1、 导入新课导入新课 教学目标教学目标1.了解固定化酶在生产实践中的优点。了解固定化酶在生产实践中的优点。3.掌握固定化酶或细胞的方法。掌握固定化酶或细胞的方法。2.掌握固定化酶和固定化细胞的作用掌握固定化酶和固定化细胞的作用和原理。和原理。4.产是指被固定化酵母细胞，并利用产是指被固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。固定化酵母细胞进行酒精发酵。通过实验与理论知识相结合的方法，通过实验与理论知识相结合的方法，在实验中掌握酵母细胞固定化的知识。在实验中掌握酵母细胞固定化的知识。1.培养学生动手实验能力。培养学生动手实验能力。2.培养在实验过程中的团结互助的精神。培养在实验过程中的团结
2、互助的精神。教学重难点教学重难点制备固定化酵母细胞。制备固定化酵母细胞。制备固定化酵母细胞。制备固定化酵母细胞。内容解析内容解析从从到到再到再到的发展史的发展史存在问题：存在问题：容易失活容易失活 不能再次不能再次利用利用 产物中的产物中的酶影响产酶影响产品质量品质量设想：设想：将酶固定在将酶固定在不溶于水的不溶于水的载体上载体上固定化酶固定化酶出现出现存在问题：存在问题：设想：设想：一种酶只能一种酶只能 催化一种化催化一种化 学反应学反应 生产实践中，生产实践中，产物需要一系产物需要一系 列酶促反应得到列酶促反应得到酶来自细胞，酶来自细胞，能否将合成细胞能否将合成细胞的酶直接固定的酶直接固定
3、固定化细胞固定化细胞出现出现 如何使酶或者细胞既能在反应过程如何使酶或者细胞既能在反应过程中与反应物接触，又能在反应结束后与中与反应物接触，又能在反应结束后与反应物分离？反应物分离？通常情况下，酶和细胞固定采用不同的方法通常情况下，酶和细胞固定采用不同的方法酶酶物理吸附法物理吸附法化学结合法化学结合法细胞细胞 包埋法包埋法干酵母干酵母CaCl2溶液溶液海藻酸钠海藻酸钠干酵母干酵母配置配置0.05mol/L的的CaCl2溶液溶液CaCl2 0.83g150mL H2O配置海藻酸钠溶液配置海藻酸钠溶液海藻酸钠海藻酸钠 0.7g10mL水水小火加热小火加热配方配方干酵母干酵母 取取1g干酵母，放干酵
4、母，放10mL水中，水中，用玻璃棒搅拌成糊状，用玻璃棒搅拌成糊状，放置放置1h左右使其活化左右使其活化 将已经活化的酵母细胞加将已经活化的酵母细胞加 入到海藻酸钠溶液中入到海藻酸钠溶液中 用玻璃棒进行充分搅拌，用玻璃棒进行充分搅拌，使其混合均匀使其混合均匀 将溶液转移至注射器中将溶液转移至注射器中 将注射其中的溶液滴加将注射其中的溶液滴加 到配置好的到配置好的CaCl2溶液中溶液中 液滴在液滴在CaCl2溶液中形成溶液中形成 凝胶珠凝胶珠 将这些凝胶珠在将这些凝胶珠在CaCl2 溶液中浸泡溶液中浸泡30min左右左右将凝胶珠用蒸馏水冲洗将凝胶珠用蒸馏水冲洗23次次将凝胶珠放入将凝胶珠放入10%
5、葡萄糖溶葡萄糖溶 液中，液中，25发酵发酵24h 形成凝胶珠的颜色较深，形状为圆形或椭圆形形成凝胶珠的颜色较深，形状为圆形或椭圆形 凝胶珠颜色过浅，呈白色凝胶珠颜色过浅，呈白色固定的固定的酵母细胞过酵母细胞过少，海藻酸少，海藻酸钠浓度偏低钠浓度偏低 凝胶珠不是椭圆形或圆形，呈其它形状凝胶珠不是椭圆形或圆形，呈其它形状固定的固定的酵母细胞过酵母细胞过多，海藻酸多，海藻酸钠浓度偏高钠浓度偏高 葡萄糖溶液中产葡萄糖溶液中产生许多气泡，同时闻生许多气泡，同时闻到酒味到酒味 1.将葡萄糖异构酶固定在颗粒将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上状载体上 2.将酶颗粒装入到反应柱内，反将酶颗粒装入到反应柱内，反应柱
6、地段有筛孔，可以使反应溶液通应柱地段有筛孔，可以使反应溶液通过，而酶颗粒不能通过过，而酶颗粒不能通过3.将葡萄糖溶液从反应柱上端注入将葡萄糖溶液从反应柱上端注入葡萄糖葡萄糖 葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶 果糖果糖 4.果糖溶液从下端流出，葡果糖溶液从下端流出，葡萄糖异构酶仍保留在反应柱内萄糖异构酶仍保留在反应柱内 我们采取这种方法，成功我们采取这种方法，成功地实现了酶与反应物的自由接地实现了酶与反应物的自由接触与分离。触与分离。课堂小结课堂小结酵母细胞的活化酵母细胞的活化配置物质的量浓度为配置物质的量浓度为0.05mol/L的的CaCl2溶液溶液配制海藻酸钠溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细
