固定化酵母细胞.doc

课题3酵母细胞的固定化
一、课题目标
1．说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。
2．尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。
二、基础知识
1．高果糖浆的生产需要使用，它能将葡萄糖转化成果糖。这种酶的好，可以持续发挥作用。但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。
2．使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，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，与接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。
3．固定化酶和固定化细胞是利用或方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括、和法。一般来说，酶更适合采用和法固定，而细胞多采用法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被或，而个小的酶容易从中漏出。
4．包埋法法固定化细胞即将微生物细胞包埋在不溶于水的中。常用的载体有、、、和等。
课后练习
1.答：直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点如下表所示。
类型优点不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。固定化酶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被反复利用。一种酶只能催化一种化学反应，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。固定化细胞成本低，操作更容易。固定后的酶或细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降等。选择题
1．酶的固定化常用的方式不包括
A．吸附B．包埋C．连接D．将酶加工成固体
2．溶解海藻酸钠，最好采用加热的方法
A．小火间断B．小火持续C．大火间断D．大火持续
3．高果糖浆生产需要的酶是
A．葡萄糖异构酶B．蔗糖酶C．麦芽糖酶D．果糖酶
4．关于酵母菌的叙述，正确的是
A．酵母菌在营养物质充足时、环境适宜时，依靠有性生殖进行繁殖
B．酵母菌的代谢类型时异养厌氧型
C．酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种的细胞器膜等膜
D．用酵母菌酿酒时，应先密封后通气
5．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物降解相比，其作用不需要适宜的
A．温度B．酸碱度C．水分D．营养
6．将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺氧状态，下面加快的一项是
A．CO2的释放B．丙酮酸的氧化C．葡萄糖的利用D．ATP的形成
7．固定化酶的优点是
A．有利于增加酶的活性B．有利于产物的纯化
C．有利于提高反应速度D．有利于酶发挥作用
8．下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是
A．琼脂糖B．醋酸纤维素C．聚丙烯酰胺D．聚乙烯树脂
非选择题
9．在固定化细胞技术中，从操作角度考虑，方法更容易；方法对酶活性的影响小；如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应选择方法；如果反应物是大分子，应选择方法。
10．凝胶珠的颜色是；形状是。
11．利用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液，（填有或无）气泡产生：（填有或无）酒精产生。
12．固定化酶和一般酶制剂的主要区别是。

1．D2．A3．A4．B5．D6．C7．B8．D
12．能回收可以重复利用
【知识拓展】
固定化微生物细胞利用微生物来生产酶具有生产成本低、周期短、产量大等优点。微生物产生的酶，可以分为分泌在细胞外的胞外酶和包含在细胞内的胞内酶。利用胞内酶时，需要采用手段将细胞破碎后，将酶进行分离纯化，提取后酶的活性和稳定性往往都受到很大的影响。
将微生物细胞限制或定位于特定空间位置，即将微生物制成固定化细胞后，既能避免复杂的细胞破碎、酶的提取和纯化过程，又能使酶的活性和稳定性得到较大提高。固定后的微生物细胞可以作为固体催化剂在多步酶促反应中发挥连续催化作用，同时，催化反应结束后又能被回收和重复利用。例如，人们将含有青霉素酰化酶的大肠杆菌细胞进行固定化，用于大规模地生产青霉素母核（青霉素的主体化学结构部分，即6-氨基青霉烷酸），然后再对青霉素母核的侧链进行化学修饰，可以生产半合成青霉素，如氨苄青霉素

【教学反思】