1、生物43酵母細胞的固定化新人教版選修第1頁/共19頁生物43酵母細胞的固定化新人教版選修第1頁/共19頁思考：通過課題背景分析，你有何體會？酶： 優點：摧化效率高，低耗能，低污染 實際問題：對環境條件敏感，易失活；溶液中的酶 很難收回，不能被再次利用，提高了生產成本；反應后酶混在產物中，如不去除，會影響產品的品質 設想：將酶固定在不容于水的載體上固定化酶：優點：酶即能與反應物接觸，又容易與反應物分離，同時，還可以反復利用 實際問題：一種酶只能催化一種化學反應，而在生產實踐中，很多產物的形成都是通過一系列的酶促反應才能完成的 設想：酶是細胞合成的，能否將合成酶的細胞直接固定？ 固定化細胞：成本低

2、，操作更容易第2頁/共19頁思考：通過課題背景分析，你有何體會？酶： 優點：摧化效率高，一、課題目標 1說出固定化酶和固定化細胞的作用和原理。2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。思考：1、如何利用固定化酶生產高果糖漿的？2、有哪些優點？第3頁/共19頁一、課題目標 思考：1、如何利用固定化酶生產高果糖漿的？2、3、固定化酶的方式有哪些？第4頁/共19頁3、固定化酶的方式有哪些？第4頁/共19頁閱讀教材P50，解決以下問題：（1）參照固定化酶，給細胞固定化下個定義（2）細胞固定化的常用方法（3）固定化細胞技術有哪些優勢？（4）如果想把微生物的發酵過程變成連續的酶反應，應該

3、選擇哪種技術？如果反應物是大分子物質，又應該采用哪種方法？（5）一般來說，酶更適合用吸附法和交聯法固定，而細胞多采用包埋法固定，想想看為什么？第5頁/共19頁閱讀教材P50，解決以下問題：（1）參照固定化酶，給細胞固定思考：直接使用酶、固定化酶與固定化細胞各有什么優缺點？類型優點不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。對環境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產成本；反應后酶會混在產物中，可能影響產品質量。固定化酶酶既能與反應物接觸，又能與產物分離，同時，固定在載體上的酶還可以被反復利用。一種酶只能催化一種化學反應，而在生產實踐中，很多產物的形成都通過一系列

4、的酶促反應才能得到的。固定化細胞成本低，操作更容易。固定后的酶或細胞與反應物不容易接近，可能導致反應效果下降等。第6頁/共19頁思考：直接使用酶、固定化酶與固定化細胞各有什么優缺點？類型優課堂討論： 1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？哪一種方法對酶活性的影響更小？2固定化細胞固定的是一種酶還是一系列酶？3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？4如果反應物是大分子物質，又應該選擇哪種方法？固定化細胞技術固定化細胞固定的是一系列酶固定化細胞技術固定化酶技術第7頁/共19頁課堂討論： 1從操作角度來考慮，你認為固定化酶技術與固定化在缺水的狀

5、態下，微生物會處于休眠狀態。活化就是讓處于休眠狀態的微生物重新恢復正常的生活狀態。酵母細胞所需要的活化時間較短，一般需要1 h，教師需要提前做好準備。此外，酵母細胞活化時體積會變大，因此活化前應該選擇體積足夠大的容器，以避免酵母細胞的活化液溢出容器外。三實驗操作（一）制備固定化酵母細胞1酵母細胞的活化思考：1、什么叫酵母細胞的活化？ 2配制物質的量濃度為的CaCl2溶液思考：2、配制物質的量濃度為的CaCl2溶液有什么作用？第8頁/共19頁在缺水的狀態下，微生物會處于休眠狀態。活化就是讓處于休眠狀態3配制海藻酸鈉溶液思考：配制的海藻酸鈉溶液具體作用是什么？在加熱的過程中，為什么要用小火，或者間

6、斷加熱？包埋酶或細胞防止焦糊4海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合5固定化酵母細胞思考：為什么剛形成的凝膠珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右？ 如何檢驗凝膠珠的質量是否合格？形成穩定的凝膠珠第9頁/共19頁3配制海藻酸鈉溶液思考：配制的海藻酸鈉溶液具體作用是什么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。A 讓酵母細胞恢復運動狀態固定化酶：優點：酶即能與反應物接觸，又容易與反應物分離，同時，還可以反復利用固定化酶分子小更適合采用化學結合法和物理吸附法，用包埋法卻容易從包埋材料中漏出。四實驗操作結果分析與評價D 成本更低、操作更難、能連續性生產活化就是讓處于休眠

