1、專題四 課題3 酵母細胞的固定化【考試要求】制備和應用固相化酶(A)說出固定化酶和固定化細胞的作用和原理。說出制備固定化酶、固定化細胞的一般方法。嘗試制備固定化酵母細胞，并利用固定化酵母細胞進行酒精發酵。酵母細胞的固定化技術(b)。 學習重難點：制備固定化酵母細胞。【創設情境】 酶具有催化效率高，低耗能、低污染等優點，被大規模地應用于食品、化工、輕紡、醫藥等各個領域。在應用酶的過程中，人們發現了一些問題。下列屬于酶應用中面臨的實際問題的是 酶對有機溶劑、對高溫、強酸、強堿非常敏感加酶洗衣粉因為額外添加了酶制劑，比普通洗衣粉更易污染環境酶的催化功能很強，但需給以適當的營養物質才能較長時間維持其作

2、用溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產成本反應后會混在產物中，可能影響產品質量酶能提供反應所需的活化能，所以具低耗能的優點【教學活動】活動一、認識固定化酶和固定化細胞技術問題思考一問題1：右圖是固定化酶的反應柱示意圖，圖中所放置的篩板上的孔應滿足什么要求？ 在圖中補全原料和產物的位置。問題2：固定酶和固定細胞采用的方法有何不同？為什么？問題3：包埋法固定細胞常用的載體有哪些？問題4：從操作角度來考慮，你認為固定化酶技術與固定化細胞技術哪一種方法更容易、成本更低？哪一種方法對酶活性的影響更小？問題5：如果想將微生物的發酵過程變成連續的酶反應，應該選擇哪種方法？問題6：如果反應物是大分子

3、物質，又應該選擇哪種方法？典例引路一例1.下列關于固定化酶和固定化細胞的敘述，正確的是A固定化酶的應用中，要控制好pH、溫度和溶解氧B利用固定化酶降解水體中有機磷農藥，需提供適宜的營養條件C利用固定化酵母細胞進行發酵，糖類的作用只是作為反應底物D固定化細胞技術在多步連續催化反應方面優勢明顯例2.（多選）下列關于生物技術實踐活動的敘述正確的是 A.在果酒和果醋的制作中，發酵原料一定不同 B.固定化酶固定時可能會造成酶的損失而影響活性 C.若酵母菌培養液濃度過低，酵母菌會吸水脹破而死亡D.制作腐乳時，加鹽腌制可使豆腐塊變硬且能抵制雜菌生長 變式訓練一1.隨著生物技術的發展，酶在社會生產、生活中的應

4、用越來越廣泛。下列說法錯誤的是A. 利用酶生產某些化工產品，能顯著降低能耗、減少污染、節約成本B參與蛋白酶合成分泌的膜性細胞器有核糖體、內質網、高爾基體和線粒體C. 用于治療消化不良癥的腸溶多酶片含有多種消化酶，但嚼服后會失去療效D. 要較長時間保持酶活性，各種酶制劑都應保存在低溫的條件下2.如圖是應用固定化酵母進行葡萄糖發酵的裝置，下列說法中不正確的是 A為使固定化酵母可以反復使用，實驗過程一定要在無菌條件下進行B加入反應液后應保持活塞1始終打開，活塞2則必須關閉C裝置的長導管主要是為了釋放CO2并防止雜菌進入反應柱D加入反應液的濃度不能過高以免酵母細胞因失水過多而死亡活動二、說出固定酵母細

5、胞中的操作要點問題思考二觀看實驗錄像，思考以下列出的問題。問題1：什么是活化？酵母細胞活化時體積會如何變化？問題2：配制的海藻酸鈉溶液在加熱的過程中的注意點是什么？問題3：剛融化好的海藻酸鈉溶液能直接和酵母細胞混合嗎？為什么？問題4：若注射器離CaCl2溶液液面的距離過近，會出現什么現象？問題5：將固定的酵母細胞凝膠珠用蒸餾水沖洗23次的目的是什么？問題6：用固定化酵母細胞進行發酵時為什么選擇質量分數為10葡萄糖溶液？發酵溫度為何控制在25？發酵過程中錐形瓶為什么要密封？疑難點撥1.海藻酸鈉膠體在CaCl2這種電解質的作用下，發生聚沉，形成凝膠珠。2.如何檢驗凝膠珠的質量是否合格？可以采用以下

6、方法：一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功；二是在實驗桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。觀察凝膠珠的顏色和形狀如果制作的凝膠珠顏色過淺，呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高。3. 利用固定化酵母細胞發酵，溶液中會看到有氣泡產生，能聞到酒味,固定化酵母細胞的凝膠珠在發酵過程中會上浮。典例引路二例1.(2010·江蘇生物)下圖1表示制備固定化酵母細胞的有關操作，圖2是利用固定化酵母細胞進行酒精發酵的示意圖，

