制备和应用固定化酶

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,制备和应用固定化酶,1、,固定化酶和固定化细胞包括,包埋法、交联法（化学结合法）和 吸附法。,一般来说，,酶更适合采用交联法和吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，难以被吸附或结合：而酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。,一、,固定化酶和固定化细胞的方法,固定化酶和固定化细胞的方法,将酶（或细胞）包埋在细微网格里,将酶（或细胞）相互连接起来,将酶（或细胞）吸附在载体表面上,包埋法,化学结合法,物理吸附法,2、,固定化酶优点,：酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用。,（,易接触、易分离、可反复利用,）,3、固定化细胞优点：成本更低，操作更容易，可以,催化一系列的化学反应,。,二、,固定化酶的反应柱示意图,1、,将酶固定在一种颗粒状的载体上，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筛板。,酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。,常用载体：明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。,2、,利用固定化酶技术生产,高果糖浆,的实例：,（1）原理：,葡萄糖异构酶能将葡萄糖转化成果糖,。,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，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。,（2）优点：,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。,注：比较,直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的,优缺点,直接使用酶,固定化酶,固定化细胞,制作方法,交联法、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(或多种),反应底物,各种物质(大分子、小分子),各种物质(大分子、小分子),小分子物质,缺点,对环境条件非常敏感，易失活； 难回收，成本高，影响产品质量,不利于催化一系列酶促反应,反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质,，反应效率下降,优点,催化效率高、耗能低、低污染,既能与反应物接触，又能与产物分离；可以重复利用,成本低、操作容易、,固定一系列酶,（多种酶）,1、酶的固定方法不包括：（）,A、将酶吸附在载体表面上,B、将酶相互连接起来,C、将酶包埋在细微网格,D、将酶制成固体酶制剂,D,2下列说法中，哪项不是在应用酶的过程中常遇见的一些实际问题,(),A酶与反应物混合，产品难以提纯,B酶在生物化学反应中往往难以回收,C酶遇强酸、强碱、高温等条件易失活,D酶是催化剂，绝大多数酶是蛋白质,D,3、,下列有关固定化酶技术和固定化细胞技术的说法不正确的是,（ ）,A固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法,B因为酶分子比较大，所以固定化酶技术更适合采用包埋法,C与固定化酶技术相比，固定化细胞制备的成本低，操作更容易,D反应物如果是大分子物质应采用固定化酶技术,B,4下列有关固定化酶和固定化细胞的说法不正确的是(),A与普通酶相同，固定化酶活性的发挥需要适宜的温度和pH,B固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要有机营养的供应,C固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都在细胞外起作用,D固定化酶和固定化细胞都反复使用，但酶的活性迅速下降,C,5下列是“探究某种加酶洗衣粉使用的最适温度”的实验设计，最合理的是,(),A加酶洗衣粉在30 的水中洗涤效果没有45 的好，说明45 为最适温度,B在不同温度的水中，加入相同的污物及不等量洗衣粉，看哪种效果好,C取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入等量相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度下洗衣粉的洗涤效果最好,D将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37 的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉洗涤效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37 ,C,6关于固定化酶技术的说法，正确的是(),A固定化酶技术就是固定反应物，将酶依附着载体围绕反应物旋转的技术,B固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应,C固定化酶中的酶无法重复利用,D固定化酶是将酶固定在一定空间内的技术,D,7下图表示某研究小组探究果胶酶的用量的实验结果。有关说法不正确的是(),A在ab段限制反应速率的主要因素是酶的用量,B在bc段限制反应速率的因素是温度、pH、反应物浓度等,C在ac段增加反应物浓度，可以明显加快反应速率,D在该实验给定的条件下，果胶酶的最佳用量是b点对应的值,C,8普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别正确的是(),A普通洗衣粉中含磷，会污染环境,B表面活性剂只存在于普通洗衣粉中，会产生泡沫，可以将油脂分子分散开,C水软化剂只存在于普通洗衣粉中，可以分散污垢,D加酶洗衣粉是将酶直接添加到洗衣粉中,A,9、,固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法，错误的是,（）,A、固定化酶生物活性强，可长久使用,B、一般酶制剂应用后和产物混在一起，产物的纯度不高,C、一般酶制剂参加反应后不能重复利用,D、固定化酶楞以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量,A,1,0,某化工厂生产的一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明。