酵母細(xì)胞固定化第二課時(shí)

酵母細(xì)胞固定化參考資料固定化微生物細(xì)胞利用微生物來生產(chǎn)酶具有生產(chǎn)成本低、周期短、產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)。微生物產(chǎn)生的酶，可以分為分泌在細(xì)胞外的胞外酶和包含在細(xì)胞內(nèi)的胞內(nèi)酶。利用胞內(nèi)酶時(shí)，需要采用手段將細(xì)胞破碎后，將酶進(jìn)行分離純化，提取后酶的活性和穩(wěn)定性往往都受到很大的影響。將微生物細(xì)胞限制或定位于特定空間位置，即將微生物制成固定化細(xì)胞后，既能避免復(fù)雜的細(xì)胞破碎、酶的提取和純化過程，又能使酶的活性和穩(wěn)定性得到較大提高。固定后的微生物細(xì)胞可以作為固體催化劑在多步酶促反應(yīng)中發(fā)揮連續(xù)催化作用，同時(shí)，催化反應(yīng)結(jié)束后又能被回收和重復(fù)利用。例如，人們將含有青霉素酰化酶的大腸桿菌細(xì)胞進(jìn)行固定化，用于大規(guī)模地生產(chǎn)青霉素母核（青霉素的主體化學(xué)結(jié)構(gòu)部分，即6-氨基青霉烷酸），然后再對(duì)青霉素母核的側(cè)鏈進(jìn)行化學(xué)修飾，可以生產(chǎn)半合成青霉素，如氨芐青霉素。5.固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的圖示：注意反應(yīng)柱的各部分名稱。你能說出反應(yīng)柱的優(yōu)點(diǎn)嗎？反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。生產(chǎn)流程含淀粉的漿液α-淀粉酶糊精糖化酶葡萄糖葡萄糖異構(gòu)酶葡萄糖的異構(gòu)化42%～45%轉(zhuǎn)化成果糖果葡糖漿果糖和葡萄糖分離葡萄糖再次異構(gòu)化反復(fù)多次果糖含量70%～90%高果糖漿1.下列說法不正確的是（）A.葡萄糖與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成的是果糖B.從固定化酶反應(yīng)柱下端流出的是果糖C.高果糖漿不會(huì)像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病D.酶溶解于葡萄糖溶液，可以從糖漿中回收D隨學(xué)隨練2.研究認(rèn)為，用固定化酶技術(shù)處理污染物是很有前途的。如將從大腸桿菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龍膜上制成制劑，可以用來降解殘留在土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥，與用微生物降解相比，其作用不需要適宜的（）A.溫度B.pHC.水分D.營養(yǎng)D3.目前，日用化工廠大量生產(chǎn)的酶制劑，其中的酶大都來自（）A.化學(xué)合成B.動(dòng)物體內(nèi)C.植物體內(nèi)D.微生物體內(nèi)D在生產(chǎn)實(shí)際中使用固定化酶技術(shù)有無不足?如有不足,怎么辦?有。一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)際中很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能進(jìn)行，所以操作比較麻煩。可采用固定化細(xì)胞技術(shù)。如果反應(yīng)底物是大分子物質(zhì)，應(yīng)該采用何種技術(shù)?為什么？酶和細(xì)胞固定方法的選擇①酶適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定②細(xì)胞適合采用包埋法固定（1）方法（2）原因①酶分子很小容易從包埋的材料中漏出②細(xì)胞個(gè)大，難以被吸附或結(jié)合而3、固定化細(xì)胞常用的載體常用的不溶于水的多孔性載體有哪些？海藻酸鈉1.使用固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是()。A.能催化大分子物質(zhì)的水解B.可催化一系列化學(xué)反應(yīng)C.與反應(yīng)物易接近D.有利于酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用B隨學(xué)隨練2.酶的固定方法不包括()。A.將酶吸附在固體表面上B.將酶相互連接起來C.將酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里D.將酶制成固體酶制劑，如加酶洗衣粉中的酶D3.如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采用那種方法催化受限制()。A.直接使用酶B.使用化學(xué)方法結(jié)合的酶C.使用固定化細(xì)胞D.使用物理吸附法固定的酶C4、下列關(guān)于酶和細(xì)胞的固定敘述不正確的是()。A.酶分子很小，易采用包埋法B.酶分子很小，易采用化學(xué)結(jié)合或物理吸附法固定的酶C.細(xì)胞個(gè)大，難被吸附或結(jié)合D.細(xì)胞易采用包埋法固定A5.關(guān)于固定化酶的敘述不正確的是()。A.既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物分離B.固定在載體上的酶可被反復(fù)利用C.可催化一系列反應(yīng)D.酶的活性和穩(wěn)定性受到限制C6.固定化細(xì)胞對(duì)酶的活性影響最小，根本原因是()。A.避免了細(xì)胞破碎、酶的提取純化過程B.固定化細(xì)胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)發(fā)揮作用C.