2019-2020年高中生物 专题4 课题3 酵母细胞的固定化导学案新人教版选修1

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1、2019-2020年高中生物专题4课题3酵母细胞的固定化导学案新人教版选修1课题背景1、问题：酶对环境条件敏感，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：将酶固定在的上。优点：使酶既能与反应物，又能与产物，同时，固定在载体上的酶还可以。2、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：将合成酶的直接固定。优点：成本，操作。一、基础知识（一）固定化酶的应用实例1、高果糖浆是指含量为左右的糖浆，能将葡萄糖转

2、化为果糖的酶是。2、使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种的载体上，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的筛板。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。（二）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。2、一般来说，酶更适合采用和固定，而细胞多采用固定化。这是因为细胞体积比酶分子的体积大；体积大

3、的细胞难以被或，而个小的酶容易从包埋材料中。3、包埋法法固定化细胞，即将微生物细胞包埋在不溶于水的的载体中。常用的载体有、、、和等。二、实验操作（一）制备固定化酵母细胞1．酵母细胞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．配制物质的量的浓度为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加热，几次，并不断，直到海藻酸钠为止。如果加热太快，海藻酸钠会发生。4．海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合将海藻酸钠溶液冷却至，加入已活化的海藻酸钠溶液，进行充分搅拌，使其混合，在转移至。（二）用固定化酵母细胞

4、发酵1．将固定好的酵母细胞（凝胶珠）用蒸馏水冲洗2-3次。2．将10%葡萄糖溶液转移至锥形瓶中，加入固定好的酵母细胞，置于℃下发酵（时间）。三、结果分析与评价（一）观察凝胶珠的颜色和形状如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠浓度浓度，该种凝胶珠包埋的酵母细胞数目，影响实验效果；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠浓度浓度，制作失败，需要再作尝试。（二）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。四、课题延伸工业生产中，细胞的固定化技术是在的条件下进行的。【教材答案】练习1.答

5、：直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点如下表所示。类型优点不足直接使用酶催化，、等。对环境条件非常，容易；溶液中的酶，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。固定化酶酶既能，又能，同时，固定在载体上的酶还可以被。一种酶只能催化化学反应，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能得到的。固定化细胞成本，操作。固定后的酶或细胞与反应物不容易接近，可能导致等。3.提示：可以从酶的结构的多样性，对理化条件的敏感程度等角度思考。【知识拓展】1、酵母细胞的活化。在缺水的状态下，微生物会处于状态。活化就是让

6、处于休眠状态的微生物。酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.5～1h，教师需要提前做好准备。此外，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、是操作中最重要的一环，涉及到实验的成败，教师一定要提醒学生按照教材的提示进行操作。海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量。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目少，影响实验效果。3、刚形成的凝胶珠应在中浸泡一段时间，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

7、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。