2017-2018學(xué)年高中生物 酶的研究與應(yīng)用 第12課時(shí) 酵母細(xì)胞的固定化同步備課教學(xué)案 選修1

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第12課時(shí)酵母細(xì)胞的固定化學(xué)習(xí)導(dǎo)航1。閱讀教材p49“課題背景,認(rèn)識(shí)在應(yīng)用酶的過程中，存在的實(shí)際問題及解決辦法。2.通過閱讀教材p49“(一），了解高果糖漿及生產(chǎn)高果糖漿的固定化酶技術(shù).3。結(jié)合教材p50“(二)”，掌握固定化技術(shù)的方法及適合不同固定方法的材料。4.閱讀教材p50“實(shí)驗(yàn)操作”，掌握固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)操作過程，達(dá)到能夠進(jìn)行實(shí)際操作的目的。重難點(diǎn)擊1.說出固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理。2.嘗試制備固定化酵母細(xì)胞,并利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。一、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)1。固定化酶的應(yīng)用實(shí)例-生產(chǎn)高果糖漿（1）反應(yīng)原理：葡萄糖果糖.(2)生產(chǎn)過程

2、將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀載體上 放入底端裝有分布著許多小孔的篩板的反應(yīng)柱內(nèi)(酶顆粒不能通過，反應(yīng)液能通過） 葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入 流過反應(yīng)柱 與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖 果糖從反應(yīng)柱的下端流出2。固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)（1）概念：利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù).（2）方法及適用范圍（3）優(yōu)點(diǎn)固定化酶：酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，可以反復(fù)利用。固定化細(xì)胞：與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞制備的成本更低，操作更容易。1。固定化酶和固定化細(xì)胞的原理（1)根據(jù)教材“高果糖漿的生產(chǎn)”分析固定化酶依據(jù)的原理與其優(yōu)點(diǎn)分別是什么？答案將酶固定在不溶于水的載體上，

3、使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；同時(shí)，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用.（2）固定化細(xì)胞多采用哪種方法?該方法的原理與優(yōu)點(diǎn)是什么？答案包埋法。包埋法的原理是:將微生物細(xì)胞包埋在不溶于水的多孔性載體中。與固定化酶技術(shù)相比較，該方法成本更低，操作更容易.2.固定化酶和固定化細(xì)胞的特點(diǎn)分析(1）一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，而在實(shí)際生產(chǎn)中很多產(chǎn)物的形成都需要通過一系列的酶促反應(yīng)才能進(jìn)行，怎樣解決這一問題？答案可采用固定化細(xì)胞技術(shù)。因?yàn)楣潭ɑ?xì)胞固定的是活細(xì)胞,而細(xì)胞中有多種酶，因此可以催化一系列反應(yīng)。（2)固定化細(xì)胞與固定化酶所固定的酶種類有何區(qū)別？答案固定化細(xì)胞中含有多種酶，能催化一系列

4、生化反應(yīng),而固定化酶中只含有一種酶，只能催化一種生化反應(yīng).（3)如果反應(yīng)物是大分子，能否采用固定化細(xì)胞技術(shù)？為什么？答案不能.因?yàn)榇蠓肿与y以通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，不能與細(xì)胞內(nèi)的酶接觸而發(fā)生反應(yīng)，因此不能用固定化細(xì)胞技術(shù),應(yīng)該用固定化酶技術(shù)。（4)固定化酶和固定化細(xì)胞活性的維持需要的條件有何異同？答案都需要適宜的溫度和ph等影響酶活性的條件,但固定化細(xì)胞還需要提供溶解氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。歸納總結(jié)固定化酶和固定化細(xì)胞的兩個(gè)區(qū)別(1)固定方法的區(qū)別在實(shí)際應(yīng)用中，酶更適用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定,原因是酶分子小，容易被多孔性物質(zhì)吸附，更適合與化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，但容易從包埋材料中漏出.細(xì)胞體積大難以吸附或結(jié)合,因

