《酵母细胞的固定化》教案花耀祖

课题 3酵母细胞的固定化【课题目标 】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。【课题重点与难点】1课题重点：制备固定化酵母细胞。2课题难点：制备固定化酵母细胞【知识要点 】1利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例；2固定化酶的反应柱示意图；3固定化酶在生产实践中的优点【教学过程 】一基础知识（课前预习）1高果糖浆的生产需要使用，它能将葡萄糖转化成果糖。这种酶的好，可以持续发挥作用。但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。2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，从反应柱的端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了，提高了果糖的产量和质量。3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、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；个大细胞的难以被或，而个小的酶容易。4 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。二课堂讨论1从操作角度来考虑，你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易？哪一种方法对酶活性的影响更小？2固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？3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？4如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种方法？三实验操作（一）制备固定化酵母细胞1酵母细胞的活化问题思考：什么叫酵母细胞的活化？2配制物质的量浓度为0.05mol/L的 CaCl2 溶液3配制海藻酸钠溶液问题思考：配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？在加热的过程中，为什么要用小火，或者间断加热？4海藻酸钠溶液与酵母细胞混合5固定化酵母细胞问题思考：为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl 2 溶液中浸泡如何检验凝胶珠的质量是否合格？（二）用固定化酵母细胞发酵问题思考：发酵时为什么要将温度控制在25？30min左右？四实验操作结果分析与评价1观察凝胶珠的颜色和形状问题思考：如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明什么？如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明什么？2观察发酵的葡萄糖溶液问题思考：当观察到哪些现象时，可说明实验获得成功？为什么？五典例解析：列表比较直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点。类型优点不足直接使用酶固定化酶固定化细胞附：巩固练习1酶的固定化常用的方式不包括：A吸附B包埋C连接D将酶加工成固体（）2溶解海藻酸钠，最好采用加热的方法。（）A小火间断B小火持续C大火间断D大火持续3高果糖浆生产需要的酶是：A葡萄糖异构酶B蔗糖酶C麦芽糖酶D果糖酶（）4固定化酶的优点是：（）A有利于酶的活性B有利于产物的纯化C有利于提高反应速度D有利于酶发挥作用5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6将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺氧状态，下面加快的一项是：（）A CO2 的释放B丙酮酸的氧化C葡萄糖的利用D ATP的形成7固定化酶的优点是：（）A有利于增加酶的活性C有利于提高反应速度BD有利于产物的纯化有利于酶发挥作用8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10在固定化细胞技术中，从操作角度考虑，方法更容易；方法对酶活性的影响小；如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应选择方法；如果反应物是大分子，应选择方法。11凝胶珠的颜色是；形状是。12利用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液，（填有或无） 气泡产生：（填有或无）酒精产生。13固定化酶和一般酶制剂的主要区别是。14利用下列材料用具，验证固定化酵母细胞能发酵生产啤酒。实验原理：麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中。啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵性糖转化成乙醇。材料用具：麦芽汁液体培养基、新鲜斜面啤酒酵母、海藻酸钠、葡萄糖氯化钙混合液，无菌水；高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、小烧杯、注射器、500ml 三角瓶、天平、玻璃棒、pH 试纸、纱布等。实验步骤：参考答案：1 D2 A3A 4 B 5 D6 C7 B8D9 12略13能回收可以重复利用14实验步骤： （ 1）取新鲜斜面上的啤酒酵母，接种于10 毫升麦芽汁液体培养基中，25 摄氏度培养 2430 小时。（ 2）取 1.6g 海藻酸钠于无菌小烧杯中，加无菌水少许调成糊状，再加入无菌水至40ml，在 98kpa条件下灭菌15min 。冷却至45 摄氏度左右后，与预热至35 摄氏度左右的10ml 酵母培养液混合搅拌均匀，立即倒入装有5 号针头的注射器外套中，以恒定的速度滴入盛有葡萄糖氯化钙混合液的容器中，浸泡30min 制成凝胶珠。（ 3）倒去葡萄糖氯化钙混合液，用无菌水洗剂凝胶珠三次后，加入 300ml 无菌麦芽汁液体培养基，置于25 摄氏度下封口发酵即为生啤酒。将凝胶珠放入 500ml 三角瓶中， 5d 左右，倒出发酵后的麦芽汁