高二生物酵母細(xì)胞的固定化

1、溫故知新溫故知新：1 1、洗衣粉中添加洗衣粉中添加_，可以可以更有效地清除頑漬。常用的酶制劑更有效地清除頑漬。常用的酶制劑有有_四類四類。2 2、影響酶活性的因素有影響酶活性的因素有_、_和和_。 閱讀閱讀P49P49頁頁課題背景課題背景，并思考：并思考：1 1、酶制劑有哪些缺陷？、酶制劑有哪些缺陷？ （1 1）通常對）通常對強(qiáng)酸強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條等條件非常敏感，容易失活；件非常敏感，容易失活； （2 2）溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，）溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；提高了生產(chǎn)成本； （3 3）反應(yīng)后會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。）

2、反應(yīng)后會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。2 2、如果你是工程技術(shù)人員，你如何解決這些問如果你是工程技術(shù)人員，你如何解決這些問題？題？ 一、固定化酶一、固定化酶技術(shù)技術(shù)1 1、固定化酶：固定化酶：將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)（如固定在不溶于水的載體上）。（如固定在不溶于水的載體上）。2 2、固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：（1 1）使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；）使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；（2 2）固定在載體上的酶可以被反復(fù)利用。）固定在載體上的酶可以被反復(fù)利用。3 3、實(shí)例：高果糖漿的生產(chǎn)、實(shí)例：高果糖漿的生產(chǎn)葡萄糖異構(gòu)酶葡萄糖異構(gòu)酶你能說出反

3、應(yīng)柱的優(yōu)點(diǎn)嗎？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，反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提大大降低了生產(chǎn)成本，提高果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。高果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。葡萄糖 果糖練習(xí)：練習(xí)：1 1、下列說法不正確的是（、下列說法不正確的是（ ）A A、葡萄糖與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)、葡萄糖與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成的是果糖化成的是果糖B B、從固定化酶反應(yīng)柱下端流出的是果糖、從固定化酶反應(yīng)柱下端流出的是果糖C C、高果糖漿不會(huì)像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖、高果糖漿不會(huì)像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病尿病、齲齒和心血管病D D、酶溶解于葡萄糖溶液，可以從糖漿中回、酶溶解于葡萄糖溶液

4、，可以從糖漿中回收收D2 2、研究認(rèn)為，用固定化酶技術(shù)處理污染物、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用微生物降解相比，其作用不需要適宜的（ ）A A、溫度、溫度 B B、PHPHC C、水分、水分 D D、營養(yǎng)、營養(yǎng)D討論：在生產(chǎn)實(shí)際中使用固定化酶討論：在生產(chǎn)實(shí)際中使用固定化酶技術(shù)有無不足技術(shù)有無不足? ?如有不足如有不足, ,怎么辦怎么辦? ?

5、有。一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在有。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。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)，因?yàn)榭刹捎霉潭ɑ?xì)胞技術(shù)，因?yàn)榧?xì)胞中含有細(xì)胞中含有一系列酶。一系列酶。二、固定化細(xì)胞技術(shù)二、固定化細(xì)胞技術(shù)1 1、概念：、概念：利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一定利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一定空間的技術(shù)?？臻g的技術(shù)。閱讀閱讀P50P50頁一二三段并思考第二頁一二三段并思考第二段的問題。段的問題。2.2.將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶（

6、或細(xì)胞）包將酶（或細(xì)胞）包埋在細(xì)微網(wǎng)格里埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶（或細(xì)胞）將酶（或細(xì)胞）相互連接起來相互連接起來將酶（或細(xì)胞）吸將酶（或細(xì)胞）吸附在載體表面上附在載體表面上包埋法包埋法化學(xué)結(jié)合法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法物理吸附法酶適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附酶適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法固定法固定細(xì)胞適合采用包埋法固定細(xì)胞適合采用包埋法固定細(xì)胞個(gè)大，酶分子很小細(xì)胞個(gè)大，酶分子很小個(gè)體大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)體大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)小的酶容易從包埋的材料中漏出。個(gè)小的酶容易從包埋的材料中漏出。 4 4、討論：、討論：(1)(1)從操作角度考慮，你認(rèn)為哪一種方法更容易從操作角度考慮，你認(rèn)為哪

