酵母細(xì)胞的固定化學(xué)案

1、§醉母細(xì)胞的固定化導(dǎo)學(xué)案班級(jí)：高二()班姓名：【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 .舉例說(shuō)明固定化技術(shù)的種類及應(yīng)用。2 .比較直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的異同點(diǎn)。3 .初步學(xué)會(huì)制備固定化酵母細(xì)胞并用其進(jìn)行酒精發(fā)酵?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例一一生產(chǎn)高果糖漿1 .生產(chǎn)高果糖漿的原理：葡萄糖 一»果糖。2 .傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn):好，能持續(xù)發(fā)揮作用。(2)缺點(diǎn)。酶通常對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條件非常 ,容易。溶液中的酶很難回收,不能,提高了生產(chǎn)成本。反應(yīng)后會(huì)混在 中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。3 .使用固定化酶的生產(chǎn)原理：(1)制備固定化酶：將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀的 上。(

2、2)制備固定化酶反應(yīng)柱：將這些酶顆粒裝入 中，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。(3)酶與反應(yīng)液分離的原理：無(wú)法通過(guò)篩板上的小孔,而 可以自由出入。4 .生產(chǎn)操作：(1)將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的 注入。(2)使葡萄糖溶液流過(guò)反應(yīng)柱，與 接觸。(3)轉(zhuǎn)化成的果糖從反應(yīng)柱的 流出。二、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)1.概念：利用 或 方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。2.常用方法：序號(hào)固定方法固定對(duì)象圖例法固定化X2O法固定化法固定化3.優(yōu)點(diǎn)：(1)固定化酶既能與 接觸，又能與 分離,可反復(fù)使用。(2)固定化細(xì)胞制備成本,操作。三、實(shí)驗(yàn)操作1 .制備固定化酵母細(xì)胞：(1)固定方法：。(2)常用載體：一

3、些不溶于水的 載體，如、瓊脂糖、醋酸纖維素和聚丙烯 酰胺等。(3)實(shí)驗(yàn)操作：酵母細(xì)胞的配制 溶液配制 溶液(影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟)海藻酸鈉溶液與 混合固定化酵母細(xì)胞2 .用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵：將固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用 沖洗23次將150 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%溶液轉(zhuǎn)移到錐形瓶中加入固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)置于25 c下發(fā)酵24 h發(fā)現(xiàn)有 產(chǎn)生,同時(shí)有 散發(fā)【合作探究】主題1固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)1 .固定化酶和固定化細(xì)胞的原理及優(yōu)點(diǎn)：(1)根據(jù)教材“高果糖漿的生產(chǎn)”分析固定化酶依據(jù)的原理與其優(yōu)點(diǎn)。原理：將酶固定在。優(yōu)點(diǎn)：使酶既能與(2)探討固定化細(xì)胞采用的固定方法、固定原理和固定化細(xì)

4、胞的優(yōu)點(diǎn)。方法：。原理：將微生物細(xì)胞包埋在 。優(yōu)點(diǎn)：與固定化酶技術(shù)相比較，該方法成本 ,操作。2 .固定化酶和固定化細(xì)胞的特點(diǎn)：(1)從操作角度來(lái)考慮，你認(rèn)為哪一種方法更容易 哪一種方法對(duì)酶活性的影響更小 固定化細(xì)胞固定的是一種酶還是一系列酶 如果想將微生物的發(fā)酵過(guò)程變成連續(xù)的一系列酶反應(yīng)，應(yīng)該選擇哪種方法一如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，又應(yīng)該采用哪種方法 (2)直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較比較項(xiàng)目直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞酶的種類一種或幾種一種一系列酶制作方法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法包埋法是否需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)催化反應(yīng)單一或多種反應(yīng)底物各種物質(zhì)(大分子、小分子)優(yōu)點(diǎn)催化效率，低耗能、低污染等。酶

