酵母细胞的固定化导学案
- 格式:doc
- 大小:486.50 KB
- 文档页数:4
课题3 酵母细胞的固定化导学案【学习目标】(一)知识与技能1、说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理2、尝试制作固定化酵母细胞,并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵(二)过程与方法通过实验培养学生的动手操作能力以及对实验结果进行评价,培养学生的批判性思维和探究实验的能(三)情感、态度与价值观让学生体验生物科学、生物技术与生活实际的联系【重点和难点】制备固定化酵母细胞【学法指导】渗透式指导法示范式指导法【课前预习】1.酶:优点:催化效率高,低耗能、低污染,大规模地应用于食品、化工等各个领域。
实际问题:对环境条件敏感,易失活;溶液中的酶很难回收,不能再次利用,提高了生产成本;反应后的酶会混合在产物中,如不除去,会影响产品质量。
设想:。
固定化酶:优点。
实际问题:一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中,很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的。
设想:。
固定化细胞:优点。
2.高果糖浆是指。
能将葡萄糖转化为果糖的酶是。
使用固定化酶技术,将这种酶固定在一种上,再将这些酶颗粒装到一个反应柱内,柱子底端装上分布着许多小孔的。
酶颗粒无法通过筛板的小孔,而反应溶液却可以自由出入。
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,与接触,转化成果糖,从反应柱的下端流出。
反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本,提高了果糖的产量和质量。
3. 固定化酶和固定化细胞是利用或方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术,包括、和法。
一般来说,酶更适合采用和法固定,而细胞多采用法固定化。
这是因为细胞个大,而酶分子很小;个大的细胞难以被,而个小的酶容易从中漏出。
包埋法法固定化细胞即将微生物细胞包埋在不溶于水的中。
常用的载体有、、、和等二、实验步骤:(一)制备固定化酵母细胞1. 酵母菌的活化:就是处于状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
2. 配制CaCl2溶液:配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液。
3. 配制海藻酸钠溶液:加热溶化海藻酸钠时要注意:4. 海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合:藻酸钠溶液冷却到室温后与活化后的酵母细胞充分搅拌混合均匀后移到注射器。
酵母细胞的固定化【重难点突破】一、如何理解固定化酶的作用和原理?1.酶的催化活性依赖于酶的空间结构及活性中心。
所以在固定化要选择适当条件,力图不使其活性中心的基团受到影响。
2.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:载体结合法(包括共价键结合法、离子结合法、物理吸附法)、交联法和包埋法。
上述几种方法也可并用,称为混合法。
(1)载体结合法:利用共价键、离子键和物理吸附法把酶固定在纤维素、琼脂糖、多孔玻璃和离子交换树脂等载体的固定化处。
(2)交联法:交联法是利用双功能试剂的作用,在酶分子之间发生交联,凝集成网状结构而制成的固定化酶。
酶蛋白中的游离基团(如氨基、巯基等)可参与交联反应。
(3)包埋法:包埋法是将酶包埋在聚合物凝胶的微细网络中或被半透性的聚合物膜所包围,使酶分子不能从凝胶的网络中或膜中漏出,而小分子的底物和产物则可以自由通过凝胶网格和半透膜。
3.固定化酶应用实例将葡萄糖异化酶固定在果颗状载体上→放入底部有许多小孔的反应柱(酶颗粒不能通过,反应液能通过)→葡萄糖溶液从反应柱上端注入→流经反应柱→与葡萄糖异构酶接触→果糖从反应柱下端流出。
4.对固定化酶的理解:可以使反应过程管道化、自动化,产物易从反应液中回收;酶的稳定性有所改进;酶的使用效率提高。
【典题演示1】1. (2010苏南四市一模)固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。
科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶,以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。
酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率,包括酶活性和酶的数量。
下图甲、乙、丙为部分研究结果。