7、一種方法更容易? ? (2)(2)哪一種方法對酶的活性影響更??？哪一種方法對酶的活性影響更?。浚? 3）固定化細(xì)胞固定的是一種酶還是一系列酶？）固定化細(xì)胞固定的是一種酶還是一系列酶？（4 4）如果想將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶）如果想將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)該選擇哪種方法？反應(yīng)，應(yīng)該選擇哪種方法？（5 5）如果反應(yīng)底物是大分子物質(zhì)，應(yīng)該采用哪如果反應(yīng)底物是大分子物質(zhì)，應(yīng)該采用哪種方法種方法? ?固定化細(xì)胞固定化細(xì)胞固定化細(xì)胞固定化細(xì)胞固定化細(xì)胞固定化細(xì)胞固定化酶，因?yàn)榇蠓肿与y以通過細(xì)胞膜。固定化酶，因?yàn)榇蠓肿与y以通過細(xì)胞膜。練習(xí)：練習(xí)：1.1.使用固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是使用固定化細(xì)

8、胞的優(yōu)點(diǎn)是( )( )。A.A.能催化大分子物質(zhì)的水解能催化大分子物質(zhì)的水解 B.B.可催化一系列化學(xué)反應(yīng)可催化一系列化學(xué)反應(yīng)C.C.與反應(yīng)物易接近與反應(yīng)物易接近 D.D.有利于酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用有利于酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用B2.2.酶的固定方法不包括酶的固定方法不包括( )( )。A.A.將酶吸附在固體表面上將酶吸附在固體表面上 B B將酶相互連接起來將酶相互連接起來C C將酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里 D D將酶制成固體酶制劑，如加將酶制成固體酶制劑，如加酶洗衣粉中的酶酶洗衣粉中的酶D3 3、如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采、如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采用那種方法催化受限制用那種方法催化受限

9、制( )( )。A A直接使用酶直接使用酶 B B使用化學(xué)方法結(jié)合的酶使用化學(xué)方法結(jié)合的酶C C使用固定化細(xì)胞使用固定化細(xì)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、下列關(guān)于酶和細(xì)胞的固定敘述、下列關(guān)于酶和細(xì)胞的固定敘述不正確的是不正確的是( )( )。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，易采用化學(xué)結(jié)合酶分子很小，易采用化學(xué)結(jié)合或物理吸附法固定的酶或物理吸附法固定的酶C C細(xì)胞個(gè)大，難被吸附或結(jié)合細(xì)胞個(gè)大，難被吸附或結(jié)合 D D細(xì)胞易采用包埋法固定細(xì)胞易采用包埋法固定A5. 5. 關(guān)于固定化酶的敘述不正確的是關(guān)于固定化酶的敘述不正確的是

10、 ( )( )。A A既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng) 物分離物分離 B B固定在載體上的酶可被反復(fù)利用固定在載體上的酶可被反復(fù)利用C C可催化一系列反應(yīng)可催化一系列反應(yīng) D D酶的活性和穩(wěn)定性受到限制酶的活性和穩(wěn)定性受到限制C6 6、固定化細(xì)胞對酶的活性影響最小，根本原、固定化細(xì)胞對酶的活性影響最小，根本原因是因是( )( )。A A、避免了細(xì)胞破碎、酶的提取純化過程、避免了細(xì)胞破碎、酶的提取純化過程 B B、固定化細(xì)胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)起作用、固定化細(xì)胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)起作用C C催化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用催化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用D D細(xì)胞結(jié)

