高中生物-专题四-课题3-酵母细胞的固定化课件-新人教版选修1

专题4酶的研究与应用课题(kètí)3酵母细胞的固定化第一页，共27页。专题4酶的研究与应用课题

情景导入知识梳理方法突破栏目链接第二页，共27页。情景导入知识梳理方法突破栏目链接我们知道，酶是生物催化剂，能改变化学反应速度，但反应前后酶的结构、性质并未改变。我们在使用加酶洗衣粉将衣服清洗(qīngxǐ)干净的同时，也将洗衣粉中的“有功之臣”连同污水一块倒掉了，多可惜啊！这也造成了一定程度上的污染和浪费。现在酵母细胞的固定化技术可使酶重复使用。

情景导入知识梳理方法突破栏目链接第三页，共27页。我们知道，酶是生物催化剂，能改变化学反应速度，但反应前后酶的请思考：1．如何将酶进行固定化？2．固定化细胞(xìbāo)的方法有几种？

情景导入知识梳理方法突破栏目链接第四页，共27页。请思考：情景导入知识梳理方法突破

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知识梳理方法突破栏目链接第五页，共27页。情景导入知识梳理方法突破栏目链接(1)能将葡萄糖转化成果糖的酶是______________。(2)固定化酶技术使用的反应柱上的孔应满足酶颗粒(kēlì)______通过，反应溶液______通过，若反应物颗粒(kēlì)过大则不能用此法。一、固定化酶的应用(yìngyòng)实例葡萄糖异构酶无法(wúfǎ)自由

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知识梳理方法突破栏目链接第六页，共27页。(1)能将葡萄糖转化成果糖的酶是______________二、固定化细胞(xìbāo)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(yīdìng)空间内的技术，包括________、__________和____________。其中细胞多采用________固定化。(2)包埋法固定化细胞是将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中。常用的载体有________、____________、____________、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。物理(wùlǐ)化学包埋法化学结合法物理吸附法包埋法明胶琼脂糖海藻酸钠

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知识梳理方法突破栏目链接第七页，共27页。二、固定化细胞(xìbāo)技术(1)固定化酶和固定化细胞是三、实验(shíyàn)操作1．制备固定化酵母细胞(1)酵母细胞的活化：向干酵母中加入________，搅拌混匀。(2)配制CaCl2溶液(róngyè)：向无水________加入蒸馏水，充分溶解。(3)配制海藻酸钠溶液(róngyè)：酒精灯加热时要用______或__________，且边加热边______，直至完全溶化，最后用蒸馏水定容。蒸馏水

CaCl2

小火(xiǎohuǒ)间断加热搅拌

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知识梳理方法突破栏目链接第八页，共27页。三、实验(shíyàn)操作1．制备固定化酵母细胞蒸馏水(4)海藻酸钠溶液与__________混合。(5)固定化酵母细胞：以恒定(héngdìng)速度缓慢将上述混合液滴加到____________中，形成凝胶珠，并在CaCl2溶液中浸泡。酵母(jiàomǔ)细胞CaCl2溶液(róngyè)

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知识梳理方法突破栏目链接第九页，共27页。(4)海藻酸钠溶液与__________混合。酵母(jià2．用固定化酵母细胞发酵(fājiào)将固定好的酵母细胞(凝胶珠)加入用于发酵(fājiào)的__________溶液后，发现有________产生，同时有________味散发。葡萄糖气泡(qìpào)酒

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知识梳理方法突破栏目链接第十页，共27页。2．用固定化酵母细胞发酵(fājiào)葡萄糖气泡

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方法突破栏目链接第十一页，共27页。情景导入知识梳理方法突破栏目链接一、固定化酶和固定化细胞(xìbāo)的方法(1)包埋法(A、B图)：是指将酶包裹在多孔的载体中，如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹在醋酸纤维素等半透性高分子膜中。(2)化学结合法(C图)：将酶分子相互结合，或将其结合到纤维素、琼脂糖等载体上的固定方式。(3)物理吸附(xīfù)法(D图)：指将酶吸附(xīfù)到固体吸附(xīfù)剂表面的方法，固体吸附(xīfù)剂多为活性炭、多孔玻璃等。

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方法突破栏目链接第十二页，共27页。一、固定化酶和固定化细胞(xìbāo)的方法(1)包埋法(A

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方法突破栏目链接第十三页，共27页。情景导入知识梳理方法突破栏目链接例1试分析下图中哪一种与用海藻(hǎizǎo)酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似？()

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方法突破栏目链接第十四页，共27页。例1试分析下图中哪一种与用海藻(hǎizǎo)酸钠作载体解析：A、B选项适合于酶的固定化，C选项既用于酶固定，也可用于细胞(xìbāo)固定。制备固定化酵母细胞(xìbāo)用的是包埋法，即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中，所以与D选项相似。答案：D

