2017-2018学年高中生物 专题4 酶的研究与应用 课题3 酵母细胞的固定化练习 新人教版选修1

《2017-2018学年高中生物 专题4 酶的研究与应用 课题3 酵母细胞的固定化练习 新人教版选修1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、课题3酵母细胞的固定化1．固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法，而固定化细胞则常采用包埋法。2．制备固定化酵母细胞的基本步骤是：酵母细胞的活化―→配制CaCl2溶液―→配制海藻酸钠溶液―→海藻酸钠与酵母细胞混合―→固定化酵母细胞。3．配制海藻酸钠溶液浓度过高，则难以形成凝胶珠；若浓度过低，则固定的酵母细胞少，影响实验效果。4．配制海藻酸钠溶液应小火加热或间断加热。5．固定化酶和固定化细胞技术既实现了对酶的重复利用，降低了成本，又提高了产品质量。固定化酶和固定化细胞技术[自读教材·夯基础]1．概念利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。2．方法(

2、1)包埋法：多适于细胞的固定化；(2)多适于酶的固定化。3．载体包埋法固定化细胞常用的是不溶于水的多孔性载体材料，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。4．优点(1)固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离，可以反复利用。(2)固定化细胞技术制备的成本低，操作容易。5．实例——高果糖浆的生产(1)原理：葡萄糖果糖。(2)生产过程：①将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入。②使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触。③转化成的果糖，从反应柱的下端流出。(3)反应柱：酶固定在一种颗粒状的载体上，再将其装入反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板

3、。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由通过。-11-(4)优点：反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。1．酶能加快化学反应速率，但溶液中的酶难以回收，不能利用。要想既降低生产成本，又不影响产品质量，该如何解决这一问题？提示：将酶固定于不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与反应物分离，还可重复利用。2．固定化酶和固定化细胞一般采用什么方法？为什么？提示：固定化酶常用化学结合法或物理吸附法。因酶分子小，易从包埋材料中漏出，故一般不用包埋法进行固定。固定化细胞常用包埋法，因个大的细胞难以被吸附或结合。3．从操作角度

4、来考虑，你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易？哪一种方法对酶活性的影响更小？提示：固定化细胞技术。固定化细胞技术。4．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酶反应，应该选择哪种方法？提示：一系列酶；固定化细胞技术。5．如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法？为什么？提示：固定化酶技术。因为大分子物质不容易进入细胞内，如果采用固定化细胞技术会使反应效率下降。[跟随名师·解疑难]直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的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常用载体无高岭土、皂土、硅胶、凝

5、胶明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺制作方法无化学结合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化是否需要营养物质否否是催化反应单一或多种单一一系列反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)小分子物质优点催化效率高，低耗能、低污染等被固定的酶可重复使用成本低，操作更容易-11-缺点①对环境条件非常敏感，易失活；②难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列的酶促反应反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降[特别提醒](1)固定化细胞使用的都是活细胞，在反应时需要适宜的生存条件。(2)由于被固定的细胞保证了完整性，酶的环境改变较

6、小，所以对酶活性影响不大。酵母细胞固定化的实验操作[自读教材·夯基础]1．制备固定化酵母细胞2．用固定化酵母细胞发酵(1)操作步骤：将用蒸馏水冲洗过的固定好的酵母细胞(凝胶珠)用于发酵的葡萄糖溶液中。(2)现象1．在配制海藻酸钠溶液时，用小火加热并不断搅拌的目的是什么？提示：防止海藻酸钠焦糊。2．为什么海藻酸钠溶液要冷却后才能加入酵母细胞？提示：防止温度过高杀死酵母菌。3．将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min的作用是什么？提示：使胶体聚沉，以便形成稳定的结构。[跟随名师·解疑难]1．制备固定化酵母细胞的注意事项-11-(1)在缺水状态下，微生物处于休眠

7、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0.5～1h，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

8、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