人教版高中生物选修一专题四课题3-酵母细胞的固定化-课件

课题3酵母细胞的固定化返回总目录课题3酵母细胞的固定化返回总目录知识梳理答案1.固定化酶(1)概念：是指用物理学或化学的方法将酶与

结合在一起形成的仍具有

的酶复合物。(2)特点：在催化反应中，它以

作用于底物，反应完成后容易与

分离，可被反复使用。(3)制备方法：

等。固相载体酶活性固相状态水溶性反应物和产物物理吸附法、化学结合法和包埋法知识梳理答案1.固定化酶固相载体酶活性固相状态水溶性反应物和2.固定化细胞技术(1)应用：可以取代

进行发酵，生产各种物质。可用于医疗诊断；在化学分析方面，可制成各种固定化细胞传感器；此外，在环境保护、能源开发等领域都有重要作用。(2)酵母菌细胞的固定化技术的实验流程：准备各种实验药品和器材→制备麦芽汁→

→配制物质的量浓度为0.05mol/L的

溶液→制备

→待

在溶液中浸泡30min后，取出并用

洗涤3次备用→发酵

。答案游离的细胞活化酵母菌细胞氯化钙固定化细胞凝胶珠麦芽汁蒸馏水2.固定化细胞技术答案游离的细胞活化酵母菌细胞氯化钙固定化细诊断与思考1.判断下列说法的正误(1)固定化酶适合采用包埋法，因为酶分子较小(

)(2)固定化细胞相当于固定了一系列酶(

)(3)生产高果糖浆时所固定的葡萄糖异构酶可以无休止重复使用下去(

)××答案√诊断与思考1.判断下列说法的正误××答案√(4)用固定化细胞进行酒精发酵时，不受温度的影响(

)(5)在酵母菌细胞的活化或配制CaCl2溶液时，不能使用自来水(

)(6)配制海藻酸钠溶液时用小火加热或间断加热，目的是防止海藻酸钠溶液焦糊(

)(7)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明海藻酸钠溶液的浓度偏高(

)×答案√√√(4)用固定化细胞进行酒精发酵时，不受温度的影响()×答2.如图表示几种固定酶或细胞的方法，请问哪些适合固定酶？哪些适合固定细胞？提示酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，如图中的甲、乙。而细胞多采用包埋法固定化，如图中的丙。答案返回2.如图表示几种固定酶或细胞的方法，请问哪些适合固定酶？哪些题组一固定化酶的方法分析1.某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定α­-淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验结果见表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通α­-淀粉酶量相同)。实验表明1号试管中淀粉未被水解，你认为最可能的原因是(

)解题探究1234题组一固定化酶的方法分析解题探究1234解析答案1234比较项目1号试管2号试管固定化淀粉酶√

普通α­-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A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性B.淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触C.水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解D.实验程序出现错误，试管中应先加入碘液后保温解析答案1234比较项目1号试管2号试管固定化淀粉酶√

普通解析由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不能通过琼脂与酶充分接触，导致淀粉不能被水解而遇碘液呈现蓝色。答案B2341解析由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不2.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是(

)A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B.固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C.利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，需提供适宜的营养条件D.利用固定化酵母菌细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物解析固定化细胞可连续多步催化反应；应用固定化酶需控制好温度和pH，不需控制溶解氧；利用固定化酶降解有机磷农药，不需另外提供营养成分；利用固定化酵母菌细胞发酵，糖类既作为反应底物，又可作为酵母菌细胞生命活动的能源物质。A解析答案12342.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A解题组二固定化细胞的制备方法分析3.某一实验小组欲通过制备固定化酵母菌细胞进行葡萄糖溶液的发酵实验，装置如图所示，以下叙述不正确的是(

)解析答案2341A.图中标号a、b的名称分别为固定化酵母菌细胞、反

应柱B.实验过程一定要在无菌条件下进行C.装置中长导管的作用是释放CO2，防止空气(杂菌)进

入反应柱D.为了效果明显，应从上端漏斗中加入高浓度的反应液题组二固定化细胞的制备方法分析解析答案2341A.图中标号解析为使该实验中所用到的固定化酵母菌细胞可以被反复利用，实验过程一定要在无菌条件下进行，B正确；装置的导管长且弯曲，其作用是释放CO2，防止空气(杂菌)进入反应柱，C正确；从上端漏斗中加入的反应液的浓度不能过高，因为浓度过高会使酵母菌细胞因失水过多而死亡，D错误。答案D2341解析为使该实验中所用到的固定化酵母菌细胞可以被反复利用，实4.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。请回答下列问题：2341(1)图1中X溶液为____________，其作用是______________________。使海藻酸钠形成凝胶珠解析图1为固定化酵母细胞的步骤，X溶液为CaCl2溶液，作用是使胶体聚沉，即使海藻酸钠形成凝胶珠。解析答案CaCl2溶液4.下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化解析答案2341(3)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用_______________加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液____________后，加入酵母菌充分搅拌混合均匀。(2)图1中制备的凝胶珠用__________洗涤后再转移到图2装置中。图2发酵过程中搅拌的目的是使__________________________