下列有关叙述中,错误的是A.由甲图可知,固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强B.由乙图可知,浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好C.由丙图可知,固定化酯酶一般可重复使用3次,之后若继续使用则酶活力明显下降D.固定化酶的酶活力较高,主要原因是增加了酶与底物的接触面积【答案】D【解析】正确掌握固定酶的特性和识别图形是突破口。
选修一 4.3酵母细胞的固定化预习案班级:组名姓名:【学习目标】1.说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。
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。
【自主预习】1.酶:优点:催化效率高,低耗能、低污染,大规模地应用于食品、化工等各个领域。
实际问题:对环境条件敏感,易失活;溶液中的酶很难回收,不能再次利用,提高了生产成本;反应后的酶会混合在产物中,如不除去,会影响产品质量。
设想:○1。
固定化酶:优点○2。
实际问题:一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中,很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的。
设想:○3。
固定化细胞:优点○4。
2.高果糖浆是指○5。
能将葡萄糖转化为果糖的酶是○6。
使用固定化酶技术,将这种酶固定在一种○7上,再将这些酶颗粒装到一个反应柱内,柱子底端装上分布着许多小孔的○8。
酶颗粒无法通过筛板的小孔,而反应溶液却可以自由出入。
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○9接触,转化成果糖,从反应柱的下端流出。
反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本,提高了果糖的产量和质量。
3. 固定化酶和固定化细胞是利用○10或○11方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术,包括○12、○13和○14法。
一般来说,酶更适合采用○15和○16法固定,而细胞多采用○17法固定化。
这是因为细胞个大,而酶分子很小;个大的细胞难以被○18,而个小的酶容易从○19中漏出。
包埋法法固定化细胞即将微生物细胞○20包埋在不溶于水的○21中。
常用的载体有○22、○23、○24、○25和○26等。
二、实验步骤:(一)制备固定化酵母细胞1. 酵母菌的活化:就是处于○27状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
2. 配制CaCl2溶液:配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液。
3. 配制海藻酸钠溶液:加热溶化海藻酸钠时要注意:○284. 海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合:藻酸钠溶液冷却到室温后与活化后的酵母细胞充分搅拌混合均匀后移到注射器。
高中生物 4.3 酵母细胞的固定化导学案新人教版选修1预习案学习目标11、说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。
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。
自主梳理11、固定化酶的应用实例生产高果糖浆:(1)反应原理。
葡萄糖________(2)生产过程。
将________固定在颗粒状载体上放入底端有分布着许多小孔的筛板的________内(酶颗粒不能通过,反应液能通过)↓葡萄糖溶液从反应柱的上端注入↓流过反应柱↓与固定化葡萄糖异构酶接触,转化成果糖↓果糖从反应柱的________流出2、固定化酶和固定化细胞技术:(1)概念:利用________方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。
(2)方法及适用范围。
包埋法:多适用于________的固定化。
化学结合法:多适用于酶的固定化。
________:多适用于酶的固定化。
(3)优点。
①固定化酶:酶既能与________接触,又能与________分离,可以反复利用。
②固定化细胞:与固定化酶技术相比,固定化细胞制备的成本更低,操作更容易。
3、固定化酵母细胞的制备及发酵实验操作流程:酵母细胞的活化:称取干酵母放入小烧杯中,加入________使其活化。
↓配制CaCl2溶液:称取无水CaCl2放入烧杯中,加入________,使其充分溶解。
↓配制海藻酸钠溶液:要用________加热的方法。
↓海藻酸钠溶液与酵母细胞混合:先将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至________,再加入已活化的酵母细胞。
↓固定化酵母细胞:将混合物滴在________溶液中形成凝胶珠。
