高一生物酵母菌细胞的固定化
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酵母细胞的固定化一、研究背景酶是生物细胞产生的具有催化作用的一种有机物,对于细胞的代谢极其重要。
同学们知道,理论上催化剂在反应前后物质的质量等均不改变,那么酶应该可以为人们所反复利用。
而实际上,大多数情况下,人们发现:1、酶对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感;2、溶液中的酶很难回收,不能被再次利用,提高了生产成本;3、反应后的酶混在产物中,可能影响产品质量。
怎样解决这样的问题呢?二、设想将酶固定在不溶于水的载体中,使酶既能与反应物接触,又能与产物分离,同时,固定在载体上的酶还可以反复利用。
三、实际操作1、固定化细胞技术:a、概念:固定化酶和固定化细胞技术是医用物理或化学技术将酶或细胞固定在一定空间的技术b、操作方法:包埋法:适合固定化细胞,酶分子太小;常用的包埋材料为:琼脂糖,醋酸纤维素,聚丙烯酰胺,明胶和海藻酸钠。
物理吸附法和化学结合法c、特点:固定化酶技术优点:既能与反应物接触,又能与产物分离,可反复利用;固定化酶技术不足:只能催化一类反应;固定化细胞技术优点:能催化一系列反应,成本低,操作容易固定化细胞技术不足:与反应物不容易接触,可能导致催化效率下降2、酵母细胞的固定化操作a 酵母细胞的活化:称取1g干酵母,置于50ml小烧杯中,加10ml水,搅拌均匀,放置1h,活化b 配置物质的量浓度为0.05mol/l的CaCl2溶液:称取0.83g无水CaCl,置于200ml小烧杯中,加入150ml水,充分溶解备用;c 配置海藻酸钠溶液:取0.7g海藻酸钠置于50ml小烧杯中,加入10ml水,用酒精灯小火或间断加热,并充分搅拌,反复几次,直至海藻酸钠溶化,并定容至10ml(保证海藻酸钠溶液浓度:过高,很难形成凝胶珠;过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少,影响实验效果。
)d 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合:将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入已活化的酵母细胞,进行充分搅拌,使其混合均匀。
第三讲酵母细胞的固定化★要点落实:1 .固定化酶(1)酶的应用:广泛应用于食品、化工、轻纺、医药等各个领域(2)应用普通酶的缺点①在、、和有机溶剂等环境下容易失活②溶液中的酶很难回收,不能被 ________ ,提高了生产成本;反应后酶会混在产物中,影响________ 。
(3)固定化酶的实例一高果糖浆的生产①反应机理:葡萄糖在 _____________________ 酶的催化下生成果糖。
②反应柱:酶固定在一种颗粒状的载体上,再将这些酶颗粒装到柱内,柱子底端装上分布着许多小孔的筛板,____________ 无法通过小孔,而___________ 溶液可自由出入。
③反应过程:将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,使葡萄糖溶液流过反应柱,与固定化葡萄糖异构酶接触,转化成果糖,从下端流出。
④反应柱的优点:能 ___________ 半年,大大降低成本,提高果糖的产量和质量。
2.固定化细胞(1)固定化技术:利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术(2)固定化方法①__________ 法:将酶或细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中(或细微网格里) 。
②__________ 法:将酶分子或相互结合,或将其结合到载体上。
③__________ 法:将酶吸附到载体表面上(3)固定化酶和固定化细胞的适用方法①酶更适合采用___________ 和 ____________ 法固定化,因为酶分子较小,容易从包埋材料中漏出;②细胞多采用______________ ,因为细胞体积大,难以被吸附或结合。
(4)常用的包埋细胞的多孔载体:明胶、琼脂糖、 ________________________ 、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等(5) ___________________________________________________ 固定化细胞的优点:与固定化酶相比,__________________________________________________ , ___________________ 。