1、第二节固定化酶的制备和应用教学建议课程标准中要求学生尝试制备和应用固定化酶,但考虑到制作固定化酶的技术要求比较高,中学生难以掌握,因此只要求学生制作技术难度较低的固定化酵母细胞,对于固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用,主要是让学生通过生产实例来了解。固定化酶和固定化细胞通常采用包埋法、交联法和吸附法。教师在教学过程中,可以通过提问的方式,引导学生认识这三种方法的特点与适用范围。此外,教师还可引导学生理解固定化细胞和固定化酶这两种技术的区别与联系,辩证地认识这两种技术的优势与不足。例如,固定化细胞操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收等,但由于大分子物质难以自由通过细胞
2、膜,因此固定化细胞的应用也受到限制。本课题可以安排2课时。第1课时完成课题背景和基础知识的学习,准备好基本的实验仪器,同时还可以组织学生提前配制好硼酸CaCl2溶液和用于发酵的葡萄糖溶液。第2课时进行酵母细胞的固定化操作。参考资料微生物细胞的固定化固定化微生物细胞就是利用微生物来生产酶,具有生产成本低、周期短、产量大等优点。微生物产生的酶,可以分为分泌在细胞外的胞外酶和包含在细胞内的胞内酶。利用胞内酶时,需要采用手段将细胞破碎后,将酶进行分离纯化,提取后酶的活性和稳定性往往都受到很大的影响。将微生物细胞限制或定位于特定空间位置,即将微生物制成固定化细胞后,既能避免复杂的细胞破碎、酶的提取和纯化过程,又能使酶的活性和稳定性得到较大提高。固定后的微生物细胞可以作为固体催化剂在多步酶促反应中发挥连续催化作用,同时,催化反应结束后又能被回收和重复利用。例如,人们将含有青霉素酰化酶的大肠杆菌细胞进行固定化,用于大规模生产青霉素母核(青霉素的主体化学结构部分,即6氨基青霉烷酸),然后再对青霉素母核的侧链进行化学修饰,可以生产半合成青霉素,如氨苄青霉素。
