1、1專題四：酶的研究與應用專題四：酶的研究與應用課題三課題三 高二生物組制作高二生物組制作 23 什么是固定化酶？什么是固定化酶？水溶性酶水溶性酶水不溶性載體水不溶性載體水不溶性酶水不溶性酶（固定化酶）（固定化酶）固定化技術固定化技術一、固定化酶的應用實例一、固定化酶的應用實例41 1、固定化酶技術生產高果糖漿的圖示：、固定化酶技術生產高果糖漿的圖示：注意反應柱的注意反應柱的各部分名稱。各部分名稱。你能說出反應你能說出反應柱的優點嗎？柱的優點嗎？52、固定化酶技術的優點和缺點、固定化酶技術的優點和缺點優點優點: : 1. 1. 不溶于水，易于與產物分離。不溶于水，易于與產物分離。 2.2.可反復

2、使用。可反復使用。 3.3.可連續化生產。可連續化生產。 4.4.穩定性好。穩定性好。 缺點缺點: : 一種酶只能催化一種酶只能催化一種一種化學反應，而在化學反應，而在生產實踐中，很多產物的形成都需要通過生產實踐中，很多產物的形成都需要通過一系列一系列的酶促反應才能得到。的酶促反應才能得到。固定化過程固定化過程中往往會引起酶的失活中往往會引起酶的失活. 怎么辦？怎么辦？6二、固定化細胞技術二、固定化細胞技術1 1、概念：、概念：利用物理或化學方法將細胞利用物理或化學方法將細胞固定在一定空間的技術。固定在一定空間的技術。2、方法：、方法：包埋法包埋法 化學結合法化學結合法 物理吸附法物理吸附法7

3、2 2、方法、方法將酶（或細胞）包埋在將酶（或細胞）包埋在細微網格里細微網格里.將酶（或細胞）相將酶（或細胞）相互連接起來互連接起來.將酶（或細胞）吸附在將酶（或細胞）吸附在載體表面上載體表面上. 包埋法包埋法 化學結合法化學結合法 物理吸附法物理吸附法893、固定化細胞技術的優點和缺點、固定化細胞技術的優點和缺點 優點優點: : 成本低，操作更容易。成本低，操作更容易。 缺點缺點: : 固定后的酶或細胞與反應物不固定后的酶或細胞與反應物不容易接近，可能導致反應效果下降等。容易接近，可能導致反應效果下降等。104 4、固定化細胞常用的載體、固定化細胞常用的載體 常用的不溶于水的多孔性載體有哪常

4、用的不溶于水的多孔性載體有哪些？些？ 明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等 11三、實驗操作三、實驗操作1制備固定化酵母細胞制備固定化酵母細胞（ 1）酵母細胞的活化：酵母細胞的活化：1g干酵母干酵母10mL蒸餾水蒸餾水50mL燒杯燒杯攪拌攪拌均勻均勻放置放置1h，使之，使之活化活化。思考思考活化是指什么？活化是指什么？（2）配制配制CaCl2溶液：溶液：0.83gCaCl2150mL蒸餾水蒸餾水200mL燒杯燒杯充分溶解備用。充分溶解備用。活化是指讓處于休眠狀態的微生物重新活化是指讓處于休眠狀態的微生物重新恢復正常生活狀態的過程。恢復

5、正常生活狀態的過程。12（3）配制海藻酸鈉溶液：配制海藻酸鈉溶液： 0.7g海藻酸鈉海藻酸鈉10mL水水50mL燒杯燒杯酒酒精燈精燈微火微火（或（或間斷間斷）加熱，并不斷攪拌，）加熱，并不斷攪拌，直至溶化直至溶化蒸餾水定容到蒸餾水定容到10mL。思考思考微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？（4）海藻酸鈉溶液與酵母細胞的混合：海藻酸鈉溶液與酵母細胞的混合： 將溶化的海藻酸鈉溶液將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫冷卻至室溫，加入，加入活化酵母細胞液，攪拌后吸入到注射器中。活化酵母細胞液，攪拌后吸入到注射器中。防止海藻酸鈉焦糊。防止海藻酸鈉焦糊。13思考思考為什么要等到海藻酸

6、鈉溶液為什么要等到海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細胞呢？冷卻后才能加入酵母細胞呢？（5）固定化酵母細胞：固定化酵母細胞： 以恒定的速度以恒定的速度緩慢地緩慢地將注射器中的溶液滴加將注射器中的溶液滴加到到CaCl2溶液中并浸泡溶液中并浸泡30min，形成凝膠珠狀，形成凝膠珠狀顆粒。顆粒。思考思考 CaCl2溶液所起的作用是什么？溶液所起的作用是什么？防止高溫殺死酵母細胞防止高溫殺死酵母細胞。使膠體聚沉使膠體聚沉142、固定化酵母細胞的發酵、固定化酵母細胞的發酵（6）沖洗沖洗：將固定的酵母細胞凝膠珠用蒸餾：將固定的酵母細胞凝膠珠用蒸餾水沖洗水沖洗23次。次。（7）發酵發酵：150mL10葡萄糖固定

7、化酵葡萄糖固定化酵母細胞母細胞200mL錐形瓶錐形瓶密封密封25發酵發酵24h。15思考思考發酵過程中錐形瓶為什么要密發酵過程中錐形瓶為什么要密封？封？思考思考錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？形成的？思考思考在利用固定化酶或固定化細胞在利用固定化酶或固定化細胞進行工業生產的過程中，需要無菌操作進行工業生產的過程中，需要無菌操作嗎？嗎？酵母菌的酒精發酵需要缺氧條件。酵母菌的酒精發酵需要缺氧條件。酵母菌進行無氧呼吸產生的。酵母菌進行無氧呼吸產生的。 需要。需要。16 練習答案練習答案: :1.答：直接使用酶、固定化酶和固定化細胞催化的優缺點如下：答：直接使用酶、固定化酶

8、和固定化細胞催化的優缺點如下：類型類型優點優點不足不足直接直接使用酶使用酶催化效率高，低催化效率高，低耗能、低污染等。耗能、低污染等。對環境條件非常敏感，容易失活；溶液中對環境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產成本；反應后酶會混在產物中，可能生產成本；反應后酶會混在產物中，可能影響產品質量。影響產品質量。固定化酶固定化酶酶既能與反應物酶既能與反應物接觸，又能與產接觸，又能與產物分離，同時，物分離，同時，固定在載體上的固定在載體上的酶還可以被反復酶還可以被反復利用。利用。一種酶只能催化一種化學反應，而在生產一種酶只能催化一種化學反應，而在生產實踐中，很多產物的形成都通過一系列的實