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1、專題4酶的研究與應(yīng)用 課題3酵母細(xì)胞的固定化,欄目鏈接,我們知道，酶是生物催化劑，能改變化學(xué)反應(yīng)速度，但反應(yīng)前后酶的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)并未改變。 我們在使用加酶洗衣粉將衣服清洗干凈的同時，也將洗衣粉中的“有功之臣”連同污水一塊倒掉了，多可惜啊！這也造成了一定程度上的污染和浪費(fèi)?，F(xiàn)在酵母細(xì)胞的固定化技術(shù)可使酶重復(fù)使用。,欄目鏈接,請思考： 1如何將酶進(jìn)行固定化？ 2固定化細(xì)胞的方法有幾種？,欄目鏈接,欄目鏈接,(1)能將葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖的酶是_。 (2)固定化酶技術(shù)使用的反應(yīng)柱上的孔應(yīng)滿足酶顆粒_通過，反應(yīng)溶液_通過，若反應(yīng)物顆粒過大則不能用此法。,一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例,葡萄糖異構(gòu)酶,無法,自由,欄目

2、鏈接,二、固定化細(xì)胞技術(shù),(1)固定化酶和固定化細(xì)胞是利用_或_方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括_、_和_。其中細(xì)胞多采用_固定化。 (2)包埋法固定化細(xì)胞是將微生物細(xì)胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中。常用的載體有_、_、_、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。,物理,化學(xué),包埋法,化學(xué)結(jié)合法,物理吸附法,包埋法,明膠,瓊脂糖,海藻酸鈉,欄目鏈接,三、實(shí)驗(yàn)操作,1制備固定化酵母細(xì)胞 (1)酵母細(xì)胞的活化：向干酵母中加入_，攪拌混勻。 (2)配制CaCl2溶液：向無水_加入蒸餾水，充分溶解。 (3)配制海藻酸鈉溶液：酒精燈加熱時要用_或_，且邊加熱邊_，直至完全溶化，最后用蒸餾水定容。,蒸餾

3、水,CaCl2,小火,間斷加熱,攪拌,欄目鏈接,(4)海藻酸鈉溶液與_混合。 (5)固定化酵母細(xì)胞：以恒定速度緩慢將上述混合液滴加到_中，形成凝膠珠，并在CaCl2溶液中浸泡。,酵母細(xì)胞,CaCl2溶液,欄目鏈接,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)加入用于發(fā)酵的_溶液后，發(fā)現(xiàn)有_產(chǎn)生，同時有_味散發(fā)。,葡萄糖,氣泡,酒,欄目鏈接,欄目鏈接,一、固定化酶和固定化細(xì)胞的方法,(1)包埋法(A、B圖)：是指將酶包裹在多孔的載體中，如將酶包裹在聚丙烯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。 (2)化學(xué)結(jié)合法(C圖)：將酶分子相互結(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到纖維素、瓊脂糖等

4、載體上的固定方式。 (3)物理吸附法(D圖)：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。,欄目鏈接,欄目鏈接,例1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？(),欄目鏈接,解析：A、B選項(xiàng)適合于酶的固定化，C選項(xiàng)既用于酶固定，也可用于細(xì)胞固定。制備固定化酵母細(xì)胞用的是包埋法，即將酵母菌包埋在海藻酸鈉制成的凝膠珠中，所以與D選項(xiàng)相似。 答案：D,欄目鏈接,變式 訓(xùn)練,1相對固定化酶而言，固定化細(xì)胞對酶的活性影響較小，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催化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用 D細(xì)

5、胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)中有效地發(fā)揮作用,欄目鏈接,變式 訓(xùn)練,解析：固定化細(xì)胞維持了細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性，為酶充分地發(fā)揮作用提供了穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。 答案：D,欄目鏈接,二、固定化酵母細(xì)胞的制備與應(yīng)用,1固定化酵母細(xì)胞的制備 (1)酵母細(xì)胞的活化：在缺水的狀態(tài)下，微生物會處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。 (2)配制CaCl2溶液：0.83 g無水CaCl2150 mL蒸餾水200 mL燒杯溶解備用。 (3)配制海藻酸鈉溶液：0.7 g海藻酸鈉10 mL水50 mL燒杯酒精燈小火(或間斷)加熱，并不斷攪拌，使之溶化蒸餾水定容到10 mL。,欄目鏈接,(4

6、)海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合：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，充分?jǐn)嚢韬笪氲阶⑸淦髦小?(5)固定化酵母細(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。 2用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵 (1)沖洗：將固定好的酵母細(xì)胞凝膠珠用蒸餾水沖洗23次，剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 (2)發(fā)酵：150 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%葡萄糖溶液固定化酵母細(xì)胞200 mL錐形瓶密封25 下發(fā)酵24 h。,欄目鏈接,制備固定化酵母細(xì)胞的易錯提醒 CaCl2要稱量準(zhǔn)確，不能用自來水配制溶液，防止自來水中各種離子影響實(shí)驗(yàn)效果，應(yīng)用蒸餾水。

7、 加入活化酵母細(xì)胞時，海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫，以免溫度過高而殺死酵母菌。 制備過程嚴(yán)格要求無菌操作，防止微生物污染。,特 別 提 醒,欄目鏈接,海藻酸鈉溶液的濃度涉及固定化細(xì)胞的質(zhì)量，如果海藻酸鈉濃度過高，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)目就少，影響實(shí)驗(yàn)效果。,特 別 提 醒,欄目鏈接,三、直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞催化的比較,欄目鏈接,(續(xù)表),欄目鏈接,例2下面是制備固定化酵母細(xì)胞的步驟，正確的是() 配制CaCl2溶液海藻酸鈉溶化海藻酸鈉與酵母細(xì)胞混合酵母細(xì)胞活化固定化酵母細(xì)胞 A B C D,欄目鏈接,解析：制備固定化酵母細(xì)胞的基本步驟是：酵母細(xì)胞的活化配制物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/L的CaCl2溶液配制海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞。 答案：D,欄目鏈接,2下列有關(guān)固定化酵母細(xì)胞制備步驟不恰當(dāng)?shù)氖?) A應(yīng)使干酵母與水混合并攪拌，以利于酵母菌活化 B配置海藻酸鈉溶液時要用小火間斷加熱的方法 C向剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液中加入已活化的酵母細(xì)胞，充分?jǐn)嚢璨⒒旌暇鶆?D將酵母細(xì)胞混勻的海藻酸鈉溶液注入CaCl2溶液中，會觀察到CaCl2溶液中有球形的凝膠珠形成,變 式 訓(xùn) 練,欄目鏈接,解析：將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，方可加入已活化的酵母細(xì)胞。 答案：C,變 式 訓(xùn) 練,欄目鏈接,