↓发酵:先用蒸馏水冲洗,再加入________溶液中发酵。
4、固定化酵母细胞的制备及发酵实验结果:(1)凝胶珠的颜色和形状:浅黄色的圆形或椭圆形。
(2)预习小测11、判断正误:生产高果糖浆时葡萄糖溶液流过反应柱后,其中的葡萄糖全部转化为果糖,从下部流出。
2、判断正误:固定化酶反应柱可重复使用,极大地降低了生产成本。
高中生物人教版酵母细胞的固定化实验教案一、实验目的通过本实验,学生将了解酵母细胞固定化的过程及原理,并能够掌握固定化酵母细胞的方法和应用。
二、实验原理酵母细胞的固定化是将活性酵母细胞固定在固体载体上,使其形成一定形态结构。
固定化酵母细胞可以提高酵母细胞的稳定性和使用寿命,广泛应用于生物技术、酿造和制药等领域。
三、实验器材和试剂器材:试管、移液管、显微镜试剂:酵母细胞悬浮液、琼脂糖、有机溶剂、无菌培养基四、实验步骤1. 准备工作:a. 取一定量的酵母细胞悬浮液,用显微镜观察酵母细胞形态和数量。
b. 准备适量的琼脂糖和有机溶剂,制备琼脂糖凝胶。
2. 酵母细胞固定化:a. 取一支试管,加入适量的琼脂糖凝胶。
b. 将酵母细胞悬浮液加入试管中,充分搅拌均匀。
c. 将试管放置在恒温水浴中,保持适宜的温度。
d. 观察酵母细胞固定化的过程,记录下固定化后的酵母细胞形态和数量。
3. 酵母细胞固定化效果观察:a. 取一滴固定化酵母细胞悬液,放置在玻片上。
b. 用显微镜观察固定化酵母细胞的形态和数量。
4. 实验讨论:a. 分析酵母细胞固定化实验的结果,探讨不同因素对固定化效果的影响。
b. 探究固定化酵母细胞在生物技术、酿造和制药等领域的应用。
五、实验总结通过本次实验,我们学习了酵母细胞固定化的方法和原理,并观察了固定化酵母细胞的效果。
固定化酵母细胞在生物技术、酿造和制药等领域具有广泛的应用前景。
本实验为我们进一步了解酵母细胞固定化提供了实践基础。
六、拓展延伸1. 除了琼脂糖凝胶,还有哪些固体载体可以用于酵母细胞固定化?2. 酵母细胞固定化在制造啤酒中有何作用?3. 如何评价固定化酵母细胞的固定效果?七、参考文献[无]注意:此教案为参考范例,实验过程与细节可能因具体条件而有所调整,请以实际情况为准。
高二生物导学案(教师版)编号 21 编写人执教日期第课时课题:酵母细胞的固定化(1)核心素养目标:1、运用结构与功能观理解固定化酶和固定化细胞的作用及原理,掌握制备固定化酵母细胞的方法。
(生命观念)2、关注生物技术与生活实际的联系。
(社会责任)学习重点:制备固定化酵母细胞。
学习难点:制备固定化酵母细胞。
【自主学习】1.生产高果糖浆需要用什么酶?作用是什么?这种酶有何特点?2.什么是固定化酶?3.固定化酶有什么优点?导学方法与预设【合作探究】类型直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种类一种或几种一种一系列酶制作方法无营养物质不需要催化反应一种或多种反应底物小分子物质优点催化效率高、低耗能、低污染等成本更低、操作更容易缺点不利于催化一系列的酶促反应【作业检测】1.下列关于使用固定化酶技术生产高果糖浆的说法,正确的是( ) A.高果糖浆的生产需要使用果糖异构酶B.在反应柱内的顶端装上分布着许多小孔的筛板,防止异物的进入C.将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,果糖从反应柱下端流出D.固定化酶技术复杂,成本较高2.下列说法不正确的是( ) A.固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法B.酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定法C.由于细胞体积大,而酶分子很小,因此细胞多采用物理吸附法固定化D.反应物是大分子物质时应采用固定化酶3.下列关于固定化酶的说法,错误的是( ) A.固定化酶不足之处是不能催化一系列反应B.固定化酶可再次利用,降低了生产成本C.固定后的酶既能与反应物接触,又能与反应物分离D.固定化酶易溶于水4.下列关于固定化技术的叙述,不正确的是( ) A.从操作角度来考虑,固定化细胞比固定化酶更容易B.固定化细胞比固定化酶对酶活性影响更小C.固定化细胞固定的是一种酶D.将微生物的发酵过程变成连续的酶反应应选择固定化细胞5.固定化酶和固定化细胞常用的方法不包括( ) A.包埋法B.化学结合法C.物理结合法D.物理吸附法6.下图所示的固定化方式中,适宜固定化酶的是( ) A.②③B.①②③C.①②D.①③生物导学案人教版生物选修一。
【情景创设】酶是由细胞合成的,于是,又有人设想,能否将合成酶的细胞直接固定?自20世纪70年代,在固定化酶技术的基础上,又发展出了细胞固定技术。
与固定化酶技术相比,固定化细胞制备的成本更低,操作更容易。
在本课题中,我们将动手制备固定化酵母细胞,体会固定化酶的作用。