5、而多采用包埋法固定。(2)催化作用的區(qū)別固定化細(xì)胞操作更容易，對(duì)酶活性的影響更小，可以催化一系列反應(yīng)，但是,由于大分子物質(zhì)難以自由通過細(xì)胞膜，因此固定化細(xì)胞的應(yīng)用也受到限制.所以，催化的反應(yīng)物為大分子物質(zhì)時(shí)，最好選用固定化酶技術(shù).1。下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的說法，不正確的是（)a。固定化酶和固定化細(xì)胞的技術(shù)方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法b.固定化酶更適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法c.由于細(xì)胞體積大，而酶分子很小，因此細(xì)胞多采用物理吸附法固定化 d.反應(yīng)物是大分子物質(zhì)應(yīng)采用固定化酶答案c解析由于細(xì)胞體積大,酶分子很小,體積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合,而較小的酶容易從包埋材料中漏出。因

6、此，細(xì)胞多采用包埋法固定化，酶更適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化。一題多變果汁的生產(chǎn)需要果膠酶，用酶固定法可以提高果膠酶的利用率（如下圖)。圖中果膠酶的固定化適合采用哪種方法?答案酶分子較小，不適合采用包埋法固定化，可采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化.2。如今，固定化酶與固定化細(xì)胞技術(shù)已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域.（1)在實(shí)際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)能節(jié)約成本的原因是 。與固定化酶技術(shù)相比,固定化細(xì)胞固定的是 。（2)填寫下列三種固定化酶的方法:是 ,是 ,是 。(3）制備固定化酵母細(xì)胞時(shí)，常用的包埋材料是 ，該載體的特點(diǎn)是 。答案（1）固定化酶能被反復(fù)利用多酶系統(tǒng)（或一系列酶或多種酶）(2

7、)化學(xué)結(jié)合法物理吸附法包埋法(3）海藻酸鈉不溶于水、多孔解析(1)將酶固定化后，能使酶在催化反應(yīng)之后與產(chǎn)物分離，可反復(fù)使用；將細(xì)胞固定化后，即可以將一種細(xì)胞內(nèi)的多種酶同時(shí)進(jìn)行固定。(2）圖示將酶相互連接起來，是化學(xué)結(jié)合法;將酶吸附在載體表面上,是物理吸附法；將酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里，是包埋法。（3）海藻酸鈉不溶于水，容易與發(fā)酵液分離，在高溫時(shí)容易熔化，溫度降低時(shí)又可以形成多孔性固體顆粒，是包埋酵母菌的好材料。一題多變(1)題中圖和方法是否適于固定化酵母細(xì)胞？為什么？答案不適合.因?yàn)榧?xì)胞體積大，難以被吸附或結(jié)合。(2)題中圖方法用于固定化酶時(shí)有何缺點(diǎn)？答案酶分子很小，容易從包埋材料中漏出。方法鏈接選

8、擇固定化酶與固定化細(xì)胞的方法(1)根據(jù)固定方法選擇固定化酶技術(shù)：由于酶分子較小，可以采用物理吸附法和化學(xué)結(jié)合法進(jìn)行固定,它催化的是單一的化學(xué)反應(yīng)。固定化細(xì)胞技術(shù)：細(xì)胞一般體積較大,適合應(yīng)用包埋法固定，而且細(xì)胞能夠產(chǎn)生多種酶，因此固定化細(xì)胞可以催化一系列化學(xué)反應(yīng)。（2)根據(jù)反應(yīng)液中加入物質(zhì)選擇在固定化酶應(yīng)用過程中,反應(yīng)溶液中只需要加入酶的底物。固定化細(xì)胞在應(yīng)用過程中,要保持細(xì)胞的正常生命活動(dòng)，反應(yīng)溶液中除需要加入反應(yīng)的底物外,還應(yīng)加入滿足細(xì)胞生命活動(dòng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等。(3）根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn)選擇固定化酶可以催化的反應(yīng)物是小分子或大分子.固定化細(xì)胞則只能催化小分子反應(yīng)物。二、實(shí)驗(yàn)操作1.制備固定化酵

9、母細(xì)胞(1）固定方法：包埋法。(2)常用載體：一些不溶于水的多孔性載體，如明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等.(3)實(shí)驗(yàn)操作酵母細(xì)胞的活化 配制物質(zhì)的量濃度為0。05 mol/l的cacl2溶液 配制海藻酸鈉溶液 海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合 固定化酵母細(xì)胞2。用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵將固定好的酵母細(xì)胞（凝膠珠)用蒸餾水沖洗23次 將150 ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到錐形瓶中 加入固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠) 置于25 下發(fā)酵24 h 觀察是否有氣泡產(chǎn)生，聞聞是否有酒味1.實(shí)驗(yàn)過程分析（1）用于固定酵母細(xì)胞的載體是什么？載體的濃度越高固定效果越好嗎？答案海藻酸鈉。海藻酸鈉濃度

