人教高二生物生物技術實踐專題4：課題3：酵母細胞固定化導學

1、人教高二生物生物技術實踐專題4 :課題 3:酵母細胞固定化導學1 / 5預習先知把握先機酵母細胞固定化導學目標要求1 說出固定化酶和固定化細胞的作用和原理。2 說出制備固定化酶、固定化細胞的一般方法。3 嘗試制備固定化酵母細胞，并利用固定化酵母細胞進行酒精發(fā)酵。4.重難點：制備固定化酵母細胞。情景誘思我們在學校每天都要吃到酸軟可口的包子和饅頭，您知道是怎樣做出來的嗎？是否有想自己動手試一試的欲望？要想做出可口的饅頭，離不開酵母的功勞。先用溫 水將干酵母活化，用酵母溶液和面，和好的面團在30C左右溫度下放置一段時間，當面漲發(fā)呈蜂窩狀后，做成饅頭，上籠大火蒸15 分鐘左右即可食用。在工業(yè)生產中，酵

2、母菌有廣泛的應用，酵母只使用一次會大大增加生產成本， 況且還會留在產品中，影響品種。想一想，采用什么技術能讓酵母反復使用 又不會留在產品中？自主學習【填一填】一、課題背景1. 在應用酶的過程中，人們發(fā)現了一些實際問題：酶通常對 _劑等條件非常敏感， 容易失活；溶液中的酶很難 _ ，不能被再次利用，本；反應后會 _中，可能影響產品質量。2. 將酶固定在不溶于水的 _上，使酶既能與 _ 接觸，又能與 _ 分離，同時，固定在載體上的酶還可以被 _。二、固定化酶的應用實例1._ 高果糖漿的生產需要使用 _ ,能將葡萄糖轉化為。這種酶的 _好，可以持續(xù)發(fā)揮作用。但酶溶于葡萄糖后，無法從糖漿中 _ ，造成

3、很大的浪費。2 使用固定化酶技術，將這種酶固定在一種_ ，再將這些酶顆粒裝到一個 _ 內，柱子底端裝上分布著許多小孔的 _ 。酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應溶液卻可以自由出入。生產過程中，將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應柱， 與接觸，轉化成果糖，從反應柱的下端流出。三、固定化細胞技術1._固定化酶和固定化細胞是利用或方法將酶或細胞固定在一定空間內的f SIHT_ 和有機溶提高了生產成人教高二生物生物技術實踐專題4 :課題 3:酵母細胞固定化導學2 / 5技術，包括 _、_和_ 法。一般來說，酶更適合采用 _和_ 法固定，而細胞多采用 _ 法固定化。這是因為細胞個大，而酶分

4、子很?。蝗私谈叨锷锛夹g實踐專題4 :課題 3:酵母細胞固定化導學3 / 5體積大的細胞難以被 _ 或_ ，而體積小的酶容易從 _中漏出。2._ 包埋法法固定化細胞， 即將微生物細胞包埋在不溶于水的 _中。常用的載體有、和 等。四、實驗操作1.制備固定化酵母細胞：酵母細胞的活化T配制物質的量濃度為0.05mol/L 的溶液T配制_溶液T _混合T固定化酵母細胞。2.海藻酸鈉在水中溶解的速度較慢， 需要通過促進其溶解。溶解海藻酸鈉，最好采用的方法。并不斷攪拌，如果加熱太快，海藻酸鈉會發(fā)生。3.在固定化酵母細胞過程中，_以的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制的 _ 溶1.下列不是一般酶在生產

5、過程中常遇見的一些實際問題（）液中，觀察溶液中形成 _的情形。4.觀察利用固定化酵母菌細胞發(fā)酵的葡萄糖溶液,【連一連】看看是否有 _產生，聞聞是否有 _方密【判一判】結合法1.將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗，目的是洗去c.物理咂附注CaCl2和雜菌。（）2. 剛溶化的海藻酸鈉應迅速與活化的酵母菌混合制備混合液。（）3. 活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復正常的生活狀態(tài)。（）4. 從酶的固定方式看，物理吸附法比化學結合法對酶活性影響小。（）5. 利用固定化酵母細胞進行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應底物。（）A.酶與反應物混合，產品難提純B.酶在生物化學反應中往往難以回收C.酶遇強酸、強堿、高溫等

