酵母細(xì)胞的固定化教案(1)

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1、專題4酶的研究與應(yīng)用課題4.3酵母細(xì)胞的固定化一、【課題目標(biāo)】（一）知識與技能1、識記固定化技術(shù)的常用方法2、理解固定化酵母細(xì)胞的制備過程3、知道固定化酶的實例???（二）過程與方法1、固定化細(xì)胞技術(shù)2、制備固定化酵母細(xì)胞的過程（三）情感、態(tài)度與價值觀通過固定化技術(shù)的發(fā)展過程，培養(yǎng)科學(xué)探究精神，同時領(lǐng)會研究的科學(xué)方法二、【課題重點(diǎn)】制備固定化酵母細(xì)胞三、【課題難點(diǎn)】　制備固定化酵母細(xì)胞四、【教學(xué)方法】啟發(fā)式教學(xué)五、【教學(xué)工具】多媒體課件六、【教學(xué)過程】（一）引入新課在應(yīng)用酶的過程中，人們發(fā)現(xiàn)了一些實際問題：酶通常對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條件非常敏感，容易失活；溶液

2、中的酶很難回收，提高了生產(chǎn)成本，也可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。在本課題中，我們將動手制備固定化酵母細(xì)胞，體會固定化酶的作用（二）進(jìn)行新課1．基礎(chǔ)知識1．固定化酶的應(yīng)用實例――生產(chǎn)高果糖漿（1）高果糖漿的生產(chǎn)原理：葡萄糖異構(gòu)酶果糖葡萄糖（2）葡萄糖異構(gòu)酶固定：將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀載體上，裝入反應(yīng)柱中。（3）高果糖漿的生產(chǎn)操作（識圖4－5反應(yīng)柱）：從反應(yīng)柱上端注入葡萄糖溶液，從下端流出果糖溶液，一個反應(yīng)柱可連續(xù)使用半年。2．固定化技術(shù)的方法（識圖4－6固定方法）：將酶和細(xì)胞固定化方法有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法?！颈容^】酶和細(xì)胞的固定方法和特點(diǎn)固定對象酶細(xì)胞適宜固定法化學(xué)結(jié)

3、合法、物理吸附法包埋法特點(diǎn)體積小，固定一種酶。包埋法容易丟失體積大，固定一系列酶。難以化學(xué)結(jié)合和吸附〖思考1〗對固定酶的作用影響較小的固定方法是什么？吸附法?！妓伎?〗將谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)固定（酶、細(xì)胞）；若將蛋白質(zhì)變成氨基酸，應(yīng)當(dāng)固定（酶、細(xì)胞）。3．固定細(xì)胞的材料：固定細(xì)胞時應(yīng)當(dāng)選用不溶于水的多孔性載體材料，如明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等2．實驗設(shè)計1．制備固定化酵母細(xì)胞（1）酵母細(xì)胞的活化：1g干酵母＋10mL蒸餾水→50mL燒杯→攪拌均勻→放置1h，使之活化?！妓伎?〗活化是指讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢

4、復(fù)正常生活狀態(tài)的過程。（2）配制CaCl2溶液：0.83gCaCl2＋150mL蒸餾水→200mL燒杯→溶解備用。（3）配制海藻酸鈉溶液：0.7g海藻酸＋10mL水→50mL燒杯→酒精燈微火（或間斷）加熱，并不斷攪拌，使之溶化→蒸餾水定容到10mL?！妓伎?〗微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？防止海藻酸南焦糊。（4）海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合：將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入活化酵母細(xì)胞液，攪拌后吸入到注射器中?！妓伎?〗為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞？防止高溫殺死酵母細(xì)胞。（5）固定化酵母細(xì)胞：以恒定速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，形

5、成凝膠珠狀顆粒。2．固定化酵母細(xì)胞的發(fā)酵（6）沖洗：將固定的酵母細(xì)胞凝膠珠用蒸餾水沖洗2～3次。（7）發(fā)酵：150mL10％葡萄糖＋固定化酵母細(xì)胞→200mL錘形瓶→密封→25℃發(fā)酵24h?！妓伎?〗發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封？酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件?！妓伎?〗錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生的?！妓伎?〗在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，需要無菌操作碼？需要。酵母細(xì)胞的活化配制CaCl2溶液配制海藻酸鈉溶液將海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合固定化酵母細(xì)胞沖洗凝膠珠酒精發(fā)酵3．發(fā)酵操作（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評酵母細(xì)胞固定化酶固定化酶固定

6、化細(xì)胞固定化技術(shù)高果糖漿生產(chǎn)酵母固定材料方法活化酵母配置溶液溶液混合固定化酵母固定酵母發(fā)酵（四）實例探究例1關(guān)于酵母菌的敘述，正確的是A．酵母菌在營養(yǎng)物質(zhì)充足時、環(huán)境適宜時，依靠有性生殖進(jìn)行繁殖B．酵母菌的代謝類型是異養(yǎng)厭氧型C．酵母菌的生物膜系統(tǒng)包括細(xì)胞膜、核膜、各種的細(xì)胞器膜等膜D．用酵母菌釀酒時，應(yīng)先密封后通氣解析：酵母菌在環(huán)境適宜時進(jìn)行出芽生殖，環(huán)境不良時進(jìn)行孢子生殖。代謝類型為異養(yǎng)兼性厭氧型。酵母菌細(xì)胞為真核細(xì)胞，因此具有生物膜系統(tǒng)。在釀酒時，應(yīng)當(dāng)先通氣后密封。答案：C例2研究認(rèn)為，用固定化酶技術(shù)處理污染物是很有前途的，如將大腸桿菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龍膜

7、上制成制劑，可用于降解殘留在土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥，于微生物降解相比，其作用不需要適宜的A．溫度B．酸堿度C．水分D．營養(yǎng)解析：本題考察酶和細(xì)胞的比較，二者的正?；顒佣夹枰欢ǖ臈l件，如溫度、酸堿度、水份等，但是酶本身是一種大分子物質(zhì)，不需要營養(yǎng)，而細(xì)胞的生活離不開營養(yǎng)物質(zhì)。答案：D☆綜合應(yīng)用例3．下列有關(guān)固定化技術(shù)的敘述，正確的是（）A．固定化酶只是在細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用B．固定化酶能提高酶的利用率C．酶的固定是酶分離純化的常用方法D．固定化酶的固定化方式就是吸附在固體表面上。解析：制成固定化酶的步驟是：酶的生產(chǎn)、提取、酶的分離純化、酶的固定