2019-2020年高中生物人教版选修1教学案：专题四 课题3 酵母细胞的固定化(含答案)

2019-2020年高中生物人教版选修1教学案：专题四课题3 酵母细胞的固定化(含答案)

1．固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法，

而固定化细胞则常采用包埋法。

2．固定化酶和固定化细胞技术既实现了对酶

的重复利用，降低了成本，又可使酶与产

物分离，提高了产品质量。

3．固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、

pH外，还需要有机营养的供应。

4．配制海藻酸钠溶液时应小火加热或间断加

热，溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温，

才能加入已活化的酵母细胞。

5．配制的海藻酸钠溶液若浓度过高，则难以

形成凝胶珠；若浓度过低，则固定的酵母

细胞少，影响实验效果。

一、固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产

2．生产过程

二、固定化酶和固定化细胞技术

1．概念：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。

2．固定方法[连线]

3．常用载体：包埋法固定化细胞常用的是不溶于水的多孔性载体，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。

4．优点

(1)固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用。

(2)固定化细胞制备成本更低，操作更容易。

三、固定化酵母细胞的实验操作

1．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．配制海藻酸钠溶液时，要使用小火或者间断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。

3．溶化好的海藻酸钠溶液要先冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞。

4．在CaCl2溶液中形成的凝胶珠需在CaCl2溶液中浸泡30_min左右。

1．制备固定化酵母细胞，常用的载体和固定方法依次是()

A．海藻酸钠、化学结合法

B．氯化钙、物理吸附法

C．海藻酸钠、包埋法

D．氯化钙、化学结合法

解析：选C酵母细胞体积大，难以用化学结合法和物理吸附法，宜采用包埋法固定。固定化细胞应当选用不溶于水的多孔性载体材料，常用的是海藻酸钠。

2．海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要通过加热促进其溶解，采用的最好的加热方法是()

A．快速加热B．持续高温加热

C．小火或间断加热D．灼烧加热

解析：选C溶解海藻酸钠时需加热，旨在加速其溶解，但是务必要避免温度过高，使其焦糊，应用小火或间断加热。

3．下面制备固定化酵母细胞的正确步骤是()

①配制CaCl2溶液②配制海藻酸钠溶液③海藻酸钠溶液与酵母细胞混合④酵母细胞的活化⑤固定化酵母细胞

A．①②③④⑤B．④①③②⑤

C．④⑤②①③D．④①②③⑤

解析：选D制备固定化酵母细胞的正确步骤为酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。

4．目前，酶已经大规模地应用于各个领域，下列属于酶应用中面临的实际问题的是()

A．酶对有机溶剂不敏感，但对高温、强酸、强碱非常敏感

B．加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境

C．固定化酶可以反复利用，但在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性

D．酶的催化功能很强，但需给予适当的营养物质才能较长时间维持其作用

解析：选C酶对有机溶剂也非常敏感；普通洗衣粉中含有P，更容易污染环境；酶发挥催化作用时不需要提供营养物质。

核心要点(一)| 固定化酶和固定化细胞技术

1．固定化酶或固定化细胞的方法

2．直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较

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．固定化酶更适合用化学结合法和物理吸附法制备

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

解析：选C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。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制备，而细胞个体大，难以被多孔性物质吸附或结合，因而多采用包埋法制备。

2．如图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答问题：

(1)请在横线上填出各标号的名称。

①__________，②__________，

③__________。

(2)固定化酶的优点在于(多选)()

A．能被重复利用

B．降低生产成本，操作容易

C．有利于提高酶活性

D．有利于产物的纯化

(3)③的作用是____________________________________________。

(4)制作固定化葡萄糖异构酶所用的方法有__________或____________。

(5)研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将从大肠杆菌中得到的三磷酸酯酶固定到尼龙膜上制成酶制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药。与微生物降解相比，其作用不需要适宜的()

A．温度B．酸碱度C．水分D．营养

解析：与一般的酶制剂相比，固定化酶不仅能与反应物充分接触，还能与产物分离，并且可以反复利用，反应成本低，操作更容易。使用固定化酶技术往往利用一个反应柱，下端有一个分布着小孔的筛板，酶颗粒无法通过筛板，而反应液却可以自由流出。制作固定化葡萄糖异构酶的方法有化学结合法和物理吸附法。酶和微生物细胞相比较，二者的正常活动都需要一定的条件，如温度、酸碱度、水分等，但是酶本身是一种大分子物质，不需要营养，而细胞的生活离不开营养物质。

答案：(1)反应柱固定化酶多孔筛板(2)ABD

(3)使酶颗粒无法通过，反应溶液却可以自由流出

(4)化学结合法物理吸附法(5)D

核心要点(二)| 固定化酵母细胞的实验操作

1．实验操作流程