10、過高不易形成凝膠珠；濃度過低形成的凝膠珠內(nèi)包埋的細(xì)胞過少.（2)配制海藻酸鈉時(shí)小火或間斷加熱并不斷攪拌的目的是什么？答案海藻酸鈉在水中溶解的速度較慢，需要通過加熱促進(jìn)其溶解,用小火或間斷加熱并不斷攪拌的目的是防止加熱過程中海藻酸鈉焦糊。（3）為什么要等海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞?答案固定的酵母細(xì)胞必須保持活性才能發(fā)揮作用，冷卻后加入酵母細(xì)胞的原因是防止高溫殺死酵母細(xì)胞。2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(1）若凝膠珠顏色過淺、呈白色，你知道是什么原因造成的嗎？答案海藻酸鈉濃度偏低,固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少。(2）若凝膠珠不呈圓形或橢圓形，你知道是什么原因造成的嗎？答案海藻酸鈉濃度偏高。(3）利用固定的酵母

11、細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精時(shí)，當(dāng)觀察到哪些現(xiàn)象時(shí)，則可以說明實(shí)驗(yàn)獲得成功？答案如果看到產(chǎn)生很多氣泡，同時(shí)聞到酒味,則證明實(shí)驗(yàn)獲得成功.歸納總結(jié)固定化酵母細(xì)胞的三個(gè)注意事項(xiàng)(1)溶化海藻酸鈉，應(yīng)采用小火或間斷加熱，直到海藻酸鈉完全溶化，以防加熱過快，導(dǎo)致海藻酸鈉焦糊。(2)制備固定化酵母細(xì)胞時(shí),加入酵母細(xì)胞的海藻酸鈉溶液不能直接“注入”而應(yīng)緩慢“滴入cacl2溶液中，使剛形成的凝膠珠在cacl2溶液中浸泡一段時(shí)間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。(3)要控制好海藻酸鈉的濃度.如果海藻酸鈉濃度過高，將很難形成凝膠珠;如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實(shí)驗(yàn)效果。3。關(guān)于固定化酵母細(xì)胞制備過程的敘述，

12、正確的是()a.為使酵母菌活化,應(yīng)讓干酵母與自來水混合并攪拌b.用小火或間斷加熱可防止海藻酸鈉溶液焦糊c.向剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液中加入已活化的酵母細(xì)胞，充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆騞。將與酵母細(xì)胞混勻的海藻酸鈉溶液倒入cacl2溶液中，會(huì)觀察到cacl2溶液中有球形或橢球形的凝膠珠形成答案b解析酵母細(xì)胞活化時(shí)，應(yīng)讓干酵母與蒸餾水混合并攪拌，a項(xiàng)錯(cuò)誤；配制海藻酸鈉溶液時(shí)要用小火或間斷加熱的方法，否則海藻酸鈉會(huì)發(fā)生焦糊，b項(xiàng)正確；剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)冷卻后再與酵母細(xì)胞混合，否則溫度過高會(huì)導(dǎo)致酵母細(xì)胞死亡，c項(xiàng)錯(cuò)誤；將與酵母細(xì)胞混勻的海藻酸鈉溶液勻速滴入cacl2溶液中，d項(xiàng)錯(cuò)誤。4.下面是制備固定化酵母細(xì)胞

13、的實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)回答下列問題:酵母細(xì)胞的活化配制cacl2溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞（1)在 狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù) 狀態(tài)。活化前應(yīng)選擇足夠大的容器，因?yàn)榻湍讣?xì)胞活化時(shí) 。（2）固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法，而固定化酶常用 和 。（3)影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是 。（4)海藻酸鈉溶化過程中的注意事項(xiàng)是 。（5)如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目 。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明 。(6）該實(shí)驗(yàn)中cacl2溶液的作用是 。答案（1）缺水正常的生活體積增大(2)化學(xué)結(jié)合法物理吸附法(3)配制海藻酸

