課題1酵母細(xì)胞的固定化一、達(dá)標(biāo)（一）知識(shí)目標(biāo)：知識(shí)與技能:1、識(shí)記固定化技術(shù)的常用方法2、理解固定化酵母細(xì)胞的制備過程3、知道固定化酶的實(shí)例過程與方法:1、固定化細(xì)胞技術(shù)2、制備固定化酵母細(xì)胞的過程情感態(tài)度與價(jià)值觀:通過固定化技術(shù)的發(fā)展過程，培養(yǎng)科學(xué)探究精神，同時(shí)領(lǐng)會(huì)研究的科學(xué)方法（二）重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn):制備固定化酵母細(xì)胞難點(diǎn):制備固定化酵母細(xì)胞二、基礎(chǔ)知識(shí)：（一）、實(shí)驗(yàn)原理：固定化酶的應(yīng)用實(shí)例活動(dòng)一、仔細(xì)閱讀課文，舉例說明固定化酶技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)的？與一般的酶反應(yīng)相比，意義在哪里？高果糖漿是指，能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖的酶是。使用固定化酶技術(shù)，將這種酶固定在一種上，再將這些酶顆粒裝到一個(gè)內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的。酶顆粒無法通過，而自由出入。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱的下端流出。反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。固定化細(xì)胞技術(shù)活動(dòng)二、閱讀課文，試說明固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)胞技術(shù)有哪些異同？固定化酶和固定化細(xì)胞是利用或方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括、和法。一般來說，酶更適合采用和法固定，而細(xì)胞多采用法固定化。這是因?yàn)榧?xì)胞個(gè)大，而酶分子很??；個(gè)大的難以被或，而個(gè)小的酶容易從中漏出。包埋法固定化細(xì)胞即將微生物細(xì)胞包埋在不溶于水的中。常用的載體有、、、和等。（將酶和細(xì)胞固定化方法有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。）【比較】酶和細(xì)胞的固定方法和特點(diǎn)固定對(duì)象酶細(xì)胞適宜固定法化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法包埋法特點(diǎn)體積小，固定一種酶。包埋法容易丟失體積大，固定一系列酶。難以化學(xué)結(jié)合和吸附思考1對(duì)固定酶的作用影響較小的固定方法是什么？思考2將谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)固定什么？；若將蛋白質(zhì)變成氨基酸，應(yīng)當(dāng)固定什么？（二）、實(shí)驗(yàn)操作活動(dòng)三、實(shí)驗(yàn)操作中，制備固定化酵母細(xì)胞的操作可以分為哪幾步？應(yīng)該注意哪些問題？（一）制備固定化酵母細(xì)胞制備固定化酵母細(xì)胞需要的材料是、和1．酵母菌的活化活化就是處于狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。2．配制物質(zhì)的量嘗試為0．05mol/L的Cacl2溶液3．配制海藻酸鈉溶液加熱溶化海藻酸鈉時(shí)要注意：思考3微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？4．海藻酸鈉溶液與酵母菌細(xì)胞混合思考4為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞？5．固定化酵母細(xì)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(shí)間）。（二）用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵1．將固定好的酵母細(xì)胞用沖洗2-3次。2．發(fā)酵時(shí)的溫度就為，時(shí)間。思考5發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封？思考6錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？思考7在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，需要無菌操作碼？（三）、結(jié)果分析與評(píng)價(jià)活動(dòng)四、結(jié)果分析中，如何通過凝膠珠的特點(diǎn)來判斷細(xì)胞固定化是否成功？（一）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；如果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。（二）觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液利用固定的酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多，同時(shí)會(huì)聞到。