《固定化酶與固定化細(xì)胞》復(fù)習(xí)

固定化酶與固定化細(xì)胞1.固定化細(xì)胞技術(shù)的概念固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用

或

方法將酶或細(xì)胞固定在

的技術(shù)。2.固定化細(xì)胞技術(shù)常用的方法

、

和

。一般來(lái)說(shuō)，酶更適合采用

和

固定化，細(xì)胞多采用固定化物理化學(xué)一定空間內(nèi)包埋法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法包埋法3.酵母細(xì)胞的固定化方法（1）實(shí)驗(yàn)流程小火或者間斷加熱（2）酵母細(xì)胞的固定化及發(fā)酵程序酵母細(xì)胞的活化→配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的

→配制

→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→

→沖洗→發(fā)酵。CaCl2溶液海藻酸鈉溶液固定化酵母細(xì)胞1.直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞制作方法化學(xué)結(jié)合法固定化、物理吸附法固定化包埋法固定化是否需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)否否是催化反應(yīng)單一或多種單一一系列（或多種）反應(yīng)底物各種物質(zhì)（大分子、小分子）各種物質(zhì)（大分子、小分子）小分子物質(zhì)缺點(diǎn)①對(duì)環(huán)境條件非常敏感，易失活；②難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化一系列酶促反應(yīng)反應(yīng)物不易與酶接觸，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降優(yōu)點(diǎn)催化效率高、耗能低、低污染①既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；②可以重復(fù)利用成本低、操作容易2.固定化酶和固定化細(xì)胞的技術(shù)的比較名稱(chēng)原理圖示包埋法將酶或細(xì)胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中化學(xué)結(jié)合法利用共價(jià)鍵、離子鍵將酶分子或細(xì)胞相互結(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到載體上物理吸附法通過(guò)物理吸附作用，把酶或細(xì)胞固定在纖維素、瓊脂糖、多孔玻璃或離子交換樹(shù)脂等載體上

【易混易錯(cuò)】

固定化實(shí)驗(yàn)中的易錯(cuò)總結(jié)（1）海藻酸鈉溶液的濃度對(duì)包埋酵母細(xì)胞數(shù)量的影響①海藻酸鈉溶液濃度過(guò)高，將很難形成凝膠珠。②濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)量少。（2）海藻酸鈉溶液配制注意事項(xiàng)①海藻酸鈉溶化時(shí)要用小火或間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊。②將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫，再與酵母細(xì)胞混合，避免高溫殺死酵母細(xì)胞。③固定化酵母細(xì)胞時(shí)，應(yīng)將海藻酸鈉酵母細(xì)胞的混合液用注射器緩慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠的形成。★固定化酶和固定化細(xì)胞在生產(chǎn)中可節(jié)約成本，具有重要的科研價(jià)值，成為近幾年高考考查的熱點(diǎn)之一，形式上選擇題和非選擇題都有所呈現(xiàn)。［真題回顧］判斷下列說(shuō)法的正誤。（1）酶在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中的核心問(wèn)題是固定化技術(shù)，而酶固定化所依據(jù)的基本原理在于酶具有可反復(fù)使用性（2012·上海卷T9D）（√）（2）從酶的固定方式看，吸附法比化學(xué)結(jié)合法對(duì)酶活性影響?。?012·江蘇卷T17A）

（√）（3）將海藻酸鈉凝膠珠用無(wú)菌水沖洗，目的是洗去CaCl2和雜菌（2012·江蘇卷T17D）（√）（4）利用固定化酶降解水體中有機(jī)磷農(nóng)藥，需提供適宜的營(yíng)養(yǎng)條件（2009·江蘇卷T3C）

（×）（5）利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵，糖類(lèi)的作用只是作為反應(yīng)底物（2009·江蘇卷T3D）

（×）［考點(diǎn)分向］考向一技術(shù)操作與實(shí)踐應(yīng)用1.某一實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，欲通過(guò)制備固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖溶液發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料及用具齊全。（1）酵母細(xì)胞的固定采用的方法是

。（2）請(qǐng)完善該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在制備固定化酵母細(xì)胞過(guò)程的步驟：①配制氯化鈣溶液時(shí)應(yīng)用蒸餾水。②海藻酸鈉溶液應(yīng)用

加熱。③海藻酸鈉溶液必須

才能加入酵母細(xì)胞。④注射器中的海藻酸鈉和酵母細(xì)胞的混合物應(yīng)滴入

中形成

。（3）該實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置來(lái)進(jìn)行葡萄糖發(fā)酵。①為使該實(shí)驗(yàn)中所用到的固定化酵母細(xì)胞可以反復(fù)運(yùn)用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一定要在

條件下進(jìn)行。②加入反應(yīng)液后的操作是關(guān)閉____________________________________________________________________。③裝置的長(zhǎng)導(dǎo)管起到什么作用？__________________________________________________________________________________________________________________。（4）試分析下圖中，與用海藻酸鈉作載體制備的固定化酵母細(xì)胞相似的是（）【解析】

由于細(xì)胞過(guò)大，難以被吸附或結(jié)合，因此多采用包埋法進(jìn)行固定化。操作過(guò)程中，必須等海藻酸鈉溶液冷卻后才能將其與酵母細(xì)胞混合，否則酵母細(xì)胞會(huì)在高溫下死亡。酵母菌利用葡萄糖的發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生CO2，為減小裝置中的壓力，應(yīng)及時(shí)將其排出，長(zhǎng)導(dǎo)管還可防止其他微生物污染?！敬鸢浮?/p>

（1）包埋法（2）小火或間斷冷卻至室溫氯化鈣溶液凝膠珠（3）①無(wú)菌②活塞1和活塞2

③釋放CO2，減小反應(yīng)柱內(nèi)壓力并可防止其他微生物污染（4）D考向二固定化酶和固定化細(xì)胞的比較和應(yīng)用2.固定化酶是從20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)。科研人員用海藻酸鈉作為包埋劑來(lái)固定小麥酯酶，以研究固定化酶的相關(guān)性質(zhì)和最佳固定條件。酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率，包括酶活性和酶的數(shù)量。圖甲、乙、丙為部分研究結(jié)果。下列有關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.由甲圖可知，固定化酯酶比游離酯酶對(duì)溫度變化適應(yīng)性更強(qiáng)B.由乙圖可知，濃度為3%的海藻酸鈉包埋效果最好C.由丙圖可知，固定化酯酶一般可重復(fù)使用3次，之后若繼續(xù)使用則酶活力明顯下降D.固定化酶的酶活力較高，主要原因是增加了酶與底物的接