,成分：含碱性蛋白酶。,用法：洗涤前先将衣物浸于含洗衣粉的水中数分钟。,注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。,某研究性学习小组为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，设计了如下装置进行实验，并将结果用下列曲线图A、B表示,(1)由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为_。,(2)在0 和75 时，酶的催化效率基本都为零。但当温度再都回到45 时，后者酶的催化能力已不能恢复，这是因为_。,(3)在实验过程中可通过直接测定_ (指,标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。,45 ,高温使酶失活,胶片上的蛋白膜存在时间的长短,(4)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的，某洗涤公司为降低生产成本研制了一种能多次重复使用加酶洗衣粉的设备，他们将酶固定在不溶于水的尼龙载体上，洗涤完衣物后，经过简单处理，这些酶还可以多次重复利用，这种方法制成的酶叫_。,固定化酶,三,、制备固定化酵母细胞的实验步骤,1,、酵母细胞的活化,称取lg干酵母，放入50 mL的小烧杯中，加人蒸馏水10 mL，用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混合均匀，成糊状，放置1h左右，使其活化。,【注】活化：让处于,休眠,状态的微生物重新恢复,正常的生活状态,。酵母细胞活化时间较短，一般0.5-1小时，,活化时体积会增大,，因此活化前应选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞活化液溢出容器。,2、配制物质的量浓度为0.05mo1/L的CaCl,2,溶液,【注】CaCl,2,溶液作用:使胶体聚沉,3、配制海藻酸钠溶液,【注】小火、间断加热，防止海藻酸钠发生焦糊。,4、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，再加人已活化的酵母细胞,（防止,高温,杀死酵母菌），进行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。,5、固定化酵母细胞,以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl,2,溶液中，形成凝胶珠状颗粒,，,将这些,凝胶珠在CaCl,2,溶液中浸泡30 min左右，以便形成稳定的结构。,6、,使用固定化酵母细胞发酵,将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗2-3次。,注意事项,1凝胶珠的颜色和形状,加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，关系到实验的成败。,如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，,制作失败，需要再作尝试。,2、,检验凝胶珠是否形成，可用下列方法：用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果不容易破裂，没有液体流出就表明成功地制成了凝胶珠，还可以用手将凝胶珠在实验桌上用力摔打，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。,1、,关于酵母菌细胞活化的说法，不正确的是,（,）,A、酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸,B、活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态,C、酵母细胞活化所需时间较短,D、酵母细胞活化反应体积增大,A,2、,对配制海藻酸钠溶液的叙述中，不正确的是,（,）,A、加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环,B、海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量,C、海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠,D、海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠内包埋的细胞过少,C,3下面是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答：,酵母细胞的活化配制CaCl,2,溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞。,(1)在_状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复_状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时_。,(2)固定化细胞技术一般采用包埋法，而固定化酶常用_和_。,缺水,正常生活,体积会增大,交联法,物理吸附法,(3)影响实验成败的关键步骤是_。,(4)海藻酸钠溶化过程的注意事项是_。,(5)如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目_。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明_。,配制海藻酸钠溶液,小火间断加热，不断搅拌,较少,海藻酸钠浓度偏高，制作失败,4、,在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定化细胞的技术。,(1)在实际生产中，固定化酶技术的优点是,_。,与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是_。,(2)制备固定化酵母细胞，常用的固定化材料是_，使用了下图中方法_(填出号码与名称)。,既能与反应物接触，又能与产物分离,，,可以重复利用,多酶系统(或一系列酶、多种酶),海藻酸钠,包埋法,(3)制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和_溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是_。,CaCl,2,海藻酸钠溶液浓度过高,(或针筒口离液面过近，高度不够),