高中生物选修一专题四课题三

下列关于固定化细胞的说法错误的是( ) A．固定化细胞技术是利用物理或化学方法将细胞固定在 一定空间内的技术 B．酶固定化技术是固定化细胞技术的基础 C．一般来说，细胞常采用物理吸附法固定 D．包埋法常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸 纤维素和聚丙烯酰胺等
解析：细胞体积大，酶分子体积很小；体积大的细胞难以 被吸附或结合，而体积小的酶容易从包埋材料中漏出，所以酶 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。
3．刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，形成 稳定的结构。
(1)CaCl2要称量准确，不能用自来水配制溶液，防止自来 水中各种离子影响实验效果，应用蒸馏水。
①对环境条件非常
与酶接触，
敏感，易失活
不利于催化一系
尤其是大分
②难回收，成本 列的酶促反应
子物质，反
高，影响产品质量
应效率下降
优点
催化效率 高、耗能 低、低污染
①既能与反应物接 成本低、
触，又能与产物分离 操作容易
②可以反复利用
(1)固定化细胞使用的都是活细胞，应该为其提供一定的营 养物质，而固定化酶不需要。
(2)固定化细胞由于固定的是完整的细胞，因而酶的环境较 稳定，所以对酶的活性影响较小，更能抵抗外界环境的变化。
(3)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。
【答案】 (1)反应柱 固定化酶 分布着小孔的筛板 (2)ABD (3)酶颗粒无法通过③，反应溶液却可以自由出入 (4)将酶相互连接起来 将酶吸附在载体表面上 (5)D
制作固定化葡萄糖异构酶时不能采用包埋法，由于酶分子 小，包埋时容易从包埋材料中漏出。而固定化细胞常用将酶包 埋在细微网格里的方式。
问题思考1：固定化酶和固定化酵母在营养物质提供方面有 何差别？
提示：固定化酶不需要提供营养物质，固定化酵母需要提 供营养物质以保证酵母菌存活。
三、实验操作 1．制备固定化酵母细胞
2．用固定化酵母细胞发酵 (1)操作步骤：固定好的 酵母细胞 ( 凝胶珠 )加――入→到用于 发酵的葡萄糖溶液中。 (2)现象有有气酒味泡散产发生
答案：C
要点二 制备固定化酵母细胞实验成功的关键及注意事项 1.酵母菌活化，就是指处于休眠状态的酵母菌重新恢复正常
的生活状态的过程。因为在缺水状态下酵母菌处于休眠状态， 而固定酵母菌，使其发挥作用时，必须活化，且在活化酵母菌 时，酵母菌体积会变大。
2．加热海藻酸钠加速溶解的过程中，需使用小火，或者间 断加热，防止加热过快，使海藻酸钠焦糊。
化物学理结吸合附法法多适于酶的固定化
3．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，可 以反复利用。 (2)固定化细胞技术制备的成本 低 、操作更 容易 。 5．实例：用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆。
【思路启迪】 审题关键点：固定化酶反应柱、识图、固 定化酶的优点。
解题思路：
【规范解答】 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，减少 了生产成本。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，而反应溶液却 可以自由出入。制作固定化葡萄糖异构酶的方式有将酶相互连 接起来、将酶吸附在载体表面上。酶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。
(4)制作固定化葡萄糖异构酶所用的方式有________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
3．生产操作：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。
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。
包埋法：多适于细胞的固定化

2．方法
2．直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较
直接使用酶 固定化酶
固定化细胞
酶的种数 一种或几种 一种
一系列酶
化学结合法固
制作方法
定化、物理吸 包埋法固定化
附法固定化
是否需要
否
否
是
营养物质
催化反应 单一或多种
单一
一系列
各种物质(大分子、 各种物质(大分
反应底物
小分子物质
小分子)
子、小分Leabharlann Baidu)
缺点
反应物不易
高中生物选修一专题四课题三
课题3
酵母细胞的固定化
自主预习
学习目标
目标解读
1.说出固定化酶和固定化细
胞的作用和原理。 制备固定化酵母细胞。(重、难点)
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。
知识梳理
一、固定化酶的应用实例——生产高果糖浆 1．生产原理：葡萄糖 葡萄―糖―异→构酶 果糖 2．葡萄糖异构酶固定：将葡萄糖异构酶固定在颗粒状的 载体 上，再将这些酶颗粒装入反应柱中。
如图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：
(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( ) A．能被重复利用 B．减少生产成本，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________。
问题思考2：如果制作的凝胶柱颜色过浅，呈白色，则说明 了什么？
提示：说明海藻酸钠浓度偏低，固定的细胞数目少。
要点导学
要点一 固定化酶和固定化细胞的应用及特点 1.固定化酶的应用实例：高果糖浆的生产 (1)原料：葡萄糖(由淀粉转化而来) (2)反应原理：葡萄糖葡萄―糖―异→构酶果糖
(3)生产过程