2013精品学案 5酵母细胞的固定化技术.doc

课题5：酵母细胞的固定化技术【高考要求】酵母细胞的固定化（B级）【导学过程】（一）、固定化酶技术：优点：酶既能与反应物接触，也易分离。能被反复利用。主要方法： 、 和化学结合法（交联法）。固定化酶的应用实例：（1）生产新型青霉素；（2）高果糖浆生产（见课本）（二）、固定化细胞技术：固定化细胞方法与固定化酶基本相同。优点：成本低，操作更容易（酶由细胞合成）；一系列的酶促反应；对酶活性影响小。一般来说，酶更适合采用 和 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；个大的难以被 吸附 或 结合 ，而个小的酶容易从 包埋材料 中漏出。常用的载体有 、 、 、 和 等。思考1对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？（三）、实验操作： (1)制备固定化酵母细胞：需要的材料是 、 和 。1.酵母菌的活化： 活化就是处于休眠 状态的微生物重新恢复正常的生活状态。2.配制物质的量尝识为0.05mol/L的Cacl2溶液（作用：使胶体聚沉，形成凝胶珠）3.配制海藻酸钠溶液：注意浓度适宜，保证凝胶珠成型且能固定；加热时要注意：小火，或者间断加热。边加热边搅拌，将海藻酸钠调成糊状。4.海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合：（注意）融化的海藻酸钠要冷却致室温，才可加酵母细胞。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滴加到配制好的 CaCl2 溶液中，并浸泡。(2)用固定化酵母细胞发酵1.将固定好的酵母细胞用 蒸馏水 冲洗2-3次。（为什么？）2.将固定好的酵母细胞加入到装有麦芽汁（或葡萄糖溶液）的瓶中发酵，温度为 。思考2加热溶化海藻酸钠时微火加热并不断搅拌的目的是什么？ 思考3为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？ 思考4发酵过程中锥形瓶为什么要密封？ 锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？ 思考5在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作吗？ （四）、结果分析与评价（1）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，需要再作尝识。（2）观察发酵的葡萄糖溶液：发酵产生酒精，可以看到产生了很多 ，同时会闻到 。【达标检测】1、下列对固定化酶和固定化细胞的说法错误的是 A、固定化酶和固定化细胞是利用物理或者化学方法将酶或者细胞固定在一定空间内的技术B、固定化酶和固定化细胞技术包括包埋法、化学结合法和物理吸附法C、一般来说，酶更适合采用包埋法固定化，而细胞多采用化学结合和物理吸附法固定化D、包埋法常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等2海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要通过加热促进其溶解，采用的最好的加热方法是 A快速加热 B持续高温加热 C小火间断加热 D灼烧加热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5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6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7、试分析下图中，哪一处与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似 D 8、关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法错误的是 A、固定化酶活性强，可长久使用 B、一般酶制剂应用后和产物混合在一起，产物纯度不高C、一般酶制剂使用后不能重复利用 D、固定化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量9、（多选）酶的固定化常用的方式包括 A吸附 B包埋 C交联 D将酶加工成固体10（多选）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兼性厌氧型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11.下图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？课题5：酵母细胞的固定化技术答案【导学过程】（一）包埋 物理吸附法（二）结合法、 物理吸附法 包埋法 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等思考1 吸附法 （三）(1)干酵母 CaCl2 海藻酸钠溶液 (2)25思考2防止海藻酸南焦糊 思考3防止高温杀死酵母细胞 思考4 酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件 酵母菌进行无氧呼吸产生的。 思考5 需要。【达标检测】1-8CCADCDDA 9ABC 10BC11、答案：（1）缺水； 正常生活状态； 体积增大（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）因为酶分子很小，容易从包埋材料中露出课题5：酵母细胞的固定化技术答案【导学过程】（一）包埋 物理吸附法（二）结合法、 物理吸附法 包埋法 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等思考1 吸附法 （三）(1)干酵母 CaCl2 海藻酸钠溶液 (2)25思考2防止海藻酸南焦糊 思考3防止高温杀死酵母细胞 思考4 酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件 酵母菌进行无氧呼吸产生的。 思考5 需要。【达标检测】1-8CCADCDDA 9ABC 10BC11、答案：（1）缺水； 正常生活状态； 体积增大（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）因为酶分子很小，容易从包埋材料中露出课题5：酵母细胞的固定化技术答案【导学过程】（一）包埋 物理吸附法（二）结合法、 物理吸附法 包埋法 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等思考1 吸附法 （三）(1)干酵母 CaCl2 海藻酸钠溶液 (2)25思考2防止海藻酸南焦糊 思考3防止高温杀死酵母细胞 思考4 酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件 酵母菌进行无氧呼吸产生的。 思考5 需要。【达标检测】1-8CCADCDDA 9ABC 10BC11、答案：（1）缺水； 正常生活状态； 体积增大（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）因为酶分子很小，容易从包埋材料中露出课题5：酵母细胞的固定化技术答案【导学过程】（一）包埋 物理吸附法（二）结合法、 物理吸附法 包埋法 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等思考1 吸附法 （三）(1)干酵母 CaCl2 海藻酸钠溶液 (2)25思考2防止海藻酸南焦糊 思考3防止高温杀死酵母细胞 思考4