7、下列敘述正確的是(多選)A剛溶化的海藻酸鈉應迅速與活化的酵母菌混合制備混合液B圖1中X溶液為CaCl2溶液，其作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠C圖2發酵過程中攪拌的目的是為了使培養液與酵母菌充分接觸D圖1中制備的凝膠珠用蒸餾水洗滌后再轉移到圖2裝置中例2.右圖為某同學利用海藻酸鈉固定酵母菌細胞的實驗結果，出現此結果的可能原因不包括 A海藻酸鈉濃度過高            B酵母細胞已經死亡C注射器中的溶液推進速度過快D注射器距離CaCl2溶液液面太近變式訓練二1.下列關于酵母細胞

8、活化的說法，不正確的是A.酵母細胞活化后呼吸作用增強，線粒體中分解掉的葡萄糖增加B.酵母細胞活化所需要的時間較短C.活化就是讓處于休眠狀態的細胞恢復生活狀態D.酵母細胞活化后體積增大2. (多選)某小組為研究固定化酵母細胞在不同條件下的呼吸方式和強度,進行了甲、乙兩組實驗，實驗裝置如下圖所示。下列有關該實驗的敘述中，錯誤的是 A. 該實驗中，葡萄糖的作用只是作為反應的底物B. 實驗結束時，甲、乙兩組燒杯中石灰水渾濁程度相同C. 若因未攪拌而導致溶氧不足，裝置甲的錐形瓶中也可能出現少量酒精D. 同等條件下，固定化酵母細胞呼吸方式與游離的細胞相同3(2011·南京二模)根據材料回答下列有

9、關問題：.某大學科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作交聯劑(使酶相互連接)，海藻酸鈉來包埋小麥酯酶，研究固定化酶的性質，并對其最佳固定條件進行了探究。下圖顯示的是部分研究結果。(注：酶活力為固定化酶催化化學反應的總效率，包括酶的活性和酶的數量)(1)從圖1可以看出：固定化小麥酯酶比游離的小麥酯酶對溫度變化的適應性更_。(2)從圖2可以看出：海藻酸鈉濃度為_時的小麥酯酶活力最強。當海藻酸鈉濃度較低時，酶活力較低的原因是：_。(3)根據介紹，科研人員所采用的固定化技術可用下圖中的_ 表示。 .某實驗小組的同學制備固定化酵母細胞的過程如下：活化酵母細胞：稱取定量干酵母與定量蒸餾水混合并攪

10、拌，使酵母細胞活化；配制CaCl2溶液：將無水CaCl2溶解在定量蒸餾水中，配制成一定濃度的CaCl2溶液；配制海藻酸鈉溶液：用定量的海藻酸鈉直接溶解在定量的蒸餾水/無菌水中，配制成溶液；海藻酸鈉溶液和酵母細胞混合：將活化的酵母細胞迅速加入到剛配制成的海藻酸鈉溶液中，充分攪拌混合均勻；固定化酵母細胞：用注射器以恒定的速率緩慢地將海藻酸鈉和酵母細胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察凝膠珠形成。(1)請你改正其中兩處錯誤的操作：第一處：_ _；第二處： 。(2)剛形成的凝膠珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，目的是_ _。(3)如果制作的凝膠珠顏色過淺，呈白色，則說明海藻酸鈉濃_(

11、過低/過高)。課堂反饋1研究認為，用固定化酶技術處理污染物是很有前途的。如將從大腸桿菌得到的磷酸二酯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，與用微生物降解相比，其作用不需要適宜的A溫度 BpH C水分 D營養2.下列關于固定化酶和一般酶制劑在應用效果上的說法中，錯誤的是A.固定化酶的生物活性強，可永久使用B.一般酶制劑應用后和產物混在一起，產物的純度不高C.一般酶制劑只能一次性使用D.固定化酶可降低生產成本，提高產量和質量3.下列說法不正確的是 A固定化酶和固定化細胞的技術方法包括包埋法、化學結合法和物理吸附法B固定化酶更適合采用化學結合法和物理吸附法C由于細胞個大，而酶

12、分子很小，因此細胞多采用物理吸附法固定D反應物是大分子物質應采用固定化酶4.下列不屬于酶的固定方式的是 A將酶包埋在細微網格中        B將酶相互連接起來C將酶吸附在載體表面         D將酶加上糖衣5. 下列關于生物技術的敘述中，錯誤的是A腐乳制作過程中加入的香辛料也有殺菌作用B固定化細胞的優勢在于能催化一系列的酶促反應C醋酸菌在氧氣、糖充足的條件下可將葡萄汁中的糖分分解成醋酸D參與果醋發酵的微生物是需氧型的，其含有線粒體6酵母細胞固定化的實驗中，下列實驗操作與目的不相符的是 A干酵母加入蒸餾水攪拌均勻后，放置一段時間，使酵母細胞活化B采用小火間斷加熱的方法，防止海藻酸鈉發生焦糊C將活化的酵母細胞加入海藻酸鈉溶液，輕輕攪拌，以免產生氣泡D用注射器滴加溶液時要接近CaCl2溶液的液面，防止凝膠珠出現“尾巴”7.用固定化酵母細胞發酵葡萄糖溶液時，為了能產生酒精，下列措施錯誤的是 A向瓶內泵入氧氣 B應將裝置放于適宜的條件下進行C瓶內應富含葡萄糖等底物 D應將瓶口密封，效果更好8.下列關于酵母菌發酵的有關說法正確的是 A.