2022年酵母细胞的固定化.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优质资料 欢迎下载课题 4 酵母细胞的固定化1基础学问1固定化酶的应用实例生产高果糖浆（1）高果糖浆的生产原理：葡萄糖 葡萄糖异构酶 果糖（2）葡萄糖异构酶固定：将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上,装入反应柱中；（3）高果糖浆的生产操作（识图 45 反应柱）：从反应柱上端注入葡萄糖溶液,从下端流出果糖溶液,一个反应柱可连续使用半年；2固定化技术的方法（识图 4 6 固定方法）：将酶和细胞固定化方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法；【比较】酶和细胞的固定方法和特点固定对象酶细胞相宜固定化学结合法、物理吸附法包埋法法特体积小,固定一种酶；体积大,固定

2、一系列酶；点包埋法简洁丢失难以化学结合和吸附摸索 1对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？吸附法；摸索 2将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应,应当固定 （酶、细胞）；如将蛋白质变成氨基酸,应当固定（酶、细胞）；3固定细胞的材料：固定细胞时应当选用不溶于水的多孔性载体材料,如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等2试验设计1制备固定化酵母细胞（1）酵母细胞的活化：1g 干酵母 10mL 蒸馏水 50mL 烧杯搅拌匀称放置 1h,使之活化；摸索 3活化是指让处于休眠状态的微生物重新复原正常生活状态的过程；（2）配制 CaCl 2 溶液：0.83gCaCl 2150mL

3、 蒸馏水 200mL 烧杯溶解备用；（3）配制海藻酸钠溶液：0.7g 海藻酸 10mL 水 50mL 烧杯酒精灯微火（或间断）加热,并不断搅拌,使之溶 化蒸馏水定容到 10mL ；摸索 4微火加热并不断搅拌的目的是什么？防止海藻酸南焦糊；（4）海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入活化酵母细胞液,搅拌后吸入到注射器中；摸索 5为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？防止高温杀死酵母细胞；（5）固定化酵母细胞：以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到 2固定化酵母细胞的发酵CaCl 2 溶液中,形成凝胶珠状颗粒；（6）冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗23 次

4、；25发酵 24h；（7）发酵：150mL10 葡萄糖固定化酵母细胞200mL 锤形瓶密封摸索 6发酵过程中锥形瓶为什么要密封？名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优质资料 欢迎下载酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件；摸索 7锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？酵母菌进行无氧呼吸产生的；摸索 8在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中,需要无菌操作码？需要；3发酵操作酵母细胞的活化配制 CaCl 2 溶液配制海藻酸钠溶液将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合酒精发酵冲洗凝胶珠固定化酵母细胞（四）实例探究例 1 关于酵母菌的表达,正确

5、选项 A酵母菌在养分物质充分时、环境相宜时,依靠有性生殖进行繁衍 B酵母菌的代谢类型是异养厌氧型 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 解析：酵母菌在环境相宜时进行出芽生殖,环境不良时进行孢子生殖；代谢类型为异养兼性厌氧型； 酵母菌细胞为真核细胞,因此具有生物膜系统；在酿酒时, 应当先通气后密封；答案： C 例 2 讨论认为,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,其作用不需要相宜的A温度 B酸碱度 C水分 D养分如温度、 酸碱度、解析：

6、 此题考察酶和细胞的比较,二者的正常活动都需要肯定的条件,水份等,但是酶本身是一种大分子物质,不需要养分,而细胞的生活离不开养分物质；答案： D 综合应用例 3以下有关固定化技术的表达,正确选项（）A固定化酶只是在细胞内才能发挥作用B固定化酶能提高酶的利用率C酶的固定是酶分别纯化的常用方法D固定化酶的固定化方式就是吸附在固体表面上；解析：制成固定化酶的步骤是：酶的生产、提取、酶的分别纯化、酶的固定化,制成固定化酶的方法有吸附在固体表面,有将酶相互连接起来将酶包埋在微小的网格里等；这样的固定化酶能重复利用,从而提高了酶的利用率；而酶在条件相宜时, 既可在细胞内起作用,也能在细胞外起作用,制成的固

7、定化酶,更是主要在细胞外发挥作用；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优质资料 欢迎下载答案选 B （五）巩固练习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,最好采纳 加热的方法A小火间断 B小火连续 C大火间断 D大火连续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关于酵母菌的表达,正确选项A酵母菌在养分物质充分时、环境相宜时,依靠有性生殖进行繁衍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

8、封后通气5讨论认为,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,其作用不需要相宜的A温度B酸碱度C水分D养分6将酵母菌的培育液由富氧状态变为缺氧状态,下面加快的哪一项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以下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9关于固定化细胞的表达,正确选项名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8