11、構(gòu)保證了各種酶在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)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)揮作用中有效的發(fā)揮作用D包埋法固定化細(xì)胞常用的載體包埋法固定化細(xì)胞常用的載體明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等多孔性材料多孔性材料 三、實(shí)驗(yàn)操作三、實(shí)驗(yàn)操作（一）制備固定化酵母細(xì)胞（一）制備固定化酵母細(xì)胞閱讀閱讀P50-51P50-51思考下列問題：思考下列問題：（1 1）制備過程包括哪幾個(gè)步驟？）制備過程包括哪幾個(gè)步驟？（2 2）你認(rèn)為哪個(gè)步驟的操作是最）你認(rèn)為哪個(gè)步驟的操作是最重要的一環(huán)？重要的一環(huán)？1 1、酵母細(xì)胞的活化、酵母細(xì)胞的活化活化：讓處于休眠

12、狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常活化：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)。的生活狀態(tài)。方法：加入適量的水。方法：加入適量的水。本質(zhì)：本質(zhì)： 加快新陳代謝。加快新陳代謝。2 2、配制物質(zhì)的量濃度為、配制物質(zhì)的量濃度為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、配制海藻酸鈉溶液、配制海藻酸鈉溶液注意：注意：1 1、加熱時(shí)要用小火，加熱時(shí)要用小火，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止。直到海藻酸鈉溶化為止。2 2、海藻酸鈉濃度過高，很難海藻酸鈉濃度過高，很難形成凝膠珠；濃度過低，包形成凝

13、膠珠；濃度過低，包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實(shí)驗(yàn)效果。響實(shí)驗(yàn)效果。使海藻酸鈉形成凝膠珠使海藻酸鈉形成凝膠珠4 4、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合 將溶化好的海藻酸鈉將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入溶液冷卻至室溫，加入已活化的酵母細(xì)胞，進(jìn)已活化的酵母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其混合行充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。中。為什么海藻酸鈉溶液要冷為什么海藻酸鈉溶液要冷卻？卻？5 5、固定化酵母細(xì)胞、固定化酵母細(xì)胞 以以恒定的速度緩慢恒定的速度緩慢地地將注射器中的溶液將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，觀察液滴在溶液中，觀察液滴在CaClCaCl2 2溶液中形成凝膠溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝珠的情形。將這些凝膠珠在膠珠在CaClCaCl2 2溶液中溶液中浸浸泡泡30 min30 min左右。左右。 檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下列方法：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，擠壓，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。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，如果凝膠珠二是在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠，如果

15、凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。（二）用固定化細(xì)胞發(fā)酵（二）用固定化細(xì)胞發(fā)酵1 1、將固定好的酵母細(xì)、將固定好的酵母細(xì)胞胞( (凝膠珠凝膠珠) )用蒸餾水用蒸餾水沖洗沖洗2-32-3次。次。 2 2、 將將150mL150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為10%10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到移到200mL200mL的錐形瓶中，的錐形瓶中，再加入固定好的酵母再加入固定好的酵母細(xì)胞，置于細(xì)胞，置于2525下發(fā)下發(fā)酵酵24h24h。練習(xí)練習(xí):1、制備固定化酵母細(xì)胞的過程中錯(cuò)誤的、制備固定化酵母細(xì)胞的過程中錯(cuò)誤的是（是（ ）A、取干酵母，加入蒸餾

16、水，使其活化、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、配制海藻酸鈉時(shí)，加熱用大火，直到海藻酸鈉溶化為止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、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)胞溫，加入已活化的酵母細(xì)胞D、將凝膠珠在、將凝膠珠在CaCl2 2溶液中浸泡溶液中浸泡30 min左右左右B2、下列敘述不正確的是（、下列敘述不正確的是（ ）A、從操作角度來考慮，固定化細(xì)胞、從操作角度來考慮，固定化細(xì)胞比固定化酶容易比固定化酶容易B、固定化細(xì)胞比固定化酶對酶的活、固定化細(xì)胞比固定化酶對酶的活性影響更小性影響更小C、固定化細(xì)胞固定的是一種酶、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)的、將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反應(yīng)應(yīng)選擇固定化細(xì)