【问题设计】1、阅读课本p49回答:在葡萄糖异构反应中如果不将葡萄糖异构酶固定化,而是直接使用葡萄糖异构酶,会对生产过程产生哪些影响?2、什么叫固定化酶和固定化细胞技术?固定化酶和细胞的方法有哪些?酶和细胞分别多采用哪些方法固定?3、固定化酶催化的优点和缺点分别是什么?4、说说固定化细胞的优点和缺点?5、写出制备固定化酵母细胞的实验操作程序和配制海藻酸钠溶液时应该注意的事项?【达标检测】[必做]1、关于固定化酶技术说法正确的是( )A .固定化酶技术就是固定反应物,将酶依附着载体围绕反应物旋转的技术B .固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应C .固定化酶中的酶无法重复利用D .固定化酶是将酶固定在一定空间的技术2、研究认为,用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。
如将从大肠杆菌得到的磷酸二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,与用微生物降解相比,其作用不需要适宜的( )A .温度B .PHC . 水分D .营养3、下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是( )A .固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B .固定化酶的应用中,要控制好pH 、温度和溶解氧C .利用固定化酶降解水体中有机磷农药,需提供适宜的营养条件【使用时间】 第 6 周 第 1 课时 【编辑】赵玉立 任丽伟【审核】刘萍萍 【编号】2262021 【主题】 专题四 课题3 酵母细胞的固定化 2012.03.22D.利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是作为反应底物4、下列不属于固定化酶在利用时的特点的是()A.有利于酶与产物分离 B.可以被反复利用C.能自由出入依附的载体D.一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应[选做]某一实验小组的同学,欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验,实验材料及用具齐全。
高三年级生物学案 4.3酵母细胞的固定化 19开始,我们努力,因为梦想,我们幸福,因为拼搏,我们辉煌!高三生物学案 第1页(共2页) 高三生物学案 第2页(共2页)【学习目标】1.学习固定化酶及固定化细胞的作用及原理 2.制备和应用固定化酶 【课题重点与难点】1.课题重点:制备固定化酵母细胞。
2.课题难点:制备固定化酵母细胞。
【基础知识回顾】 一、固定化酶的应用实例1.能将葡萄糖转化为果糖的酶是_______,该酶的稳定性好,可以持续发挥作用。
2.反应柱上的孔应满足________无法通过,反应溶液却可以_____。
生产过程中,将葡萄糖溶液从反应柱(装满酶颗粒)的____注入,使其流过反应柱,与___________接触,转化成果糖,从反应柱的_____流出。
3.反应柱的优点:反应柱可以连续使用半年,大大降低了_____________,提高了果糖的___________。
二、固定化细胞技术1.概念: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______、________和_______。
其中细胞多采用_____固定化,酶更适合采用___________________________固定化。
2.优点(1)固定化酶既能与______接触,又能与_____分离,可以____利用。
(2)固定化细胞技术的成本更____,操作更_______。
三、制备固定化酵母细胞及使用1.固定化酵母细胞使用的是___________固定化,即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的_____________载体中,常用的载体有______________、______________、_____________等,本实验使用的载体是___________________。
2.制备过程(1)酵母细胞的活化:向干酵母中加入______,使其恢复正常的_____。
(2)配制物质的量浓度为0.05mol/L 的 溶液。
高二生物上学期《酵母细胞固定化》导学案新人教版审核:批准:【学习目标】1、简述固定化酶、固定化细胞的应用、原理和意义。
2、说出制备固定化酶、固定化细胞的一般方法。
3、尝试用包埋法制备固定化酵母细胞,并利用固定化酵母细胞进行发酵。
【问题情境】1、什么叫酵母细胞的活化?2、配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么?3、在加热的过程中,为什么要用小火,或者间断加热?4、为何需将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温时再加入已活化的酵母细胞?5、为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右?6、如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,则说明什么?7、当观察到哪些现象时,可说明实验获得成功?为什么?【我的疑问】备注第1页共4页【自主探究】1、高果糖浆的生产需要使用,它能将葡萄糖转化成果糖。