9、 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优质资料 欢迎下载A催化效率高,低耗能、低污染B对环境的条件特别敏锐,简洁失活C既能与反应物充分接触,又能与产物分别D成本低、操作简洁,但反应成效可能很低10固定化细胞技术不包括A包埋法B化学结合化C物理法D生物法答案：1D 2 A 3A 4B 5D 6C 7B 8D 9.C 10.D 课余作业1什么是细胞的活化；2如何检验凝胶珠的质量是否合格；教学体会固定化酶的技术要求比较高,因此在教学过程中重点介绍固定化酵母细胞的操作；对于固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用,主要是让同学通过生产实例来明白；老师在教学时可以采纳让同学能够阅读自学的方

10、式；例如, 在葡萄糖的异构反应中,假如不将葡萄糖异构酶固定化,而是直接使用葡萄糖异构酶,会对生产产生哪些影响？资料袋固定化细胞的载体固定化细胞技术所采纳载体的物理化学性质直接影响所固定细胞的生物活性和体系传质性能；抱负的载体材料应具有对微生物无毒性、传质性能好、性质稳固；寿命长、价格低廉等特性；它可分为有机高分子载体、无机载体和复合载体三大类；有机高分子载体又分为自然高分子凝胶载体和合成有机高分子凝胶载体；自然高分子凝胶一般对生物无毒,传质性能较好,但强度较低,在厌氧条件下易被生物分解；有机合成高分子凝胶载体一般强度较大,但传质性能较差,在进行细胞固定时对细胞活性有影响,易造成细胞失活；无机载

11、体大多具有多孔结构,在与微生物接触时,利用吸附作用和电荷效应,从而把微生物固定；它的操作方法是把载体放人含有肯定微生物浓度的溶液中,固定一段时间（24h左右）即可；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优质资料 欢迎下载由有机载体和无机载体材料组成的复合载体材料,可以改进载体材料的性能；Lin 等将粉末活性炭和 Phanerochaete chrysosporium 联合包埋固定,结果说明白复合固定化体系能更加有效地用于降解五氮酚,显示出复合载体材料的优越性；、课堂练习 1高果糖浆生产需要的酶是 A 葡萄糖异构酶 B蔗糖

12、酶 C麦芽糖酶 D果糖酶 2以下关于固定化酶中用到的反应柱的懂得中；正确选项 A反应物和酶均可自由通过反应柱 B反应物和酶均不能通过反应柱 C反应物能 通过,酶不能通过 D反应物不能通过,酶能够通过 3. 假如反应物是大分子物质,采纳那种方法 催化受限制 ；A直接使用酶 B使用化学方法结合的酶 C使用固定化细胞 D使用物理吸附法固定的酶 4固定化细胞常用包埋法固定,缘由是 A包埋法固定操作最简便 B包埋法对酶活性的影响最小 C包埋法固定具有普遍性 D细胞体 积大,难以被吸附或结合 5以下不属于固定化酶在利用时的特点 的是 A一种固定化酶一般不能催化一系列酶促反应 B有利于酶与产物分别,提高产物

13、品质 C能自由出入 依附的载体 用 D酶是催化剂,但固定化酶也不行永久利 6、以下关于固定化酶技术说法中,正确选项 A固定化酶技术就是固定反应物,让酶环绕 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肯定空间的技术 7、目前,酶已经大规模地应用于各个领域,以下属于应用中所面临的实际问题的是 A酶通常对强酸、强碱、高温特别敏锐,但对有机溶剂不敏锐 B酶的结构比较稳固,所以催化功能很高名师归纳总结 C酶用于生产时可能会混在产物中,影响产品质量 ；D直接用于生产中的酶可以多次利用第 5 页,共 8 页8. 固定化细胞对酶的活性影响最

14、小,根本缘由是- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优质资料 欢迎下载A防止了细胞破裂、酶的提取纯化过程 B固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用C促化反应终止后,能被吸取和重复利用D细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用9. 关于酵母细胞活化的说法,不正确选项 ；A酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸 B酵母细胞活化所需要的时间较短C活化就是让处于休眠状态的细胞复原生活状态 D酵母细胞活化后体积增大10以下关于固定化酶和一般酶制剂在应用成效上的说法中,错误选项 A 固定化酶 生物活性强,可长期使用 B 一般酶制剂应用后和产物混在一起,产物

15、的纯度不高 C 一般酶制剂只能一次性利用 D 固定化酶可降低生产成本,提高产量和和质量11、 使用固定化酶的优点是 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12. 酶的固定方式不包括 ；A. 将酶吸附在载体表面上 B 将酶相互连接起来 C 将酶包埋在微小网格里 D将酶 加工成固体13. 使用固定化细胞的优点是 ；A. 能催化大分子物质的水解 B可催化一系列化学反应C与反应物易接近 D有利于酶在细胞外发挥作用14. 以下关于酶和细胞的固定表达不正确选项 ；A 酶分子很小,易采纳包埋法 B酶分子很小,易采纳化学结合或物理吸附法固定的酶C细胞个大,难被吸附

