( )a酶分子很小，易采用包埋法b酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶c细胞个大，难被吸附或结合 d细胞易采用包埋法固定6. 关于固定化酶的叙述不正确的是 ( )a 既能与反应物接触，又能与反应物分离b固定在载体上的酶可被反复利用c可催化一系列反应d酶的活性和稳定性受到限制7.对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是( )。 a加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环b. 海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量c海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠 d海藻酸钠的浓度过低，形成凝胶珠内包埋细胞过少8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9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酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种的细胞器膜等膜d用酵母菌酿酒时，应先密封后通气10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11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12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聚乙烯树脂二、非选择题1固定化酶和一般酶制剂的主要区别是 。二、非选择题： 1能回收可以重复利用2.下图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答： (1)请请在横线上填出各标号名称._ _。(2) 与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是_和_,固定化细胞的优点是_。 (3)的作用是_。（4）制作固定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 3.以下是制备固定化酵母细胞实验步骤图解，请据图回答：酵母细胞活化配制cacl2溶液配置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，形成凝胶珠包埋酵母细胞数目_。（4）观察形成凝胶珠的颜色和形状，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）制备固定化酶不宜用包埋法，为什么？【反思总结】【典例解析】答案：例1讲解：酵母菌在环境适宜时进行出芽生殖，环境不良时进行孢子生殖。代谢类型为异养兼性厌氧型。酵母菌细胞为真核细胞，因此具有生物膜系统。在酿酒时，应当先通气后密封。答案：c例2讲解：本题考察酶和细胞的比较，二者的正常活动都需要一定的条件，如温度、酸碱度、水份等，但是酶本身是一种大分子物质，不需要营养，而细胞的生活离不开营养物质。答案：d例3讲解：制成固定化酶的步骤是：酶的生产、提取、酶的分离纯化、酶的固定化，制成固定化酶的方法有吸附在固体表面，有将酶相互连接起来将酶包埋在细微的网格里等；这样的固定化酶能重复利用，从而提高了酶的利用率；而酶在条件适宜时，既可在细胞内起作用，也能在细胞外起作用，制成的固定化酶，更是主要在细胞外发挥作用。答案：b例4提示：一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。例5讲解：细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用。答案：d。例6讲解：活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞发酵指的是酵母细胞进行无氧呼吸。答案：d。【达标反馈】参考答案：一、选择题1.b 提示: 固定化细胞在实际应用中的显著特点：（1）使用固定化细胞省去了酶的分离过程，显著降低了成本；（2）固定化细胞为多酶系统，不需要辅助因子；（3）增加了细胞对不利环境的耐逆性，可重复使用；（4）增加了酶的稳定性。2.d 提示：酶的固定化包括物理吸附，化学结合和包埋法三种。3.d 提示：酶制剂是指从生物中提取的具有酶特性的一类物质，主要作用是催化食品加工过程中各种化学反应，改进食品加工方法。4.c 提示：大分子比较适合采用固定化细胞的方法。5.a 提示：酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶；细胞个大，难被吸附或结合，易采用包埋法固定。6.c 提示：没具有专一性，固定化酶只能催化一种或一类化学反应。7.c 提示：高浓度海藻酸钠混合菌液麻烦，要多搅拌。多搅拌后又带入气泡，气泡裹在高浓度海藻酸钠，根本去不掉，在注射时影响凝胶珠品质。浓度高海藻酸钠形成的凝胶珠比浓度低海藻酸钠的大（稀的容易滴下）。8a 提示：加热海藻酸钠时要用小火，或者间断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。9c 提示：酵母可以通过出芽进行无性生殖，也可以通过形成子囊孢子进行有性生殖。无性生殖即在环境条件适合时，从母细胞上长出一个芽，逐渐长到成熟大小后与母体分离。在营养状况不好时，一些可进行有性生殖的酵母会形成孢子（一般是四个），在条件适合时再萌发。一些酵母，如假丝酵母不能进行无性繁殖。酵母菌属于真核生物，所以他的生物膜系统包括细胞膜、核膜和各种的细胞器膜等膜。酵母菌是异养菌、兼性厌氧菌。在用酵母菌进行酿酒是要先通气让它进行有氧呼吸，再密封进行发酵酿酒。10c 提示：酵母菌由有氧呼吸转变为无氧呼吸，无氧呼吸过程中不进行丙酮酸的氧化过程。无氧呼吸分解葡萄糖产生的能量比有氧呼吸要低，所以atp的形成减慢，但是为了获得足够的能量，酵母菌加快对葡萄糖的利用。11b 提示：固定化酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，同时在载体上的酶还可以反复利用。12d 提示：固定化细胞常用的载体材料有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。二、非选择题1分析和解答：能回收可以重复利用2.分析和解答：（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，又能与反应物分离；