1、高二生物 编号：SWXX109酵母细胞的固定化导学案（二）编写：张行春 审核：高二生物组 包科领导：李新华 班级： 组别： 姓名： 【学习目标】1说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。2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。【重点难点】重点：制备固定化酵母细胞。 难点：制备固定化酵母细胞。【学习过程】知识点一、实验操作（一）制备固定化酵母细胞1酵母细胞的 ：由 状态恢复为 状态。2配制物质的量浓度为 0.05mol/L 的 溶液。3配制海藻酸钠溶液：海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要通过 促使其溶解。加热时最好采用 的方法。 （注意浓度适宜，保证凝胶珠成型且能固定） 。4海
2、藻酸钠溶液与 充分混合：海藻酸钠溶液需 ，防止过热杀死酵母细胞。 5固定化酵母细胞：以恒定的速度 地将注射器中的溶液 到配制好的 溶液中，并浸泡 (时间) 。（二）用固定化酵母发酵1.将固定好的酵母细胞（凝胶珠）用 冲洗 23 次，发酵时的温度就为 ，时间 。2.将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后会发现有 产生，同时有 味散发。知识点二、疑难点拨1细胞的活化。提示：在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要 0.51小时。此外，酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活
3、化液溢出容器外。2加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一步。海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少影响实验效果。3如何检验凝胶珠的质量是否合格。教师批阅定等提示：刚形成的凝胶珠应在 Cacl2 溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格，可以采用以下方法：一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功；二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。4观察凝胶珠的颜色和形状如果制作的凝胶珠颜色过浅
4、，呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高。5固定化酶和固定化细胞的区别：固定化酶技术是将一种酶固定在不溶于水的载体上，酶分子较小，可以采用物理吸附法和化学结合法进行固定，它催化的是一种或一类化学反应；固定化细胞技术是将产生酶的细胞固定在载体上，固定的是一种生物的细胞，体积较大，适合应用包埋法固定，而且细胞能够产生多种酶，因此固定化细胞可以催化一系列化学反应；固定化酶固定的是一种物质，应用固定化酶的过程中没有生命活动过程，反应液中只需要加入酶的底物即可，而固定化细胞固定的是一种细胞，应用固定化细胞的过程中要满足细胞的正常
5、生命活动，反应液中除需要加入反应的底物外，还应加入满足细胞生命活动所需要的营养物质等。思考 4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 5为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？思考 6发酵过程中锥形瓶为什么要密封？思考 7锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？思考 8在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作码？知识点三、结果分析与评价（一）观察凝胶珠的颜色和形状:如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。（二）观察发酵的葡萄糖溶液利用固定的
6、酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多 ，同时会闻到 。例题 1某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。制备固定化酵母细胞常用 法。该实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程为：使干酵母与自来水混合并搅拌，使酵母菌活化；将无水 CaCl2溶解在蒸馏水中，配制成 CaCl2溶液； 用酒精灯大火连续加热配制海藻酸钠溶液； 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；将与酵母细胞混匀的海藻酸钠液滴入蒸馏水中，观察凝胶珠形成。请你改正其中错误的操作：（写出四点） 。(3)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。图中 a 为 ，
7、b 是 。c 是 从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是 。要想得到较多的酒精，加入反应液后的操作是 活塞 l 和 活塞 2。为使该实验中所用的固定化酵母细胞可以反复利用，实验过程一定要在 条件下进行。装置中的长导管起的作用是 。【当堂检测】1.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2.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3.下列关于酶制剂的叙述错误的是( )。A酶制剂是包含酶的制品 B包内酶和包外酶均可用于
8、制成酶制品C酶制品的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化等 D固定化细胞不属于酶制剂4.如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制( )。A直接使用酶 B使用化学方法结合的酶C使用固定化细胞 D使用物理吸附法固定的酶5.下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是( )。A酶分子很小，易采用包埋法 B酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶C细胞个大，难被吸附或结合 D细胞易采用包埋法固定6. 关于固定化酶的叙述不正确的是 ( )。A既能与反应物接触，又能与反应物分离 B固定在载体上的酶可被反复利用C可催化一系列反应 D酶的活性和稳定性受到限制7.固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是
9、( )。A避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程 B固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用C促化反应结束后，能被吸收和重复利用 D细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用8.关于酵母细胞活化的说法，不正确的是( )。A酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸 B酵母细胞活化所需要的时间较短C活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态 D酵母细胞活化后体积增大9.下列关于酶的叙述中正确的是( )。A酶都提取于动植物细胞 B酶制剂能够重复利用C果酒和果汁能够用酶制剂澄清 D酶固定后称为酶制剂10.对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是( )。 A加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环 B海藻酸钠的浓
10、度涉及固定化细胞的质量C海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠 D海藻酸钠的浓度过低，形成凝胶珠内包埋细胞过少11目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自（ ）A化学合成 B 动物体内 C 植物体内 D 微生物体内12.下图是制备固定化酵母细胞实验步骤图解，请据图回答：酵母细胞活化配制 CaCl2 溶液 配置海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞(1) 在_状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物恢复_状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时_ _。(2) 影响实验成败的关键步骤是 _ 。(3) 如果海藻酸钠浓度过低，形成凝胶珠包埋酵母细胞数目_ _。(4)观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明 如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明 。【课堂小结】实验操作应该注意的事项有哪些 【课后反思】我还存在的疑惑是
