酵母细胞的固定化-学案.docVIP

§4.3《酵母细胞的固定化》导学案 班级：高二（ ）班 姓名： 【学习目标】 1.举例说明固定化技术的种类及应用。 2.比较直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的异同点。 3.初步学会制备固定化酵母细胞并用其进行酒精发酵。 【自主学习】 一、固定化酶的应用实例——生产高果糖浆 1.生产高果糖浆的原理: 葡萄糖 果糖。 2.传统生产方法的优缺点: (1)优点:_______好,能持续发挥作用。 (2)缺点。 ①酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常_____,容易_____。 ②溶液中的酶很难回收,不能___________,提高了生产成本。 ③反应后会混在_____中,可能影响产品质量。 3.使用固定化酶的生产原理: (1)制备固定化酶:将葡萄糖异构酶固定在颗粒状的_____上。 (2)制备固定化酶反应柱:将这些酶颗粒装入_______中,柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。 (3)酶与反应液分离的原理:_______无法通过筛板上的小孔,而_________可以自由出入。 4.生产操作: (1)将葡萄糖溶液从反应柱的_____注入。 (2)使葡萄糖溶液流过反应柱,与___________________接触。 (3)转化成的果糖从反应柱的_____流出。 二、固定化酶和固定化细胞技术 1.概念:利用_____或_____方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。 2.常用方法: 序号 固定方法 固定对象 图例 ① _____法 固定化_____ ② _________法 固定化___ ③ _________法 固定化___ 3.优点: (1)固定化酶既能与_______接触,又能与_____分离,可反复使用。 (2)固定化细胞制备成本___,操作_____。 三、实验操作 1.制备固定化酵母细胞: (1)固定方法:_______。 (2)常用载体:一些不溶于水的_______载体,如_____、琼脂糖、_________、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。 (3)实验操作: 酵母细胞的_____ ↓ 配制_____溶液 ↓ 配制_________溶液(影响实验成败的关键步骤) ↓ 海藻酸钠溶液与_________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_______冲洗2～3次 ↓ 将150 mL质量分数为10%的_______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 ↓ 发现有_____产生,同时有_____散发 【合作探究】 主题1　固定化酶和固定化细胞技术 1.固定化酶和固定化细胞的原理及优点： (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。 ①原理：将酶固定在___________________________。 ②优点：使酶既能与______________________________________________________。 (2)探讨固定化细胞采用的固定方法、固定原理和固定化细胞的优点。 ①方法：_______。 ②原理：将微生物细胞包埋在__________________________________________。 ③优点：与固定化酶技术相比较，该方法成本________,操作______________。 2.固定化酶和固定化细胞的特点： (1) 从操作角度来考虑，你认为哪一种方法更容易？________ 哪一种方法对酶活性的影响更小？________ 固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？________ 如果想将微生物的发酵过程变成连续的一系列酶反应，应该选择哪种方法？________ 如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法？________ (2)直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较 比较项目 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 化学结合法 物理吸附法 包埋法 是否需要营养物质 ______ ______ ______ 催化反应 单一或多种 ______ ______ 反应底物 各种物质(大分子、小分子) ____________ ______ ______ 优点 催化效率___，低耗能、低污染等。 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________。 成本_____，操作更_____。 缺点 ①酶不能回收_______,增加了生产成本 ②酶混在产物中影响_______ 一种酶只能催化_______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的。 固定后的细胞与反应物不容易接近,尤其是大分子物质,可能导致反应效率下