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1、专题4课题3 酵母细胞的固定化【学习要求】1说出固定化酶和固定化细胞的作用原理，了解利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例。2说出固定化酶在生产实践中的优点，了解固定化酶和固定化细胞的方法及二者的联系和区别。3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。【学习重、难点】重点：1简述固定化酶、固定化细胞的应用、原理2说出制备固定化酶、固定化细胞的方法难点：尝试制备固定化酵母细胞学习活动一 简述固定化酶和固定化细胞的应用、原理【自主学习】1固定化酶的应用实例（1）高果糖浆是指 含量为42%左右的糖浆。（2）能将葡萄糖转化为果糖的酶是 。（3）固定化酶的反应柱上孔应满足酶颗粒 通过，反应溶
2、液 通过。2固定化细胞技术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，原因是： 而细胞多采用 法固定化。原因是： 或 。包埋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。3直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点比较类型优点不足直接使用酶催化效率 ，低耗能、 污染等。对环境条件非常敏感，容易 ；溶液中的酶很难 ，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。固定化酶酶既能与反应物 ，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复 。一种酶只能
3、催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到的。固定化细胞成本低，操作更容易。固定后的酶或细胞与反应物不容易 ，可能导致反应效果下降等。【合作探究】如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种方法？如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种方法？【正误判断】(1) 葡萄糖异构酶固定前后专一性不同(2) 反应产物对固定化酶的活性没有影响(3) 可用包埋法制备固定化酵母细胞(4) 固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应(5) 从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小(6) 作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药(7) 尿糖试纸含有固定化的葡
4、萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用学习活动二 固定化酵母细胞的实验操作【自主学习】1制备固定化酵母细胞酵母细胞的活化配制0.05 mol/L的CaCl2溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与 混合固定化酵母细胞。1、酵母活化（活化前选用足够大的容器，因为活化时酵母菌体积会变大）活化就是处于 状态的微生物重新恢复正常的生活状态。2、配制钙液配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液CaCl2溶液的作用：_3、配制海藻酸钠溶液影响实验成败的关键步骤加热溶化海藻酸钠时要注意： 过高： 海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量 过低4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合海藻酸钠溶液溶化后 与酵母菌细胞混合5、
5、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到配制好的 溶液中，并浸泡 (时间)。浸泡的作用：CaCl2溶液浓度过大：(二)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。蒸馏水冲洗的目的：_2、发酵时的温度就为 ，时间 小时 。五、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 ；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明 ，制作失败，需要再作尝试。【合作探究】1小火加热海藻酸钠时要不断搅拌，其中的目的是什么？2为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？3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？【正误判断】(1) 凝胶
6、珠要先在CaCl2溶液中浸泡一段时间，然后用蒸馏水冲洗几次。(2) 将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌【巩固训练】1.高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构它能将葡萄糖转化成果糖，而不能转化成其他物质。这是根据酶的特性中的A特异性 B专一性 C高效性 D多样性2.下列关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法，错误的是A.固定化酶生物活性强，可以长久使用 B.一般酶制剂应用后和产物混合在一起，产品的纯度不高C.一般酶制剂只能一次性利用 D.固定化酶可降低生产成本，提高质量和产量3.下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是A琼脂糖 B醋酸纤维素 C聚丙烯酰胺 D聚乙烯树脂4.固定化细
7、胞对酶的活性影响最小，根本原因是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.催化反应结束后，酶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5.制备固定化酵母细胞过程中，如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，这说明 A.海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少B.海藻酸钠的浓度偏高，固定的酵母细胞数目较多 .海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较多D.海藻酸钠的浓度偏高，固定的酵母细胞数目较少6.下列关于固定化细胞的叙述，正确的是A.催化效率高，低耗能、低污染 B.对环境的条件非常敏感，容易失活C.既能与反应物充分接触，又能与
8、产物分离 D.成本低、操作简单，但反应效率可能很低7(2014苏、锡、常、镇调研)下列有关固定化酶的叙述中，正确的是A只在细胞内发挥作用B既能与反应底物接触，又容易与产物分离C对环境的条件非常敏感，容易失活D其固定化方式就是将酶吸附在固体表面上8.研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物降解相比，其作用不需要适宜的 A.温度 B.酸碱度 C.水分 D.营养9.对配制海藻酸钠溶液的叙述，不正确的是A.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环B.海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量C.海藻酸钠的浓度
9、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10.（多选题）下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，不正确的是A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B.固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C.利用固定化酶降解水体中的有机磷农药，需要提供适宜的营养条件D.利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物11(2013江苏高考)下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是 A可用包埋法制备固定化酵母细胞B反应产物对固定化酶的活性没有影响C葡萄糖异构酶固定前后专一性不同D固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应12右图是应用固定化酵母进行葡萄糖发酵的装置
10、，下列说法中不正确的是(B)A为使固定化酵母可以反复使用，实验过程一定要在无菌条件下进行B加入反应液后应保持活塞1始终打开，活塞2则必须关闭C装置的长导管主要是为了释放CO2并防止杂菌进入反应柱D加入反应液的浓度不能过高以免酵母细胞因失水过多而死亡13(2013江苏百校联考)下面关于固定化酶和固定化细胞技术的叙述，正确的是A固定化酶一般只能使用一次，不能重复使用B海藻酸钠凝胶包埋法是固定化酶时常用的方法C固定化细胞用于生产胞外酶和分泌到胞外的产物D固定化后的细胞已经完全失去了原有的生物活性14下列有关固定化酵母技术的叙述，正确的是A实验中需要先利用蒸馏水消耗酵母细胞中的有机物B固定化酵母细胞的
11、常用方法是吸附法，这种方法对酵母细胞活性影响最小C实验中使用CaCl2溶液处理的目的是使酵母细胞处于感受态，提高发酵效率D若最终凝胶珠的颜色泛白，可能是由于海藻酸钠的浓度偏低15.在酵母细胞固定化的实验中，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，放置1小时左右，使酵母细胞活化B采用小火或间断加热的方法，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氯化钙溶液的液面，防止凝胶珠出现“尾巴”16.下列关于固定化酵母细胞的制备步骤中，不恰当的是A.应使干酵母与水混合并搅拌，以利于酵母菌活化B.配制海藻酸钠溶液时要用小火或间断加热的
12、方法C.向刚融化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母菌细胞，充分搅拌并混合均匀D.将与酵母菌混匀的海藻酸钠溶液注入氯化钙溶液中，会观察到氯化钙溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形成17.如果反应物是大分子物质，采用下列哪种方法催化会受限制A.直接使用酶 B.使用化学方法结合的酶C.反应物能通过，酶不能通过 D.使用物理吸附法固定的酶18.在制备固定化酵母细胞的实验中，氯化钙溶液的作用是A.调节溶液PH B.进行离子交换C.使胶体聚沉 D.为酵母菌提供钙离子19.下图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实验结果，出现此结果的可能原因有（多选）A海藻酸钠浓度太高 B酵母菌已经死亡C注射器中的溶液推进速度过快 D注射器距离氯化钙溶液液面太近20（多选题）下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述正确的是A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合，制备混合液B.图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠C.图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液中含有充足氧气D.图2中葡萄糖溶液浓度越高，酒精产量就越高21.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。（1）该实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程为： 使干酵母与蒸馏水混合并搅拌，使酵母菌活化；将无水CaCl2
