高中生物专题4酶的研究与应用课题3酵母细胞的固定化素材三.doc

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1、课题3　酵母细胞的固定化一览众山小三维目标1.知道从酶到国定化酶，再到固定化细胞的探索发展过程，以生产中遇到的实际问题为突破口，正确理解固定化技术带来的巨大效益。2.能够准确说出常用的固定化技术及其适用范围，明确固定化技术的应用原理，知道固定化酵母细胞的基本步骤、观察实验中的现象。在实践中培养良好的科研习惯，体验科学的创新性和严谨性。3.通过动手实践，规范实验操作，分析实验的成功与不足，体验合作交流的愉悦。学法指导学习本课题之前，首先要回顾有关酶的本质、作用，酶的高效性、专一性、需要适宜的温度和pH等特性，以及探究酶

2、的最适宜条件的实验方法等。固定化技术的提出是要解决传统工业用酶过程中出现的不足等问题的，要结合具体的固定化操作分析该技术能解决哪些问题，明确载体是如何将酶或细胞固定的，运用比较的方法了解常用的固定化方法。在实验操作过程中，要注意防止各种理化因素导致酶活性降低。诱学导入材料：固定化酶的应用（1）采用固定化酶技术生产L－氨基酸。1969年日本利用固定化氨基酸酶，由乙酸化－DL－氨基酸连续生产L－氨基酸获得成功，是世界上固定化酶大规模应用的首例。1974年以来，已能将米曲霉的氨基酸化酶固定在DEAE－Sephadex上生

3、产出L－蛋氨酸、L－苯丙氨酸等。工业成本降低约40％，产品广泛应用于食品、医疗、农业等等。（2）采用固定化酶生产高果糖浆。用α－淀粉酶将玉米粉水解生成寡糖，再用葡萄糖淀粉酶处理产生95％～97％葡萄糖。由于葡萄糖的甜度比蔗糖低得多，所以利用葡萄糖异构酶将葡萄糖异构化转变成果糖，就可以解决这一问题。现通过α－淀粉酶、糖化酶和固定化葡萄糖异构酶，将玉米粉转化成含葡萄糖50％、果糖42％、其他糖8％的反应物，称为高果糖浆或果葡糖浆。它虽然是一种混合物，但甜度与蔗糖相当，比葡萄糖高出许多。因此，在饮料、食品生产中大量应用。现在

4、，一些发达国家高果糖浆的年产量已达几百万吨，高果糖浆在许多饮料的制造中已经逐渐代替了蔗糖。问题：为什么采用固定化酶技术，能降低国内工业生产氨基酸的成本？怎么固定？导入：酶通过分离和提纯之后，应用方便，但浪费大。这对工业化生产来说，成本高，效益低。因此，必须找到能反复应用酶的技术，这就是酶固定化技术。把酶固定在一个载体上，使它不能“跑”，就可以多次应用了。固定的技术大致可以分为三类：一是吸附法，让酶吸附在载体上，使它固定不动；二是化学反应法，通常先把酶分子吸附在载体上，然后通过某种化学反应使酶分子与载体分子结合在一起，达

5、到固定酶的目的；三是包埋法，用半透明膜或者有网眼的凝胶，将酶包裹起来，就好象把球放在网袋内一样。固定好的酶既可在生物化学反应中起作用，又不会跑掉。不论哪种固定酶技术，在酶发挥其特殊的催化作用之后，都很容易洗涤、过滤，然后进行回收，供下次再用。大多数酶经过固定，会变得更加稳定。如果把酶装成管式或柱式加以固定，更加有利于连续化、管道化和自动化生产，可以大大降低生产成本，提高效益。1