7、狀態的微生物重新恢復正常的生活狀態。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；A 讓酵母細胞恢復運動狀態D 讓處于休眠狀態的酵母細胞重新恢復正常的生活狀態檢驗凝膠珠的質量是否合格，可以使用下列方法。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。D 成本更低、操作更難、能連續性生產固定化酶分子小更適合采用化學結合法和物理吸附法，用包埋法卻容易從包埋材料中漏出。閱讀教材P50，解決以下問題：檢驗凝膠珠的質量是否合格，可以使用下列方法。B 細胞固定化技術是酶固定化技術的基礎說明：剛形成的凝膠珠應在Ca

8、Cl2溶液中浸泡一段時間，以便形成穩定的結構。檢驗凝膠珠的質量是否合格，可以使用下列方法。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。（二）用固定化酵母細胞發酵問題思考：發酵時為什么要將溫度控制在25？四實驗操作結果分析與評價1觀察凝膠珠的顏色和形狀問題思考：如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，則說明什么？如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明什么？第10頁/共19頁二是在實驗桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明如果制作的凝膠珠顏色過淺、

9、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，制作失敗，需要再作嘗試。2觀察發酵的葡萄糖溶液問題思考：當觀察到哪些現象時，可說明實驗獲得成功？為什么？利用固定的酵母細胞發酵產生酒精，可以看到產生了很多氣泡，同時會聞到酒味。第11頁/共19頁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3、固定化酶和固定化細胞技術有哪些？各有什么優缺點？固定化細胞常用的載體有哪些？有包埋法、化學結合法和物理吸附法。固定化酶分子小更適合采用化學結合法和物理吸附法，用包埋法卻容易從包埋材料中漏出。固定化細胞因細胞大不易被吸附或結合適

10、宜采用包埋法。常用載體：明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。第12頁/共19頁3、固定化酶和固定化細胞技術有哪些？各有什么優缺點？固定化細4、固定化酶和固定化細胞的原理是什么？就是將酶固定在不溶于水的載體上，或者將微生物細胞均勻地包埋于不溶于水的多孔性載體上，使酶既能與反應物接觸，又能與產物分離，同時，固定在載體上的酶還可以被反復利用的技術。第13頁/共19頁4、固定化酶和固定化細胞的原理是什么？就是將酶固定在不溶于水鞏固練習1、酶固定化技術與細胞固定化技術的關系是A 酶固定化技術是細胞固定化技術的基礎B 細胞固定化技術是酶固定化技術的基礎C 酶固定化技術與細胞固定化技術是同時發

11、展起來的D 固定化細胞技術先于酶固定化技術第14頁/共19頁鞏固練習1、酶固定化技術與細胞固定化技術的關系是第14頁/共C 活化法 D 微囊化法檢驗凝膠珠的質量是否合格，可以使用下列方法。反應后酶會混在產物中，可能影響產品質量。3、固定化酶的方式有哪些？C 活化法 D 微囊化法在加熱的過程中，為什么要用小火，或者間斷加熱？3、固定化酶的方式有哪些？思考：為什么剛形成的凝膠珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右？B 細胞固定化技術是酶固定化技術的基礎2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。2、固定化酶技術常采用A 包埋法 B 化學結合和物理吸附法C 活化法 D 微囊化法3、

12、海藻酸鈉在水中溶解的速度較慢，需要經過加熱促進其溶解，采用的最好加熱方法是A 快速加熱 B 持續高溫加熱C 小火間斷加熱 D 灼燒加熱第15頁/共19頁C 活化法 D 微囊化法2、固定化酶4、酵母菌的活化是指A 讓酵母細胞恢復運動狀態B 讓酵母細胞在缺水狀態下更容易休眠C 讓酵母細胞內酶活性加倍D 讓處于休眠狀態的酵母細胞重新恢復正常的生活狀態第16頁/共19頁4、酵母菌的活化是指第16頁/共19頁5、細胞固定化技術與酶固定化技術相比，所具備的特點是A 成本更低、操作更容易、不能連續性生產B 成本更高、操作更難、不能連續性生產C 成本更低、操作更容易、能連續性生產D 成本更低、操作更難、能連續性生產第17頁/共19頁5、細胞固定化技術與酶固定化技術相比，所具備的特點是第17頁3、固定化酶的方式有哪些？第18頁/共19頁3、固定化酶的方式有哪些？第18頁/共19頁說明：剛形成的凝膠珠應在CaCl2溶液中浸泡一段時間，以便形成穩定的結構。檢驗凝膠珠的質量是否合格，可以使用下列方法。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