高中生物选修1《第2章酶技术第4节固定化酶的制备和应用【实验】固定化乳糖酶的...》18北师大教案设计

课题3

酵母细胞的固定化

一、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。

二、学习重点、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

（一）基础知识

1．固定化酶的应用实例――生产高果糖浆

高果糖浆的生产原理：

①高果糖浆是指

②能将葡萄糖转化为果糖的酶是

。

③这种酶的优点是

。

④直接使用酶的缺点是

。

2．固定化技术的方法（识图4－6固定方法）：固定化酶和固定化细胞的方法有

、

和

。

【比较】酶和细胞的固定方法和特点

固定对象

酶

细胞

适宜固定法[来源:学*科*网Z*X*X*K]

化学结合法、物理吸附法

包埋法

特

点

体积小，固定一种酶。

包埋法容易丢失

体积大，固定一系列酶。

难以化学结合和吸附

3．固定细胞的材料：

固定细胞时应当选用

的

性载体材料，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等

【比较】直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较：

类型

优点

不足

直接使用酶

催化效率高，低耗能、低污染

对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不

能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。

固定化酶

酶既能与反应物接触，又能与反应物分离，同时固定在载体上的酶还可以被反复利用。

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通过一系列的酶促反应才能得到。

固定化细胞

成本低，操作更容易

固定后的细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降。（二）实验设计

固定过程如下：

（二）结果分析与评价

如何通过凝胶珠的特点来判断细胞固定化是否成功？

1．观察凝胶珠的颜色和形状

如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明

；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明

，制作失败，需要再作尝试。

2．检验凝胶珠的质量是否合格。

检验凝胶珠的质量是否合格，可以采用以下方法。一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。

3．观察发酵的葡萄糖溶液

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

。

酵母细胞的活化

配制CaCl2溶液

配制海藻酸钠溶液

将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合

固定化酵母细胞

冲洗凝胶珠

酒精发酵