高二生物酵母细胞的固定化

1、温故知新温故知新：1 1、洗衣粉中添加洗衣粉中添加_，可以可以更有效地清除顽渍。常用的酶制剂更有效地清除顽渍。常用的酶制剂有有_四类四类。2 2、影响酶活性的因素有影响酶活性的因素有_、_和和_。 阅读阅读P49P49页页课题背景课题背景，并思考：并思考：1 1、酶制剂有哪些缺陷？、酶制剂有哪些缺陷？ （1 1）通常对）通常对强酸强酸、强碱、高温和有机溶剂强碱、高温和有机溶剂等条等条件非常敏感，容易失活；件非常敏感，容易失活； （2 2）溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，）溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；提高了生产成本； （3 3）反应后会混在产物中，可能影响产品质量。）

2、反应后会混在产物中，可能影响产品质量。2 2、如果你是工程技术人员，你如何解决这些问如果你是工程技术人员，你如何解决这些问题？题？ 一、固定化酶一、固定化酶技术技术1 1、固定化酶：固定化酶：将酶固定在一定空间内的技术将酶固定在一定空间内的技术（如固定在不溶于水的载体上）。（如固定在不溶于水的载体上）。2 2、固定化酶技术的优点：固定化酶技术的优点：（1 1）使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；）使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；（2 2）固定在载体上的酶可以被反复利用。）固定在载体上的酶可以被反复利用。3 3、实例：高果糖浆的生产、实例：高果糖浆的生产葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶你能说出反

3、应柱的优点吗？你能说出反应柱的优点吗？反应柱能连续使用半年，反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提大大降低了生产成本，提高果糖的产量和质量。高果糖的产量和质量。葡萄糖 果糖练习：练习：1 1、下列说法不正确的是（、下列说法不正确的是（ ）A A、葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触，转、葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成的是果糖化成的是果糖B B、从固定化酶反应柱下端流出的是果糖、从固定化酶反应柱下端流出的是果糖C C、高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖、高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病尿病、龋齿和心血管病D D、酶溶解于葡萄糖溶液，可以从糖浆中回、酶溶解于葡萄糖溶液

4、，可以从糖浆中回收收D2 2、研究认为，用固定化酶技术处理污染物、研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。如将从大肠杆菌得到的磷是很有前途的。如将从大肠杆菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龙膜上制成制剂，可以酸三酯酶固定到尼龙膜上制成制剂，可以用来降解残留在土壤中的有机磷农药，与用来降解残留在土壤中的有机磷农药，与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的用微生物降解相比，其作用不需要适宜的（ ）A A、温度、温度 B B、PHPHC C、水分、水分 D D、营养、营养D讨论：在生产实际中使用固定化酶讨论：在生产实际中使用固定化酶技术有无不足技术有无不足? ?如有不足如有不足, ,怎么办怎么办? ?

5、有。一种酶只能催化一种化学反应，而在有。一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实际中很多产物的形成都通过一系列生产实际中很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能进行，所以操作比较麻烦。的酶促反应才能进行，所以操作比较麻烦。可采用固定化细胞技术，因为可采用固定化细胞技术，因为细胞中含有细胞中含有一系列酶。一系列酶。二、固定化细胞技术二、固定化细胞技术1 1、概念：、概念：利用物理或化学方法将细胞固定在一定利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间的技术。空间的技术。阅读阅读P50P50页一二三段并思考第二页一二三段并思考第二段的问题。段的问题。2.2.将酶或细胞固定化的方法将酶或细胞固定化的方法将酶（

6、或细胞）包将酶（或细胞）包埋在细微网格里埋在细微网格里将酶（或细胞）将酶（或细胞）相互连接起来相互连接起来将酶（或细胞）吸将酶（或细胞）吸附在载体表面上附在载体表面上包埋法包埋法化学结合法化学结合法物理吸附法物理吸附法酶适合采用化学结合法和物理吸附酶适合采用化学结合法和物理吸附法固定法固定细胞适合采用包埋法固定细胞适合采用包埋法固定细胞个大，酶分子很小细胞个大，酶分子很小个体大的细胞难以被吸附或结合，而个体大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋的材料中漏出。个小的酶容易从包埋的材料中漏出。 4 4、讨论：、讨论：(1)(1)从操作角度考虑，你认为哪一种方法更容易从操作角度考虑，你认为哪

7、一种方法更容易? ? (2)(2)哪一种方法对酶的活性影响更小？哪一种方法对酶的活性影响更小？（3 3）固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？）固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？（4 4）如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶）如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种方法？反应，应该选择哪种方法？（5 5）如果反应底物是大分子物质，应该采用哪如果反应底物是大分子物质，应该采用哪种方法种方法? ?固定化细胞固定化细胞固定化细胞固定化细胞固定化细胞固定化细胞固定化酶，因为大分子难以通过细胞膜。固定化酶，因为大分子难以通过细胞膜。练习：练习：1.1.使用固定化细胞的优点是使用固定化细

8、胞的优点是( )( )。A.A.能催化大分子物质的水解能催化大分子物质的水解 B.B.可催化一系列化学反应可催化一系列化学反应C.C.与反应物易接近与反应物易接近 D.D.有利于酶在细胞外发挥作用有利于酶在细胞外发挥作用B2.2.酶的固定方法不包括酶的固定方法不包括( )( )。A.A.将酶吸附在固体表面上将酶吸附在固体表面上 B B将酶相互连接起来将酶相互连接起来C C将酶包埋在细微网格里将酶包埋在细微网格里 D D将酶制成固体酶制剂，如加将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶酶洗衣粉中的酶D3 3、如果反应物是大分子物质，采、如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制用那种方法催化受限

