人教版高中生物选修一4.3 酵母细胞的固定化教学课件

走近生物技术

专题1 传统发酵技术的应用

课题1 果酒和果醋的制作

课题2 腐乳的制作

课题3 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

专题2 微生物的培养与应用

课题1 微生物的实验室培养

课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

课题3 分解纤维素的微生物的分离

专题3 植物的组织培养技术

课题1 菊花的组织培养

课题2 月季的花药培养

专题4 酶的研究与应用

课题1 果胶酶在果汁生产中的作用

课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

课题3 酵母细胞的固定化

专题5 DNA和蛋白质技术

课题1 DNA的粗提取与鉴定

课题2 多聚酶链式反应扩增DNA片段

课题3 血红蛋白的提取和分离

专题6 植物有效成分的提取

课题1 植物芳香油的提取

课题2 胡萝卜素的提取

附录1 生物学实验室的基本安全规则

附录2 生物学实验室中常用的国际单位

附录3 常用培养基配方

附录4 常用的消毒灭菌操作方法

附录5 常用化学抑菌剂

部穿了一些小孔，移植的组培苗成活率达到　

１００％。为了便于移栽后管理，学生们还利用大饮　料瓶和废旧输液管等精心制作了“自动浇水装　

置”（见图１ｂ）。这些组培实验配套器材的制作，　

不仅保证了实验的顺利进行，也为学校节约了经　费开支，同时学生们的创造能力得到了提高。　

一一　

ａ组堵酉定植槽　ｂ自动挠水装置　图１　（３）提高了学生的科学素养　

植物组织培养实验要求很严格。首先，比较　典型的是植物组织培养过程中，要求必须在无菌　的条件下进行接种，对于所用的接种环境、外植　

体、接种器材和培养基等都必须做好消毒灭菌处　

理，否则实验的成功率不高。这就要求学生树立　严谨的科学态度。其次，不同植物材料要求培养　

条件不一样，如要对培养基中激素的加入　种类和数量、温度控制和光照时问等条件进行不　同的探究。在实验过程中，使学生真正体验科学　

探究过程，掌握科学的探究方法，提高科学探究能　力。　

（４）提高了学生的综合实践技能　

组培实验其实是许多学科知识的融合。例如　

在培养基的配制中，既用到化学中溶液的配制知　识，又涉及理化中天平、量筒和温度计等工具的使　用。培养基的配置和激素量的添加都要经过精密　

计算，同时要求学生进行观察、交流、探讨、分析、　写研究报告等等。这些工作与语文、数学知识分　

不开。对于低年级的学生有许多知识是未知先　

学，不断地在实践中学习、应用。所以在组培实验　过程中，提高了学生学科知识的综合运用能力和　

实践技能。　旭阳学校组培实验取得了初步的成功。但今　

后还要继续努力，扩大活动规模，充分利用山区资　源，采集如花草和药材之类的名贵物种，向更广的　

方向去发展。争取在不远的将来，让学校的每一　

位学生都能参与到活动中来，用亲手培育的花草　把校园装点得更加美丽，让科技之花开得更鲜、更　

艳、更美。　（收稿日期：２０１１＿ｏ５．２０）　

酵母细胞固定化实验的改进和拓展探究　

口　陈　维　

江苏省连云港市高级中学　２２２０４２　

摘要针对酵母细胞固定化实验中存在的问题，提出了有针对性的改进建议，并在此基础上开展了一系列的实验拓展探　究。　关键词　细胞固定化　实验改进拓展探究　

第16课时 酵母细胞的固定化

学习目标：

1.说出固定化酶和固定化细胞制作的原理和作用。

2.比较固定化酶和固定化细胞的异同。

3.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。

预学案：

一、固定化酶的应用实例

1.高果糖浆是指果糖含量为①左右的糖浆。

2.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③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④。酶颗粒无法通过筛板的小孔,而⑤却可以自由出入。生产过程中,将葡萄糖溶液从反应柱的⑥注入,使葡萄糖溶液流过反应柱,与葡萄糖异构酶接触,转化成果糖,从反应柱的⑦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⑧、化学结合法和物理吸附法。一般来说,酶更适合采用⑨和物理吸附法固定,而细胞多采用⑩固定化。这是因为细胞个大,而酶分子很小;体积大的细胞难以被化学结合或物理吸附,而体积小的酶容易从包埋材料中漏出。

2.包埋法固定化细胞即将微生物细胞均匀包埋在不溶于水的多孔性载体中。常用的载体有明胶、琼脂糖、、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。

三、实验操作

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、CaCl2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)配制物质的量浓度为0.05 mol/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用微火加热并不断搅拌,防止。

(4)海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合。

(5)固定化酵母细胞:以恒定的速度缓慢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)发酵时的温度为,时间24 h。

1 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

2

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