高中生物选修1优质课件：4.3 酵母细胞的固定化

高中生物选修一

1 酵母细胞的固定化

【教学目标】

1、知道从酶到固定化酶技术，再到固定化细胞技术的发展过程以及生产中遇到的问题及固定化技术带来的巨大效益；

2、知道常用的固定化技术及适用范围，明确固定化技术的应用原理，理解固定化细胞的具体步骤、会解释各种现象。

【教学重难点】固定化酶与固定化细胞的制备原理及方法；制备固定化细胞的操作步骤。

【教学过程】

一、基础知识

（一）固定化酶的应用实例

1.利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例

（1）高果糖浆的生产需要葡萄糖异构酶。

（2）葡萄糖异构酶的优点：稳定性好、可以持续发挥作用。

（3）在生产中直接使用酶的缺点：无法回收，造成浪费

2.固定化酶的反应

固定化酶的反应柱示意图与反应过程。

使用固定化酶技术，将这种酶（葡萄糖异构酶）固定在一种颗粒状的载体上，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小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，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。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.概念 利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间的技术。细胞中含有一系列酶，在细胞正常生高中生物选修一

2 命活动的过程中，通过代谢产生所需要的代谢产物。

2.将酶或细胞固定化的方法

（1）包埋法：将酶（或细胞）包埋在细微网格里。

（2）化学结合法：将酶（或细胞）相互连接起来。

（3）吸附法：将酶（或细胞）吸附在载体表面上。

【方法点拨】 酶和细胞固定方法的选择

酶适合采用化学结合和物理吸附法固定 ，细胞适合采用包埋法固定。

原因：细胞个大，酶分子很小，个体大的细胞难以被吸附或结合而个小的酶容易从包埋的材料中漏出 。

(三）固定化酶和固定化细胞的联系与区别

（1）联系： 应用相同，都能催化某些反应 。

..

DOC版. 专题3.3 酵母细胞的固定化

一、选择题（12小题）

1．下列关于酶制剂和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，正确的是

A．从酶的固定方式看，吸附法比交联法对酶活性影响大

B．可以用包埋法将各种消化酶固定化形成多酶片，并口服使用

C．探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验中，洗涤方式、水温、浸泡时间等都属无关变量，不影响洗涤效果

D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2

【答案】D

2．下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，错误的是

A．固定化酶可以实现对酶的重复利用

B．溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素

C．固定化细胞中的酶可催化一系列的化学反应

D．利用海藻酸钠固定酵母细胞的方法是包埋法

【答案】B

【解析】固定化酶既能与反应物接触，又容易与反应物分离，同时可以重复利用，A正确；溶解氧交换受阻会影响细胞呼吸，是固定化细胞应用的重要限制因素，B错误；固定化细胞能产生一系列的酶并分泌到细胞外，可催化一系列的化学反应，例如固定化酵..

DOC版. 母细胞可用于酒精发酵，C正确；用海藻酸钠固定酵母细胞的方法属于包埋法，D正确。

3．下列关于“酵母细胞的固定化技术”实验的叙述，正确的是

A．活化酵母时，将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状

B．配制CaCl2溶液时，需要边小火加热边搅拌

C．将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2溶液时，凝胶珠成形后应即刻取出

D．海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色，过低时凝胶珠易呈蝌蚪状

【答案】A

【考点定位】固定化酵母细胞。

【名师点睛】本题主要考查酵母细胞的固定化，要求学生理解酵母细胞固定化的过程以及异常情况。

4．下图表示科研人员利用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆的过程，相关叙述正确的是

A．固定葡萄糖异构酶时，采用方法2比方法3对酶的活性影响要小

B．在生产过程中，通过控制阀调节果糖流出的速率以保证反应充分进行

C．在生产过程中，须严格控制好pH、温度、溶解氧等环境因素

1 《专题二 细胞工程》练习题 2013.4

1．2009年春末，甲型H1N1流感病毒成为全人类共同的敌人。某生物工程公司拟利用细胞工程方法，以甲型H1Nl病毒衣壳蛋白为抗原制备单克隆抗体。相关叙述正确的是（ ）

A．将纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体

B．体外培养单个浆细胞还可以获得大量针对甲型H1N1病毒的淋巴因子

C．将等量浆细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞

D．利用该单克隆抗体与甲型H1N1病毒衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者

2．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列关于该愈伤组织的叙述错误的是（ ）

A．是经过脱分化和分裂形成的 B．其细胞没有全能性

C．由排列疏松的薄壁细胞组成 D．可以形成具有生根发芽能力的胚状结构

3．生产单克隆抗体时，要在培养基中加入特定的试剂筛选出杂交瘤细胞。下列可作为这种试剂的是（ ）

A．能选择性地抑制骨髓瘤细胞DNA复制的试剂

B．能激活B淋巴细胞的原癌基因的试剂

C．能阻止杂交瘤细胞核糖体上所有蛋白质合成的试剂

D．能抑制B淋巴细胞DNA复制的试剂

4．在植物细胞工程的技术中，无需激素调节的是（ ）

A．组织培养中促使细胞脱分化 B．制备原生质体时去除细胞壁

C．组织培养中促使细胞再分化 D．促使融合细胞形成愈伤组织

5．人工种子(如右图)是把植物离体培养中产生的胚状体，包裹在含有养分、有保护功能的物质中制成的，在适宜条件下能够萌发。下列与人工种子形成过程无关的是（ ）

A．细胞的脱分化和再分化 B．细胞全能性 C．细胞有丝分裂 D．细胞减数分裂

6．植物组织培养技术可以用于（ ）

A．生产无病毒植株 B．微型繁殖 C生产紫草素 D．A、B、C均是

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酵母细胞的固定化

【教学目标】

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。

【教学重难点】

1．制备固定化酵母细胞。

2．制备固定化酵母细胞。

【教学过程】

课题背景简单介绍了从酶到固定化酶、再到固定化细胞的发展过程。这一过程体现了科学技术的发展是不断地提出问题和解决问题的动态过程。在教学中，认识到：科学知识既来源于科学实验，也来源于生产生活实践，知识的学习应该与生产实践相联系；人们在生产实践中所发现的问题能够促进科学技术的发展。

一、基础知识分析与教学

1. 固定化酶的应用实例

知识要点：

(1)利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例。

(2)固定化酶的反应柱示意图。

(3)固定化酶在生产实践中的优点。

教学：课程标准中要求学生尝试制备和应用固定化酶，但考虑到制作固定化酶的技术要求比较高，中学生难以掌握，因此只要求学生制作技术难度较低的固定化酵母细胞，对于固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用，主要是让学生通过生产实例来了解。在教学时可以采用让学生阅读自学的方式，并在阅读之前，布置一些思考题让学生思考。例如，在葡萄糖的异构反应中，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. 固定化细胞技术

知识要点：

(1)将酶或细胞固定化的方法。

(2)固定化酶和固定化细胞的联系与区别。 2 / 2

(3)固定化酶和固定化细胞常用的载体材料。

教学：固定化酶和固定化细胞通常采用包埋法、化学结合法和物理吸附法。在教学过程中，可以通过提问的方式，引导学生认识这三种方法的特点与适用范围。此外，还可以引导学生思考课本中提出的问题，引导学生理解固定化细胞和固定化酶这两种技术的区别与联系，辩证地认识这两种技术的优势与不足。例如，固定化细胞操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收等，但由于大分子物质难以自由通过细胞膜，因此固定化细胞的应用也受到限制。