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高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》课题3 酵母细胞的固定化教课课件ppt
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这是一份高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》课题3 酵母细胞的固定化教课课件ppt，共25页。PPT课件主要包含了不溶于，水的多孔性载体，琼脂糖，海藻酸钠，醋酸纤维素，聚丙烯酰胺，葡萄糖异构酶，酶颗粒，反应溶液，干酵母细胞等内容，欢迎下载使用。
课程标准尝试制备和应用固定化酶。课标解读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。3.尝试利用固定化细胞进行酒精发酵。
1．固定化酶和固定化细胞技术是利用 和 方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括 、 和 。2．固定化细胞多采用 固定化，而固定化酶多采用 和 。与固定化酶技术相比，固定化细胞技术制备的成本 ，操作 。
固定化酶和固定化细胞技术
3．用包埋法固定化细胞是将微生物细胞均匀地包埋于 中，常用的包埋载体有 、 、 、 和 等。4．固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产固定化酶技术已经应用于高果糖浆的生产中，生产高果糖浆所需要的酶是 ，所使用的反应柱上的孔应满足 不能通过筛板上的小孔，而 却可以自由出入。
[思维激活1] 日常生活中人们用来蒸馒头的发酵粉在浸泡宜用凉水、温水还是开水？提示 浸泡发酵粉最好用温水——温度过低，不利于发挥酶活性；温度过高会杀死酵母细胞。
1．固定化酶的应用实例(1)固定化酶的反应柱示意图：将酶固定在一种颗粒状的载体上，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筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。(2)利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例：高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖。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，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。
2．直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较(见下表)
特别提醒 固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都可以反复使用。
【巩固1】 固定化酶和固定化细胞的主要区别是( )。A．前者只能固定胞外酶，后者只能固定胞内酶B．前者只能固定胞内酶，后者只能固定胞外酶C．前者可以固定胞内酶和胞外酶，后者只可以固定胞内酶D．前者只可以固定胞外酶，后者可以固定胞外酶和胞内酶解析 微生物产生的酶的种类很多，有的存在于细胞内，有的分泌到细胞外。因此，固定化酶可以固定胞内酶和胞外酶，固定化细胞只能固定胞内酶。答案 C
1．制备固定化酵母细胞的操作步骤：酵母细胞的 →配制物质的量浓度为0.05 ml/L的 溶液→配制 溶液→ 溶液与 混合→ 酵母细胞。2．在配制海藻酸钠溶液时，加热时要用 ，或者 ，反复几次，直到海藻酸钠完全 为止。如果加热太快，海藻酸钠会 。
酵母细胞的固定化技术
3．固定化酵母细胞需要的材料是 、 、 。4．用固定化酵母细胞发酵：将凝胶珠加入用于发酵的 溶液后，发现有 产生，同时有 散发。
[思维激活2] 用于固定酵母细胞的载体是什么？载体的浓度越高固定效果越好吗？提示 用于固定酵母细胞的载体是海藻酸钠，海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量——浓度过低形成的凝胶珠内包埋的细胞过少，浓度过高则不易形成凝胶珠。
1．固定化酵母细胞的制备酵母细胞的活化：1 g干酵母＋10 mL蒸馏水→50 mL烧杯中，搅拌均匀，放置1 h↓配制0.05 ml/L的CaCl2溶液：无水CaCl20.83 g＋150 mL蒸馏水→200 mL烧杯↓配制海藻酸钠溶液：0.7 g海藻酸钠＋10 mL水放入50 mL小烧杯→小火加热，完全溶化加蒸馏水定容至10 mL↓
海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将海藻酸钠溶液冷却至室温后加入活化的酵母细胞，充分搅拌使其混合均匀，转移至注射器中↓固定化酵母细胞：以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加至配制好的CaCl2溶液中，形成凝胶珠，使其在溶液中浸泡30 min↓冲洗：将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2～3次↓发酵：将150 mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移至200 mL的锥形瓶中，加入固定好的酵母细胞，25 ℃下发酵24 h
2．固定化实验中的有关问题
特别提醒 制备固定化酵母细胞的注意事项(1)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡。(2)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。(3)细胞的固定要在严格无菌条件下进行；反复使用固定化酵母细胞时，需要避免微生物的污染。
【巩固2】 酵母细胞固定化的实验中，下列实验操作与目的不相符的是( )。A．干酵母加入蒸馏水搅拌均匀后，放置一段时间，使酵母细胞活化B．采用小火间断加热的方法，防止海藻酸钠发生焦糊C．将活化的酵母细胞加入海藻酸钠溶液，轻轻搅拌，以免产生气泡D．用注射器滴加溶液时要接近CaCl2溶液的液面，防止凝胶珠出现“尾巴”
解析 实验中，为了防止凝胶珠出现“尾巴”，注射器应离CaCl2溶液的液面远一些。答案 D
【例1】 下列说法不正确的是( )。A．固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B．固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法C．由于细胞个体大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法固定D．反应物是大分子物质应采用固定化酶