培养液与酵母菌充分接触蒸馏水解析图2为发酵过程，因为是无氧呼吸，故搅拌的目的只是增加培养液与酵母菌的接触面积，而不是增加溶氧量。解析溶解海藻酸钠时需注意用小火或间断加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后，再加入酵母菌充分搅拌混合均匀，以防止高温杀死酵母菌。冷却至室温小火(或间断)解析答案2341(3)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程2341(4)研究发现，固定化强度高的酵母颗粒发酵效果好，且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置，将2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别利用2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理，所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28℃下发酵48h后的酒精产量见下表：

海藻酸钠(%)22.5322.5322.53X溶液(%)222333444固定化强度(g/30个)930950990103011001140117011701160酒精量(%)6.76.56.56.76.46.26.76.46.32341(4)研究发现，固定化强度高的酵母颗粒发酵效果好，且解析答案2341依照表格分析，随着X溶液浓度的增加，_____________增加；用于酒精发酵效果最好的海藻酸钠与X溶液浓度分别是___、_____。解析分析表格可知，随着X溶液浓度的增加酵母细胞的固定化强度增加，固定化强度和产酒精量都较大的海藻酸钠与X溶液浓度分别是2%、4%。4%固定化强度2%解析答案2341依照表格分析，随着X溶液浓度的增加，____归纳整合1.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较项目直接使用酶固定化酶固定化细胞适用方法

物理吸附法或化学结合法包埋法营养不需要不需要需要缺点酶易失活，难以回收，影响产品质量只能催化一种化学反应反应物不易于接触，反应效率下降归纳整合1.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较项目直接使优点催化效率高，低能耗，低污染可以回收利用，提高产品质量成本低，操作容易实例果胶酶固定化葡萄糖异构酶固定化酵母菌细胞优点催化效率高，低能耗，低污染可以回收利用，提高产品质量成本2.制备固定化酵母菌细胞的2点说明(1)实验注意事项①聚乙烯醇—海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊。②将溶化好的聚乙烯醇—海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母菌细胞混合，避免高温杀死酵母菌细胞。③制备固定化酵母菌细胞时，应将酵母菌—聚乙烯醇—海藻酸钠的混合液用注射器缓慢滴加到CaC12溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。2.制备固定化酵母菌细胞的2点说明(1)实验注意事项(2)海藻酸钠溶液的浓度对包埋酵母菌细胞数量的影响①浓度过高，将很难形成凝胶珠。②浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞的数量少。返回(2)海藻酸钠溶液的浓度对包埋酵母菌细胞数量的影响返回课题3酵母细胞的固定化返回总目录课题3酵母细胞的固定化返回总目录知识梳理答案1.固定化酶(1)概念：是指用物理学或化学的方法将酶与

结合在一起形成的仍具有

的酶复合物。(2)特点：在催化反应中，它以

作用于底物，反应完成后容易与

分离，可被反复使用。(3)制备方法：

等。固相载体酶活性固相状态水溶性反应物和产物物理吸附法、化学结合法和包埋法知识梳理答案1.固定化酶固相载体酶活性固相状态水溶性反应物和2.固定化细胞技术(1)应用：可以取代

进行发酵，生产各种物质。可用于医疗诊断；在化学分析方面，可制成各种固定化细胞传感器；此外，在环境保护、能源开发等领域都有重要作用。(2)酵母菌细胞的固定化技术的实验流程：准备各种实验药品和器材→制备麦芽汁→

→配制物质的量浓度为0.05mol/L的

溶液→制备

→待

在溶液中浸泡30min后，取出并用

洗涤3次备用→发酵

。答案游离的细胞活化酵母菌细胞氯化钙固定化细胞凝胶珠麦芽汁蒸馏水2.固定化细胞技术答案游离的细胞活化酵母菌细胞氯化钙固定化细诊断与思考1.判断下列说法的正误(1)固定化酶适合采用包埋法，因为酶分子较小(