2、固定化酶和固定化细胞是利用或方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术,包括、和法。
一般来说,酶更适合采用和法固定,而细胞多采用法固定化。
这是因为细胞个大,而酶分子很小;个大的难以被或,而个小的酶容易从中漏出。
(二)实验操作1、制备固定化酵母细胞(1)酵母细胞的活化(2)配制CaCl2溶液(3)配制海藻酸钠溶液(4)海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合(5)固定化酵母细胞:2、固定化酵母细胞的发酵(6)冲洗(7)发酵〖思考〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封?〖思考〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的?〖思考〗在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中,需要无菌操作码?〖思考〗发酵时为什么要将温度控制在25℃?备注第2页共4页【课堂检测】()1、高果糖浆生产需要的酶是A、葡萄糖异构酶B、蔗糖酶C、麦芽糖酶D、果糖酶( )2、固定化细胞常用包埋法固定,原因是A、包埋法固定操作最简便B、包埋法对酶活性的影响最小C、包埋法固定具有普遍性D、细胞体积大,难以被吸附或结合( )3、固定化细胞对酶的活性影响最小,根本原因是。
A、避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程B、固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用C、促化反应结束后,能被吸收和重复利用D、细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用( )4、酶的固定方式不包括。
专题4课题3 酵母细胞的固定化课题背景1、问题:酶对环境条件敏感,易失活;溶液中的酶很难回收,不能再次利用,提高了生产成本;反应后的酶会混合在产物中,如不除去,会影响产品质量。
设想:将酶固定在的上。
优点:使酶既能与反应物,又能与产物,同时,固定在载体上的酶还可以。
2、问题:一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中,很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的。
设想:将合成酶的直接固定。
优点:成本,操作。
一、基础知识(一)固定化酶的应用实例1、高果糖浆是指含量为左右的糖浆,能将葡萄糖转化为果糖的酶是。
2、使用固定化酶技术,将这种酶固定在一种的载体上,再将这些酶颗粒装到一个反应柱内,柱子底端装上分布着许多的筛板。
酶颗粒无法通过筛板的小孔,而反应溶液却可以自由出入。
生产过程中,将葡萄糖溶液从反应柱的注入,使葡萄糖溶液流过反应柱,与接触,转化成果糖,从反应柱的流出。
反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本,提高了果糖的产量和质量。
(二)固定化细胞技术1、固定化酶和固定化细胞是利用或方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术,包括、和。
2、一般来说,酶更适合采用和固定,而细胞多采用固定化。
这是因为细胞体积比酶分子的体积大;体积大的细胞难以被或,而个小的酶容易从包埋材料中。
3、包埋法法固定化细胞,即将微生物细胞包埋在不溶于水的的载体中。
常用的载体有、、、和等。
二、实验操作(一)制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化活化就是处于状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
2.配制物质的量的浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液3.配制海藻酸钠溶液加热溶化海藻酸钠时要注意加热,几次,并不断,直到海藻酸钠为止。
如果加热太快,海藻酸钠会发生。
4.海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合将海藻酸钠溶液冷却至,加入已活化的海藻酸钠溶液,进行充分搅拌,使其混合,在转移至。
(二)用固定化酵母细胞发酵1.将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2-3次。
酵母细胞的固定化班级:_________ 姓名:_________ 小组:_________【考纲要求】1.说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。