思维导图：深度剖析 在酶和细胞的固定化技术中，通常有包埋法、化学结合法和物理吸附法，其中由于酶分子小，又多带电荷，易从多孔性物质中漏出，因此多使用化学结合法与物理吸附法，而细胞个体大，难以被多孔性物质吸附或结合，因而多采用包埋法。答案 C
[归纳整合]固定化酶与固定化细胞技术及其应用
【例2】 试分析下图中与用海藻酸钠作载体制的固定化酵母细胞相似的是( )。思维导图：
课程标准尝试制备和应用固定化酶。课标解读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。3.尝试利用固定化细胞进行酒精发酵。
1．固定化酶和固定化细胞技术是利用 和 方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括 、 和 。2．固定化细胞多采用 固定化，而固定化酶多采用 和 。与固定化酶技术相比，固定化细胞技术制备的成本 ，操作 。
固定化酶和固定化细胞技术
3．用包埋法固定化细胞是将微生物细胞均匀地包埋于 中，常用的包埋载体有 、 、 、 和 等。4．固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产固定化酶技术已经应用于高果糖浆的生产中，生产高果糖浆所需要的酶是 ，所使用的反应柱上的孔应满足 不能通过筛板上的小孔，而 却可以自由出入。
[思维激活1] 日常生活中人们用来蒸馒头的发酵粉在浸泡宜用凉水、温水还是开水？提示 浸泡发酵粉最好用温水——温度过低，不利于发挥酶活性；温度过高会杀死酵母细胞。
1．固定化酶的应用实例(1)固定化酶的反应柱示意图：将酶固定在一种颗粒状的载体上，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筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。(2)利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例：高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖。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，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。
2．直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较(见下表)
特别提醒 固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都可以反复使用。
【巩固1】 固定化酶和固定化细胞的主要区别是( )。A．前者只能固定胞外酶，后者只能固定胞内酶B．前者只能固定胞内酶，后者只能固定胞外酶C．前者可以固定胞内酶和胞外酶，后者只可以固定胞内酶D．前者只可以固定胞外酶，后者可以固定胞外酶和胞内酶解析 微生物产生的酶的种类很多，有的存在于细胞内，有的分泌到细胞外。因此，固定化酶可以固定胞内酶和胞外酶，固定化细胞只能固定胞内酶。答案 C
1．制备固定化酵母细胞的操作步骤：酵母细胞的 →配制物质的量浓度为0.05 ml/L的 溶液→配制 溶液→ 溶液与 混合→ 酵母细胞。2．在配制海藻酸钠溶液时，加热时要用 ，或者 ，反复几次，直到海藻酸钠完全 为止。如果加热太快，海藻酸钠会 。
酵母细胞的固定化技术
3．固定化酵母细胞需要的材料是 、 、 。4．用固定化酵母细胞发酵：将凝胶珠加入用于发酵的 溶液后，发现有 产生，同时有 散发。
[思维激活2] 用于固定酵母细胞的载体是什么？载体的浓度越高固定效果越好吗？提示 用于固定酵母细胞的载体是海藻酸钠，海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量——浓度过低形成的凝胶珠内包埋的细胞过少，浓度过高则不易形成凝胶珠。
1．固定化酵母细胞的制备酵母细胞的活化：1 g干酵母＋10 mL蒸馏水→50 mL烧杯中，搅拌均匀，放置1 h↓配制0.05 ml/L的CaCl2溶液：无水CaCl20.83 g＋150 mL蒸馏水→200 mL烧杯↓配制海藻酸钠溶液：0.7 g海藻酸钠＋10 mL水放入50 mL小烧杯→小火加热，完全溶化加蒸馏水定容至10 mL↓
海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将海藻酸钠溶液冷却至室温后加入活化的酵母细胞，充分搅拌使其混合均匀，转移至注射器中↓固定化酵母细胞：以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加至配制好的CaCl2溶液中，形成凝胶珠，使其在溶液中浸泡30 min↓冲洗：将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2～3次↓发酵：将150 mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移至200 mL的锥形瓶中，加入固定好的酵母细胞，25 ℃下发酵24 h
2．固定化实验中的有关问题
特别提醒 制备固定化酵母细胞的注意事项(1)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡。(2)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。(3)细胞的固定要在严格无菌条件下进行；反复使用固定化酵母细胞时，需要避免微生物的污染。
【巩固2】 酵母细胞固定化的实验中，下列实验操作与目的不相符的是( )。A．干酵母加入蒸馏水搅拌均匀后，放置一段时间，使酵母细胞活化B．采用小火间断加热的方法，防止海藻酸钠发生焦糊C．将活化的酵母细胞加入海藻酸钠溶液，轻轻搅拌，以免产生气泡D．用注射器滴加溶液时要接近CaCl2溶液的液面，防止凝胶珠出现“尾巴”
解析 实验中，为了防止凝胶珠出现“尾巴”，注射器应离CaCl2溶液的液面远一些。答案 D
【例1】 下列说法不正确的是( )。A．固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B．固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法C．由于细胞个体大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法固定D．反应物是大分子物质应采用固定化酶
思维导图：深度剖析 在酶和细胞的固定化技术中，通常有包埋法、化学结合法和物理吸附法，其中由于酶分子小，又多带电荷，易从多孔性物质中漏出，因此多使用化学结合法与物理吸附法，而细胞个体大，难以被多孔性物质吸附或结合，因而多采用包埋法。答案 C
[归纳整合]固定化酶与固定化细胞技术及其应用
【例2】 试分析下图中与用海藻酸钠作载体制的固定化酵母细胞相似的是( )。思维导图：
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