高二导学案 选修一《酵母细胞的固定化》.pdfVIP

考点2组成细胞的无机物

课题：4.3酵母细胞的固定化

【学习目标】

1．说出固定化酶和固定化细胞的作用原理；了解利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例

2．说出固定化酶在生产实践中的优点；了解固定化酶和固定化细胞的方法及二者的联系与区别

【新课导学】

1．能将葡萄糖转化为果糖的酶是______________。

2．固定化酶技术使用的反应柱上的孔应满足酶颗粒________通过，反应溶液________通过，若

反应颗粒过大则不能通过。

3．固定化酶和固定化细胞技术是利用________或________方法将酶或细胞固定在一定空间内的

技术，包括________、______________和______________。其中细胞多采用__________固定化，而

酶多采用__________和________固定化。

4．用包埋法固定化细胞，即将微生物细胞均匀地包埋于____________________中。常用的包埋

微生物的载体有________、________、________、________和__________等。

5．活化就是让处于______状态的微生物重新恢复正常的生活状态。

6．制备固定化酵母细胞需要的试剂是________、__________和__________。

7．固定化酶和一般酶制剂的主要区别是_____________________________________。

【知识点解读】

知识点一高果糖浆

1．定义

高果糖浆是指果糖含量在42%左右的糖浆(果糖浆)。作为蔗糖替代品，高果糖浆具有甜度高，

但又不像蔗糖那样易诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病等，对人类健康更有益。

2．高果糖浆的生产原则

以葡萄糖为原料，在葡萄糖异构酶的作用下，将葡萄糖转化为其同分异构体—果糖，而葡萄糖

则是由淀粉制得的。

3．制备过程

(1)含淀粉的浆液在α淀粉酶的作用下形成糊精(其中含有大量麦芽糖)。

(2)糊精经过糖化酶(麦芽糖酶)的作用，形成葡萄糖。

(3)在葡萄糖溶液中加入葡萄糖异构酶，分子结构发生异化，形成果糖，这一过程叫葡萄糖的异

构化。此时果糖转化率并不高，一般为42%～45%。

(4)深加工，将葡萄糖和果糖的混合物分开，进一步使葡萄糖发生异构化，并反应多次，可使混

合物中果糖含量高达70%～90%，成为真正的高果糖浆。

知识点二固定化酶及固定化细胞

1．概念

固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法，将酶或细胞固定在一定空间内的技术。

2．固定化技术的优势

固定化酶和固定化细胞，将酶或细胞固定在不溶于水的载体上，使酶或细胞可以直接与反应物

接触，充分发挥其催化功能，又能与产物分离，被反复利用，还能在一定程度上避免高温、强酸、

强碱和有机溶剂对酶活性的影响，以提高催化效率，降低生产成本，提高产品质量。

3．固定化技术的固定方法：包埋法、化学结合法和物理吸附法。

(1)包埋法

包埋法是指将酶包裹在多孔的载体中，如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹

在硝酸纤维等半透性高分子膜中。

(2)化学结合法

化学结合法是指将酶分子相互结合，或将其结合到纤维素、琼脂糖、离子交换树脂等载体上的固定

方式。工艺简便及条件温和是其显著特点，其载体选择范围很大，涉及天然或合成的无机、有机高

分子材料，其过程可同时达到纯化和固定化，酶失活后可重新活化，载体可以再生。

(3)物理吸附法

物理吸附法是指将酶吸附到固体吸附剂表面的方法，固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等。

4．酶和细胞的固定不同

在实际应用中，酶更适于用化学结合和物理吸附法固定，这是因为酶分子小，容易被多孔性物

质吸附和更适合与化学物质结合，而容易从包埋材料中漏出，而细胞个体大，难以被吸附和与化学

物质结合，因而多采用包埋法，就是将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中，常用的

载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维和聚丙烯酰胺等，最常用的是海藻酸钠。固定化细胞操

作更容易，对酶活性的影响更小，可以催化一系列的反应，容易回收等，但是由于大分子物质难以

自由通过细胞膜，因此固定化细胞的应用也受到限制。

知识点三制