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方法突破栏目链接第十五页，共27页。解析：A、B选项适合于酶的固定化，C选项既用于酶固定，也可用变式训练(xùnliàn)1．相对固定化酶而言，固定化细胞对酶的活性影响较小，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(fǎnyìng)中连续发挥作用C．催化反应(fǎnyìng)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的化学反应(fǎnyìng)中有效地发挥作用

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方法突破栏目链接第十六页，共27页。变式1．相对固定化酶而言，固定化细胞对酶的活性影响较小，根本变式训练(xùnliàn)解析(jiěxī)：固定化细胞维持了细胞结构的完整性，为酶充分地发挥作用提供了稳定的内环境。答案：D

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方法突破栏目链接第十七页，共27页。变式解析(jiěxī)：固定化细胞维持了细胞结构的完整性，二、固定化酵母细胞的制备(zhìbèi)与应用1．固定化酵母细胞的制备(1)酵母细胞的活化：在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。(2)配制CaCl2溶液：0.83g无水CaCl2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解(róngjiě)备用。(3)配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸钠＋10mL水→50mL烧杯→酒精灯小火(或间断)加热，并不断搅拌，使之溶化→蒸馏水定容到10mL。

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方法突破栏目链接第十八页，共27页。二、固定化酵母细胞的制备(zhìbèi)与应用1．固定化酵母(4)海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞，充分搅拌后吸入到注射器中。(5)固定化酵母细胞：以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，形成凝胶珠。2．用固定化酵母细胞发酵(1)冲洗：将固定好的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗2～3次，刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡30min左右，形成稳定结构。(2)发酵：150mL质量分数(fēnshù)为10%葡萄糖溶液＋固定化酵母细胞→200mL锥形瓶→密封→25℃下发酵24h。

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方法突破栏目链接第十九页，共27页。(4)海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将溶化好的海藻酸钠溶液制备固定化酵母细胞的易错提醒①CaCl2要称量准确，不能用自来水配制溶液，防止自来水中各种离子影响实验效果(xiàoguǒ)，应用蒸馏水。②加入活化酵母细胞时，海藻酸钠溶液必须冷却至室温，以免温度过高而杀死酵母菌。③制备过程严格要求无菌操作，防止微生物污染。特别提醒

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方法突破栏目链接第二十页，共27页。制备固定化酵母细胞的易错提醒特别④海藻酸钠溶液的浓度涉及固定化细胞的质量，如果海藻酸钠浓度过高，很难形成(xíngchéng)凝胶珠；如果浓度过低，形成(xíngchéng)的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目就少，影响实验效果。特别提醒

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方法突破栏目链接第二十一页，共27页。④海藻酸钠溶液的浓度涉及固定化细胞的质量，如果海藻酸钠浓度过三、直接(zhíjiē)使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的比较直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种数一种或几种一种一系列酶制作方法无化学结合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化是否需要营养物质否否是催化反应单一或多种单一一系列

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方法突破栏目链接第二十二页，共27页。三、直接(zhíjiē)使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的比(续表)反应物质各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)小分子物质缺点①对环境条件非常敏感，易失活②难回收、成本高、影响产品质量催化化学反应比较单一反应物不易与酶接触，尤其是大分子物质，反应效率下降优点催化效率高、低耗能、低污染①既能与反应物接触，又能与产物分离②可以反复利用成本低、操作容易，使用时间长

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方法突破栏目链接第二十三页，共27页。(续表)反应物质各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、例2下面(xiàmian)是制备固定化酵母细胞的步骤，正确的是()①配制CaCl2溶液②海藻酸钠溶化③海藻酸钠与酵母细胞混合④酵母细胞活化⑤固定化酵母细胞A．①②③④⑤B．④①③②⑤C．④⑤②①③D．④①②③⑤

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方法突破栏目链接第二十四页，共27页。例2下面(xiàmian)是制备固定化酵母细胞的步骤，正确解析：制备固定化酵母细胞的基本步骤是：酵母细胞的活化→配制物质的量浓度(nóngdù)为0.05mol/L的CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。答案：D

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方法突破栏目链接第二十五页，共27页。解析：制备固定化酵母细胞的基本步骤是：酵母细胞的活化→配制物2．下列(xiàliè)有关固定化酵母细胞制备步骤不恰当的是()A．应使干酵母与水混合并搅拌，以利于酵母菌活化B．配置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．将酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注入CaCl2溶液中，会观察到CaCl2溶液中有球形的凝胶珠形成变式训练

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方法突破栏目链接第二十六页，共27页。2．下列(xiàliè)有关固定化酵母细胞制备步骤不恰当的是解析：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温(shìwēn)，方可加入已活化的酵母细胞。答案：C变式训练

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方法突破栏目链接第二十七页，共27页。解析：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温(shìwēn)，方专题4酶的研究与应用课题(kètí)3酵母细胞的固定化第一页，共27页。专题4酶的研究与应用课题

