人教版选修一酵母细胞的固定化教案(2

1、酵母细胞的固定化教学设计教学目标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。 教学重难点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。教学过程【导入】酵母细胞的固定化 首先让学生回顾酶的特性 , 和加酶洗衣粉的相关知识 , 体会直接使用酶的优点和 不足, 引出本节课的内容。【讲授】酵母细胞的固定化酶: 优点:摧化效率高 ,低耗能, 低污染。实际问题 :对环境条件敏感 ,易失活 ; 溶液中的酶很难收回 , 不能被再次利用 , 提高了生产成本 ;反应后酶混在产物中 , 如不去除 ,会影响产品的品质。设想: 将

2、酶固定在不容于水的载体上固定化酶 :优点: 酶即能与反应物接触 , 又容易与反应物分离 ,同时, 还可以反复利 用。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完成的。设想: 酶是细胞合成的 ,能否将合成酶的细胞直接固定 ?固定化细胞 :成本低, 操作更容易三. 实验操作（ 一 ） 制备固定化酵母细胞1. 酵母细胞的活化思考:1 、什么叫酵母细胞的活化 ? 在缺水的状态下 , 微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重 新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.51 h,教师需要提前做好准备。 此

3、外 , 酵母细胞活化时体积会变大 , 因此活化前应该选择体 积足够大的容器 , 以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。2. 配制物质的量浓度为 0.05mol/L 的 CaCl2 溶液思考:2 、配制物质的量浓度为 0.05mol/L 的 CaCl2 溶液有什么作用 ?使胶体聚沉形成凝胶珠3. 配制海藻酸钠溶液 思考: 配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么 ?包埋酶或细胞 在加热的过程中 , 为什么要用小火 , 或者间断加热 ?防止焦糊4. 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合5. 固定化酵母细胞思考：为什么刚形成的凝胶珠要在 CaCI2溶液中浸泡30min左右？形成稳定的凝 胶珠如何检验凝胶珠的质量是否合格?

4、说明： 刚形成的凝胶珠应在CaCI2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格， 可以使用下列方法。一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压 , 如果凝 胶珠不容易破裂 , 没有液体流出 , 就表明凝胶珠的制作成功。 二是在实验桌上用力 摔打凝胶珠 , 如果凝胶珠很容易弹起 , 也能表明制备的凝胶珠是成功的。（ 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25C ?此温度下酵母细胞的代谢最旺盛四. 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

5、么 ?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 , 需要再作尝试。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? 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精 , 可以看到产生了很多气泡 , 同时会闻到酒味。3、固定化酶和固定化细胞技术有哪些 ?各有什么优缺点 ?固定化细胞常用的载体 有哪些? 有包埋法、化学结合法和物理吸附法。 固定化酶分子小更适合采用化学结合法和物理吸附法 , 用包埋法却容易从包埋材 料中漏出。固定化细胞因细胞大不易被吸

6、附或结合适宜采用包埋法。 常用载体 : 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。4、固定化酶和固定化细胞的原理是什么 ? 就是将酶固定在不溶于水的载体上 , 或者将微生物细胞均匀地包埋于不溶于水的 多孔性载体上 ,使酶既能与反应物接触 ,又能与产物分离 , 同时,固定在载体上的 酶还可以被反复利用的技术。【活动】酵母细胞的固定化教材P5阅读后，解决以下问题：(1) 参照固定化酶 , 给细胞固定化下个定义。(2) 细胞固定化的常用方法(3) 固定化细胞技术有哪些优势 ?(4) 如果想把微生物的发酵过程变成连续的酶反应 , 应该选择哪种技术 ?如果反应 物是大分子物质 , 又应该采用哪种

7、方法 ?(5) 一般来说 , 酶更适合用吸附法和交联法固定 , 而细胞多采用包埋法固定 , 想想 看为什么 ?思考 ： 直接使用酶、固定化酶与固定化细胞各有什么优缺点 ?直接使用酶 优点;催化效率高 ,低耗能、低 污染等。不足 ： 对环境条件 非常敏感 , 容 易失活 ; 溶液中的酶很难 回收 , 不能被再次利用 , 提高了生产成 本; 反应后酶会混在产物中 , 可能 影 响产品质量。固定化酶 优点 ： 酶既能与反应物接触 , 又能与产物分离 , 同时, 固定在 载体上的 酶还可以被反复利用。不足 ： 一种酶只能催化一种化学反应 , 而在生产实践中 , 很 多产物的形成都通过一系列的酶促反应才

8、能得到的。固定化细胞 优点： 成本低 , 操作更容易。不足： 固定后的酶或细胞与反应 物不容 易接近 , 可能导致反应效果下降等。课后习题1、酶固定化技术与细胞固定化技术的关系是()A 酶固定化技术是细胞固定化技术的基础B 细胞固定化技术是酶固定化技术的基础C 酶固定化技术与细胞固定化技术是同时发展起来的D 固定化细胞技术先于酶固定化技术2、固定化酶技术常采用（）A 包埋法 B 化学结合和物理吸附法C 活化法 D 微囊化法, 采用的最好加热3、海藻酸钠在水中溶解的速度较慢 , 需要经过加热促进其溶解持续高温加热 灼烧加热 ）方法是（ ）A 快速加热BC 小火间断加热D4、酵母菌的活化是指（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