高二年级第二学期生物学科 总第 课时教案
课题 第二节 制备和应用固定化酶
使用时间: 主备人:
教学目标:
1、知识与技能:
1、识记固定化技术的常用方法
2、理解固定化酵母细胞的制备过程
3、知道固定化酶的实例???
2、过程与方法:
1、固定化细胞技术
2、制备固定化酵母细胞的过程
3、情感态度价值观:
通过固定化技术的发展过程,培养科学探究精神,同时领会研究的科学方法
教学重点:
固定化酶技术的应用 固定化细胞的制备和应用
教学难点:
固定化细胞的制备和应用
教学方法:
启发式教学
教具使用:
多媒体课件
共案部分
个案部分
教学过程
教师主导活动
学生主体活动
课前:
布置学习目标和预习提纲,要求学生完成预习任务,下发及收缴批改导学案(附导学案)
学生进行预习,完成导学案。
课中:
对上节课存在问题进行点拨。
新授:
引入新课
在应用酶的过程中,人们发现了一些实际问题:酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感,容易失活;溶液中的酶很难回收,提高了生产成本,也可能影响产品质量。在本课题中,我们将动手制备固定化酵母细胞,体会固定化酶的作用
根据导学案完成情况,引导学生进行展示。
疑难解析
1.什么细胞的活化?
提示:在缺水的状态下,微生物会处于休眠状态。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。酵母细胞所需要的活化时间较短,一般需要0.5~1小时。
2.如何检验凝胶珠的质量是否合格?
提示: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。
布置课堂检测
学生对上节存在问题进行讨论。
学生自学基础知识。
学生根据导学案内容讨论并展示个人、小组成果。
思考:为什么要进行固定化酶技术?
什么是固定化酶?
比较吸附法、交联法、包埋法制备固定化酶的区别?
什么是固定化细胞技术?
细胞固定化的方法有哪些?
凝胶包埋法有哪些优点?
凝胶珠的制备过程?
固定化细胞技术有哪些应用?
固定化细胞技术存在哪些不足之处?
学生完成课堂检测
课后:
布置课外作业及下一节预习提纲。(见导学案)
学生完成课外作业及下一节预习。
板书设计
教学札记
三、其他补充教学资料(各位教师根据各班教学特点选择补充资料,可另附纸)
直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点如下表所示。
类型
优点
不足
直接使用酶
催化效率高,低耗能、低污染等。
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,又能与产物分离,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的。
固定化细胞
成本低,操作更容易。
固定后的酶或细胞与反应物不容易接近,可能导致反应效果下降等。
高二年级第二学期生物学科 总第 课时导学案
课题 第二节 制备和应用固定化酶
使用时间: 编制人:
一、学习目标:
1、识记固定化技术的常用方法 2、理解固定化酵母细胞的制备过程 3、知道固定化酶的实例??
二、知识构成:
1.固定化酶是指用 或 方法将 与 结合在一起形成的 的酶复合物。其在催化反应中,以 作用 与底物反应完成后,容易与 分离,可被 使用。
2.制备固定化酶的方法主要有 等,吸附法是利用 、 等方法,将酶固定在 等载体上的固定方式,其显著特点是 ;交联法是利用多功能试剂进行 与 之间的交联,在酶和多功能试剂之间形成 ,从而得到三维的交联网架结构;包埋法是将酶包埋在 中。
3.固定化酶技术的应用有生产 ,制成 试纸,用 处理废水等。
4.固定化细胞技术是指通过各种方法与一定的载体结合,使细胞 ;细胞固定化的主要方 法有 两大类;制备固定化动物细胞的主要方法是 ,而凝胶包埋法适用于 。
【问题探究】
1.酵母菌细胞的固定化技术主要步骤是什么?各步的主要操作要点是什么?应该注意哪些问题?
2.固定化酵母菌技术有哪些优点?
3.固定化细胞技术的主要应用有哪些? 固定化细胞技术存在哪些不足之处?
4.在固定化细胞技术中。从操作角度考虑, 方法更容易, 方法对酶活性的影响小;如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应。应选择 方法;如果反应物是大分子,应选择 方法。
5.凝胶珠的颜色是 ;形状是 。
6.利用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液, (填“有”或“无”)气泡产生, (填“有”或“无”)酒精产生。
三、学法和自检:
【1】酶和细胞分别适应哪种固定方法?
【2】关于固定化酶技术,说法正确的是 ( )
A.固定化酶技术就是固定反应物,将酶依附着 载体围绕反应物旋转的技术 B.固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促 反应 C.固定化酶中的酶无法重复利用 D.固定化酶是将酶固定在一定空间的技术
【3】研究认为,用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。如将从大肠杆菌中得到的磷酸二酯酶固定到尼龙膜上制成制剂,可用于降解残留在土壤中的有机磷农药,与用微生物降解相比,其作用不需要适宜的 ( )
A.温度 B.pH C.水分 D.营养
【4】有关固定化酶和固定化细胞的说法,不正确的是 ( )
A.它们都受到外界pH的影响 B.它们都受到外界温度的影响
C.它们都需要从外界吸收营养物质 D.想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应,应选择固定化细胞
课题 制备和应用固定化酶
四、达标检测
1.酶的固定化常用的方式不包括 ( )
A.吸附 B.包埋 C.连接 D.将酶加工成固体
2.溶解海藻酸钠,最好采用哪种加热的方法( )
A.小火间断 B.小火持续 C.大火间断 D.大火持续
3.目前,酶已经大规模地应用于各个领域,下列属 于应用中面临的实际问题的是 ( )
A.酶通常对强酸、强碱、高温非常敏感,但对有机溶剂不敏感
B.酶的结构比较稳定,所以催化功能很强
C.酶用于生产时可能会混在产物中,影响产品质量
D.直接用于生产中的酶可以多次利用
4.关于酵母菌的叙述,正确的是 ( )
A.酵母菌在营养物质充足、环境适宜时,依靠有性生殖进行繁殖
B.酵母菌的代谢类型属异养厌氧型
C.酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种细胞器膜等膜
D.用酵母菌酿酒时,应先密封后通气
5.关于固定化酶中的酶,说法正确的是 ( )
A.酶的种类多样性,可催化一系列的酶促反应
B.酶被固定在不溶于水的载体上,可反复利用
C.酶作为催化剂,反应前后结构不改变,所以固定化酶可永远利用下去
D.固定化酶由于被固定在载体上,所以丧失了酶的高效性和专一性特点
6.下列不属于固定化酶在利用时的特点的是( )
A.有利于酶与产物分离 B.可以被反复利用
C.能自由出入依附的载体 D.一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应
7.固定化酶的优点是 ( )
A.有利于增加酶的活性 B.有利于产物的纯化
C.有利于提高反应速度 D.有利于酶发挥作用
8.下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是( )
A.琼脂糖 B.醋酸纤维素 C.聚丙烯酰胺 D.聚乙烯树脂
五、学习小结和课外作业:
1、学习小结:
2、上本作业:57页第8题。并简要说明三种固定化酶的方法比较。
3、课本55页:1 2 3 4
4、补充练习:
9.下列叙述不正确的是 ( )
A.从操作角度来考虑,固定化细胞比固定化酶更容易
B.固定化细胞比固定化酶对酶活性的影响更小
C.固定化细胞固定的是一种酶
D.将微生物的发酵过程变成连续的酶反应,应 选择固定化细胞技术
10.下列说法不正确的是 ( )
A.固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法
B.固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法
C.由于细胞个大,而酶分子很小,因此细胞多采用物理吸附法固定
D.反应物是大分子物质应采用固定化酶
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