14、鈉溶液(4)要用小火或間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊(5)過少海藻酸鈉濃度偏高，制作失敗(6)用于海藻酸鈉聚沉解析(1)酵母細(xì)胞在缺水的狀態(tài)下休眠。活化是加入水使酵母細(xì)胞恢復(fù)到生活狀態(tài)。酵母細(xì)胞活化后體積會(huì)增大.(2)固定化酶常用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化。(3)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是配制海藻酸鈉溶液，得到凝膠珠。（4)海藻酸鈉溶化過程要小火加熱（小火間斷加熱)并不斷攪拌，使海藻酸鈉完全溶化，又不會(huì)焦糊。(5）海藻酸鈉濃度過低，包埋的酵母細(xì)胞就過少；海藻酸鈉濃度過高,不易與酵母細(xì)胞混合均勻。（6）氯化鈣溶液能使海藻酸鈉聚沉。一題多變(1）固定酵母細(xì)胞的過程中三次使用到蒸餾水，請(qǐng)說出是哪三個(gè)環(huán)節(jié)？答案酵

15、母細(xì)胞的活化、配制cacl2溶液以及配制海藻酸鈉溶液定容時(shí)需要使用蒸餾水。（2)本題中固定酵母細(xì)胞使用了海藻酸鈉，固定化細(xì)胞還可以使用哪些固定化材料？答案明膠、瓊脂糖、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。（3)制備好的固定化酵母細(xì)胞可以用于酒精發(fā)酵，如果酵母細(xì)胞沒有活化或溶化好的海藻酸鈉溶液沒有冷卻就加入了酵母細(xì)胞,則對(duì)酒精發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響?答案如果酵母細(xì)胞沒有活化，則仍處于休眠狀態(tài);如果溶化好的海藻酸鈉溶液沒有冷卻就加入了酵母細(xì)胞，則酵母細(xì)胞會(huì)被高溫殺死.以上兩種情況都會(huì)導(dǎo)致酒精發(fā)酵失敗，而最終無酒精產(chǎn)生。1.下列屬于固定化酶應(yīng)用特點(diǎn)的是()可以被反復(fù)利用有利于酶與產(chǎn)物分離能自由出入載體一種固定化

16、酶只催化一種酶促反應(yīng)酶多用包埋法固定化a. b. c. d.答案c解析酶被固定后可與產(chǎn)物分離，故可反復(fù)使用，但不能自由出入依附的載體。通常情況下固定化酶種類單一,所以不能催化一系列酶促反應(yīng)，只催化一種或一類酶促反應(yīng)。酶分子較小，不適合采用包埋法進(jìn)行固定化。2.下列關(guān)于使用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的說法,正確的是（）a.高果糖漿的生產(chǎn)需要使用果糖異構(gòu)酶b.在反應(yīng)柱內(nèi)的頂端裝上分布著許多小孔的篩板，防止異物進(jìn)入c.將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，果糖從反應(yīng)柱下端流出d。固定化酶技術(shù)復(fù)雜，成本較高答案c解析生產(chǎn)高果糖漿時(shí)所用的酶應(yīng)為葡萄糖異構(gòu)酶，將這種酶固定在一種顆粒狀的載體上，再將這些酶顆粒裝到一

17、個(gè)反應(yīng)柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板上的小孔,而反應(yīng)溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱的下端流出。反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本。3.下圖所示的幾種固定方式中屬于包埋法的一組是（）a。 b. c。 d.答案d解析為吸附法，為化學(xué)結(jié)合法,為包埋法，包埋于網(wǎng)格中，包埋于微膠囊中。4.在制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，cacl2溶液的作用是（)a.用于調(diào)節(jié)溶液ph b.用于進(jìn)行離子交換c.用于膠體聚沉 d。用于為酵母菌提供ca2答案c解析海藻酸鈉膠體在cacl2這種電

18、解質(zhì)溶液的作用下，發(fā)生聚沉，形成凝膠珠，其作用機(jī)理是由于鹽離子的電荷與膠體微粒電荷相互吸引，形成更大的膠體顆粒,類似于人體紅細(xì)胞與抗凝集素之間的凝集反應(yīng)。5.如圖所示,圖甲為人工種子生產(chǎn)過程示意圖，圖乙為圖甲中過程的相關(guān)操作。請(qǐng)據(jù)圖回答問題:(1）圖甲中，過程、分別稱為 、 .(2)圖乙中，包埋形成人工種子的過程中,先適當(dāng)加熱使海藻酸鈉溶化，然后將溶化的海藻酸鈉溶液 ，再加入 充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?（3）若用圖乙的方法“制備固定化酵母細(xì)胞”，海藻酸鈉溶液的濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大，若濃度過高,則 ,通常評(píng)價(jià)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果主要是觀察凝膠珠的 。答案(1)脫分化再分化（2）冷卻至室溫胚狀體(3）不易形成凝膠

