專題4課題3酵母細胞的固定化

如東縣真學課堂高二選修班生物導學案郭志祥徐林如東縣真學課堂高二選修班生物導學案郭志祥徐林243酵母細胞的固定化【學習要求】說出固定化酶和固定化細胞的作用原理，了解利用固定化酶技術生產(chǎn)高果糖漿的實例。說出固定化酶在生產(chǎn)實踐中的優(yōu)點，了解固定化酶和固定化細胞的方法及二者的聯(lián)系和區(qū)分。嘗試制備固定化酵母細胞，并利用固定化酵母細胞進展酒精發(fā)酵?！緦W習重、難點】重點： 2．說出制備固定化酶、固定化細胞的方法1．簡述固定化酶、固定化細胞的應用、原理 難點：嘗試制備固定化酵母細胞【自主學習】

學習活動一簡述固定化酶和固定化細胞的應用、原理固定化酶的應用實例高果糖漿是指 含量為42%左右的糖漿。能將葡萄糖轉化為果糖的酶是 。固定化酶的反響柱上孔應滿足酶顆粒 通過，反響溶液 通過。固定化細胞技術固定化酶和固定化細胞是利用 或 方法，將酶或細胞固定在肯定空間內的技術，包括 、 和 法。一般來說，酶更適合承受 和 法固定，緣由是：而細胞多承受 法固定化。緣由是： 或 。包埋法固定化細胞馬上微生物細胞 包埋在不溶于水的 中。常用的載體有 、 、 、 和 等。直接使用酶、固定化酶和固定化細胞催化的優(yōu)缺點比較類型直接使用酶

優(yōu)點催化效率 ，低耗能、 污染等。

缺乏對環(huán)境條件格外敏感，簡潔；溶液中的酶很難，不能被再次利用，提高能影響產(chǎn)品質量。固定化酶 酶既能與反響物 ，又能與產(chǎn)物分別，同時，固定在載體上的酶還可以被反復 。

酶促反響才能得到的。固定化細胞【合作探究】

本錢低，操作更簡潔。

固定后的酶或細胞與反響物不簡潔 ，可能導致反響效果下降等。假設想將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反響，應中選擇哪種方法？假設反響物是大分子物質，又應中選擇哪種方法？【正誤推斷】葡萄糖異構酶固定前后專一性不同反響產(chǎn)物對固定化酶的活性沒有影響可用包埋法制備固定化酵母細胞固定化細胞可以催化各種反響底物的一系列反響從酶的固定方式看，吸附法比化學結合法對酶活性影響小作為消化酶使用時，蛋白酶制劑以口服方式給藥尿糖試紙含有固定化的葡萄糖酶和過氧化氫酶，可以反復使用學習活動二固定化酵母細胞的試驗操作【自主學習】制備固定化酵母細胞0.05mol/LCaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與混合→固定化酵母細胞。1、酵母活化〔活化前選用足夠大的容器，由于活化時酵母菌體積會變大〕活化就是處于 狀態(tài)的微生物重恢復正常的生活狀態(tài)。2、配制鈣液0.05mol/LCaCl溶液2 CaCl 23、配制海藻酸鈉溶液——影響試驗成敗的關鍵步驟加熱溶化海藻酸鈉時要留意：海藻酸鈉的濃度涉及到固定化細胞的質量4、海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合

