《2017-2018學(xué)年度高中生物 第三章 酶的應(yīng)用技術(shù)實踐 第二節(jié) 制備和應(yīng)用固定化酶素材 蘇教版選修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年度高中生物 第三章 酶的應(yīng)用技術(shù)實踐 第二節(jié) 制備和應(yīng)用固定化酶素材 蘇教版選修1（3頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第二節(jié)　固定化酶的制備和應(yīng)用 1．掌握制備固定化酶的常用方法。(重點) 2．掌握酵母菌細(xì)胞的固定化技術(shù)。(重難點) 1．固定化酶 固定化酶是指用物理學(xué)或化學(xué)的方法將酶與固相載體結(jié)合在一起形成的仍具有酶活性的酶復(fù)合物。 2．制備固定化酶的方法 (1)物理吸附法的顯著特點是工藝簡便且條件溫和，在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用廣泛。 (2)化學(xué)結(jié)合法是利用多功能試劑進(jìn)行酶與載體之間的交聯(lián)，在酶和多功能試劑之間形成共價鍵，從而得到三維的交聯(lián)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 (3)包埋法是將酶包埋在能固化的載體中。 3．固定化酶的優(yōu)點：在催化反應(yīng)中，它以固相狀態(tài)作用于底物，反應(yīng)完成后容易與水溶性反應(yīng)物和產(chǎn)物分離，可

2、被反復(fù)使用。 [合作探討] 探討1：對固定化酶的作用影響最小的固定方法是哪一種？ 提示：物理吸附法。 探討2：為什么固定化酶不適合采用包埋法？ 提示：由于酶分子較小，容易在包埋材料中漏出，所以不適合采用包埋法固定化。 探討3：如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，應(yīng)該采用哪種方法？ 提示：因為大分子物質(zhì)不容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，應(yīng)采用固定化酶技術(shù)。 [思維升華] 1．制備固定化酶的常用方法可用下圖所示： 2．常用的制備固定化酶的方法 固定化酶方法 原理 固定載體 優(yōu)點 物理吸附法 離子鍵作用、物理吸附 纖維素、瓊脂糖等多糖類或多孔玻璃、離子交換樹脂等載體 工藝簡便且條

3、件溫和， 在生產(chǎn) 上應(yīng)用 廣泛，而 且穩(wěn)定 性能好 化學(xué)結(jié)合法 酶和多功能試劑之間形成共價鍵 利用多功能試劑進(jìn)行酶與載體之間的交聯(lián)，從而得到三維的交聯(lián)網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 包埋法 將酶包埋在能固化的載體中 酶包裹在聚丙烯酰胺凝膠等高分子凝膠中，或包裹在硝酸纖維素等半透性高分子膜中，前者包埋成格子型，后者包埋成微膠囊型 1．最廣泛的細(xì)胞固定化方法 凝膠包埋法是應(yīng)用最廣泛的細(xì)胞固定化方法，適用于各種微生物、動物和植物細(xì)胞的固定化。所使用的載體主要有瓊脂、海藻酸鈉凝膠、角叉菜膠、明膠等。 2．優(yōu)點 (1)無須進(jìn)行酶的分離和純化，減少了酶的活力損失，降低了生產(chǎn)成本。 (2)

4、不僅可以作為單一的酶發(fā)揮作用，且可以利用細(xì)胞中所含的復(fù)合酶完成一系列的催化反應(yīng)。 (3)對于活細(xì)胞來說，保持了酶的原始狀態(tài)，酶的穩(wěn)定性更高。 3．缺點 (1)固定化細(xì)胞只能用于生產(chǎn)細(xì)胞外酶和其他能夠分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物。 (2)由于載體的影響，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)和產(chǎn)物的擴散受到一定的限制。 (3)在好氧性發(fā)酵中，溶解氧的傳遞和輸送成為關(guān)鍵性的限制因素。 [合作探討] 探討1：固定化細(xì)胞為什么只能用于生產(chǎn)胞外酶和其他能分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物？ 提示：因為固定化細(xì)胞固定的是活細(xì)胞，細(xì)胞膜具有選擇透過性，細(xì)胞內(nèi)有用的物質(zhì)(如胞內(nèi)酶)是不能自由進(jìn)出細(xì)胞的。 探討2：能否在剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液

5、中加入活化的酵母菌細(xì)胞？ 提示：不能，因為剛?cè)芑玫暮Ｔ逅徕c溶液溫度較高，會將酵母菌細(xì)胞殺死。 探討3：如果制作的凝膠珠顏色過淺，呈白色，則說明了什么？如果凝膠珠不是圓形或橢圓形，又說明了什么？ 提示：如果凝膠珠的顏色過淺，則說明了海藻酸鈉溶液的濃度偏低，固定的酵母菌細(xì)胞數(shù)目較少；如果凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明了海藻酸鈉的濃度過高，制作失敗。 [思維升華] 1．制備固定化酵母菌細(xì)胞的操作流程 準(zhǔn)備各種實驗藥品和器具 ↓ 制備麥芽汁 ↓ 活化酵母菌細(xì)胞 ↓ 制備固定化細(xì)胞 ↓ 浸泡凝膠珠，用蒸餾水洗滌 ↓ 發(fā)酵麥芽汁 2．酵母菌細(xì)胞的固定化實驗需要注意的事項

6、 (1)選用的干酵母要具有較強的活性，而且物種單一。 (2)酵母菌細(xì)胞活化時體積會變大，因此活化前應(yīng)選擇體積足夠大的容器，防止酵母菌細(xì)胞的活化液溢出。 (3)固定化酵母菌細(xì)胞時，應(yīng)將海藻酸鈉與酵母菌細(xì)胞的混合液用注射器緩慢滴加到0.05 mol/L的氯化鈣溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠的形成。 (4)可利用海藻酸鈉制成不含酵母菌的凝膠珠，作為對照。 3．檢測凝膠珠是否制作合格的方法 (1)機械法：用鑷子夾取一個凝膠珠放在實驗桌上，用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠制作成功；也可以在實驗桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也表明制備的凝膠珠是成功的。 (2)目測法：合格的凝膠珠應(yīng)是淡黃色，圓形或橢圓形的。如果顏色過淺呈白色，說明海藻酸鈉溶液的濃度過低，固定的酵母菌細(xì)胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠形狀不規(guī)則，則說明海藻酸鈉的濃度偏高。 3