高中生物 专题四 酵母细胞的固定化导学案新人教版选修1.doc

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1、专题四酶的研究与应用课题：酵母细胞的固定化【课题目标】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。【课题重点与难点】制备固定化酵母细胞【导学诱思】一、本课题提出的背景酶已经大规模地应用于食品、化工、医药等各个领域，但在使用过程中一些很实际的问题需要解决：酶对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，既造成了浪费，提高了生产成本；又由于酶混在产物中造成产品质量下降。针对以上出现的问题，你认为可以从哪些方面入手去解决？方法一、能否通过基因工程等手段生产出耐性较强的酶

2、？方法二、能否使用一种技术，使酶既能与反应物充分接触，又能与产物分离达到循环利用的目的？方法三、能否使用一种技术，将合成酶的细胞直接进行固定，使生产成本更低，操作更容易？二、以高果糖浆生产为例，认识“固定化酶”在生产中的应用1．高果糖浆的生产需要使用酶，它能将葡萄糖转化成。这种酶的好，可以持续发挥作用。2．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

3、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。（参见教材装置图解）3、固定化酶技术就是利用物理或化学的方法将酶固定在一定空间内的技术，常用的固定方法有、。为什么？4、高果糖浆生产采用“固定化酶技术”有什么实际意义？三、酵母细胞的“固定化”技术及应用1、与固定化酶方法相比，固定化细胞技术更适合采用什么方法？为什么？2、固定化酶技术与固定化细胞技术各有优缺点。生产上采用哪种技术往往需要根据需要去确定。以下两种情况应该怎样去选择解决？①、如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种固定化技术？为什么？②、如果反应

4、物是大分子物质，又应该采用哪种固定化技术？为什么？3、以酵母细胞固定化技术为例，解决下列相关问题：①、酵母细胞在固定前为什么要“活化”？怎样使其活化？②、固定化酵母常用的载体有哪些？在配制“海藻酸钠”这种载体溶液时，要注意哪些事项？为什么？③、在将配制好的海藻酸钠溶液与活化后的酵母细胞混合过程中，要注意哪些事项？为什么？④、用注射器将上述混合液在CaCl2溶液中形成“凝胶珠”时，要注意哪些事项？为什么？⑤如何检验凝胶珠的质量是否合格？⑥利用固定化酵母细胞发酵产酒可以检测哪些方面的内容？⑦直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化反应，各有哪些优缺点？完成下

5、表内容填空类型优点不足直接使用酶固定化酶固定化细胞【高考、模拟试题回放】例1、（2010·江苏高考）（多选）下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图．下列叙述正确的是（）A．剐溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液B．图1中X溶液为溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠C．图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触D．图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中例2、（2010·苏北四市高三第二次凋考）目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列属于酶应用中面临的实际问题的是（）A．酶对

6、有机溶剂不敏感，但对高温、强酸、强碱非常敏感B．加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境C．固定化酶可以反复利用，但在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D．酶的催化功能很强，但需给以适当的营养物质才能较长时间维持其作用例3、（2009南通二模）人类利用微生物发酵制作果酒、果酷的历史源远流长。请回答以下发酵有关的问题：(1)喝剩的葡萄酒放置一段时间后变酸的原因是。(2)某研究性学习小组用固定化的酵母细胞发酵无菌麦芽汁制酒，发酵条件符合操作要求，10天后检查发酵瓶发现麦芽汁几乎无酒味，请分析发酵失败可能的原因：①；②。(3)该小组同学用琼

7、脂作载体，用包埋法固定a—淀粉酶来探究固定化酶催化效果。实验结果如下：(注：假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通a—淀粉酶量相同)1号试管2号试管固定化淀粉酶√普通a—淀粉酶√淀粉溶液60℃保温5分钟，取出冷却至室温，滴加碘液现象变蓝不变蓝1号试管变蓝的原因是。例4、（2009南通一模）固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂（使酶相互连接），海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果（注：酶活力为固定化酶催化化学反应

8、的总效率，包括酶活性和酶的数量），分析回答：（1）从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得