2018-2019学年高中生物人教版选修一学案：专题4 课题3酵母细胞的固定化 Word版含答案

配制CaCl2——|物质的量浓度为0.05 mol/L

溶液

?用酒精灯加热时要边加热边搅拌配制海藻——?

酸钠溶液并且要小火间断加热，反复几次?

向冷却至室温的海藻酸钠溶液中加

?海藻酸钠溶液与

——?入已活化的酵母细胞，进行充分搅

酵母细胞混合

?拌，使其混合均匀，再转移至注射器中

?以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶固定化酵

——?

母细胞液滴加到配制好的CaCl溶液中，浸泡��30 min左右?22．用固定化酵母细胞发酵 (1)操作步骤：

加入到固定好的酵母细胞(凝胶珠)―→用蒸馏水冲洗2～3次――→用于发酵的葡萄糖溶液中。

?有气泡产生(2)现象?

有酒精味散发?

[合作探讨]

探讨1：酵母细胞固定前要活化的原因是什么？

提示：在缺水状态，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的酵母细胞恢复正常的生活状态。

探讨2：在进行酵母细胞的活化操作时，为什么要选择容积很大的容器？ 提示：在酵母细胞活化时，体积会变大，因此要选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器。

探讨3：如何根据凝胶珠的颜色和形状确定是否制备成功？

提示：可以制备不含酵母细胞的凝胶珠作对照。如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再做尝试。

[思维升华]

1．制备固定化酵母细胞的注意事项

(1)在缺水状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞需要的活化时间较短，一般为0.5～1 h，但实验时需要提前做好准备。

(2)酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出。

(3)加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，关系到实验的成败，一定要按照教材的提示进行操作。加热时要用小火，或者间断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。

(4)海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。

(5)溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，否则会因温度过高而导致酵母菌死亡。

(6)可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠，用作对照。

(7)海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，需稳定30 min左右。

(8)细胞的固定化要在严格无菌的条件下进行；反复使用固定化酵母细胞时，酵母菌种要纯，用具和材料要严格消毒，注意温度控制，营养全面，还需要避免其他微生物的污染。

2．实验结果分析与评价

(1)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再做尝试。

酶

(2)利用固定的酵母细胞发酵产生酒精[C6H12O6――→2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量]，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味，而不含酵母菌的凝胶珠所做的对照实验则无此现象。

1．有关制备固定化酵母细胞的叙述，正确的是( )

A．首先用蒸馏水把干酵母、CaCl2、海藻酸钠配制成溶液，但配制CaCl2溶液需要加热

B．配制海藻酸钠的溶液成糊状

C．海藻酸钠溶液与酵母细胞混合时，要用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混合均匀

D．酵母细胞溶液首先要和CaCl2溶液混合

【解析】 配制CaCl2溶液不需要加热；配制海藻酸钠溶液需要加热，直至将海藻酸钠完全溶化；溶化好的海藻酸钠冷却至室温加入活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀。

【答案】 C

2．下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图。下列叙述不正确的是( )

图1 图2

A．刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母细胞混合制备混合液 B．图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠 C．图2发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母细胞充分接触 D．图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中

【解析】 刚溶化的海藻酸钠溶液要冷却至室温，才能与活化的酵母细胞混合制备混合液，以免高温使酵母细胞失活；混合液加入CaCl2溶液进行固定化酵母细胞，CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠；发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母细胞充分接触，以利于发酵过程的顺利进行；制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤(去除残留的CaCl2)后再转移到图2装置中进行发酵。

【答案】 A