（四）、課題延伸工業(yè)生產(chǎn)中，細(xì)胞的固定化技術(shù)是在條件下進(jìn)行的活動(dòng)五、課堂閱讀并填寫下表直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞催化的優(yōu)缺點(diǎn)如下表所示。類型優(yōu)點(diǎn)不足直接使用酶催化效率，低耗能、污染等。對(duì)環(huán)境條件非常敏感，容易；溶液中的酶很難，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。固定化酶酶既能與反應(yīng)物，又能與產(chǎn)物分離，同時(shí)，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)。一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的。固定化細(xì)胞成本低，操作更容易。固定后的酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不容易，可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下降等。三、總結(jié)酵母細(xì)胞的固定化酵母細(xì)胞的固定化直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞酶的種類常用載體制作方法是否需要營(yíng)養(yǎng)催化反應(yīng)反應(yīng)物分子的大小優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)一、固定化酵母細(xì)胞的流程酵母細(xì)胞的活化（將休眠的酵母細(xì)胞加入中）↓配制CaCl2溶液（作用：）↓配制海藻酸鈉（鈣）溶液（注意點(diǎn)：①濃度高時(shí)，；濃度低時(shí)，，影響實(shí)驗(yàn)效果。②小火或間斷加熱，避免焦糊。）↓海藻酸鈉與酵母菌混合（注意點(diǎn)：。）↓固定化酵母細(xì)胞二、注意點(diǎn)1．固定化細(xì)胞要在嚴(yán)格的條件下進(jìn)行。2．反復(fù)使用固定化酵母細(xì)胞時(shí)，需要避免。3．用固定化酵母細(xì)胞生產(chǎn)果酒時(shí)應(yīng)注意：①控制好②確保環(huán)境③及時(shí)排除產(chǎn)生的④適當(dāng)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間四、突破訓(xùn)練1．下列屬于固定化酶在利用時(shí)的特點(diǎn)的是（多選）A．有利于酶與產(chǎn)物分離 B．可以被反復(fù)利用C．能自由出入依附的載體 D．一種固定化酶一般情況下不能催化一系列酶促反應(yīng)2．使用固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是A．能催化大分子物質(zhì)的水解 B．可催化一系列化學(xué)反應(yīng)C．與反應(yīng)物易接近 D．有利于酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用3．酶的固定方法不包括A．將酶吸附在固體表面上 B．將酶相互連接起來C．將酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里 D．將酶制成固體酶制劑，如加酶洗衣粉中的酶4．下列關(guān)于酶制劑的敘述錯(cuò)誤的是A．酶制劑是包含酶的制品 B．胞內(nèi)酶和胞外酶均可用于制成酶制品C．酶制品的生產(chǎn)包括酶的生產(chǎn)、提取、分離純化和固定化等D．固定化細(xì)胞不屬于酶制劑5．如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采用那種方法催化受限制A．直接使用酶 B．使用化學(xué)方法結(jié)合的酶C．使用固定化細(xì)胞 D．使用物理吸附法固定的酶6．下列關(guān)于酶和細(xì)胞的固定敘述不正確的是A．酶分子很小，易采用包埋法B．酶分子很小，易采用化學(xué)結(jié)合或物理吸附法固定的酶C．細(xì)胞個(gè)大，難被吸附或結(jié)合 D．細(xì)胞易采用包埋法固定7．關(guān)于固定化酶的敘述不正確的是A．既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物分離 B．固定在載體上的酶可被反復(fù)利用C．可催化一系列反應(yīng) D．酶的活性和穩(wěn)定性受到限制8．固定化細(xì)胞對(duì)酶的活性影響最小，根本原因是A．避免了細(xì)胞破碎、酶的提取純化過程 B．固定化細(xì)胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)發(fā)揮作用C．促化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用D．細(xì)胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中有效的發(fā)揮作用9．關(guān)于酵母細(xì)胞活化的說法，不正確的是A．酵母細(xì)胞活化就是由無氧呼吸變成有氧呼吸B．活化就是讓處于休眠狀態(tài)的細(xì)胞恢復(fù)生活狀態(tài)C．酵母細(xì)胞活化所需要的時(shí)間較短 D．