過高：過低海藻酸鈉溶液溶化后 與酵母菌細胞混合5、固定化酵母細胞以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的 溶液中，并浸泡 (時間)。浸泡的作用：CaCl2溶液濃度過大：(二)用固定化酵母細胞發(fā)酵1、將固定好的酵母細胞用 沖洗2-3次。蒸餾水沖洗的目的： 2、發(fā)酵時的溫度就為 ，時間 小時。五、結果分析與評價〔一〕觀看凝膠珠的顏色和外形假設制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明 ；假設形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明 ，制作失敗，需要再作嘗試?！竞献魈骄俊啃』鸺訜岷Ｔ逅徕c時要不斷攪拌，其中的目的是什么？為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能參加酵母細胞？在利用固定化酶或固定化細胞進展生產(chǎn)的過程中，需要無菌操作嗎？【正誤推斷】凝膠珠要先在CaCl2溶液中浸泡一段時間，然后用蒸餾水沖洗幾次。將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌【穩(wěn)固訓練】1.高果糖漿的生產(chǎn)需要使用葡萄糖異構它能將葡萄糖轉化成果糖，而不能轉化成其他物質。這是依據(jù)酶的特性中的A．特異性 B．專一性 C．高效性 D．多樣性2.以下關于固定化酶和一般酶制劑在應用效果上的說法，錯誤的選項是A.固定化酶生物活性強，可以長期使用 B.一般酶制劑應用后和產(chǎn)物混合在一起，產(chǎn)品的純度不高C.一般酶制劑只能一次性利用D.固定化酶可降低生產(chǎn)本錢，提高質量和產(chǎn)量3.以下不是用于包埋法固定化細胞的載體是A．瓊脂糖 B．醋酸纖維素 C．聚丙烯酰胺 D．聚乙烯樹脂4.固定化細胞對酶的活性影響最小，根本緣由是A.避開了細胞裂開、酶的提取純化過程 B.固定化細胞在多種酶促反響中連續(xù)發(fā)揮作用C.催化反響完畢后，酶能被吸取和重復利用D.細胞構造保證了各種酶在細胞內化學反響中有效的發(fā)揮作用5.制備固定化酵母細胞過程中，假設制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，這說明A.海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數(shù)目較少B.海藻酸鈉的濃度偏高，固定的酵母細胞數(shù)目較多Ｃ.海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數(shù)目較多D.海藻酸鈉的濃度偏高，固定的酵母細胞數(shù)目較少6.以下關于固定化細胞的表達，正確的選項是A.催化效率高，低耗能、低污染 B.對環(huán)境的條件格外敏感，簡潔失活C.既能與反響物充分接觸，又能與產(chǎn)物分別D.本錢低、操作簡潔，但反響效率可能很低7．(2014·蘇、錫、常、鎮(zhèn)調研)以下有關固定化酶的表達中，正確的選項是A．只在細胞內發(fā)揮作用B．既能與反響底物接觸，又簡潔與產(chǎn)物分別C．對環(huán)境的條件格外敏感，簡潔失活D．其固定化方式就是將酶吸附在固體外表上爭論認為，用固定化酶技術處理污染物是很有前途的，如將大腸桿菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龍膜上制成制劑，可用于降解殘留在土壤中的有機磷農藥，于微生物降解相比，其作用不需要適宜的A.溫度 B.酸堿度 C.水分 D.養(yǎng)分9.對配制海藻酸鈉溶液的表達，不正確的選項是A.加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)B.海藻酸鈉的濃度涉及固定化細胞的質量C.海藻酸鈉的濃度過高，易形成凝膠珠D.海藻酸鈉的濃度過低，形成凝膠珠內包埋細胞過少10.〔多項選擇題〕以下關于固定化酶和固定化細胞的表達，不正確的選項是A.固定化細胞技術在多步連續(xù)催化反響方面優(yōu)勢明顯B.固定化酶的應用中，要掌握好pH、溫度和溶解氧C.利用固定化酶降解水體中的有機磷農藥，需要供給適宜的養(yǎng)分條件D.利用固定化酵母細胞進展發(fā)酵，糖類的作用只是作為反響底物11．(2013·江蘇高考)以下有關固定化酶和固定化細胞的表達，正確的選項是A．可用包埋法制備固定化酵母細胞B．