高中生物 专题4 课题3 酵母细胞的固定化同步辅导与检测课件 新人教版选修1.ppt

课题3酵母细胞的固定化 酶的研究与应用 20世纪70年代后期出现了固定化细胞技术 通过各种方法将细胞与一定的载体结合 使细胞仍保持原有的生物活性 这一过程称为细胞固定化 固定化细胞仍能进行正常的生长 繁殖和代谢 可以像游离的细胞一样用于发酵生产 1976年 法国科学家首次用固定化酵母菌细胞生产啤酒和酒精 固定化细胞技术免去了破碎细胞提取酶等步骤 能充分利用细胞内的酶 因而 固定化细胞内酶的活性基本没有损失 由于保留了细胞内原有的多酶系统 这样对于多步催化的连续反应优势就更加明显 在本课题中 我们将动手制作固定化酵母细胞 体会固定化酶的作用 知识清单 固定化酶的应用实例 1 能将葡萄糖转化成果糖的酶是 2 固定化酶技术使用的反应柱上的孔应满足酶颗粒 通过 反应溶液 通过 若反应物颗粒过大则不能用此法 1 葡萄糖异构酶2 无法自由 尝试应用 1 关于固定化酶中用到的反应柱理解正确的是 a 反应物和酶均可自由通过反应柱b 反应物和酶均不能通过反应柱c 反应物能通过 酶不能通过d 反应物不能通过 酶能通过 解析 反应柱底端装上分布着许多小孔的筛板 酶无法通过筛板上的小孔 而反应溶液却可以自由出入 答案 c 2 下列不属于固定化酶在利用时的特点的是 a 有利于酶与产物分离b 可以被反复利用c 能自由出入依附的载体d 一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应解析 本题考查固定化酶的定义和固定化酶作用的特点 固定化酶由于酶被固定在不溶性的载体上 很容易与产品分离 同时酶也能反复使用 这是固定化酶的主要优点 通常固定化酶的种类单一 所以不能催化一系列酶促反应 需要一系列的酶 答案 c 知识清单 固定化细胞技术 1 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 其中细胞多采用 固定化 2 包埋法固定化细胞是将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中 常用的载体有 醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等 1 物理化学包埋法化学结合法物理吸附法包埋法2 明胶琼脂糖海藻酸钠 尝试应用 1 在包埋固定法中 下列哪一项不是常用的载体 a 明胶b 琼脂糖c 海藻酸钠d 纤维素 d 2 固定化细胞常用包埋法固定化 原因是 a 包埋法固定化操作最简便b 包埋法对酶活性的影响最小c 包埋法固定化具有普遍性d 细胞体积大 难以被吸附或结合 解析 因为细胞个大 而酶分子很小 个大的细胞难以被吸附或结合 而个小的酶容易从包埋材料中漏出 答案 d 知识清单 实验操作 1 制备固定化酵母细胞 1 酵母细胞的活化 向干酵母中加入 搅拌混匀 2 配制cacl2溶液 向无水 加入蒸馏水 充分溶解 3 配制海藻酸钠溶液 酒精灯加热时要用 或 且边加热边 直至完全溶化 最后用蒸馏水定容 1 1 蒸馏水 2 cacl2 3 小火间断加热搅拌 4 海藻酸钠溶液与 混合 5 固定化酵母细胞 以恒定速度缓慢将上述混合液滴加到 中 形成凝胶珠 并在cacl2溶液中浸泡 2 用固定化酵母细胞发酵 将固定好的酵母细胞 凝胶珠 加入用于发酵的 溶液后 发现有 产生 同时有 味散发 4 酵母细胞 5 cacl2溶液2 葡萄糖气泡酒 尝试应用 1 酵母细胞的活化是指 a 让酵母细胞恢复运动状态b 让酵母细胞在缺水状态下更容易休眠c 让酵母细胞内酶活性加倍d 让处于休眠状态的酵母细胞重新恢复正常的生活状态 d 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 c 一 固定化酶和固定化细胞的方法1 包埋法 a b图 是指将酶包裹在多孔的载体中 如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中 或包裹在醋酸纤维素等半透性高分子膜中 2 化学结合法 c图 将酶分子相互结合 或将其结合到纤维素 琼脂糖 离子交换树脂等载体上的固定方式 3 物理吸附法 d图 指将酶吸附到固体吸附剂表面的方法 固体吸附剂多为活性炭 多孔玻璃等 二 制备固定化酵母细胞成功的关键加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环 涉及实验的成败 所以一定要严格按照教材的提示进行操作 如果海藻酸钠浓度过高 将很难形成凝胶珠 如果浓度过低 形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少 都会影响实验效果 同时对海藻酸钠溶化时也要用小火间断加热法 避免海藻酸钠发生焦糊 三 直接使用酶 固定化酶和固定化细胞催化的比较 固定化酶 固定化细胞 试分析下图中哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似 解析 a b选项适合于酶的固定化 c选项既用于酶固定 也可用于细胞固定 制备固定化酵母细胞用的是包埋法 即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中 所以与d选项相似 答案 d名师点睛 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 海藻酸钠作载体制备的是固定化酵母细胞 变式训练 1 相对固定化酶而言 固定化细胞对酶的活性影响较小 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 催化反应结束后 能被吸收和重复利用d 细胞结构保证了各种酶在细胞内的化学反应中有效地发挥作用解析 固定化细胞维持了细胞结构的完整性 为酶充分地发挥作用提供了稳定的内环境 答案 d 酵母细胞的固定化实验操作分析 下面是制备固定化酵母细胞的步骤 正确的是 配制cacl2溶液 海藻酸钠溶化 海藻酸钠与酵母细胞混合 酵母细胞活化 固定化酵母细胞a b c d 解析 制备固定化酵母细胞的基本步骤是 酵母细胞的活化 配制物质的量浓度为0 05 mol l的cacl2溶液 配制海藻酸钠溶液 与酵母细胞混合 固定化酵母细胞 答案 d名师点睛 制备固定化酵母细胞的步骤中最关键的是海藻酸钠的溶化 因其很容易焦糊 变式训练 2 下列有关固定化酵母细胞制备步骤不恰当的是 a 应使干酵母与水混合并搅拌 以利于酵母菌活化b 配置海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法c 向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞 充分搅拌并混合均匀d 将酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注入cacl2溶液中 会观察到cacl2溶液中有球形的凝胶珠形成解析 将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温 方可加入已活化的酵母细胞 答案 c 水平测试1 关于固定化酶技术的说法正确的是 a 固定化酶技术就是固定反应物 使酶依附着载体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内的技术解析 固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术 其优点是酶被固定在一定装置内 可重复利用 不足是无法同时解决一系列酶促反应 答案 d 素能提高7 酶制剂 固定化酶 固定化细胞已经广泛地应用于各个领域 下列有