高三生物专题4酶的研究与应用课题3酵母细胞的固定化课件

一级达标重点名校中学课件
(3)配制海藻酸钠溶液：0.7 g 海藻酸钠＋10 mL 水 →50 mL 烧杯→酒精灯小火(或间断)加热，并不断搅拌， 使之溶化→蒸馏水定容到 10 mL。 (4)海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将溶化好的海 藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞，充分 搅拌后吸入到注射器中。
一级达标重点名校中学课件
【例1】 下图是人体内某化学反应的图解，其中英 文字母代表物质，数字表示反应前、中、后过程。请据 图回答：
(1) 图中代表酶的是 ________ ，做出判断的依据是 __________________。
一级达标重点名校中学课件
(2)从图①和图②可以反映出酶具有________性，做 出判断的依据是__________________。 (3)如果 D 代表麦芽糖，那么 E 和 F 则是________和 ________，A 是________。 (4)酶固定化的方法很多，目前采用的固定化技术大 致可分为三类：化学结合法、物理吸附法和包埋法。上 述几种方法也可并用，称为混合法。在选择固定化方法 及固定的材料上，主要考虑的因素是________________。
一级达标重点名校中学课件
A．①②③④⑤ C．④⑤②①③
B．④①③②⑤ D．④①②③⑤
解析：制备固定化酵母细胞的基本步骤是：酵母细胞 的活化→配制物质的量浓度为 0.05 mol/L 的 CaCl2 溶液→ 配制海藻酸钠溶液→与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。 答案：D
一级达标重点名校中学课件
4．固定化细胞常用包埋法固定化，原因是( A．包埋法固定化操作最简便 B．包埋法对酶活性的影响最小 C．包埋法固定化具有普遍性 D．细胞体积大，难以被吸附或结合
一级达标重点名校中学课件
4．海藻酸钠溶液浓度过高，很难形成凝胶珠；浓度 过低，凝胶珠包埋的酵母菌少。 5．固定化酶固定的是一种酶，固定化细胞固定的是 一系列酶。
一级达标重点名校中学课件
答案： (1)A A 反应前后本身没有变化 (2)专一 在 B、 C、 D 存在时， 只催化 D 物质 (3)葡萄糖 葡萄糖 麦 芽糖酶 (4)对酶活性的影响
一级达标重点名校中学课件
即时演练 1．下列属于固定化酶应用特点的是( ①可以被反复利用 ②有利于酶与产物分离 ③能自由出入载体 ④一种固定化酶只催化一种酶促反应 ⑤酶多用包埋法固定化 )
)
解析：由于细胞体积大，难以被吸附或结合，常用包 埋法固定化。
答案：D
一级达标重点名校中学课件
【网络构建】
一级达标重点名校中学课件
填充：①化学结合 ②物理吸附 ③活化 ④CaCl2 ⑤海藻酸钠 ⑥固定化 ⑦发酵
一级达标重点名校中学课件
【关键语句】 1．酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化， 而细胞多采用包埋法固定化。 2．制备固定化酵母细胞的基本步骤是：酵母细胞的 活化→配制 CaCl2 溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠 与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。 3．配制海藻酸钠溶液要用小火或间断加热。
一级达标重点名校中学课件
如果将刚溶化好的海藻酸钠与已活化的酵母细胞混 合，有可能会杀死酵母细胞；将与酵母细胞混匀的海藻酸 钠的混合液用注射器缓慢滴加到 CaCl2 溶液中， 而不是注 入。 答案：B
一级达标重点名校中学课件
固定化酵母细胞的实验需要注意的事项 (1)选用的干酵母要具有较强的活性，而且物种单 一。 (2)酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应选择 体积足够大的容器，防止酵母细胞的活化液溢出。 (3)溶解CaCl2时勿用自来水，以免杂质离子影响实 验结果。
一级达标重点名校中学课件
要点二 固定化酵母细胞的制备与应用
1．怎样制备固定化酵母细胞？
2．如何用固定化酵母细胞发酵？
一级达标重点名校中学课件
归纳提升 1．固定化酵母细胞的制备 (1)酵母细胞的活化：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。 (2)配制 CaCl2 溶液：0.83 g 无水 CaCl2＋150 mL 蒸 馏水→200 mL 烧杯→溶解备用。
一级达标重点名校中学课件
解析：(1)从题图可看出，反应前后分子结构不变的 是 A，说明 A 是酶。 (2)题图①过程中反应物有 B、C、D 三种，从题图② 过程来看，酶只与物质 D 结合，催化其进行化学反应， 因此，说明酶的催化作用具有专一性。
(3)麦芽糖是二糖，即是由 2 分子葡萄糖组成的，所 以麦芽糖在麦芽糖酶的作用下，水解成葡萄糖。
(5)固定化酵母细胞：以恒定速度缓慢地将注射器中 的溶液滴加到 CaCl2 溶液中，形成凝胶珠。
一级达标重点名校中学课件
2．用固定化酵母细胞发酵 (1)冲洗：将固定好的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗 2～3 次，刚形成的凝胶珠应在 CaCl2 溶液中浸泡 30 min 左右，形成稳定结构。 (2)发酵： 150 mL 质量分数为 10%葡萄糖溶液＋固定 化酵母细胞→200 mL 锥形瓶→密封→25 ℃下发酵 24 h。
一级达标重点名校中学课件
2．用固定化酵母细胞发酵。 将固定好的酵母细胞 ( 凝胶珠 ) 加入用于发酵的葡萄 糖溶液后，发现有气泡产生，同时有酒味散发葡萄糖异构酶将葡萄糖转化成果糖。(√) (2)酶分子很小常采用包埋法固定化。(×) (3)包埋法常用的载体是不溶于水的多孔性载体。 (√ ) (4)配制海藻酸钠加热时要用小火，或者间断加热。 (√ )
一级达标重点名校中学课件
A．①②③ C．①②④
B．③⑤ D．①②⑤
解析：酶被固定后可与产品分离，故可反复使用，但 不能自由出入依附的载体。通常情况下固定化酶种类单 一，所以不能催化一系列酶促反应。 答案：C