(II )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。
(II )【重点和难点】1.说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。
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。
【导学流程】一、固定化酶和固定化细胞技术1.固定化酶的应用实例——生产高果糖浆(1)反应原理:葡萄糖――――――→葡萄糖异构酶_果糖_____。
(2)生产过程 将葡萄糖异构酶__固定在颗粒状载体上↓↓放入底端装有分布着许多小孔的筛板的_反应柱_____内(酶颗粒不能通过,反应液能通过) ↓葡萄糖溶液从反应柱的上端注入↓流过反应柱↓与固定化葡萄糖异构酶接触,转化成果糖↓果糖从反应柱的_下端_____流出2.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)方法及适用范围⎩⎪⎨⎪⎧包埋法:多适用于 的固定化 :多适用于酶的固定化 (3)优点①固定化酶: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:与固定化酶技术相比,固定化细胞制备的成本更低,操作更容易。
二、实验操作1.制备固定化酵母细胞(1)固定方法:包埋法__。
(2)常用载体:一些不溶于水的多孔性__载体,如_明胶__、琼脂糖、_海藻酸钠__、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
(3)实验操作酵母细胞的_活化__↓配制物质的量浓度为0.05 mol/L 的CaCl 2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2.用固定化酵母细胞发酵将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用__蒸馏水______冲洗2~3次↓将150 mL质量分数为10%的_葡萄糖____溶液转移到锥形瓶中↓加入固定好的酵母细胞(凝胶珠)↓置于25 ℃下发酵24 h↓观察是否有_气泡__产生,闻闻是否有酒味【深入学习】1.固定化酶和固定化细胞的原理(1)根据教材“高果糖浆的生产”分析固定化酶依据的原理与其优点分别是什么?将酶固定在不溶于水的载体上,使酶既能与反应物接触,又能与产物分离;同时,固定在载体上的酶还可以被反复利用。
2021人教版高中生物选修一《酵母细胞的固定化》word导学案★知识目标1、识记固定化技术的常用方法2、明白得固定化酵母细胞的制备过程3、明白固定化酶的实例★能力目报1、固定化细胞技术2、制备固定化酵母细胞的过程★情感态度与价值观通过固定化技术的进展过程,培养科学探究精神,同时领会研究的科学方法★教学重点制备固定化酵母细胞★教学难点制备固定化酵母细胞★学情分析:必修一中学生差不多学习了酶的特性,明白酶能够在常温常压下高效催化一些生物化学反应,同时也学习了传统发酵技术——果酒和果醋的制作工艺,差不多上利用活细胞能够产生酶,催化一些化学反应产生我们需要的产物,但对这些微生物的利用我们差不多上一次性的,如此确实是生产成本升高,通过层层问题诱导,激发学生对解决这一问题的欲望。
★教材分析:“酵母细胞的固定化”这节内容能够看作是传统发酵技术的延伸,要紧是为了解决实际生产中的问题,旨在培养学生发觉问题,解决问题的适应,让学生初步了解固定化技术的原理。
★教学建议:老师展现酶应用到生产过程中显现的有关报道,提出问题,引导学生摸索、讨论,并提出解决问题的方法,因此要好好利用教材中现成的例子。
★教学方法:问题探讨式★导入设计导入一:通过前面的学习,我们明白酶能使一些在常温常压下不能发生的化学反应发生,因此我们把他应用到生产中,但在应用过程中,人们发觉了一些实际问题:酶通常对强酸、强碱、高温顺有机溶剂等条件专门敏锐,容易失活;溶液中的酶专门难回收,提高了生产成本,还可能阻碍产品质量。
在制造葡萄酒的过程中,菌种都不能重复利用。
那么我们能否采取一些方法幸免这些情形的发生呢?今天我们就来学习固定化技术-酵母菌细胞的固定化,解决这些实际问题。
导入二:图中的各种食品大伙儿都不生疏,与大伙儿的生活息息相关,大伙儿对这些食品的生产了解多少,在这些食品生产过程中都用到了那些生物学原理呢?比如说酸奶的生产就利用了原理,食醋的生产等等,这些差不多上我们利用生物技术得来的硕果,但在利用这些技术的过程中,也遇到专门多问题,比如说:某些微生物会与产物混合,导致产品质量问题,今天我们就来学习新的技术,解决日常生产过程中的产品污染问题。
生物选修一43酵母细胞的固定化教案设计教案设计:酵母细胞的固定化一、教学目标1.了解酵母细胞的固定化的概念和方法。
2.了解酵母细胞的固定化的应用领域。
3.掌握酵母细胞的固定化实验的步骤和操作方法。
4.培养学生的实验观察和实验设计的能力。
5.培养学生的团队协作和沟通能力。
二、教学内容1.酵母细胞的固定化的概念。
