《固定化酶與固定化細胞》復習

固定化酶與固定化細胞1.固定化細胞技術的概念固定化酶和固定化細胞技術是利用

或

方法將酶或細胞固定在

的技術。2.固定化細胞技術常用的方法

、

和

。一般來說，酶更適合采用

和

固定化，細胞多采用固定化物理化學一定空間內(nèi)包埋法化學結(jié)合法物理吸附法化學結(jié)合法物理吸附法包埋法3.酵母細胞的固定化方法（1）實驗流程小火或者間斷加熱（2）酵母細胞的固定化及發(fā)酵程序酵母細胞的活化→配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的

→配制

→海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合→

→沖洗→發(fā)酵。CaCl2溶液海藻酸鈉溶液固定化酵母細胞1.直接使用酶、固定化酶和固定化細胞的比較直接使用酶固定化酶固定化細胞制作方法化學結(jié)合法固定化、物理吸附法固定化包埋法固定化是否需要營養(yǎng)物質(zhì)否否是催化反應單一或多種單一一系列（或多種）反應底物各種物質(zhì)（大分子、小分子）各種物質(zhì)（大分子、小分子）小分子物質(zhì)缺點①對環(huán)境條件非常敏感，易失活；②難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化一系列酶促反應反應物不易與酶接觸，尤其是大分子物質(zhì)，反應效率下降優(yōu)點催化效率高、耗能低、低污染①既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離；②可以重復利用成本低、操作容易2.固定化酶和固定化細胞的技術的比較名稱原理圖示包埋法將酶或細胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中化學結(jié)合法利用共價鍵、離子鍵將酶分子或細胞相互結(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到載體上物理吸附法通過物理吸附作用，把酶或細胞固定在纖維素、瓊脂糖、多孔玻璃或離子交換樹脂等載體上

【易混易錯】

固定化實驗中的易錯總結(jié)（1）海藻酸鈉溶液的濃度對包埋酵母細胞數(shù)量的影響①海藻酸鈉溶液濃度過高，將很難形成凝膠珠。②濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數(shù)量少。（2）海藻酸鈉溶液配制注意事項①海藻酸鈉溶化時要用小火或間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊。②將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫，再與酵母細胞混合，避免高溫殺死酵母細胞。③固定化酵母細胞時，應將海藻酸鈉酵母細胞的混合液用注射器緩慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠的形成?！锕潭ɑ负凸潭ɑ毎谏a(chǎn)中可節(jié)約成本，具有重要的科研價值，成為近幾年高考考查的熱點之一，形式上選擇題和非選擇題都有所呈現(xiàn)。［真題回顧］判斷下列說法的正誤。（1）酶在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用中的核心問題是固定化技術，而酶固定化所依據(jù)的基本原理在于酶具有可反復使用性（2012·上海卷T9D）（√）（2）從酶的固定方式看，吸附法比化學結(jié)合法對酶活性影響?。?012·江蘇卷T17A）

（√）（3）將海藻酸鈉凝膠珠用無菌水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌（2012·江蘇卷T17D）（√）（4）利用固定化酶降解水體中有機磷農(nóng)藥，需提供適宜的營養(yǎng)條件（2009·江蘇卷T3C）

（×）（5）利用固定化酵母細胞進行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應底物（2009·江蘇卷T3D）

（×）［考點分向］考向一技術操作與實踐應用1.某一實驗小組的同學，欲通過制備固定化酵母細胞進行葡萄糖溶液發(fā)酵實驗，實驗材料及用具齊全。（1）酵母細胞的固定采用的方法是

。（2）請完善該實驗小組的同學在制備固定化酵母細胞過程的步驟：①配制氯化鈣溶液時應用蒸餾水。②海藻酸鈉溶液應用

加熱。③海藻酸鈉溶液必須

才能加入酵母細胞。④注射器中的海藻酸鈉和酵母細胞的混合物應滴入

中形成

。（3）該實驗小組用如圖所示的裝置來進行葡萄糖發(fā)酵。①為使該實驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復運用，實驗過程中，一定要在

條件下進行。②加入反應液后的操作是關閉____________________________________________________________________。③裝置的長導管起到什么作用？__________________________________________________________________________________________________________________。（4）試分析下圖中，與用海藻酸鈉作載體制備的固定化酵母細胞相似的是（）【解析】

由于細胞過大，難以被吸附或結(jié)合，因此多采用包埋法進行固定化。操作過程中，必須等海藻酸鈉溶液冷卻后才能將其與酵母細胞混合，否則酵母細胞會在高溫下死亡。酵母菌利用葡萄糖的發(fā)酵過程中會產(chǎn)生CO2，為減小裝置中的壓力，應及時將其排出，長導管還可防止其他微生物污染。【答案】

（1）包埋法（2）小火或間斷冷卻至室溫氯化鈣溶液凝膠珠（3）①無菌②活塞1和活塞2

③釋放CO2，減小反應柱內(nèi)壓力并可防止其他微生物污染（4）D考向二固定化酶和固定化細胞的比較和應用2.固定化酶是從20世紀60年代迅速發(fā)展起來的一種技術?？蒲腥藛T用海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶，以研究固定化酶的相關性質(zhì)和最佳固定條件。酶活力為固定化酶催化化學反應的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量。圖甲、乙、丙為部分研究結(jié)果。下列有關敘述中，錯誤的是（）A.由甲圖可知，固定化酯酶比游離酯酶對溫度變化適應性更強B.由乙圖可知，濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好C.由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復使用3次，之后若繼續(xù)使用則酶活力明顯下降D.固定化酶的酶活力較高，主要原因是增加了酶與底物的接