16、或结合 D细胞易采纳包埋法固定15讨论认为,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,与微生物降解相比, 其作用不需要相宜的 A 温度 B酸碱度 C水分 D 养分16以下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17以下关于固定化细胞的表达,正确选项 A催化效率高,低耗能、低污染 B对环境的条件特别敏锐,简洁失活 C既能与反应物充分接触,又能与产物分别 D 成本低 、操作简洁,但反应效率可能很低18溶解海藻酸钠,最好采纳以下哪种加热的方法 A 小火间 断 B小火连续

17、C大火间断 D大火连续19. 对配制海藻酸钠溶液的表达不精确的是 ；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,形成凝胶珠内包埋细胞过少20、以下有关固定化酵母细胞制备步骤正确选项 A应使干酵母与自来水混合并搅拌,以利于酵母菌活化B 配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法C向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞,充分搅拌并混合匀称D将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注人CaCl2 溶液中,会观看到CaCl2 溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形成21以下关于酵母菌的表达,正确选项 A酵母菌在养分物

18、质充分、环境相宜时,依靠有性生殖进行繁衍B酵母 菌的代谢类型是异养厌氧型 C 酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种细胞器膜等D用酵母菌酿酒时,应先密封后通气名师归纳总结 22在制备固定化酵母细胞的试验中,CaCl2溶液的作用是 第 6 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A 调剂溶液pH B优质资料欢迎下载进行离子交换 C 胶体 聚沉 D为酵母菌供应钙离子 23. 下图为固定化酶的反应柱示意图,请据图回答：1 请请在横线上填出各标号名称 ._ _ _；与一般酶制剂相比,固定化酶的突出优点 2 是 _ 和 _ 固定化细胞的优点是 _；3

19、的作用是 _；（ 4）制作固定葡萄糖异构酶所用的方式有（ 5）据图说出反应柱的作用原理_或_；23、答案： （ 1）反应柱；固定化酶；分布着小孔的筛板（ 2）既能与反应物接触,又能与反应物分别；4）能被反复利用；成本更低,操作更简洁（3）酶颗粒无法通过筛板上的小孔,反应溶液可自由出入；（将酶相互连接起来；将酶吸附在载体表面上（5）反应物溶液从反应柱上端注入,使反应物溶液流过反应柱,与固定化酶接触,得到产物,从反应柱下端流出；24. 下图是制备固定化酵母细胞试验步骤图解,请据图回答：酵母细胞活化配制 CaCl2 溶液配置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

20、于休眠状态；活化就是让处于休眠状态的微生物复原 _状态；活化前应挑选足够大的容器,由于酵母细胞活化时 _；2 影响试验成败的关键步骤是 _ ；3 假如海藻酸钠浓度过低,形成凝胶珠包埋酵母细胞数目 _；（ 4）观看形成凝胶珠的颜色和外形,假如颜色过浅,说明假如形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明；（ 5）制备固定化酶不宜用包埋法,为什么？24、答案：（ 1）缺水；正常生活状态；体积增大（ 2）配制海藻酸钠溶液； 3少（ 4）固定化酵母细胞数目较少；海藻酸钠浓度偏高,制作失败（ 5）由于酶分子很小,简洁从包埋材料中露出学问拓展 ：在详细的操作过程中,仍应当留意以下问题；（一）酵母细胞的活化；在缺水的

21、状态下,微生物会处于休眠状态；活化就是让处于休眠状态的微生物重新复原正常的生活状态；酵母细胞所需要的活化时间较短,一般需要 0.51 h,老师需要提前做好预备；此外,酵母细胞活化时体积会变大,因此活化前应当挑选体积足够大的容器,以防止酵母细胞的活化液溢出容器外；（二） 加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环,涉及到试验的成败,老师肯定要提示同学根据教材的提示进行操作；海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量；假如海藻酸钠浓度过高,将很难形成凝胶珠；假如浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少,影响试验成效；（三）刚形成的凝胶珠应在CaCl 2溶液中浸泡一段时间,以便形成稳固的结构；检验凝胶名

22、师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优质资料 欢迎下载珠的质量是否合格, 可以使用以下方法； 一是用镊子夹起一个凝胶珠放在试验桌上用手挤压,假如凝胶珠不简洁破裂,没有液体流出, 就说明凝胶珠的制作胜利；二是在试验桌上用力摔打凝胶珠,假如凝胶珠很简洁弹起,也能说明制备的凝胶珠是胜利的；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；类型优点不足对环境条件特别敏锐,简洁失活；溶液中的酶直接使用酶催化效率高,低耗能、低污染等；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；名师归纳总结 固定化酶酶既能与反应物接触,又能与产物分一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践第 8 页,共 8 页离,同时,固定在载体上的酶仍可以中,许多产物的形成都通过一系列的酶促反应固定化细胞被反复利用；才能得到的；固定后的酶或细胞与反应物不简洁接近,可能成本低,操作更简洁；导致反应成效下降等；- - - - - - -