2015-2016高中生物专题4课题3酵母细胞的固定化课件新人教版选修1.ppt

生物选修1（人教版） 专题4　酶的研究与应用　　　　　　　　　　　　 　　　　　 课题3　酵母细胞的固定化 要点突破 一、固定化酶和固定化细胞的方法 (1)包埋法(A、B图)：是指将酶包裹在多孔的载体中，如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹在醋酸纤维素等半透性高分子膜中的方法。 (2)化学结合法(C图)：将酶分子相互结合，或将其结合到纤维素、琼脂糖等载体上的固定方式。 (3)物理吸附法(D图)：指将酶吸附到固体吸附剂表面的方法，固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等。 例1 试分析下图中哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似？(　　) 解析：A、B选项适合于酶的固定化，C选项既用于酶固定，也可用于细胞固定。制备固定化酵母细胞用的是包埋法，即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中，所以与D选项相似。 答案：D ?变式训练 1．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 解析：细胞个大，个大的细胞难以被吸附或结合。 答案：D 二、固定化酵母细胞的制备与应用 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。 (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。 (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。 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。 制备固定化酵母细胞的易错提醒 ①CaCl2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。 ②加入活化酵母细胞时，海藻酸钠溶液必须冷却至室温，以免温度过高而杀死酵母菌。 ③制备过程严格要求无菌操作，防止微生物污染。 ④海藻酸钠溶液的浓度涉及固定化细胞的质量，如果海藻酸钠浓度过高，很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目就少，影响实验效果。 三、直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的比较 例2 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 A．①②③④⑤　　　　B．④①③②⑤ C．④⑤②①③ 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 ?变式训练 2．下列有关固定化酵母细胞制备步骤不恰当的是() A．应使干酵母与水混合并搅拌，以利于酵母菌活化 B．配置海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法 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 D．将酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注入CaCl2溶液中，会观察到CaCl2溶液中有球形的凝胶珠形成 解析：将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，方可加入已活化的酵母细胞。 答案：C 本节小结 核心归纳 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。 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。