5、既能與反應(yīng)物接 觸，又能與產(chǎn)物分 離，同時(shí)，固定在 載體上的酶還可以 被。成本,操作更。缺點(diǎn)酶不能回收，增加了生一種酶只能催化化學(xué)反應(yīng)。固定后的細(xì)胞與反應(yīng)物不容易接近,尤其是大分子物質(zhì),可能導(dǎo)致反應(yīng)效率下降等而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物的形成都 通過(guò)一系列的酶促 反應(yīng)才能得到的。廣成本酶混在產(chǎn)物中影響【探究總結(jié)】固定化酶和固定化細(xì)胞的兩個(gè)區(qū)別(1)從固定方法上看。在實(shí)際應(yīng)用中，酶更適合用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定化，原因是酶分子小，容易被多孔性 物質(zhì)吸附，更適合與化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，但容易從包埋材料中漏出。細(xì)胞體積大難以被吸附或結(jié)合，因而多采用包埋法固定。(2)從催化作用上看。固定化細(xì)胞操作更容易，對(duì)酶

6、活性的影響更小，可以催化一系列反應(yīng)，但是，由于大分子物質(zhì)難 以自由通過(guò)細(xì)胞膜，因此固定化細(xì)胞的應(yīng)用也受到限制。所以，催化的反應(yīng)物為大分子物質(zhì)時(shí)， 最好選用固定化酶技術(shù)。主題2固定化酵母細(xì)胞的制備及發(fā)酵1 .實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析：(1)用于固定酵母細(xì)胞的載體是海藻酸鈉。探討載體的濃度對(duì)固定效果的影響：載體(海藻酸鈉)濃度過(guò):不易形成凝膠珠；載體（海藻酸鈉）濃度過(guò):形成的凝膠珠內(nèi)包埋的細(xì)胞過(guò)少（2）配制海藻酸鈉時(shí)小火或間斷加熱并不斷攪拌的目的是：加熱的目的是促進(jìn)其。用小火或間斷加熱并不斷攪拌的目的是防止 。（3）為什么要等海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞提示：固定的酵母細(xì)胞必須保持活性才能發(fā)揮作用，冷卻

7、后加入酵母細(xì)胞的原因是防止 殺死酵母細(xì)胞。2 .實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：（1）合格的凝膠珠呈淡黃色，圓形或橢圓形，分析凝膠珠形態(tài)異常的表現(xiàn)和原因。表現(xiàn)：顏色過(guò)淺呈白色，原因是：海藻酸鈉溶液濃度過(guò) ,固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少。表現(xiàn)：凝膠珠形狀不規(guī)則（不是圓形或橢圓形），可能原因有海藻酸鈉濃度過(guò) （填“高” 或“低”）或注射器中的混合液推進(jìn)速度過(guò) （填“快”或“慢”）或注射器距離液面太（填“遠(yuǎn)”或“近”）?！井?dāng)堂檢測(cè)】一、判斷題1 .加酶洗衣粉中的酶是固定化酶，能反復(fù)利用。（）2 .酶的固定化提高了酶的催化效率。（）3 .固定化酶反應(yīng)柱底端分布著許多小孔的篩板屬于半透膜。（）4 .固定化細(xì)胞是可以催化各種反應(yīng)

8、底物的一系列反應(yīng)。（）5 .反應(yīng)物是大分子物質(zhì)時(shí)最好采用固定化細(xì)胞技術(shù)。（）二、單項(xiàng)選擇題1.（2017 常州高二檢測(cè)）下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是（）A.固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢(shì)明顯B.固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度和溶解氧C.利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件D.固定化酶和固定化細(xì)胞的共同點(diǎn)之一是酶都是在細(xì)胞外起作用2.試分析下圖中，哪一種與用海藻酸鈉作載體制備的固定化酵母細(xì)胞相似（）AI口3.（2017 哈爾濱高二檢測(cè) ）下列關(guān)于酶和固定化酵母細(xì)胞的研究與應(yīng)用的敘述, 錯(cuò)誤的是（）A. 從酶的固定方式看, 物理吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響小B. 作為消化酶使用時(shí), 蛋白酶制劑以口服方式給藥C. 尿糖試紙含有固定化的葡萄糖酶和過(guò)氧化氫酶, 可以反復(fù)使用D.將海藻酸鈉凝膠珠用蒸儲(chǔ)水沖洗，目的是洗去CaCl