9、制( )( )。A A直接使用酶直接使用酶 B B使用化学方法结合的酶使用化学方法结合的酶C C使用固定化细胞使用固定化细胞 D D使用物理吸附法固定的酶使用物理吸附法固定的酶C4 4、下列关于酶和细胞的固定叙述、下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是不正确的是( )( )。A A酶分子很小，易采用包埋法酶分子很小，易采用包埋法 B B酶分子很小，易采用化学结合酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶或物理吸附法固定的酶C C细胞个大，难被吸附或结合细胞个大，难被吸附或结合 D D细胞易采用包埋法固定细胞易采用包埋法固定A5. 5. 关于固定化酶的叙述不正确的是关于固定化酶的叙述不正确的是

10、 ( )( )。A A既能与反应物接触，又能与反应既能与反应物接触，又能与反应 物分离物分离 B B固定在载体上的酶可被反复利用固定在载体上的酶可被反复利用C C可催化一系列反应可催化一系列反应 D D酶的活性和稳定性受到限制酶的活性和稳定性受到限制C6 6、固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原、固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是因是( )( )。A A、避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程、避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程 B B、固定化细胞在多种酶促反应中连续起作用、固定化细胞在多种酶促反应中连续起作用C C催化反应结束后，能被吸收和重复利用催化反应结束后，能被吸收和重复利用D D细胞结

11、构保证了各种酶在细胞内化学反应细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用中有效的发挥作用D包埋法固定化细胞常用的载体包埋法固定化细胞常用的载体明胶、琼脂糖、海藻酸钠、明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等多孔性材料多孔性材料 三、实验操作三、实验操作（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞阅读阅读P50-51P50-51思考下列问题：思考下列问题：（1 1）制备过程包括哪几个步骤？）制备过程包括哪几个步骤？（2 2）你认为哪个步骤的操作是最）你认为哪个步骤的操作是最重要的一环？重要的一环？1 1、酵母细胞的活化、酵母细胞的活化活化：让处于休眠

12、状态的微生物重新恢复正常活化：让处于休眠状态的微生物重新恢复正常 的生活状态。的生活状态。方法：加入适量的水。方法：加入适量的水。本质：本质： 加快新陈代谢。加快新陈代谢。2 2、配制物质的量浓度为、配制物质的量浓度为0.05mol/L0.05mol/L的的CaClCaCl2 2溶液溶液CaCl2CaCl2溶液的作用：溶液的作用：3 3、配制海藻酸钠溶液、配制海藻酸钠溶液注意：注意：1 1、加热时要用小火，加热时要用小火，或者间断加热，反复几次，或者间断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。直到海藻酸钠溶化为止。2 2、海藻酸钠浓度过高，很难海藻酸钠浓度过高，很难形成凝胶珠；浓度过低，包形成凝

13、胶珠；浓度过低，包埋的酵母细胞的数目少，影埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。响实验效果。使海藻酸钠形成凝胶珠使海藻酸钠形成凝胶珠4 4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 将溶化好的海藻酸钠将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞，进已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器均匀，再转移至注射器中。中。为什么海藻酸钠溶液要冷为什么海藻酸钠溶液要冷却？却？5 5、固定化酵母细胞、固定化酵母细胞 以以恒定的速度缓慢恒定的速度缓慢地地将注射器中的溶液将注射器中的溶液滴加到配制好的滴加到配制好的CaClCaC

14、l2 2溶液中，观察液滴在溶液中，观察液滴在CaClCaCl2 2溶液中形成凝胶溶液中形成凝胶珠的情形。将这些凝珠的情形。将这些凝胶珠在胶珠在CaClCaCl2 2溶液中溶液中浸浸泡泡30 min30 min左右。左右。 检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法：检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法： 一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。就表明凝胶珠的制作成功。 二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果

15、凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。（二）用固定化细胞发酵（二）用固定化细胞发酵1 1、将固定好的酵母细、将固定好的酵母细胞胞( (凝胶珠凝胶珠) )用蒸馏水用蒸馏水冲洗冲洗2-32-3次。次。 2 2、 将将150mL150mL质量分数质量分数为为10%10%的葡萄糖溶液转的葡萄糖溶液转移到移到200mL200mL的锥形瓶中，的锥形瓶中，再加入固定好的酵母再加入固定好的酵母细胞，置于细胞，置于2525下发下发酵酵24h24h。练习练习:1、制备固定化酵母细胞的过程中错误的、制备固定化酵母细胞的过程中错误的是（是（ ）A、取干酵母，加入蒸馏

16、水，使其活化、取干酵母，加入蒸馏水，使其活化B、配制海藻酸钠时，加热用大火，直、配制海藻酸钠时，加热用大火，直到海藻酸钠溶化为止到海藻酸钠溶化为止C、将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室、将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞温，加入已活化的酵母细胞D、将凝胶珠在、将凝胶珠在CaCl2 2溶液中浸泡溶液中浸泡30 min左右左右B2、下列叙述不正确的是（、下列叙述不正确的是（ ）A、从操作角度来考虑，固定化细胞、从操作角度来考虑，固定化细胞比固定化酶容易比固定化酶容易B、固定化细胞比固定化酶对酶的活、固定化细胞比固定化酶对酶的活性影响更小性影响更小C、固定化细胞固定的是一种酶、固定化细胞固定的是一种酶D、将微生物的发酵过程变成连续的、将微生物的发酵过程变成连续的酶反应应选择固定化细