酵母细胞的固定化导学案.docx

第3节酵母细胞的固定化（共1课时，第1课时）
【课标要求】说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。
尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。
【创设情景】
[思考1]影响酶的因素有哪些？[思考2]如何理解酶的专一性？
[思考3]发酵过程中一种能完成所有反应吗？
【学习活动】
活动一：仔细阅读课题背景，想一想，我们如何能实现酶的固定化和细胞的固定化？

精讲：酶：优点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。
实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本；反应后的酶会混合在产物中，如不除去，会影响产品质量。
设想：。
固定化酶：优点
实际问题：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的。
设想：。
固定化细胞：优点。

活动二：仔细阅读课文，举例说明固定化酶技术是如何实现的？与一般的酶反应相比，意义在哪里？

精讲：能将葡萄糖转化为果糖的酶是。使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。

活动三：阅读课文，试说明固定化酶技术与固定化细胞技术有哪些异同？

精讲：固定化酶和固定化细胞是利用或方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括、和法。一般来说，酶更适合采用和法固定，而细胞多采用法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被或，而个小的酶容易从中漏出。
包埋法法固定化细胞即将微生物细胞包埋在不溶于水的中。常用的载体有、、、和等。
〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？

〖思考2〗将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定；
若将蛋白质变成氨基酸，应当固定。

活动四：实验操作中，制备固定化酵母细胞的操作可以分为哪几步？应该注意哪些问题？

精讲：(1)制备固定化酵母细胞
制备固定化酵母细胞需要的材料是、和。
1.酵母菌的活化
活化就是处于状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
2.配制物质的量尝试为0.05mol/L的CaCl2溶液。
3.配制海藻酸钠溶液。
加热溶化海藻酸钠时要注意：
4.海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合。
5.固定化酵母细胞：以的速度地将注射器中的溶液滴加到配制好的溶液中，并浸泡(时间)。
(2)用固定化酵母细胞发酵
1.将固定好的酵母细胞用冲洗2-3次。
2.发酵时的温度就为，时间。
〖思考3〗加热溶化海藻酸钠时微火加热并不断搅拌的目的是什么？

〖思考4〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？

〖思考5〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封？

〖思考6〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？

〖思考7〗在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作吗？

活动五：结果分析中，如何通过凝胶珠的特点来判断细胞固定化是否成功？
精讲：⑴观察凝胶珠的颜色和形状
如果制作的凝胶珠，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠，需要再作尝试。
⑵观察发酵的葡萄糖溶液
利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多，同时会闻到。
【课堂反馈】
1下列关于固定化酶技术说法中，正确的是
A．固定化酶技术就是固定反应物，让酶依附着载体围绕反应物旋转的技术
B．固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应
C．固定化酶中的酶无法重复利用D．固定化酶是将酶固定在一定空间的技术
2.下列有关固定化酵母细胞制备步骤正确的是
A．应使干酵母与自来水混合并搅拌，以利于酵母菌活化
B．配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法
C．向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀
D．将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注人CaCl2溶液中，会观察到CaCl2溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形成
3.下列关于固定化酶中用到的反应柱的理解中。正确的是
A．反应物和酶均可自由通过反应柱 B．反应物和酶均不能通过反应柱
C．反应物能通过，酶不能通过D．反应物不能通过，酶能够通过
4.使用固定化细胞的优点是()。
A.能催化大分子物质的水解B．可催化一系列化学反应
C．与反应物易接近D．有利于酶在细胞外发挥作用
5.酶的固定方法不包括()。
A.将酶吸附在固体表面上B．将酶相互连接起来
C．将酶包埋在细微网格里D．将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶
6.固定化细胞常用包埋法固定，原因是
A．包埋法固定操作最简便 B．包埋法对酶活性的影响最小
C．包埋法固定具有普遍性