7、胞混合海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞固定化酵母细胞利用固定化酵母细胞发酵利用固定化酵母细胞发酵1.（2009.江苏）江苏）下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是（正确的是（）A.固定化细胞技术在多步连续催化反应方固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显面优势明显 B.固定化酶的应用中，要控制好固定化酶的应用中，要控制好pH、温、温度和溶解氧度和溶解氧 C.利用固定化酶降解水体中有机磷农药，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需提供适宜的营养条件 D.利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用
8、只是作为反应物作用只是作为反应物高考链接高考链接A解析：解析：本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识。本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识。B选项固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高，选项固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高，耐受性比较好，和溶解氧没什么关系；耐受性比较好，和溶解氧没什么关系；C选项利用固定化酶降解水体中有机磷农药，纯粹选项利用固定化酶降解水体中有机磷农药，纯粹的化学反应，不需要提供营养条件，固定化细胞发的化学反应，不需要提供营养条件，固定化细胞发挥作用需要。挥作用需要。D选项利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用选项利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用作为反应底物也为
9、碳源来调节酵母菌的代谢方式。作为反应底物也为碳源来调节酵母菌的代谢方式。课堂练习课堂练习 1.固定化酶和固定化细胞通常采用固定化酶和固定化细胞通常采用_、_、_三种方法。三种方法。其中，酶更适合采用其中，酶更适合采用_、_，细胞更适合采用细胞更适合采用_。2.正常情况下，凝胶珠的颜色正常情况下，凝胶珠的颜色_，形状，形状为为_或或_。包埋法包埋法化学结合法化学结合法物理吸附法物理吸附法化学结合法化学结合法物理吸附物理吸附法法包埋法包埋法较深较深圆形圆形椭圆形椭圆形1.下列不属于酶的优点的是（下列不属于酶的优点的是（）A.催化效率高催化效率高 B.低耗能低耗能C.低污染低污染 D.可以反复利用可
10、以反复利用2.在固定化酵母细胞中，海藻酸钠溶液的作用是在固定化酵母细胞中，海藻酸钠溶液的作用是 （）A.固定化酵母细胞固定化酵母细胞 B.悬浮酵母细胞悬浮酵母细胞C.回收酵母细胞回收酵母细胞 D.催化化学反应催化化学反应DA1.在实验过程中为什么要活化酵母细胞？在实验过程中为什么要活化酵母细胞？2.在葡萄糖的异构反应中，如果不将葡萄糖异构在葡萄糖的异构反应中，如果不将葡萄糖异构酶固定，而是直接使用葡萄糖异构酶，会对生产酶固定，而是直接使用葡萄糖异构酶，会对生产过程产生哪些影响？过程产生哪些影响？3.固定化细胞技术有什么优缺点？固定化细胞技术有什么优缺点？教材习题答案教材习题答案 1.直接使用酶
11、、使用固定化酶和使用固定化直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化细胞催化反应，有哪些优点与不足？细胞催化反应，有哪些优点与不足？2.你能写一篇短文，描述葡萄糖分子通你能写一篇短文，描述葡萄糖分子通过固定化细胞变成酒精的过程吗？过固定化细胞变成酒精的过程吗？葡萄糖通过装有固定化细胞的柱子，在固葡萄糖通过装有固定化细胞的柱子，在固定化细胞分泌的葡萄糖异构酶的作用下变定化细胞分泌的葡萄糖异构酶的作用下变为酒精，酒精通过底部的筛板滤除，固定为酒精，酒精通过底部的筛板滤除，固定化细胞仍保留在柱壁上。化细胞仍保留在柱壁上。3.目前，还没有一种固定化技术能普遍适目前，还没有一种固定化技术能普遍适用于所有的酶。在实际应用中，需要根据各种用于所有的酶。在实际应用中，需要根据各种酶的特性，探索出最佳的固定化途径，你能解酶的特性，探索出最佳的固定化途径，你能解释为什么很难找到一种普遍适用的固定酶的方释为什么很难找到一种普遍适用的固定酶的方法吗？法吗？
