酵母细胞的固定化-学案

1、§ 4.3酵母细胞的固定化导学案班级：高二()班姓名：【学习目标】1举例说明固定化技术的种类及应用。2比较直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的异同点。3初步学会制备固定化酵母细胞并用其进行酒精发酵。【自主学习】一、固定化酶的应用实例一一生产高果糖浆1生产高果糖浆的原理：葡萄糖卜果糖。2传统生产方法的优缺点：优点:好，能持续发挥作用。(2)缺点。 酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常 ，容易。 溶液中的酶很难回收，不能,提高了生产成本。 反应后会混在中,可能影响产品质量。3使用固定化酶的生产原理：(1) 制备固定化酶：将葡萄糖异构酶固定在颗粒状的 上。(2) 制备固定化酶反应柱：

2、将这些酶颗粒装入 中，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。(3) 酶与反应液分离的原理：无法通过筛板上的小孔，而可以自由出入。4生产操作：(1) 将葡萄糖溶液从反应柱的 注入。(2) 使葡萄糖溶液流过反应柱 ，与接触。(3) 转化成的果糖从反应柱的 流出。二、固定化酶和固定化细胞技术1概念:利用或方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。2常用方法：序号固定方法固定对象图例法固定化23|3法固定化法固定化3优点：(1)固定化酶既能与 接触，又能与分离,可反复使用。(2)固定化细胞制备成本，操作。三、实验操作1制备固定化酵母细胞：(1) 固定方法:。(2) 常用载体：一些不溶于水的 载体,如、琼脂糖、

3、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。(3) 实验操作：酵母细胞的配制溶液配制溶液(影响实验成败的关键步骤 )海藻酸钠溶液与混合固定化酵母细胞2用固定化酵母细胞发酵：将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用冲洗23次将150 mL质量分数为10%的溶液转移到锥形瓶中加入固定好的酵母细胞(凝胶珠)置于25 C下发酵24 h发现有产生，同时有散发【合作探究】主题1固定化酶和固定化细胞技术1. 固定化酶和固定化细胞的原理及优点：(1) 根据教材“高果糖浆的生产”分析固定化酶依据的原理与其优点。 原理：将酶固定在。 优点：使酶既能与。(2) 探讨固定化细胞采用的固定方法、固定原理和固定化细胞的优点。 方法：。 原理：将微生

4、物细胞包埋在 。 优点：与固定化酶技术相比较，该方法成本 ,操作。2. 固定化酶和固定化细胞的特点：(1)从操作角度来考虑，你认为哪一种方法更容易？ 哪一种方法对酶活性的影响更小？ 固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？ 如果想将微生物的发酵过程变成连续的一系列酶反应，应该选择哪种方法？如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法?(2)直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较比较项目直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种类一种或几种一种一系列酶制作方法化学结合法物理吸附法包埋法是否需要营养物质催化反应单一或多种反应底物各种物质(大分子、 小分子)优点催化效率，低耗能、低污染等。酶既能与反应物接 触，

5、又能与产物分 离，同时，固定在 载体上的酶还可以 被 。成本，操作更。缺点酶不能回收，增加了生 产成本酶混在产物中影 响一种酶只能催化化学反应。固定后的细胞与反应物不 容易接近，尤其是大分子 物质，可能导致反应效率 下降等而在生产实践中， 很多产物的形成都 通过一系列的酶促 反应才能得到的。【探究总结】固定化酶和固定化细胞的两个区别(1) 从固定方法上看。 在实际应用中，酶更适合用化学结合法和物理吸附法固定化，原因是酶分子小，容易被多孔性 物质吸附，更适合与化学物质结合，但容易从包埋材料中漏出。 细胞体积大难以被吸附或结合，因而多采用包埋法固定。(2) 从催化作用上看。固定化细胞操作更容易，对

6、酶活性的影响更小，可以催化一系列反应，但是，由于大分子物质难 以自由通过细胞膜，因此固定化细胞的应用也受到限制。所以，催化的反应物为大分子物质时， 最好选用固定化酶技术。主题2固定化酵母细胞的制备及发酵1实验过程分析：(1) 用于固定酵母细胞的载体是海藻酸钠。探讨载体的浓度对固定效果的影响： 载体(海藻酸钠)浓度过:不易形成凝胶珠； 载体(海藻酸钠)浓度过:形成的凝胶珠内包埋的细胞过少(2) 配制海藻酸钠时小火或间断加热并不断搅拌的目的是： 加热的目的是促进其。 用小火或间断加热并不断搅拌的目的是防止 。(3) 为什么要等海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？提示：固定的酵母细胞必须保持活性才能

7、发挥作用，冷却后加入酵母细胞的原因是防止杀死酵母细胞。2实验结果分析：（1）合格的凝胶珠呈淡黄色，圆形或椭圆形，分析凝胶珠形态异常的表现和原因。 表现：颜色过浅呈白色，原因是：海藻酸钠溶液浓度过 ，固定的酵母细胞数目较少。 表现：凝胶珠形状不规则（不是圆形或椭圆形），可能原因有海藻酸钠浓度过 （填“高”或“低”）或注射器中的混合液推进速度过 （填“快”或“慢”）或注射器距离液面太（填“远”或“近”）。【当堂检测】一、判断题1. 加酶洗衣粉中的酶是固定化酶 ，能反复利用。 （）2. 酶的固定化提高了酶的催化效率。（）3. 固定化酶反应柱底端分布着许多小孔的筛板属于半透膜。（）4. 固定化细胞是可

8、以催化各种反应底物的一系列反应。（）5. 反应物是大分子物质时最好采用固定化细胞技术。（）二、单项选择题1. （2017 常州高二检测）下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是（）A. 固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B. 固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C. 利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件D. 固定化酶和固定化细胞的共同点之一是酶都是在细胞外起作用2. 试分析下图中，哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似（）EOSQic3. （2017 哈尔滨高二检测）下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述，错误的是（ ）A. 从酶的固定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小B. 作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药C. 尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用D. 将海藻酸钠凝胶珠用蒸馏水冲洗 ，目的是洗去CaCL和