19、珠顏色和形狀解析題圖是利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)人工種子及用海藻酸鈉包埋人工種子的過程。過程、分別稱為脫分化、再分化;海藻酸鈉溶液的配制是固定化酵母細(xì)胞的關(guān)鍵,如果海藻酸鈉溶液濃度過高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)量較少，都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。課時(shí)作業(yè)學(xué)考達(dá)標(biāo)1.下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述,正確的是（)a。固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯b。在固定化酶的應(yīng)用中，要控制好ph、溫度和溶解氧c.利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件d.利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應(yīng)底物答案a解析a項(xiàng)中，固定化細(xì)胞技術(shù)由于保留了細(xì)

20、胞內(nèi)原有的多酶系統(tǒng)，多步連續(xù)催化反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)非常明顯；b項(xiàng)中，酶的催化受溫度、ph的影響,不受氧濃度的影響；c項(xiàng)中，酶的降解作用不需各種營(yíng)養(yǎng)條件;d項(xiàng)中，糖類的作用不只是作為反應(yīng)底物，還能維持酵母細(xì)胞的滲透壓,防止酵母細(xì)胞過多地吸水或失水。2.細(xì)胞固定化技術(shù)與酶固定化技術(shù)相比,所具備的特點(diǎn)是（）a.成本更低、操作更容易、不能連續(xù)性生產(chǎn)b。成本更高、操作更難、不能連續(xù)性生產(chǎn)c。成本更低、操作更容易、能連續(xù)性生產(chǎn)d.成本更低、操作更難、能連續(xù)性生產(chǎn)答案c解析固定化細(xì)胞技術(shù)操作更容易，對(duì)酶活性影響更小，且能更新，容易回收，可連續(xù)性生產(chǎn),成本自然更低。3.制備好的凝膠珠是否符合要求,常用的檢驗(yàn)方法有（)

21、擠壓法摔打法觀察法培養(yǎng)法a. b. c. d.答案a解析檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下列方法：一是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓,如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出,就表明凝膠珠的制作成功.二是在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠,如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的.此外，還可以通過觀察凝膠珠的顏色和形狀來判斷。4.下面是制備固定化酵母細(xì)胞的步驟，正確的是()配制cacl2溶液海藻酸鈉溶化海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合酵母細(xì)胞的活化固定化酵母細(xì)胞a。 b.c. d.答案d解析制備固定化酵母細(xì)胞的基本步驟是：酵母細(xì)胞的活化配制物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/l的cacl2溶液配制

22、海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞。5。下列關(guān)于制備固定化酵母細(xì)胞的操作，正確的是()a。制備好海藻酸鈉溶液后，要立即將其與酵母細(xì)胞混合以防凝固b.制備固定化酵母細(xì)胞的過程中需用到注射器c.以恒定的速度把混合液注射到caso4溶液中d。凝膠珠在cacl2溶液中應(yīng)浸泡10 min左右答案b解析應(yīng)將海藻酸鈉溶液冷卻至室溫,再加入已活化的酵母細(xì)胞，否則會(huì)把酵母細(xì)胞殺死,a錯(cuò)誤；應(yīng)以恒定的速度把混合液滴加到cacl2溶液中，而不是caso4溶液中，c錯(cuò)誤；凝膠珠在cacl2溶液中應(yīng)浸泡30 min左右,d錯(cuò)誤.6。下列關(guān)于配制海藻酸鈉溶液的敘述中，不正確的是()a。加熱使海藻酸鈉溶化

23、是操作中最重要的一環(huán)b.海藻酸鈉溶液的濃度關(guān)系到固定化細(xì)胞的質(zhì)量c.海藻酸鈉溶液的濃度過高時(shí)，易形成凝膠珠d。海藻酸鈉溶液的濃度過低時(shí)，形成的凝膠珠內(nèi)包埋的酵母細(xì)胞過少答案c解析海藻酸鈉溶液的濃度關(guān)系到固定化細(xì)胞的質(zhì)量.如果海藻酸鈉溶液濃度過高,將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目過少，影響實(shí)驗(yàn)效果。高考提能7。固定化酵母細(xì)胞在發(fā)酵生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，下列有關(guān)敘述正確的是（）a。利用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵，發(fā)酵液濃度不宜過高b.制備固定化酵母細(xì)胞時(shí),形成的凝膠珠越大越好，越硬越好c.固定化的酵母細(xì)胞不能繁殖，性狀較為穩(wěn)定d.酵母細(xì)胞固定化是為了提高發(fā)酵速度答案a解析

