2013苏教版选修1第二节《制备和应用固定化酶》word教案

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1、第三章酶的应用技术实践3.2制备和应用固定化酶探究目的：1、说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理2、尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。探究预习：固定化酶技术的发展也促进了固定化细胞技术的发展。20世纪70年代后期出现了固定化细胞技术。通过各种方法将细胞与一定的载体结合，使细胞仍保持原有的生物活性，这一过程称为细胞固定化。固定化细胞仍能进行正常的生长、繁殖和代谢，由于保留了细胞内原有的多酶系统，这对多步催化的连续反应优势就更加明显。细胞固定化的方法也有多种，主要是吸附法和包埋法两大类。

2、吸附法是制备固定化动物细胞的主要方法。动物细胞大多数具有附着特性，能够很好地附着在容器壁、微载体和中空纤维等载体上。吸附法制备固定化植物细胞，是将植物细胞吸附在泡沫塑料的大孔隙或裂缝之中，也可将植物细胞吸附在中空纤维的外壁上。包埋法是指将细胞包埋在多孔载体的内部而制成固定化细胞的方法。凝胶包埋法是应用最广泛的细胞固定化方法，适用于各种微生物、动物和植物细胞的固定化。凝胶包埋法所使用的载体主要有琼脂、海藻酸钠凝胶、角叉菜胶、明胶等。海藻酸钠凝胶包埋法制备固定化细胞的操作简便，条件温和，对细胞无毒性。通过改变海

3、藻酸钠的浓度可以改变凝胶的孔径，适合于多种细胞的固定化。用海藻酸钠凝胶制备的固定化细胞已用于多种酶的发酵生产与研究。固定化细胞技术可以取代游离的细胞进行发酵，生产各种物质。材料用具：干酵母，聚乙烯醇，海藻酸钠，无水CaCl2，蒸馏水，烧杯，玻璃棒，酒精灯，三角架，石棉网，注射器等。探究过程：探究步骤探究记录结论或解释1.实验准备准备各种实验药品和器具。2.制备麦芽汁称取一定质量的干麦芽粉，加入其质量4倍的水，在58~65℃下糖化3-4h。每隔一定的时间用碘液测定，如果仍显蓝色，说明糖化还不完全，继续糖化直至

4、不显色为止，得到麦芽汁。煮沸、冷却麦芽汁后用纱布过滤，再调节pH至6.0，在121℃下灭菌15min，制成无菌麦芽汁。3.活化酵母菌细胞称取1g干酵母放入50mL的小烧杯中，加入蒸馏水10mL。用玻璃棒搅拌酵母菌液，使其活化1h左右。4.制备固定化细胞称取4g聚乙烯醇（PVA）和0.2g海藻酸钠，加入无菌水40mL，适当加热至完全溶化，将溶液冷却至45℃，加入预热至35℃的酵母菌培养液，混合均匀形成酵母菌-海藻酸钠胶液；将酵母菌-海藻酸钠胶液倒入带有孔径为2mm喷嘴的小塑料瓶或吸入注射针筒中；以恒定的速度滴

5、入预先盛有50mL饱和硼酸-氯化钙溶液的烧杯中，采用磁力搅拌器或手摇的方法使溶液不停地旋转；酵母菌-海藻酸钠胶液在溶液中逐渐形成凝胶珠。待凝胶珠在溶液中浸泡30min后，取出用无菌水洗涤3次备用。5.发酵麦芽汁将固定化酵母菌细胞凝胶珠加入300mL无菌麦芽汁中，置于25℃下发酵7~9d。待发酵结束后品尝其味道。探究反思：固定化酵母菌技术有哪些优点？探究示例：请参照细胞固定化技术的相关基础知识，完成下列问题。（1）细胞固定化技术一般采用包埋法固定化，采用该方法的原因是_____________________

6、_______________________________________________。（2）包埋法固定化是指_________________________________。（3）包埋法固定化细胞常用的载体有__________________________________________________________。（答出三种即可）（4）与固定化酶技术相比，固定化细胞技术的优点是________________________________________________。（5）制备固

7、定化酵母细胞的步骤为：①________________________________________________。②_________________________________________________。③___________________________________________。④________________________________________________。⑤________________________________________________

8、__。【解析】（1）固定化细胞的方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法，一般来说多采用包埋法固定化，因为个大的细胞难以被吸附或结合，且不易从包埋材料中漏出。（2）（3）包埋法固定化即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中。常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠等。（4）与固定化酶技术相比，固定化细胞技术的成本更低．操作更容易。（5）制备固定化酵母细胞的程序为：酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液