選修1-專題4課題3酵母細(xì)胞固定化

1、 在應(yīng)用酶的過程中，人們發(fā)現(xiàn)了一些實(shí)際問題：酶通常對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，提高了生產(chǎn)成本，也可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。在本課題中，我們將動手制備固定化酵母細(xì)胞，體會固定化酶的作用。研究目的：1固定化酶的應(yīng)用實(shí)例-生產(chǎn)高果糖漿(1)高果糖漿的生產(chǎn)原理：葡萄糖異構(gòu)酶果糖葡萄糖基礎(chǔ)知識：(2)葡萄糖異構(gòu)酶固定： 將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀載體上，裝入反應(yīng)柱中。(3)高果糖漿的生產(chǎn)操作（識圖45反應(yīng)柱）： 從反應(yīng)柱上端注入葡萄糖溶液，從下端流出果糖溶液，一個(gè)反應(yīng)柱可連續(xù)使用半年。 固定化酶的優(yōu)點(diǎn)：易接觸、易分離、反復(fù)接觸2固定化技術(shù)的方法（識圖46固定方法）

2、利用物理或化學(xué)方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括： 包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法v包埋法： 是指將酶包裹在不溶于水的多孔載體中，如將酶包裹在聚丙稀酰胺凝膠等高分子凝膠中，或包裹在醋酸纖維素等半透性高分子膜中的方法。將酶和細(xì)胞固定化方法有：v適用范圍：細(xì)胞的固定v 化學(xué)結(jié)合法 將酶分子或細(xì)胞相互結(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到纖維素、瓊脂糖等載體上的固定方式。將酶和細(xì)胞固定化方法有：v 物理吸附法指將酶吸附到固體吸附劑表面的方法，固體吸附劑多為活性炭、多孔玻璃等。將酶和細(xì)胞固定化方法有：【比較】酶和細(xì)胞的固定方法和特點(diǎn)固定化酶和固定化細(xì)胞的比較2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1制備固定化酵母細(xì)胞（1）酵母細(xì)胞的活化（2）

3、配制CaCl2溶液（3）配制海藻酸鈉溶液（4）海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合（5）固定化酵母細(xì)胞2固定化酵母細(xì)胞的發(fā)酵（6）沖洗；（7）發(fā)酵1制備固定化酵母細(xì)胞（1）酵母細(xì)胞的活化：思考3活化是指什么？（2）配制CaCl2溶液：活化是指讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常生活狀態(tài)的過程。1g干酵母10mL蒸餾水50mL燒杯攪拌均勻放置1h，使之活化。0.83gCaCl2150mL蒸餾水200mL燒杯溶解備用。2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（3）配制海藻酸鈉溶液：思考4微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？（4）海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合：防止海藻酸鈉焦糊。將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入活化酵母細(xì)胞液，攪拌后吸入到注

4、射器中。0.7g海藻酸10mL水50mL燒杯酒精燈微火（或間斷）加熱，并不斷攪拌，使之溶化蒸餾水定容到10mL。2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思考5為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞？（5）固定化酵母細(xì)胞：防止高溫殺死酵母細(xì)胞。 以恒定速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，形成凝膠珠狀顆粒。2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（6）沖洗：將固定的酵母細(xì)胞凝膠珠用蒸餾水沖洗23次。（7）發(fā)酵：150mL10葡萄糖固定化酵母細(xì)胞200mL錘形瓶密封25發(fā)酵24h。2固定化酵母細(xì)胞的發(fā)酵2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思考6發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封？思考7錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形的？思考8在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，需要無

5、菌操作嗎？酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件。酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生的。需要。2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例1下列有關(guān)固定化技術(shù)的敘述，正確的是（ ）A固定化酶只是在細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用B固定化酶能提高酶的利用率C酶的固定是酶分離純化的常用方法D固定化酶的固定化方式就是吸附在固體表面上。B例2關(guān)于固定化細(xì)胞的敘述，正確的是A催化效率高，低耗能、低污染B對環(huán)境的條件非常敏感，容易失活C既能與反應(yīng)物充分接觸，又能與產(chǎn)物分離D成本低、操作簡單，但反應(yīng)效果可能很低C例3溶解海藻酸鈉，最好采用 加熱的方法 A小火間斷 B小火持續(xù) C大火間斷 D大火持續(xù)A例4關(guān)于酵母菌的敘述，正確的是A酵母菌在營養(yǎng)物質(zhì)充足時(shí)、環(huán)境適宜時(shí)，依靠有性

6、生殖進(jìn)行繁殖B酵母菌的代謝類型時(shí)異養(yǎng)厭氧型C酵母菌的生物膜系統(tǒng)包括細(xì)胞膜、核膜、各種的細(xì)胞器膜等膜D用酵母菌釀酒時(shí)，應(yīng)先密封后通氣C例5 將酵母菌的培養(yǎng)液由富氧狀態(tài)變?yōu)槿毖鯛顟B(tài)，下面加快的一項(xiàng)是ACO2的釋放 B丙酮酸的氧化 C葡萄糖的利用 DATP的形成C例6固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是A有利于增加酶的活性 B有利于產(chǎn)物的純化C有利于提高反應(yīng)速度 D有利于酶發(fā)揮作用B加快的是葡萄糖的利用。富氧變?yōu)槿毖酰涌斓氖菬o氧呼吸作用,無氧呼吸作用是不徹底的氧化作用，葡萄糖的氧化不完全。由于酵母維持生存需要的能量總量不便，而單位葡萄糖產(chǎn)能變少，所以，需要消耗更多的葡萄糖來功能。關(guān)于二氧化碳的釋放問題，可以這么理解，每形成一個(gè)二氧化碳分子，產(chǎn)生的能量是一定的，既然產(chǎn)生的總能不變，二氧化碳的釋放就不