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细胞和酶的固定化

更新时间:2016-8-23 13:35:00  手机版

  细胞核酶的固定化:

  1、概念:使用固定化酶技术,将这种酶固定在一种颗粒状的载体上,再将这些酶颗粒装到一个反应柱内,柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔,而反应溶液却可以自由出入。生产过程中,将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,使葡萄糖溶液流过反应柱,与固定化葡萄糖异构酶接触,转化成果糖,从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本,提高了果糖的产量和质量。

  2、固定方法:

  3、载体:包埋法 固定化细胞常用的是不容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。

  4、优点:

  (1)固定化酶优点:使酶既能与反应物接触,又能与产物分离,还可以被反复利用。

  (2)固定化细胞优点:成本更低,操作更容易,可以催化一系列的化学反应。

  5、固定化没的反应实例——生产高果糖浆

  (1)高果糖浆的生产原理

  (2)葡萄糖异构酶的固定: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:(如图)从反应柱上端注入葡萄糖溶液,从下端流出果糖溶液,一个反应拄可连续使用半年。

  6、固定化细胞的应用实例——固定化酵母细胞

  知识点拨:

  1、注意事项

  (1)配制海藻酸钠溶液:小火、间断加热、定容,如果加热太快,海藻酸钠会发生焦糊。

  (2)海藻酸钠溶液与酶母细胞混合:冷却后再混合,注意混合均匀,不要进入气泡

  (3)制备固定化酵母细胞:高度适宜,并匀速滴入

  (4)刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间,以便Ca2+与Na+充分交换,形成的凝胶珠稳定。检验凝胶珠是否形成,可用下列方法:用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压,如果不容易破裂,没有液体流出就表明成功地制成了凝胶珠,还可以用手将凝胶珠在实验桌上用力摔打,如果凝胶珠很容易弹起,也表明制备的凝胶珠是成功的。

  (5)凝胶珠的颜色和形状

  如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高,制作失败,需要再作尝试。

  (6) 海藻酸钠在水中溶解的速度较慢,需要通过加热促进其溶解。溶解海藻酸钠,最好采用小火间断加热的方法。例如,加热几分钟后,从石棉网上去下烧杯冷却片刻,并不断搅拌,再将烧杯放回石棉网继续加热,如此重复数次,直至海藻酸钠完全溶化。如果加热太快,海藻酸钠会发生焦糊。

  2、酵母菌活化时体积会变大,因此活化前应选择体积足够大的容器,防止酵母菌细胞的活化液溢出。

  3、海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键,因为如果海藻酸钠浓度过高,将很难形成凝胶珠,如果浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少,也会影响实验效果。

  4、溶化海藻酸钠时要用小火或间断加热,避免海藻酸钠发生焦糊。

  5、将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温,再与酵母菌混合,避免高温杀死酵母细胞。

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