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课件网) 课题3 酵母细胞的固定化 一、固定化酶的应用实例———生产高果糖浆 1.生产高果糖浆的原理: 葡萄糖 果糖。 2.传统生产方法的优缺点: (1)优点:_____好,能持续发挥作用。 (2)缺点。 ①酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常_____,容易_____。 ②溶液中的酶很难回收,不能_____,提高了生产成本。 ③反应后会混在_____中,可能影响产品质量。 必备知识·自主学习 稳定性 敏感 失活 被再次利用 产物 3.利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: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。 载体 反应柱 酶颗粒 反应溶液 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。 上端 固定化葡萄糖异构酶 下端 物理 化学 2.常用方法: 序号 固定方法 固定对象 图例 ① _____法 固定化_____ ② _____法 固定化___ ③ _____法 固定化___ 包埋 细胞 化学结合 酶 物理吸附 酶 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_____。 反应物 产物 低 容易 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、_____、 醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。 包埋法 多孔性 明胶 海藻酸钠 (3)实验操作: 酵母细胞的_____ ↓ 配制_____溶液 ↓ 配制_____溶液 ↓ 海藻酸钠溶液与_____混合 ↓ 固定化酵母细胞 活化 CaCl2 海藻酸钠 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2～3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 ℃下发酵24 h ↓ 发现有_____产生,同时有酒味散发 蒸馏水 葡萄糖 气泡 【易错辨析】 1.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用。 ( ) 2.化学结合法比物理吸附法对酶活性影响更小。 ( ) 分析:化学结合法可能影响酶的活性部位,物理吸附法则不影响酶的分子结构。 3.固定化细胞是可以催化各种反应底物的一系列反应。 ( ) 分析:每种固定化细胞固定的是一系列特定的酶,可以催化一系列特定的化学反应, 而不是催化各种反应底物的反应。 4.反应物是大分子物质时最好采用固定化细胞技术。 ( ) 分析:大分子物质难以自由通过细胞膜,因此固定化细胞不易使反应物充分反应, 最好采用固定化酶技术。 √ × × × 关键能力·合作学习 一、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 多种酶 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 否 否 是 催化反应 单一或多种 单一 一系列 反应物 各种物质 (大分子或小分子) 各种物质 (大分子或小分子) 小分子物质 比较项目 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞 优点 催化效率高、低耗能、低污染等 被固定的酶可重复使用 成本低,操作更容易,可以催化一系列化学反应 缺点 ①酶不能回收利用,增加了生产成本 ②酶混在产物中影响产品质量 一种酶只能催化一种化学反应 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 易错提醒: 固定化细胞与固定化酶的两点提醒 (1)固定化细胞使用的都是活细胞,应该为其提供一定的营养物质,而固定化酶不需要。 (2)由于固定化细胞固定的是完整的细胞,因而酶的环 ... ...