24、若發(fā)酵液濃度過高，會(huì)導(dǎo)致酵母細(xì)胞失水過多而死亡。8。關(guān)于固定化酶的說法中，正確的是（）a。固定化酶的種類多樣，可催化一系列的酶促反應(yīng)b.酶被固定在不溶于水的載體上,可反復(fù)利用c.酶作為催化劑,反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)不改變，所以固定化酶可永遠(yuǎn)利用下去d。固定化酶由于被固定在載體上，所以喪失了酶的高效性和專一性特點(diǎn)答案b解析固定化酶不能催化一系列酶促反應(yīng)的進(jìn)行；固定化酶被固定在不溶于水的載體上,可以反復(fù)利用,但是隨著利用次數(shù)的增加，受到外界因素的影響，其活性會(huì)逐漸降低;固定化酶具有高效性和專一性的特點(diǎn)。9。如圖表示某同學(xué)進(jìn)行的澄清蘋果汁生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)敘述正確的是（)a.實(shí)驗(yàn)中所用的固定化果膠酶由海藻酸鈉

25、直接包埋獲得b.為防止雜菌污染，圖示裝置制作完畢后應(yīng)瞬間高溫滅菌c。通過控制閥調(diào)節(jié)蘋果汁流出的速率，保證反應(yīng)充分進(jìn)行d。固定化果膠酶不可重復(fù)使用，每次生產(chǎn)前應(yīng)重新填裝反應(yīng)柱答案c10。如圖甲表示制備固定化酵母細(xì)胞的有關(guān)操作,圖乙是利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵的示意圖，下列敘述不正確的是(）a。剛?cè)芑暮Ｔ逅徕c應(yīng)迅速與活化的酵母菌混合制備混合液b.圖甲中x溶液為cacl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠c。圖乙發(fā)酵過程中攪拌的目的是使培養(yǎng)液與酵母菌充分接觸d.圖甲中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉(zhuǎn)移到圖乙裝置中答案a解析在該實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，再加入已活化的酵母細(xì)胞,否

26、則高溫會(huì)導(dǎo)致酵母細(xì)胞死亡；實(shí)驗(yàn)中cacl2溶液的作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠；固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠）用蒸餾水沖洗23次，再將其轉(zhuǎn)移至10的葡萄糖溶液中，并用攪拌器攪拌,目的是使培養(yǎng)液與固定化酵母細(xì)胞充分接觸，有利于發(fā)酵的正常進(jìn)行.11.根據(jù)下列材料，回答下列問題：材料科學(xué)家發(fā)現(xiàn),幾乎所有的酶都可以在各種不同的微生物中找到,而微生物有繁殖快、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，所以微生物成了酶制劑的主要原料.從20世紀(jì)70年代開始，人們找到了一種方法可以設(shè)計(jì)連續(xù)操作的生物反應(yīng)系統(tǒng)，即固定化酶?？茖W(xué)家將酶或生產(chǎn)酶的細(xì)菌以一定的方法固定在某種載體上，這樣生產(chǎn)原料從載體的一頭流入，產(chǎn)品就從載體的另一頭流出,而酶可以重復(fù)使

27、用。酶工程具有簡(jiǎn)便易行、見效迅速、耗能低、廢物少等優(yōu)點(diǎn)。(1）以上材料體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是不斷提出問題和解決問題的動(dòng)態(tài)過程，介紹了從 到 ，再到 的發(fā)展過程。(2)請(qǐng)列舉利用固定化酶技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例。 。(3)固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)有 。（4）固定化酶和固定化細(xì)胞通常采用的方法有 、 、 。答案（1)酶固定化酶固定化細(xì)胞(2）利用固定化葡萄糖異構(gòu)酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿（答案合理即可)(3)可反復(fù)使用；既能與反應(yīng)物接觸,又能與產(chǎn)物分離（4)包埋法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法12。如圖為固定化酵母細(xì)胞及其應(yīng)用的相關(guān)圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)某生物小組利用海藻酸鈉制備固定化酵母細(xì)胞，應(yīng)使用圖甲中方法

