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1、第 3 节酵母细胞的固定化（共1 课时，第1 课时）【课标要求】说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。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。【创设情景】 思考 1影响酶的因素有哪些？思考 2 如何理解酶的专一性？ 思考 3发酵过程中一种能完成所有反应吗？【学习活动】活动一：仔细阅读课题背景，想一想，我们如何能实现酶的固定化和细胞的固定化？精讲 ：酶：优点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。实际问题：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：固定化酶：优点实
2、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得到的。设想：。固定化细胞：优点。活动二：仔细阅读课文，举例说明固定化酶技术是如何实现的？与一般的酶反应相比，意义在哪里？精讲 ：能将葡萄糖转化为果糖的酶是。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。活动三：阅读课文，试
3、说明固定化酶技术与固定化细胞技术有哪些异同？精讲 ：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、和法。一般来说，酶更适合采用和法固定，而细胞多采用法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被或，而个小的酶容易从中漏出。包埋法法固定化细胞即将微生物细胞包埋在不溶于水的中。常用的载体有、和等。思考 1对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？思考 2将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定若将蛋白质变成氨基酸，应当固定 。；活动四：实验操作中，制备固定化酵母细胞的操作可以分为哪几步？应该注意哪些问题？精讲 ： (1) 制备固定化酵母细胞制备
4、固定化酵母细胞需要的材料是1.酵母菌的活化、和。活化就是处于状态的微生物重新恢复正常的生活状态。2. 配制物质的量尝试为 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：4. 海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合。5. 固定化酵母细胞： 以 的速度液中，并浸泡 ( 时间 ) 。地将注射器中的溶液滴加到配制好的溶(2) 用固定化酵母细胞发酵1.将固定好的酵母细胞用冲洗 2-3 次。2.发酵时的温度就为，时间。思考 3加热溶化海藻酸钠时微火加热并不断搅拌的目的是什么？思考 4为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？思考 5发酵过程中锥形瓶为什么要密封？思考
5、6锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？思考 7在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作吗？活动五：结果分析中，如何通过凝胶珠的特点来判断细胞固定化是否成功？精讲 ：观察凝胶珠的颜色和形状如果制作的凝胶珠，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠，需要再作尝试。 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。【课堂反馈】1 下列关于固定化酶技术说法中，正确的是A固定化酶技术就是固定反应物，让酶依附着载体围绕反应物旋转的技术B固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应C固定化酶中的酶无法重复利用D固定化酶是将酶固定在一定空间的技术2. 下列有关固定
6、化酵母细胞制备步骤正确的是A应使干酵母与自来水混合并搅拌，以利于酵母菌活化B配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法C向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀D将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注人CaCl 2 溶液中，会观察到CaCl2 溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形成3. 下列关于固定化酶中用到的反应柱的理解中。正确的是A反应物和酶均可自由通过反应柱B反应物和酶均不能通过反应柱C反应物能通过，酶不能通过D反应物不能通过，酶能够通过4. 使用固定化细胞的优点是 ( ) 。A. 能催化大分子物质的水解B可催化一系列化学反应C与反应物易接近D有利于酶在细胞外发挥作用5. 酶
7、的固定方法不包括 ( ) 。A. 将酶吸附在固体表面上B将酶相互连接起来C将酶包埋在细微网格里D 将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶6. 固定化细胞常用包埋法固定，原因是A包埋法固定操作最简便B包埋法对酶活性的影响最小C包埋法固定具有普遍性D细胞体积大，难以被吸附或结合7. 固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是A避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程B固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用C促化反应结束后，能被吸收和重复利用D细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用8. 关于酵母细胞活化的说法，不正确的是A酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸C活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生
8、活状态B酵母细胞活化所需要的时间较短D酵母细胞活化后体积增大9.使用固定化酶的优点是A 有利于增加酶的活性B 有利于产物的纯化C 有利于提高反应速度D 有利于酶发挥作用10. 下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是A琼脂糖B醋酸纤维素C聚丙烯酰胺D聚乙烯树脂11. 下列关于固定化细胞的叙述，正确的是A 催化效率高，低耗能、低污染C既能与反应物充分接触，又能与产物分离B 对环境的条件非常敏感，容易失活D成本低、操作简单，但反应效率可能很低12. 在制备固定化酵母细胞的实验中，CaCl2 溶液的作用是A调节溶液pHB进行离子交换C 胶体聚沉D为酵母菌提供钙离子13. 对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的
9、是B. 海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量C海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠D海藻酸钠的浓度过低，形成凝胶珠内包埋细胞过少14 下图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答： 请在横线上填出各标号名称。 与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是和， 固 定 化 细 胞 的 优 点 是_ 。 的作用制 作 固 定 葡 萄 糖 异 构 酶 所 用 的 方 式有_或_ 。 据图说出反应柱的作用原理。15. 下面是制备固定化酵母细胞实验步骤图解，请据图回答：酵母细胞活化配制CaCl2 溶液配置海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞 在 _状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物恢复_状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时_ 。 影响实验成败的关键步骤是。 如果海藻酸钠浓度过低，形成凝胶珠包埋酵母细胞数目_ 。 观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明， 如 果 形 成 的 凝 胶 珠 不 是 圆 形 或 椭 圆 形 ， 说明。 制备固定化酶不宜用包埋法，为什么？