2.酵母细胞的固定化的方法。
3.酵母细胞的固定化的应用领域。
4.酵母细胞的固定化实验的步骤和操作方法。
三、教学过程1.导入(10分钟)向学生提问:你们知道酵母细胞的固定化是什么意思吗?解释酵母细胞的固定化的概念,引导学生思考酵母细胞的固定化有哪些方法。
2.知识讲解(20分钟)介绍酵母细胞的固定化的方法,包括包埋法、吸附法和细胞固定化等,解释各种方法的原理和优缺点。
介绍酵母细胞的固定化的应用领域,包括酒精发酵、面包制作、生物能源开发等。
3.实验操作(30分钟)分为团队实验和个人实验两个环节。
团队实验:学生分成若干小组,每个小组设计一个酵母细胞的固定化实验,并准备实验所需的材料和设备。
个人实验:每个小组中的学生轮流操作实验,并记录实验数据和观察结果。
4.实验结果分析和讨论(20分钟)学生根据实验结果和观察数据,进行实验结果的分析和讨论。
引导学生思考固定化方法对酵母细胞生长和代谢的影响,以及不同固定化方法的优劣之处。
5.总结和评价(10分钟)让学生总结本次实验的结果和收获,并从实验设计、实验操作和实验结果等方面对自己的表现进行评价。
引导学生思考酵母细胞的固定化在生物工程领域的应用前景和意义。
四、教学评价1.实验报告:学生根据实验记录和观察结果,撰写实验报告,包括实验目的、实验步骤、实验结果和实验结论等。
2.小组讨论:每个小组进行实验结果的讨论,按小组为单位提交讨论记录,包括实验结果的分析和小组成员的贡献等。
3.个人评价:学生对自己的实验设计、操作和结果进行评价,包括实验思路的创新性、实验操作的准确性和实验结果的可靠性等。
第3节酵母细胞的固定化(共1课时,第1课时)
【课标要求】说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。
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。
【创设情景】
[思考1]影响酶的因素有哪些?[思考2] 如何理解酶的专一性?
[思考3]发酵过程中一种能完成所有反应吗?
【学习活动】
活动一:仔细阅读课题背景,想一想,我们如何能实现酶的固定化和细胞的固定化?
精讲:酶:优点:催化效率高,低耗能、低污染,大规模地应用于食品、化工等各个领域。
实际问题:对环境条件敏感,易失活;溶液中的酶很难回收,不能再次利用,提高了生产成本;反应后的酶会混合在产物中,如不除去,会影响产品质量。
设想:。
固定化酶:优点
实际问题:一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中,很多产物的形成
都是通过一系列的酶促反应才能得到的。
设想:。
固定化细胞:优点。
活动二:仔细阅读课文,举例说明固定化酶技术是如何实现的?与一般的酶反应相比,意义在哪里?
精讲:能将葡萄糖转化为果糖的酶是。
使用固定化酶技术,将这种酶固定在一种上,再将这些酶颗粒装到一个反应柱内,柱子底端装上分布着许多小孔的。
酶颗粒无法通过筛板的小孔,而反应溶液却可以自由出入。
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,与接触,转化成果糖,从反应柱的下端流出。
反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本,提高了果糖的产量和质量。
活动三:阅读课文,试说明固定化酶技术与固定化细胞技术有哪些异同?
精讲:固定化酶和固定化细胞是利用或方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术,包括、和法。
一般来说,酶更适合采用和法固定,而细胞多采用法固定化。
这是因为细胞个大,而酶分子很小;个大的难以被或,而个小的酶容易从中漏出。
包埋法法固定化细胞即将微生物细胞包埋在不溶于水的中。
常用的载体有、、、和等。
〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么?
〖思考2〗将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应,应当固定;
若将蛋白质变成氨基酸,应当固定。
活动四:实验操作中,制备固定化酵母细胞的操作可以分为哪几步?应该注意哪些问题?
精讲:(1)制备固定化酵母细胞
制备固定化酵母细胞需要的材料是、和。
1. 酵母菌的活化
活化就是处于状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
2. 配制物质的量尝试为0.05mol/L的CaCl2溶液。
3. 配制海藻酸钠溶液。
加热溶化海藻酸钠时要注意:
4. 海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合。
5. 固定化酵母细胞:以的速度地将注射器中的溶液滴加到配制好的溶液中,并浸泡 (时间)。
(2) 用固定化酵母细胞发酵
1. 将固定好的酵母细胞用冲洗2-3次。
2. 发酵时的温度就为,时间。
〖思考3〗加热溶化海藻酸钠时微火加热并不断搅拌的目的是什么?