6、條件易失活2.對固定化酶反應柱的描述，錯誤的D 酶作為催化劑，絕大多數酶是蛋白質（ ）團示人教高二生物生物技術實踐專題4 :課題 3:酵母細胞固定化導學4 / 5A.反應液從上端注入，從下端流出B. 反應液流經酶顆粒的過程中發(fā)生了化學反應C. 酶顆?？梢酝ㄟ^篩板上的小孔D. 反應柱能連續(xù)使用一段時間3.圖中表示的是包埋法的一組是（）人教高二生物生物技術實踐專題4 :課題 3:酵母細胞固定化導學5 / 5A.B .C . D .4. 反應物是大分子，應采用的固定化技術和理由是（）A 可應用化學結合法或物理吸附法對酶固定，利于大分子和酶的接觸B. 可應用包埋法對酶固定，利于大分子和酶的接觸C. 一

7、般應用化學結合法或物理吸附法對細胞固定，利于大分子和細胞的接觸D. 般應用包埋法對細胞固定，利于大分子和細胞的接觸5. 在制備固定化酵母細胞的敘述中，錯誤的是（）A 溶解海藻酸鈉，最好采用持續(xù)加熱的方法B. 利用海藻酸鈉制成不含酵母菌的凝膠珠用作對照C. 如果海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞數目就會減少D.制備凝膠珠時要緩慢地將注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中6. 關于固定化酶技術說法，正確的是（）A 固定化酶技術就是固定反應物，將酶依附著載體圍繞反應物旋轉的技術B. 固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系列的酶促反應C. 固定化酶中的酶無法重復利用D. 固定化酶是將酶固定在一定空間內

8、的技術7. 下列有關制備固定化酵母細胞敘述錯誤的是（）A 在向溶化好的海藻酸鈉溶液中加入的必須是已活化的酵母細胞B. 溶化好的海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫，才能加入細胞C. 溶解海藻酸鈉，最好采用小火，或者持續(xù)加熱的方法D. 可根據凝膠珠的顏色和形狀檢測凝膠珠的質量&如圖為某同學利用海藻酸鈉固定化酵母細胞的實驗結果，出現此結果的可能原因不包括（）A. 海藻酸鈉濃度過高B. 酵母細胞已經死亡C. 注射器中的溶液推進速度過快D. 注射器距離 CaCl2溶液液面太近LeerLeerr r人教高二生物生物技術實踐專題4 :課題 3:酵母細胞固定化導學6 / 5釋疑解惑1.固定化酶和固定化酵母細胞各適合采

9、用什么方法？為什么？【解答】一般來說，酶更適合采用化學結合和物理吸附法固定化，而細胞多采用包埋法固定化。這是因為個大的細胞難以被吸附或結合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。2. 海藻酸鈉溶液的濃度對包埋酵母細胞數量有什么影響？【解答】海藻酸鈉溶液濃度過高，將很難形成凝膠珠；海藻酸鈉濃度過低，形成的凝膠珠所 包埋的酵母細胞的數量少。3. 制備固定化酵母細胞的操作過程中應注意哪些問題？【解答】海藻酸鈉溶化時要用小火間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊；將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫，再與酵母細胞混合，避免高溫殺死酵母細胞，同時，要充分攪拌，以免 產生氣泡；固定化酵母細胞時，應將海藻酸鈉與酵母細胞的混合液

10、用注射器緩慢滴加到 CaCl2溶液中，要保持一定距離，保證凝膠珠的形態(tài)。4觀察凝膠珠的顏色和形狀，如何判斷實驗成??？【解答】如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗， 需要再作嘗試。5固定化酶與固定化細胞有什么區(qū)別？比較項目含酶種類催化反應營養(yǎng)物質反應底物優(yōu)點固定化酶一種單一不需要大分子、小分子可反復利用固定化細胞一系列酶一系列需小分子物質成本低、操作更容易【自主學習答案】【填一填】一、課題背景1. 強酸、強堿、高溫回收混在產物2. 載體 反應物 產物 反復利用二、固定化酶的應用實例1 .葡萄糖異構酶 果糖穩(wěn)定性回收2.顆粒狀的載體反應柱篩板 葡萄糖異構酶三、固定化細胞技術1. 物理化學 包埋法 化學結合法 物理吸附法 化學結合法物理吸附法包埋法 吸附 結合包埋材料人教高二生物生物技術實踐專題4 :課題 3:酵母細胞固定化導學7 / 52. 均勻多孔性載體明膠 瓊脂糖