促化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用D.細(xì)胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中有效的發(fā)揮作用D（一）制備固定化酵母細(xì)胞閱讀P50～51思考下列問題：（1）制備過程包括哪幾個(gè)步驟？（2）你認(rèn)為哪個(gè)步驟的操作是最重要的一環(huán)？三、實(shí)驗(yàn)操作1.酵母細(xì)胞的活化思考：關(guān)于酵母菌你有哪些知識(shí)？什么是活化？怎樣活化？應(yīng)注意什么？活化：讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)；本質(zhì)：加快新陳代謝；方法：加入適量的水。取1g干酵母，放入50ml的小燒杯中，加入蒸餾水10ml，用玻璃棒攪拌，使酵母細(xì)胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右使其活化思考：你認(rèn)為酵母的活化操作有哪些注意事項(xiàng)？①所用容器要大一些；②要保證酵母菌的活性；2.配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液稱取無水CaCl20.83g。放入200mL的燒杯中，加入150mL的蒸餾水，使其充分溶解，待用。3.配制海藻酸鈉溶液操作：稱取0.7g海藻酸鈉，放入50mL小燒杯中.加人10mL水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，將海藻酸鈉調(diào)成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾水定容至10mL。注意，加熱時(shí)要用小火，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及到實(shí)驗(yàn)的成敗，一定要按照教材的提示進(jìn)行操作。海藻酸鈉的濃度涉及到固定化細(xì)胞的質(zhì)量。如果海藻酸鈉濃度過高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實(shí)驗(yàn)效果。應(yīng)當(dāng)注意什么問題？4、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的醉母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。為什么海藻酸鈉溶液要冷卻？5、固定化酵母細(xì)胞以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀察液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下列方法：一是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。二是在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。這一階段成功與否呢？怎樣評(píng)價(jià)？觀察凝膠珠的顏色和形狀:如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。（二）用固定化細(xì)胞發(fā)酵1、將固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2-3次。2、將150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到200mL的錐形瓶中，再加入固定好的酵母細(xì)胞，置于25℃下發(fā)酵24h。這一階段成功與否呢？怎樣評(píng)價(jià)？觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液；利用固定的酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多氣泡，同時(shí)會(huì)聞到酒味。還有其他方法嗎？類型優(yōu)點(diǎn)不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。對(duì)環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。固定化酶酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時(shí)，還能被反復(fù)利用。一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的。固定化細(xì)胞成本低，操作更容易。固定后的酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不容易接近，可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下降等。1.制備固定化酵母細(xì)胞的過程中錯(cuò)誤的是（）A.取干酵母，加入蒸餾水，使其活化B.配制海藻酸鈉時(shí)，加熱用大火，直到海藻酸鈉溶化為止C.將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的酵母細(xì)胞D.將凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右B隨學(xué)隨練2.下列敘述不正確的是（）A.從操作角度來考慮，固定化細(xì)胞比固定化酶容易B.固定化細(xì)胞比固定化酶對(duì)酶的活性影響更小C.固定化細(xì)胞固定的是一種酶D.將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)