反響產(chǎn)物對固定化酶的活性沒有影響C．葡萄糖異構酶固定前后專一性不同D．固定化細胞可以催化各種反響底物的一系列反響12．右圖是應用固定化酵母進展葡萄糖發(fā)酵的裝置，以下說法中不正確的選項是(B)A．為使固定化酵母可以反復使用，試驗過程肯定要在無菌條件下進展B．參加反響液后應保持活塞1始終翻開，活塞2則必需關閉C．裝置的長導管主要是為了釋放CO2并防止雜菌進入反響柱D．參加反響液的濃度不能過高以免酵母細胞因失水過多而死亡13．(2013·江蘇百校聯(lián)考)下面關于固定化酶和固定化細胞技術的表達，正確的選項是A．固定化酶一般只能使用一次，不能重復使用B．海藻酸鈉凝膠包埋法是固定化酶時常用的方法C．固定化細胞用于生產(chǎn)胞外酶和分泌到胞外的產(chǎn)物D．固定化后的細胞已經(jīng)完全失去了原有的生物活性14．以下有關固定化酵母技術的表達，正確的選項是A．試驗中需要先利用蒸餾水消耗酵母細胞中的有機物B．固定化酵母細胞的常用方法是吸附法，這種方法對酵母細胞活性影響最小C．試驗中使用CaCl2溶液處理的目的是使酵母細胞處于感受態(tài)，提高發(fā)酵效率D．假設最終凝膠珠的顏色泛白，可能是由于海藻酸鈉的濃度偏低15.在酵母細胞固定化的試驗中，試驗操作與目的不相符的是A．干酵母參加蒸餾水攪拌均勻，放置1小時左右，使酵母細胞活化B．承受小火或連續(xù)加熱的方法，防止海藻酸鈉發(fā)生焦糊C．將活化的酵母細胞參加海藻酸鈉溶液，輕輕攪拌，以免產(chǎn)生氣泡D．用注射器滴加溶液時要接近氯化鈣溶液的液面，防止凝膠珠消滅“尾巴”16.以下關于固定化酵母細胞的制備步驟中，不恰當?shù)氖茿.應使干酵母與水混合并攪拌，以利于酵母菌活化B.配制海藻酸鈉溶液時要用小火或連續(xù)加熱的方法C.向剛溶化好的海藻酸鈉溶液中參加已活化的酵母菌細胞，充分攪拌并混合均勻D.將與酵母菌混勻的海藻酸鈉溶液注入氯化鈣溶液中，會觀看到氯化鈣溶液中有球形或橢球形的凝膠珠形成17.假設反響物是大分子物質，承受以下哪種方法催化會受限制A.直接使用酶 B.使用化學方法結合的酶C.反響物能通過，酶不能通過D.使用物理吸附法固定的酶18.在制備固定化酵母細胞的試驗中，氯化鈣溶液的作用是A.調整溶液PH B.進展離子交換C.使膠體聚沉 D.為酵母菌供給鈣離子19.以下圖為某同學利用海藻酸鈉固定化酵母細胞的試驗結果，消滅此結果的可能緣由有〔多項選擇〕A．海藻酸鈉濃度太高 B．酵母菌已經(jīng)死亡C．注射器中的溶液推動速度過快 D．注射器距離氯化鈣溶液液面太近20〔多項選擇題〕以下圖12是利用固定化酵母細胞進展酒精發(fā)酵的示意圖，以下表達正確的選項是剛溶化的海藻酸鈉應快速與活化的酵母菌混合，制備混合液1X溶液為CaCl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠22某一試驗小組的同學，欲通過制備固定化酵母細胞進展葡萄糖溶液發(fā)酵試驗，試驗材料及用具齊全。該試驗小組的同學制備固定化酵母細胞的過程為：CaCl溶解在蒸餾水中，2CaCl溶液；③用酒精燈大火連續(xù)加熱配制海藻酸鈉溶液；④向剛溶化好的海藻2酸鈉溶液中參加已活化的酵母細胞，充分攪拌并混合均勻；⑤將與酵母混勻的海藻酸鈉液滴加到CaCl溶液中，觀看凝膠珠形成。2請你改正其中錯誤的操作 。a為固定化的酵母細胞，b是反響柱。①從上端漏斗中參加反響液的濃度不能過高的緣由是 。②為使該試驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復運用，試驗過程肯定要在條件下進展。③要想得到更多的酒精，再參加反響液后，應當如何操作？ 。④裝置的長導管起到什么作用？ 。12是利用固定化酵母細胞進展酒精發(fā)酵的示意圖。請答復以下問題：圖1中X溶液為 ，其作用是使 。圖1中制備的凝膠珠用 程中攪拌的目的是使 。在用海藻酸鈉包埋酵母菌形成凝膠珠的過程中，加熱溶解海藻酸鈉時需留意用 加熱然后將溶化好的海藻酸鈉溶液 酵母菌充分攪拌混合均勻。海藻酸鈉(%)X溶液(%)爭論覺察，固定化強度強的酵母顆粒發(fā)酵效果好，且穩(wěn)定性高、使用壽命長。某機構、3%2%、3%、4%X溶液進展凝膠化處海藻酸鈉(%)X溶液(%)22.5322.5322.532223334449309509901030110011401170117011606.76.56.56.76.46.26.76.46.3(g/30個)酒精量(%)依照表格分析，隨著X溶液濃度的增加， 用于酒精發(fā)酵效果最好的海藻酸鈉與(g/30個)酒精量(%)下面是制備固定化酵母細