生物学案：课堂探究专题课题酵母细胞的固定化VIP

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课堂探究探究点一直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较·问题导引·在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，说明酶制剂使用有很多优点.但酶通常对强酸、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，提高了生产成本，也可能影响产品质量。如果你是工程技术人员,你如何解决这个问题？提示:用固定化酶或固定化细胞取代酶制剂。·名师精讲·直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种类一种或几种一种一系列酶常用载体-高岭土、皂土、硅胶、凝胶明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺制作方法—化学结合法、物理吸附法包埋法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反应底物各种物质（大分子、小分子)各种物质（大分子、小分子）小分子物质优点催化效率高,低耗能、低污染等酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用成本低，操作更容易不足对强酸、强碱、高温和有机溶剂等环境条件非常敏感,容易失活;溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中，很多产物都是通过一系列的酶促反应才能得到固定后的细胞与反应物不容易接近,尤其是大分子物质，可能导致反应效率下降等【例题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所固定的酶都可在细胞外起作用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方法点拨固定化酶和固定化细胞所固定的酶都可以反复使用。变式训练1下列说法不正确的是(）A．固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B．固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法C．细胞由于个体大，多采用物理吸附法固定D．反应物是大分子物质时应采用固定化酶解析：在酶和细胞的固定化技术中,通常有包埋法、化学结合法和物理吸附法.酶分子小,又多带电荷,易从多孔性物质中漏出，因此多使用化学结合法与物理吸附法,而细胞个体大，难以被多孔性物质吸附或结合，因而多采用包埋法。答案:C探究点二制备固定化酵母细胞·问题导引·李超学习了制备固定化酵母细胞后，将葡萄清洗干净,用固定化酵母细胞发酵制葡萄酒，但是效果却不理想。这是为什么呢？你能给他解决这个问题吗？提示:固定化酵母细胞包埋在海藻酸钠内，不容易与葡萄接触。可先将葡萄榨汁，在汁液中加入固定化酵母细胞，汁液中的葡萄糖容易透过海藻酸钠进入凝胶珠内部。·名师精讲·1．酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要1h左右.此外，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．加热海藻酸钠加速溶解的过程中,需使用小火，或者间断加热，防止加热过快，使海藻酸钠焦糊.海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果.3．用蒸馏水定容和最后冲洗凝胶珠,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．海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：冷却后再混合，防止过热杀死酵母菌。注意混合均匀，不要进入气泡。5．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.6．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。7．凝胶珠的颜色和形状：如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败,需要再作尝试。8．检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法.一是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。二是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。【例题2】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,下列叙述不正确的是（）A．刚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CaCl2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装置中解析:刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合,否则温度过高会导致酵母菌死亡。答案：A变式训练2下列有关配制海藻酸钠溶液的叙述，不准确的是(）A．加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环B．海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的