酵母细胞的固定化导学案

第3节 酵母细胞的固定化（共1课时，第1课时）【课标要求】说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。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。【创设情景】思考1影响酶的因素有哪些？ 思考2 如何理解酶的专一性？思考3发酵过程中一种能完成所有反应吗？【学习活动】活动一：仔细阅读课题背景，想一想，我们如何能实现酶的固定化和细胞的固定化？精讲：酶：优点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。 实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本；反应后的酶会混合在产物中，如不除去，会影响产品质量。 设想： 。固定化酶：优点 实际问题：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的。 设想： 。固定化细胞：优点 。 活动二：仔细阅读课文，举例说明固定化酶技术是如何实现的？与一般的酶反应相比，意义在哪里？精讲：能将葡萄糖转化为果糖的酶是 。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上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与 接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。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。活动三：阅读课文，试说明固定化酶技术与固定化细胞技术有哪些异同？精讲：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 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 或 ，而个小的酶容易从 中漏出。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。思考1对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？ 思考2将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定 ；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定 。活动四：实验操作中，制备固定化酵母细胞的操作可以分为哪几步？应该注意哪些问题？精讲：(1)制备固定化酵母细胞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 状态的微生物重新恢复正常的生活状态。2. 配制物质的量尝试为0.05mol/L的CaCl2溶液。3. 配制海藻酸钠溶液。加热溶化海藻酸钠时要注意： 4. 海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合。5. 固定化酵母细胞：以 的速度 地将注射器中的溶液滴加到配制好的 溶液中，并浸泡 (时间)。(2) 用固定化酵母细胞发酵1. 将固定好的酵母细胞用 冲洗2-3次。2. 发酵时的温度就为 ，时间 。思考3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4为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？ 思考5发酵过程中锥形瓶为什么要密封？ 思考6锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？ 思考7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？活动五：结果分析中，如何通过凝胶珠的特点来判断细胞固定化是否成功？精讲： 观察凝胶珠的颜色和形状如果制作的凝胶珠 ，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠 ，需要再作尝试。 观察发酵的葡萄糖溶液利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多 ，同时会闻到 。【课堂反馈】1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的技术2. 下列有关固定化酵母细胞制备步骤正确的是A应使干酵母与自来水混合并搅拌，以利于酵母菌活化B配制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将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注人CaCl2溶液中，会观察到CaCl2溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形成3. 下列关于固定化酶中用到的反应柱的理解中。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，酶能够通过 4. 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5. 