1、课题3酵母细胞的固定化一览众山小三维目标1.知道从酶到国定化酶,再到固定化细胞的探索发展过程,以生产中遇到的实际问题为突破口,正确理解固定化技术带来的巨大效益。2.能够准确说出常用的固定化技术及其适用范围,明确固定化技术的应用原理,知道固定化酵母细胞的基本步骤、观察实验中的现象。在实践中培养良好的科研习惯,体验科学的创新性和严谨性。3.通过动手实践,规范实验操作,分析实验的成功与不足,体验合作交流的愉悦。学法指导学习本课题之前,首先要回顾有关酶的本质、作用,酶的高效性、专一性、需要适宜的温度和pH等特性,以及探究酶的最适宜条件的实验方法等。固定化技术的提出是要解决传统工业用酶过程中出现的不足等
2、问题的,要结合具体的固定化操作分析该技术能解决哪些问题,明确载体是如何将酶或细胞固定的,运用比较的方法了解常用的固定化方法。在实验操作过程中,要注意防止各种理化因素导致酶活性降低。诱学导入 材料:固定化酶的应用(1)采用固定化酶技术生产L氨基酸。1969年日本利用固定化氨基酸酶,由乙酸化DL氨基酸连续生产L氨基酸获得成功,是世界上固定化酶大规模应用的首例。1974年以来,已能将米曲霉的氨基酸化酶固定在DEAESephadex上生产出L蛋氨酸、L苯丙氨酸等。工业成本降低约40,产品广泛应用于食品、医疗、农业等等。(2)采用固定化酶生产高果糖浆。用淀粉酶将玉米粉水解生成寡糖,再用葡萄糖淀粉酶处理产
3、生9597葡萄糖。由于葡萄糖的甜度比蔗糖低得多,所以利用葡萄糖异构酶将葡萄糖异构化转变成果糖,就可以解决这一问题。现通过淀粉酶、糖化酶和固定化葡萄糖异构酶,将玉米粉转化成含葡萄糖50、果糖42、其他糖8的反应物,称为高果糖浆或果葡糖浆。它虽然是一种混合物,但甜度与蔗糖相当,比葡萄糖高出许多。因此,在饮料、食品生产中大量应用。现在,一些发达国家高果糖浆的年产量已达几百万吨,高果糖浆在许多饮料的制造中已经逐渐代替了蔗糖。问题:为什么采用固定化酶技术,能降低国内工业生产氨基酸的成本?怎么固定?导入:酶通过分离和提纯之后,应用方便,但浪费大。这对工业化生产来说,成本高,效益低。因此,必须找到能反复应用
4、酶的技术,这就是酶固定化技术。把酶固定在一个载体上,使它不能“跑”,就可以多次应用了。固定的技术大致可以分为三类:一是吸附法,让酶吸附在载体上,使它固定不动;二是化学反应法,通常先把酶分子吸附在载体上,然后通过某种化学反应使酶分子与载体分子结合在一起,达到固定酶的目的;三是包埋法,用半透明膜或者有网眼的凝胶,将酶包裹起来,就好象把球放在网袋内一样。固定好的酶既可在生物化学反应中起作用,又不会跑掉。不论哪种固定酶技术,在酶发挥其特殊的催化作用之后,都很容易洗涤、过滤,然后进行回收,供下次再用。大多数酶经过固定,会变得更加稳定。如果把酶装成管式或柱式加以固定,更加有利于连续化、管道化和自动化生产,可以大大降低生产成本,提高效益。