〖思考4〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞?
〖思考5〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封?
〖思考6〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的?
〖思考7〗在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中,需要无菌操作吗?
活动五:结果分析中,如何通过凝胶珠的特点来判断细胞固定化是否成功?
精讲:⑴观察凝胶珠的颜色和形状
如果制作的凝胶珠,固定的酵母细胞数目较少;如果形成的凝胶珠,需要再作尝试。
⑵
利用固定的酵母细胞发酵产生酒精,可以看到产生了很多,同时会闻到。
【课堂反馈】
1下列关于固定化酶技术说法中,正确的是
A.固定化酶技术就是固定反应物,让酶依附着载体围绕反应物旋转的技术
B.固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应
C.固定化酶中的酶无法重复利用 D.固定化酶是将酶固定在一定空间的技术2.下列有关固定化酵母细胞制备步骤正确的是
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.将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注人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
3.下列关于固定化酶中用到的反应柱的理解中。
正确的是
A.反应物和酶均可自由通过反应柱B.反应物和酶均不能通过反应柱C.反应物能通过,酶不能通过 D.反应物不能通过,酶能够通过
4.使用固定化细胞的优点是( )。
A.能催化大分子物质的水解B.可催化一系列化学反应
C.与反应物易接近 D.有利于酶在细胞外发挥作用
5.酶的固定方法不包括( )。
A.将酶吸附在固体表面上 B.将酶相互连接起来
C.将酶包埋在细微网格里 D.将酶制成固体酶制剂,如加酶洗衣粉中的酶
6.固定化细胞常用包埋法固定,原因是
A.包埋法固定操作最简便B.包埋法对酶活性的影响最小
C.包埋法固定具有普遍性D.细胞体积大,难以被吸附或结合7..固定化细胞对酶的活性影响最小,根本原因是
A.避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程
B.固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用
C.促化反应结束后,能被吸收和重复利用
D.细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用
8.关于酵母细胞活化的说法,不正确的是
A.酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸 B.酵母细胞活化所需要的时间较短C.活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态 D.酵母细胞活化后体积增大
9. 使用固定化酶的优点是
A有利于增加酶的活性 B有利于产物的纯化 C有利于提高反应速度 D有利于酶发挥作用10.下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是
A.琼脂糖 B.醋酸纤维素 C.聚丙烯酰胺 D.聚乙烯树脂
11.下列关于固定化细胞的叙述,正确的是
A催化效率高,低耗能、低污染B对环境的条件非常敏感,容易失活
C既能与反应物充分接触,又能与产物分离 D成本低、操作简单,但反应效率可能很低12.在制备固定化酵母细胞的实验中,CaCl2溶液的作用是
A.调节溶液pH B.进行离子交换 C.胶体聚沉 D.为酵母菌提供钙离子13.对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是
A.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环
B.海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量
C.海藻酸钠的浓度过高,易形成凝胶珠
D.海藻酸钠的浓度过低,形成凝胶珠内包埋细胞过少
14下图为固定化酶的反应柱示意图,请据图回答:
⑴请在横线上填出各标号名称。
①
②③。
⑵与一般酶制剂相比,固定化酶的突出优点
是
和,固定化细胞的优点是_____________________________。
⑶③的作用
⑷制作固定葡萄糖异构酶所用的方式有___________________或
___________________。
⑸据图说出反应柱的作用原理。
15.下面是制备固定化酵母细胞实验步骤图解,请据图回答:
酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→配置海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
⑴在________状态下,微生物处于休眠状态。
活化就是让处于休眠状态的微生物恢复
_______状态。
活化前应选择足够大的容器,因为酵母细胞活化时____________。
⑵影响实验成败的关键步骤是。
⑶如果海藻酸钠浓度过低,形成凝胶珠包埋酵母细胞数目______。
⑷观察形成凝胶珠的颜色和形状,如果颜色过浅,说明
,如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明。
⑸制备固定化酶不宜用包埋法,为什么?。