一级达标重点名校中学课件
2．下列说法中，哪项不是在应用酶的过程中常遇见 的问题( )
A．酶与反应物混合，产品难以提纯 B．酶在生物化学反应中往往难以回收 C．酶遇强酸、强碱、高温等条件易失活 D．酶作为催化剂，绝大多数是蛋白质 答案：D
一级达标重点名校中学课件
专题4 酶的研究与应用
课题3 酵母细胞的固定化
一级达标重点名校中学课件
[目标导航] 1.说出固定化酶和固定化细胞的作用及 其原理。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。
一级达标重点名校中学课件
一、固定化酶的应用实例 1．能将葡萄糖转化成果糖的酶是葡萄糖异构酶。 2．固定化酶技术使用的反应柱上的孔应满足酶颗粒 无法通过，反应溶液自由通过，若反应物颗粒过大则不 能用此法。
一级达标重点名校中学课件
二、固定化细胞技术 1．固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将 酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化学 结合法和物理吸附法。其中细胞多采用包埋法固定化。 2．包埋法固定化细胞是将微生物细胞均匀地包埋在 不溶于水的多孔性载体中。常用的载体有明胶、琼脂糖、 海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
一级达标重点名校中学课件
(4)固定化的结果往往引起酶性质的改变。主要原因 是：一方面是酶本身的变化，主要由于活性中心的氨基酸 残基、空间结构和电荷状态发生了改变；另一方面是载体 的理化性质的影响，常常会引起底物特异性、最适 pH、 最适温度的改变等。 因此， 在酶固定方法及材料的选择上， 主要考虑的因素是对酶活性的影响。
一级达标重点名校中学课件
【例2】 下列有关固定化酵母细胞制备步骤的叙 述，恰当的是( )
A．应使干酵母与自来水混合并搅拌，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方 法 C．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
一级达标重点名校中学课件
D．将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注入 CaCl2 溶 液中， 会观察到 CaCl2 溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形 成 解析：由于缺水时微生物处于休眠状态，为了加速酵 母细胞的活化， 将干酵母与蒸馏水混合后用玻璃棒充分搅 拌，而不应用自来水，因为自来水可能会有杂菌；为避免 海藻酸钠发生焦煳，溶化时要小火或间断加热；
一级达标重点名校中学课件
检测凝胶珠是否制作合格的方法 (1)机械法：用镊子夹取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 明凝胶珠制作成功；也可以在实验桌上用力摔打凝胶珠， 如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。
一级达标重点名校中学课件
(2)目测法：合格的凝胶珠应是淡黄色、圆形或椭圆 形的。如果颜色过浅呈白色，说明海藻酸钠溶液的浓度过 低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠形状不 规则，则说明海藻酸钠的浓度偏高。
制作方法
是否需要 营养物质 催化反应
无
否 单一或多 种
一级达标重点名校中学课件
各种物质 反应 (大分子、 物质 小分子)
各种物质(大 分子、小分 子)
小分子物质 反应物不易 与酶接触， 尤其是大分 子物质，反 应效率下降 成本低、操 作容易，使 用时间长
①对环境条 件非常敏感， 易失活 催化化学反 缺点 ②难回收、 应比较单一 成本高、影 响产品质量
(5)将固定好的酵母细胞用盐酸冲洗 2～3 次。(×)
一级达标重点名校中学课件
要点一 直接使用酶、 固定化酶和固定化细胞的比较
1．直接使用酶有哪些优点和缺点？
2．固定化酶、固定化细胞如何选择？
一级达标重点名校中学课件
归纳提升
项目 酶的种数 直接使用 酶 一种或几 种 固定化酶 一种 化学结合固 定化、物理 吸附固定化 否 单一 固定化细 胞 一系列酶 包埋法固 定化 是 一系列
一级达标重点名校中学课件
三、实验操作 1．制备固定化酵母细胞。 (1)酵母细胞的活化：向干酵母中加入蒸馏水，搅拌 混匀。 (2)配制 CaCl2 溶液：向无水 CaCl2 加入蒸馏水，充 分溶解。
一级达标重点名校中学课件
(3)配制海藻酸钠溶液：酒精灯加热时要用小火或间 断加热，且边加热边搅拌，直至完全溶化，最后用蒸馏 水定容。 (4)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合。 (5)固定化酵母细胞：以恒定速度缓慢将上述混合液 滴加到 CaCl2 溶液中，形成凝胶珠，并在 CaCl2 溶液中浸 泡。
一级达标重点名校中学课件
(4)制备固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠与酵母细 胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是 注射，以免影响凝胶珠的形成。 (5)可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠作为对 照。
一级达标重点名校中学课件
即时演练 3 ．下面是制备固定化酵母细胞的步骤，正确的是 ( ) ①配制 CaCl2 溶液 ②海藻酸钠溶化 ③海藻酸钠与酵母细胞混合 ④酵母细胞活化 ⑤固定化酵母细胞
①既能与反 催化效率高、应物接触， 优点 低耗能、低 又能与产物 污染 分离；②可 以反复利用
一级达标重点名校中学课件
固定化酶能充分和反应物接触，充分发挥其催 化作用，并且可以回收和反复利用。固定化细胞更易催化 一系列生化反应， 而固定化酶只能催化一种或一类生化反 应，因此固定化细胞成本更低，操作更容易，通常可将单 一的酶促反应变为连续的酶促反应过程。