2018届 二轮复习 固定化酶的制备和应用 课件(江苏专用)

乙醇和氨等。
(7)固定化细胞在 环境保护 、能源开发等领域都有着重要的应用。
3.固定化细胞技术的优点 (1)固定化细胞技术无须进行酶的 分离和纯化，减少了酶的 活力 损失，同时 大大降低了生产成本。 (2)固定化细胞不仅可以作为 单一的酶 发挥作用，而且可以利用细胞中所 含的 复合酶系 完成一系列的催化反应。 (3)对于活细胞来说，保持了酶的原始状态，酶的 稳定性 更高。 (4)细胞生长停滞时间 短 ，反应 快 。 正是由于固定化细胞的这些无可比拟的优势，尽管固定化细胞技术的出现 远远晚于固定化酶技术，但它的应用范围比固定化酶更广泛。
中包埋成 微胶囊型 。
问题探究
由于酶的分离与提纯有许多技术性难题，造成酶制剂来源有限、成本高、 不利于大规模地使用。人们针对酶不能被广泛应用这一情况，一直在寻 求改善方法，其中之一就是固定化酶技术的应用。观察下图有关制备固 定化酶的常用方法，结合教材回答下列问题：
(1)图A为 物理吸附法 ，它的显著特点是 工艺简便 且条件 温和 ，在生产
洗涤― → 发酵 麦芽汁。
问题探究
分析下列酵母菌细胞固定化操作流程，回答问题。 准备各种实验药品和器材 主要药品有：干麦芽粉、干酵母、聚乙烯 醇(PVA)、海藻酸钠、无水氯化钙、蒸馏水、
58～65 ℃ 煮沸、冷却、调pH 制备麦芽汁 干麦芽粉＋蒸馏水——————→麦芽汁—————————→ 放置3～4 h 灭菌 无菌麦芽汁
交换树脂等载体上的固定方式，其显著特点是工艺简便且条件温和。
(2)化学结合法是利用 多功能试剂 进行酶与载体之间的交联，在酶和多功
能试剂之间形成 共价键 ，从而得到三维的 交联网架结构 。
聚丙烯酰胺凝胶 (3)包埋法是将酶包埋在能固化的 载体 中，如将酶包裹在_______________
等高分子凝胶中包埋成 格子型 ，或包裹在 硝酸纤维素等半透性高分子膜
解析 答案
2.下列关于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.固定化酶可以反复利用，降低生产成本，提高产量和质量
解析
固定化酶是将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与底物接触，
基础梳理
1.固定化酶 (1)概百度文库：固定化酶是指用 物理学 或 化学 的方法将酶与 固相载体 结合 在一起形成的仍具有酶活性的 酶复合物 。 (2)特点：在催化反应中，它以 固相 状态作用于底物，反应完成后容易 与水溶性 反应物 和 产物 分离，可被 反复 使用。
2.制备固定化酶的常用方法
(1)物理吸附法是将酶吸附在 纤维素、琼脂糖 等多糖类或多孔玻璃、离子
第三章 酶的应用技术实践
第8课时 固定化酶的制备和应用
学习导航
1.简述固定化酶的制作方法。 2.简述固定化细胞技术的应用及酵母菌细胞的固定化技术。 重难点击 1.简述固定化酶的制作方法。
2.简述酵母菌细胞的固定化技术。
内容索引
一、固定化酶和制备固定化酶的常用方法
二、固定化细胞技术的应用
当堂检测
一、固定化酶和制备固定化酶的常用方法
(3)在医学上，利用 固定化动物细胞 可以生产小儿麻痹症疫苗、狂犬病
疫苗、麻疹疫苗、肝炎疫苗、口蹄疫疫苗等，还可以生产生长激素、
干扰素、胰岛素、催乳素、促性腺激素等。
(4)将固定化的 胰岛细胞 制成微囊，能治疗糖尿病。
(5)用固定化细胞制成的生物传感器可用于医疗诊断。
(6)在化学分析方面，可制成各种 固定化细胞 传感器，用来测定醋酸、
和 植物 细胞的固定化。凝胶包埋法所使用的载体主要有 海藻酸钠凝胶、
琼脂、角叉菜胶、明胶等。用海藻酸钠凝胶包埋法制备固定化细胞的操
作 简便 ，条件 温和 ，对细胞 无毒性 。
6.酵母菌细胞的固定化技术的过程
准备各种实验药品和器材― →制备 麦芽汁 ― → 活化 酵母菌细胞― →配制
物质的量浓度为0.05 mol/L的氯化钙溶液― →制备 固定化细胞 ― →浸泡和
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，降低成
本，产物中也不含酶，提高了产品的纯度。固定化酶虽可以多次利用，
但不可长久使用。
解析 答案
二、固定化细胞技术的应用
基础梳理
1.固定化细胞的概念 通过各种方法将细胞与一定的 载体 结合，使细胞仍保持原有的生物活性， 这一过程称为细胞固定化。固定化细胞仍能进行正常的生长、繁殖和代谢， 可以像游离的细胞一样用于发酵生产。 2.应用：固定化细胞可以取代游离的细胞进行发酵，生产各种物质。 (1)在工业生产上，利用 固定化植物细胞 可以生产多种色素、香精、药物、 酶等。 (2)利用 固定化微生物细胞 可以生产酒精、啤酒、谷氨酸、α－淀粉酶、蛋 白酶、果胶酶、纤维素酶、青霉素、头孢霉素等。
↓
葡萄糖溶液、碘液
归纳提炼 各种固定化酶方法的比较
比较项目 物理吸附法 包埋法 化学结合法
制备
结合程度 活力回收率 再生 固定化成本
易
弱 高，但酶易流失 可能 低
较难
强 高 不可能 低
较难
强 中等 不可能 中等
底物专一性
不变
不变
可变
拓展应用
1.如图是酶的几种固定方式示意图，其所采用的固定方法依次是
A.物理吸附法、化学结合法、包埋法 B.化学结合法、物理吸附法、包埋法 C.包埋法、物理吸附法、化学结合法 D.包埋法、化学结合法、物理吸附法
4.固定化细胞技术的缺点
(1)固定化细胞只能用于生产 细胞外 酶和其他能够分泌到细胞外的产物。
(2)由于载体的影响，营养物质和产物的 扩散 受到一定限制。
(3)在好氧性发酵中， 溶解氧 的传递和输送成为关键的限制因素。
5.细胞的固定化方法
动物 凝胶包埋法 是应用最广泛的细胞固定化方法，适用于各种微生物、____
实践中应用广泛。
(2)图B为 化学结合法，它是利用多功能试剂进行酶与载体之间的交联，
在酶和多功能试剂之间形成 共价键 ，从而得到三维的交联网架结构。
(3)包埋法是将酶包埋在 能固化的载体 中。将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶
等 高分子凝胶 中(如图C)，包埋成 格子 型；或包裹在 硝酸纤维素等半透
性高分子膜中(如图D)，包埋成 微胶囊 型。