酵母細(xì)胞活化后體積增大10．對(duì)配制海藻酸鈉溶液的敘述不準(zhǔn)確的是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(xì)胞的質(zhì)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(nèi)包埋細(xì)胞過少11．高果糖漿生產(chǎn)需要的酶是A．葡萄糖異構(gòu)酶 B．蔗糖酶 C．麥芽糖酶 D．果糖酶12．下列關(guān)于固定化酶中用到的反應(yīng)柱的理解中。正確的是A．反應(yīng)物和酶均可自由通過反應(yīng)柱 B．反應(yīng)物和酶均不能通過反應(yīng)柱C．反應(yīng)物能通過，酶不能通過 D．反應(yīng)物不能通過，酶能夠通過13．如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采用那種方法催化受限制A．直接使用酶 B．使用化學(xué)方法結(jié)合的酶C．使用固定化細(xì)胞 D．使用物理吸附法固定的酶14．固定化細(xì)胞常用包埋法固定，原因是A．包埋法固定操作最簡(jiǎn)便 B．包埋法對(duì)酶活性的影響最小C．包埋法固定具有普遍性 D．細(xì)胞體積大，難以被吸附或結(jié)合15．下列不屬于固定化酶在利用時(shí)的特點(diǎn)的是A．一種固定化酶一般不能催化一系列酶促反應(yīng)B．有利于酶與產(chǎn)物分離，提高產(chǎn)物品質(zhì)C．能自由出入依附的載體 D．酶是催化劑，但固定化酶也不可永遠(yuǎn)利用16．下列關(guān)于固定化酶技術(shù)說法中，正確的是A．固定化酶技術(shù)就是固定反應(yīng)物，讓酶圍繞反應(yīng)物旋轉(zhuǎn)的技術(shù)B．固定化酶的優(yōu)勢(shì)在于能催化一系列的酶促反應(yīng)C．固定化酶中的酶無法重復(fù)利用 D．固定化酶是將酶固定在一定空間的技術(shù)17．目前，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，下列屬于應(yīng)用中所面臨的實(shí)際問題的是A．酶通常對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫非常敏感，但對(duì)有機(jī)溶劑不敏感B．酶的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，所以催化功能很高C．酶用于生產(chǎn)時(shí)可能會(huì)混在產(chǎn)物中，影響產(chǎn)品質(zhì)量D．直接用于生產(chǎn)中的酶可以多次利用18．固定化細(xì)胞對(duì)酶的活性影響最小，根本原因是A．避免了細(xì)胞破碎、酶的提取純化過程 B．固定化細(xì)胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)發(fā)揮作用C．促化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用D．細(xì)胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中有效的發(fā)揮作用19．在制備固定化酵母細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，CaCl2溶液的作用是 A．調(diào)節(jié)溶液pH B．進(jìn)行離子交換 C．膠體聚沉 D．為酵母菌提供鈣離子20．下列關(guān)于固定化酶和一般酶制劑在應(yīng)用效果上的說法中，錯(cuò)誤的是 A．固定化酶生物活性強(qiáng)，可長(zhǎng)久使用 B．一般酶制劑應(yīng)用后和產(chǎn)物混在一起，產(chǎn)物的純度不高 C．一般酶制劑只能一次性利用D．固定化酶可降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)量和和質(zhì)量21．使用固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是A．有利于增加酶的活性 B．有利于產(chǎn)物的純化C．有利于提高反應(yīng)速度 D．有利于酶發(fā)揮作用22．酶的固定方式不包括A．將酶吸附在載體表面上 B．將酶相互連接起來C．將酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里 D．將酶加工成固體23．使用固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是A．能催化大分子物質(zhì)的水解 B．可催化一系列化學(xué)反應(yīng)C．與反應(yīng)物易接近 D．有利于酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用24．下列關(guān)于酶和細(xì)胞的固定敘述不正確的是A．酶分子很小，易采用包埋法 B．酶分子很小，易采用化學(xué)結(jié)合或物理吸附法固定的酶C．細(xì)胞個(gè)大，難被吸附或結(jié)合 D．細(xì)胞易采用包埋法固定25．研究認(rèn)為，用固定化酶技術(shù)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(jī)磷農(nóng)藥，與微生物降解相比，其作用不需要適宜的 A．溫度 B．酸堿度 C．水分 D．營(yíng)養(yǎng)26．