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6. 固定化细胞常用包埋法固定，原因是A包埋法固定操作最简便 B包埋法对酶活性的影响最小C包埋法固定具有普遍性 D细胞体积大，难以被吸附或结合7. 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8. 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酵母细胞活化所需要的时间较短 C活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态 D酵母细胞活化后体积增大9. 使用固定化酶的优点是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10. 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11. 下列关于固定化细胞的叙述，正确的是A催化效率高，低耗能、低污染 B对环境的条件非常敏感，容易失活C既能与反应物充分接触，又能与产物分离 D成本低、操作简单，但反应效率可能很低12. 在制备固定化酵母细胞的实验中，CaCl2溶液的作用是A调节溶液pH B进行离子交换 C胶体聚沉 D为酵母菌提供钙离子13. 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14下图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答： 请在横线上填出各标号名称。 。 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_。 的作用 制作固定葡萄糖异构酶所用的方式有_或_。 据图说出反应柱的作用原理 。15.下面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 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_。 影响实验成败的关键步骤是 。 如果海藻酸钠浓度过低，形成凝胶珠包埋酵母细胞数目_。 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 。 制备固定化酶不宜用包埋法，为什么？倾听，岁月吹奏长笛，叮咚流韵，悠悠靡音。午夜乘鸾云游，虔念飘洋过海，痴缠驻守天籁，心灵驿站舒馨。静看月色，锦瑟未央，娇羞情窦初开，醉饮一阙诗经蒹葭。蝶舞翩翩，漫渡凌云，不胜凌波。踏波无浪，携手聚集灵气，惠风庭前守望。月光盈照，心池微醉，诗意芳华，缠绕穹空，悠然蜗居栖息。一弯柔情似水，秋水无痕。素风掠过心苑，犹如怡景，纤尘不染竹篱。心事平静安享，唏嘘红尘踏歌，恬淡悠远，听一天马行空。信鸽滑翔，风翅逍遥，音律穿越，坐拥不老青春。芳菲西楼浣韵，丝织金色笑语，笛箫琴瑟，植于心谷漾溢，盎然灵仙之气。风舞天涯极光，月下袅娜，醉醒守望蔓坨。心路溪谷，一簇芬芳妖娆，跫音，捕捉千里之外。杳杳讯息，铺展羁旅，心境驾舟，红尘泅渡，渡口歌者，匆匆驶过天籁。盈盈月盘，金枝玉叶为媒，凌波旅途迢迢，轻摇浅阶相遇。杯盏，斟下一弯月镰，拂去忧愁烦恼，与云雾朦胧醉卧，与影对饮，翠幽。独坐春夜，静观夏夜，旖旎秋夜，缱绻冬夜，夜夜，坐拥与你，衣袂飘飘。醉花荫处，一笺风语痴迷，沉香，沁脾。那一弯春溪泉涌，吟唱过往清风，心情澄澈释放，思绪执手填词。聆听青春嫣然。梦中一道霓虹，化为亘古琴音。相约午夜，缱绻风景，旖旎浪漫。扯下一苑芳草，萋萋蔓绿，感怀飘然轮回。登程人生，若即若离，云水禅心，未央别具一格。岁月如斯，了然于胸，与你秉烛执手，问情生命。编辑记忆，跋涉心灵轨迹，如梦鼾声，柔感情怀。走出尘世喧嚣，缘结地老天荒。待，小荷风情初窦，与天地之生灵，吟咏。卷壁苍夜，浅笑一弯碧月。谱一阙红尘神曲，载渡。寄语晨时星光，盈照旭日，小鸟伊人，浮光霓裳，晓风过隙，情泻千里，凌霄悄然寄挂。袅袅炊烟，一宛悠然，馨暖徜徉，花前月下徘徊，天涯无痕。阡陌碧波，幸福瑶池，花枝摇曳，奏一曲天籁吟韵。诗书充盈，短笛横吹，歌赋旖旎，坐拥，永恒岁月倾听，岁月吹奏长笛，叮咚流韵，悠悠靡音。午夜乘鸾云游，虔念飘洋过海，痴缠驻守天籁，心灵驿站舒馨。静看月色，锦瑟未央，娇羞情窦初开，醉饮一阙诗经蒹葭。蝶舞翩翩，漫渡凌云，不胜凌波。踏波无浪，携手聚集灵气，惠风庭前守望。月光盈照，心池微醉，诗意芳华，缠绕穹空，悠然蜗居栖息。一弯柔情似水，秋水无痕。素风掠过心苑，犹如怡景，纤尘不染竹篱。心事平静安享，唏嘘红尘踏歌，恬淡悠远，听一天马行空。信鸽滑翔，风翅逍遥，音律穿越，坐拥不老青春。芳菲西楼浣韵，丝织金色笑语，笛箫琴瑟，植于心谷漾溢，盎然灵仙之气。风舞天涯极光，月下袅娜，醉醒守望蔓坨。心路溪谷，一簇芬芳妖娆，跫音，捕捉千里之外。杳杳讯息，铺展羁旅，心境驾舟，红尘泅渡，渡口歌者，匆匆驶过天籁。盈盈月盘，金枝玉叶为媒，凌波旅途迢迢，轻摇浅阶相遇。杯盏，斟下一弯月镰，拂去忧愁烦恼，与云雾朦胧醉卧，与影对饮，翠幽。独坐春夜，静观夏夜，旖旎秋夜，缱绻冬夜，夜夜，坐拥与你，衣袂飘飘。醉花荫处，一笺风语痴迷，沉香，沁脾。那一弯春溪泉涌，吟唱过往清风，心情澄澈释放，思绪执手填词。聆听青春嫣然。梦中一道霓虹，化为亘古琴音。相约午夜，缱绻风景，旖旎浪漫。扯下一苑芳草，萋萋蔓绿，感怀飘然轮回。登程人生，若即若离，云水禅心，