情景导入知识梳理方法突破栏目链接第二页，共27页。情景导入知识梳理方法突破栏目链接我们知道，酶是生物催化剂，能改变化学反应速度，但反应前后酶的结构、性质并未改变。我们在使用加酶洗衣粉将衣服清洗(qīngxǐ)干净的同时，也将洗衣粉中的“有功之臣”连同污水一块倒掉了，多可惜啊！这也造成了一定程度上的污染和浪费。现在酵母细胞的固定化技术可使酶重复使用。

情景导入知识梳理方法突破栏目链接第三页，共27页。我们知道，酶是生物催化剂，能改变化学反应速度，但反应前后酶的请思考：1．如何将酶进行固定化？2．固定化细胞(xìbāo)的方法有几种？

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知识梳理方法突破栏目链接第五页，共27页。情景导入知识梳理方法突破栏目链接(1)能将葡萄糖转化成果糖的酶是______________。(2)固定化酶技术使用的反应柱上的孔应满足酶颗粒(kēlì)______通过，反应溶液______通过，若反应物颗粒(kēlì)过大则不能用此法。一、固定化酶的应用(yìngyòng)实例葡萄糖异构酶无法(wúfǎ)自由

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知识梳理方法突破栏目链接第六页，共27页。(1)能将葡萄糖转化成果糖的酶是______________二、固定化细胞(xìbāo)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(yīdìng)空间内的技术，包括________、__________和____________。其中细胞多采用________固定化。(2)包埋法固定化细胞是将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中。常用的载体有________、____________、____________、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。物理(wùlǐ)化学包埋法化学结合法物理吸附法包埋法明胶琼脂糖海藻酸钠

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知识梳理方法突破栏目链接第七页，共27页。二、固定化细胞(xìbāo)技术(1)固定化酶和固定化细胞是三、实验(shíyàn)操作1．制备固定化酵母细胞(1)酵母细胞的活化：向干酵母中加入________，搅拌混匀。(2)配制CaCl2溶液(róngyè)：向无水________加入蒸馏水，充分溶解。(3)配制海藻酸钠溶液(róngyè)：酒精灯加热时要用______或__________，且边加热边______，直至完全溶化，最后用蒸馏水定容。蒸馏水

CaCl2

小火(xiǎohuǒ)间断加热搅拌

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知识梳理方法突破栏目链接第八页，共27页。三、实验(shíyàn)操作1．制备固定化酵母细胞蒸馏水(4)海藻酸钠溶液与__________混合。(5)固定化酵母细胞：以恒定(héngdìng)速度缓慢将上述混合液滴加到____________中，形成凝胶珠，并在CaCl2溶液中浸泡。酵母(jiàomǔ)细胞CaCl2溶液(róngyè)

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方法突破栏目链接第十一页，共27页。情景导入知识梳理方法突破栏目链接一、固定化酶和固定化细胞(xìbāo)的方法(1)包埋法(A、B图)：是指将酶包裹在多孔的载体中，如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹在醋酸纤维素等半透性高分子膜中。(2)化学结合法(C图)：将酶分子相互结合，或将其结合到纤维素、琼脂糖等载体上的固定方式。(3)物理吸附(xīfù)法(D图)：指将酶吸附(xīfù)到固体吸附(xīfù)剂表面的方法，固体吸附(xīfù)剂多为活性炭、多孔玻璃等。

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方法突破栏目链接第十六页，共27页。变式1．相对固定化酶而言，固定化细胞对酶的活性影响较小，根本变式训练(xùnliàn)解析(jiěxī)：固定化细胞维持了细胞结构的完整性，为酶充分地发挥作用提供了稳定的内环境。答案：D

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方法突破栏目链接第十七页，共27页。变式解析(jiěxī)：固定化细胞维持了细胞结构的完整性，二、固定化酵母细胞的制备(zhìbèi)与应用1．固定化酵母细胞的制备(1)酵母细胞的活化：在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。(2)配制CaCl2溶液：0.83g无水CaCl2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解(róngjiě)备用。(3)配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸钠＋10mL水→50mL烧杯→酒精灯小火(或间断)加热，并不断搅拌，使之溶化→蒸馏水定容到10mL。

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方法突破栏目链接第二十页，共27页。制备固定化酵母细胞的易错提醒特别④海藻酸钠溶液的浓度涉及固定化细胞的质量，如果海藻酸钠浓度过高，很难形成(xíngchéng)凝胶珠；如果浓度过低，形成(xíngchéng)的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目就少，影响实验效果。特别提醒

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方法突破栏目链接第二十一页，共27页。④海藻酸钠溶液的浓度涉及固定化细胞的质量，如果海藻酸钠浓度过三、直接(zhíjiē)使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的比较直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种数一种或几种一种一系列酶制作方法无化学结合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化是否需要营养物质否否是催化反应单一或多种单一一系列

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