下列不是用于包埋法固定化細(xì)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27．下列關(guān)于固定化細(xì)胞的敘述，正確的是A．催化效率高，低耗能、低污染 B．對(duì)環(huán)境的條件非常敏感，容易失活C．既能與反應(yīng)物充分接觸，又能與產(chǎn)物分離 D．成本低、操作簡(jiǎn)單，但反應(yīng)效率可能很低28．溶解海藻酸鈉，最好采用下列哪種加熱的方法 A．小火間斷 B．小火持續(xù) C．大火間斷 D．大火持續(xù)29．對(duì)配制海藻酸鈉溶液的敘述不準(zhǔn)確的是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(xì)胞的質(zhì)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(nèi)包埋細(xì)胞過少30．目前，日用化工廠大量生產(chǎn)的酶制劑，其中的酶大都來自A．化學(xué)合成 B．動(dòng)物體內(nèi) C．植物體內(nèi) D．微生物體內(nèi)31．下圖是制備固定化酵母細(xì)胞實(shí)驗(yàn)步驟圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答：酵母細(xì)胞活化→配制CaCl2溶液→配置海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞（1）在_______________狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物恢復(fù)_________狀態(tài)?；罨皯?yīng)選擇足夠大的容器，因?yàn)榻湍讣?xì)胞活化時(shí)_________。（2）影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是_______________。（3）如果海藻酸鈉濃度過低，形成凝膠珠包埋酵母細(xì)胞數(shù)目______。（4）觀察形成凝膠珠的顏色和形狀，如果顏色過淺，說明如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明。（5）制備固定化酶不宜用包埋法，為什么？32．（酵母菌是一種真菌，與人們的日常生活密切相關(guān)，也是現(xiàn)代生物技術(shù)研究常用的模式生物，生物科技小組對(duì)此進(jìn)行了下列研究：（a）從生物園中獲得酵母菌；（b）用酵母菌制作果酒。（1）生物園的土壤富含各種微生物，將土壤浸出液接種到特定培養(yǎng)基上可得到酵母菌。這一步驟叫做。（2）在酵母菌的純化培養(yǎng)中，培養(yǎng)基上會(huì)出現(xiàn)一些分別由一個(gè)酵母菌繁殖而成的菌落，在生態(tài)學(xué)上，一個(gè)菌落的全部酵母菌稱為一個(gè)。為了能反復(fù)利用，需要將純化后并經(jīng)過繁殖培養(yǎng)得到的酵母菌與海藻酸鈉溶液混合制成“凝膠珠”，如果在CaCl2溶液中形成的凝膠珠顏色過淺，說明。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明。（3）經(jīng)測(cè)定酵母菌消耗的糖中，98．5%形成了酒精和其它發(fā)酵產(chǎn)物。其余1．5%則用于?，F(xiàn)在工廠化生產(chǎn)果酒，為提高果酒的品質(zhì)，更好地抑制其它微生物的生長(zhǎng)，采取的措施是。（4）研究認(rèn)為，用固定化酶處理污染物是很有前途的，如將從大腸桿菌得到的磷酸三脂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(jī)磷農(nóng)藥，與用微生物降解比，其作用不需要適宜的。A．溫度 B．水分 C．pH D．營(yíng)養(yǎng)（5）制作果酒時(shí)，將“凝膠珠”加入到葡萄汁中，控制好發(fā)酵條件，10d后得到散發(fā)著酒香的成品。此過程的原理是。33．在日常洗滌中，普通洗衣粉已經(jīng)逐漸被加酶洗衣粉所代替，加酶洗衣粉中的堿性蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶、淀粉酶等可以將粘附在衣物上的奶漬、汗?jié)n、血漬等快速、徹底地清除掉，因此非常受人們的歡迎。（1）某班同學(xué)為探究“雕牌”復(fù)合加酶洗衣粉的最佳洗滌溫度，設(shè)計(jì)了一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的自變量應(yīng)為____________________。實(shí)驗(yàn)過程中，不同的小組選用了含不同污染物的衣物作為實(shí)驗(yàn)材料，最終結(jié)果匯總?cè)缦卤恚翰煌瑴囟认鲁ゲ煌蹪n所需的時(shí)間（t）水溫（℃）51525354555657585植物油225110987849352246109牛奶200103704211344991100漿糊1439965312163497148由上表可知，在洗滌含不同污染物的衣物時(shí)要_____________________________。（2）目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的，某大型洗滌公司為降低生產(chǎn)成本研制了一種能多次重復(fù)使用加酶洗衣粉的設(shè)備，他們將酶固定在不溶于水的尼龍載體上，洗滌完衣物后，經(jīng)過簡(jiǎn)單處理，這些酶還可以多次重復(fù)利用，這種處理酶的方法叫________