高中生物人教版选修1课件43-酵母细胞的固定化

课题3

酵母细胞的固定化一二三一二三一二三案例探究课堂小结探究点当堂检测探究点制备固定化酵母细胞

问题导引制备固定化酵母细胞的关键是什么?刚形成的凝胶珠应该怎么处理?据教材P50~51制备固定化酵母细胞的实验步骤,思考下列问题。(1)本实验固定酵母细胞采用的是什么方法?海藻酸钠起什么作用?答案：包埋法。海藻酸钠作为载体(或包埋材料)包埋酵母细胞。案例探究课堂小结探究点当堂检测

(2)在用海藻酸钠包埋酵母细胞形成凝胶珠的过程中,加热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,加入已活化的酵母细胞充分搅拌混合均匀。

(3)右图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实验结果,出现此结果的可能原因包括①③④。①海藻酸钠浓度过高

②酵母细胞已经死亡③注射器中的溶液推进速度过快④注射器距离CaCl2溶液液面太近案例探究课堂小结探究点当堂检测

(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。①图1中X溶液为CaCl2溶液,其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠。②图1中刚制备的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间,然后用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中。图2发酵过程中搅拌的目的是使葡萄糖溶液与固定化酵母细胞充分接触。案例探究课堂小结探究点当堂检测归纳提升1.制备固定化酵母细胞的注意事项(1)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)加热海藻酸钠使其溶化的过程中,需使用小火,或者间断加热,防止加热过快,使海藻酸钠焦糊。(3)定容和最后冲洗凝胶珠时,不用自来水,防止自来水中的离子对固定好的酵母细胞产生影响。(4)刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间,以便形成稳定的结构。案例探究课堂小结探究点当堂检测特别提示(1)海藻酸钠溶液必须冷却至室温,才能加入活化的酵母细胞,以免温度过高杀死酵母菌。(2)制作符合要求的凝胶珠应选择合适浓度的海藻酸钠溶液;若浓度偏低,则制作的凝胶珠颜色过浅,显白色,固定的酵母菌数目较少;若海藻酸钠溶液浓度过高,则形成的凝胶珠不为圆形或椭圆形,制作失败。(3)细胞的固定要在严格无菌条件下进行;反复使用固定化酵母细胞时,需要避免微生物的污染。案例探究课堂小结探究点当堂检测2.检验凝胶珠的质量是否合格,可以使用下列方法(1)机械法:用镊子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;也可以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。(2)目测法:合格的凝胶珠应是淡黄色、圆形或椭圆形。案例探究课堂小结探究点当堂检测类型一

固定化酶和固定化细胞的比较例1下列有关固定化酶和固定化细胞的说法,正确的是(

)A.某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应B.固定化细胞技术一次只能固定一种酶C.固定化酶和固定化细胞的共同点是都可以反复使用D.固定化酶和固定化细胞都能反复使用,但酶的活性迅速下降解析：酶具有专一性,一种酶固定后不能催化一系列生化反应;固定化细胞技术固定的是细胞内的一系列酶;固定化酶和固定化细胞都能反复使用,若条件适宜,一般不会出现酶的活性迅速下降的问题。答案：C案例探究课堂小结探究点当堂检测案例探究课堂小结探究点当堂检测类型二

制备固定化酵母细胞例2导学号04050037为了探究啤酒酵母固定化的最佳条件,科研人员研究了CaCl2浓度对固定化酵母发酵性能的影响,结果如下图。请回答下列问题。案例探究课堂小结探究点当堂检测

(1)与利用游离酵母生产啤酒相比,利用固定化酵母的优点有

。

(2)实验结果表明,随CaCl2浓度的增大,凝胶珠机械强度增大,完整率

。

(3)结合发酵性能分析,制备凝胶珠适宜的CaCl2浓度为

。当CaCl2浓度过高时,发酵液中的糖度升高,酒精度下降,发酵受到影响,原因是

。

(4)用海藻酸钠作为载体包埋酵母细胞,溶化海藻酸钠时最好采用

的方法,以防发生焦糊。溶化好的海藻酸钠溶液应

后,再与已活化的酵母细胞充分混合。若海藻酸钠浓度过低,会导致

,固定效果大大降低。

案例探究课堂小结探究点当堂检测解析：(2)由题图可知,随着CaCl2浓度的增大,凝胶珠的完整率增大。(3)由题图可知,当CaCl2浓度为2.0

mol/L时,发酵产生的酒精度最高;CaCl2浓度过高会使凝胶珠机械强度过大,影响凝胶珠的通透性从而影响糖进入其内部。(4)为防止发生焦糊,溶化海藻酸钠时最好采用小火或间断加热的方法;为保护活化的酵母细胞的活性,溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却到室温后再与酵母细胞混合。答案：(1)可重复使用、便于产物分离、提高产品质量等(2)增加(3)2.0mol/L凝胶珠机械强度过大,通透性降低,影响糖进入其内部(4)小火或间断加热冷却至室温酵母细胞从颗粒中漏出案例探究课堂小结探究点当堂检测1234案例探究课堂小结探究点当堂检测1.下列不属于固定化酶在利用时的特点的是(

)A.有利于酶与产物分离B.可以被反复利用C.能自由出入依附的载体D.一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应解析：固定化酶是将酶固定在一种载体上,因此它不能自由出入依附的载体。答案：C1234案例探究课堂小结探究点当堂检测2.如果反应物是大分子物质,采用哪种方法催化会受限制?(

)A.直接使用酶B.使用化学方法结合的酶C.使用固定化细胞 D.使用物理吸附法固定的酶解析：大分子物质因不能通过细胞膜而不能与细胞内的酶接触,从而使固定化细胞不能发挥作用。答案：C1234案例探究课堂小结探究点当堂检测3.在使用包埋法固定细胞时,下列哪一项不是常用的载体?(

)A.明胶 B.琼脂糖C.海藻酸钠 D.纤维素解析：包埋法固定细胞常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。答案：D1234案例探究课堂小结探究点当堂检测4.导学号04050038在20世纪50年代,酶已经大规模地应用于各个生产领域,到了70年代又出现了固定化酶与固定化细胞的技术。(1)在实际生产中,固定化酶技术的优点是

。与固定化酶技术相比,固定化细胞固定的是

。

(2)制备固定化酵母细胞,最常用的载体是

,使用了下图中的方法[

]

(填出标号与名称)。

(3)制作固定化酵母细胞时,充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和

溶液中形成凝胶珠。1234案例探究课堂小结探究点当堂检测

解析：将酶固定化后,可使酶在催化反应之后不随产物流走,可以反复利用;将细胞固定化后,可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定。海藻酸钠一般不能参与化学反应,同时,在高温下容易溶化,温度降低时又形成多孔性固体颗粒,是包埋酵母细胞的好材料。图①为化学结合法,图