)(2)固定化细胞相当于固定了一系列酶(

)(3)生产高果糖浆时所固定的葡萄糖异构酶可以无休止重复使用下去(

)××答案√诊断与思考1.判断下列说法的正误××答案√(4)用固定化细胞进行酒精发酵时，不受温度的影响(

)(5)在酵母菌细胞的活化或配制CaCl2溶液时，不能使用自来水(

)(6)配制海藻酸钠溶液时用小火加热或间断加热，目的是防止海藻酸钠溶液焦糊(

)(7)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明海藻酸钠溶液的浓度偏高(

)×答案√√√(4)用固定化细胞进行酒精发酵时，不受温度的影响()×答2.如图表示几种固定酶或细胞的方法，请问哪些适合固定酶？哪些适合固定细胞？提示酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，如图中的甲、乙。而细胞多采用包埋法固定化，如图中的丙。答案返回2.如图表示几种固定酶或细胞的方法，请问哪些适合固定酶？哪些题组一固定化酶的方法分析1.某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定α­-淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验结果见表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通α­-淀粉酶量相同)。实验表明1号试管中淀粉未被水解，你认为最可能的原因是(

)解题探究1234题组一固定化酶的方法分析解题探究1234解析答案1234比较项目1号试管2号试管固定化淀粉酶√

普通α­-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A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性B.淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触C.水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解D.实验程序出现错误，试管中应先加入碘液后保温解析答案1234比较项目1号试管2号试管固定化淀粉酶√

普通解析由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不能通过琼脂与酶充分接触，导致淀粉不能被水解而遇碘液呈现蓝色。答案B2341解析由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不2.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是(

)A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B.固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C.利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，需提供适宜的营养条件D.利用固定化酵母菌细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物解析固定化细胞可连续多步催化反应；应用固定化酶需控制好温度和pH，不需控制溶解氧；利用固定化酶降解有机磷农药，不需另外提供营养成分；利用固定化酵母菌细胞发酵，糖类既作为反应底物，又可作为酵母菌细胞生命活动的能源物质。A解析答案12342.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()A解题组二固定化细胞的制备方法分析3.某一实验小组欲通过制备固定化酵母菌细胞进行葡萄糖溶液的发酵实验，装置如图所示，以下叙述不正确的是(

)解析答案2341A.图中标号a、b的名称分别为固定化酵母菌细胞、反

应柱B.实验过程一定要在无菌条件下进行C.装置中长导管的作用是释放CO2，防止空气(杂菌)进

入反应柱D.为了效果明显，应从上端漏斗中加入高浓度的反应液题组二固定化细胞的制备方法分析解析答案2341A.图中标号解析为使该实验中所用到的固定化酵母菌细胞可以被反复利用，实验过程一定要在无菌条件下进行，B正确；装置的导管长且弯曲，其作用是释放CO2，防止空气(杂菌)进入反应柱，C正确；从上端漏斗中加入的反应液的浓度不能过高，因为浓度过高会使酵母菌细胞因失水过多而死亡，D错误。答案D2341解析为使该实验中所用到的固定化酵母菌细胞可以被反复利用，实4.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。请回答下列问题：2341(1)图1中X溶液为____________，其作用是______________________。使海藻酸钠形成凝胶珠解析图1为固定化酵母细胞的步骤，X溶液为CaCl2溶液，作用是使胶体聚沉，即使海藻酸钠形成凝胶珠。解析答案CaCl2溶液4.下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化解析答案2341(3)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解海藻酸钠时需注意用_______________加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液____________后，加入酵母菌充分搅拌混合均匀。(2)图1中制备的凝胶珠用__________洗涤后再转移到图2装置中。图2发酵过程中搅拌的目的是使__________________________

培养液与酵母菌充分接触蒸馏水解析图2为发酵过程，因为是无氧呼吸，故搅拌的目的只是增加培养液与酵母菌的接触面积，而不是增加溶氧量。解析溶解海藻酸钠时需注意用小火或间断加热，然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后，再加入酵母菌充分搅拌混合均匀，以防止高温杀死酵母菌。冷却至室温小火(或间断)解析答案2341(3)在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程2341(4)研究发现，固定化强度高的酵母颗粒发酵效果好，且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置，将2%、2.5%、3%的海藻酸钠分别利用2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理，所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28℃下发酵48h后的酒精产量见下表：

海藻酸钠(%)22.5322.5322.53X溶液(%)222333444固定化强度(g/30个)930950990103011001140117011701160酒精量(%)6.76.56.56.76.46.26.76.46.3234