28、(填號(hào)碼及名稱），而制備固定化酶則不宜用此方法，原因是 。(2)部分同學(xué)制得的凝膠珠如圖乙所示，其原因可能是 、 等。觀察形成的凝膠珠的顏色和形狀，如果顏色過淺,說明 ;如果形成的凝膠珠不是 ,說明實(shí)驗(yàn)操作失敗。(3）某同學(xué)用圖丙所示的裝置來進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵。a代表 ,b代表 。從上端漏斗中加入反應(yīng)液的濃度不能過高的原因是 .為使該實(shí)驗(yàn)中所用到的固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)利用，實(shí)驗(yàn)過程一定要在 條件下進(jìn)行。裝置中的長(zhǎng)導(dǎo)管起的作用是 。答案（1）包埋法酶分子很小,容易從包埋材料中漏出（2)海藻酸鈉溶液的濃度過高注射器推進(jìn)速度過快(或針筒口離cacl2液面過近）海藻酸鈉溶液的濃度過低，固定化酵母細(xì)胞數(shù)目

29、較少圓形或橢圓形(3）固定化酵母細(xì)胞反應(yīng)柱若葡萄糖溶液的濃度過高會(huì)使酵母細(xì)胞因失水過多而死亡無菌釋放反應(yīng)產(chǎn)生的co2和防止空氣中的雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱解析固定化酶適宜用化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法；固定化酵母細(xì)胞適宜用包埋法。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,則說明海藻酸鈉溶液的濃度偏高或注射器推進(jìn)速度過快(或針筒口離cacl2液面過近).13.回答下列有關(guān)酶工程的問題：固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接）,海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì)，并對(duì)其最佳固定條件進(jìn)行了探究。下圖顯示的是部分研究結(jié)果(注

30、：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量)。（1)酶的固定化技術(shù)的應(yīng)用最主要的目的是 。 (2)從對(duì)溫度變化適應(yīng)性和應(yīng)用范圍的角度分析，甲圖所示結(jié)果可以得出的結(jié)論是 。（3）乙圖曲線表明濃度為 的海藻酸鈉包埋效果最好,當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)，酶活力較低的原因可能是 。（4）固定化酯酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，由丙圖可知，固定化酯酶一般重復(fù)使用 次后酶活力明顯下降。(5）研究人員固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是同時(shí)用戊二醛作為交聯(lián)劑，這是因?yàn)?。（6）根據(jù)介紹，科研人員所采用的固定化技術(shù)可用下圖中的 表示。答案(1)解決酶的回收和再利用的困難(2)固定化酯酶比游離酯

31、酶對(duì)溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng),且應(yīng)用范圍較廣(3）3海藻酸鈉濃度較低時(shí)包埋不緊密，酶分子容易漏出，數(shù)量不足(4）3(5）酶分子過小，很容易從包埋材料中漏出（6）bc解析（2）通過分析甲圖可知,固定化酶與游離酶相比,固定化酶對(duì)溫度變化的適應(yīng)性更強(qiáng)且應(yīng)用范圍較廣。（3）乙圖曲線表明濃度為3的海藻酸鈉包埋效果最好，此時(shí)的酶活力最高.當(dāng)海藻酸鈉濃度較低時(shí)包埋不緊密,酶分子容易漏出，數(shù)量不足，因此酶活力較低。(4)由丙圖可知，固定化酶的活力隨使用次數(shù)的增多而下降，且在使用3次以后，酶活力顯著下降。（5）由于小麥酯酶分子很小,很容易從包埋材料中漏出，因此固定小麥酯酶不采用海藻酸鈉直接包埋，而是采用雙重固定法。（6）雙重固定法是指采用戊二醛作交聯(lián)劑(使酶相互連接)，海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶,可見科研人員所采用的固定化技術(shù)是化學(xué)結(jié)合法和包埋法,可用圖中的b、c表示.真題體驗(yàn)14.（2015浙江自選，17節(jié)選)溫度與植酸酶相對(duì)酶活性的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（）a。測(cè)試溫度中,固定化與非固定化植酸酶的最適溫度分別為60 和45 b.測(cè)試溫度范圍內(nèi),固定化植酸酶的相對(duì)酶活性波動(dòng)低于非固定化植酸酶c。固定化與非固定化植酸