【文章內容簡介】 2%左右的糖漿，能將葡萄糖轉化為果糖的酶是葡萄糖異構酶。使用固定化酶技術，將這種酶固定在一種顆粒狀的載體上，再將這些酶顆粒裝到一個反應柱內，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應柱，與固定化葡萄糖異構酶接觸，轉化成果糖，從反應柱的下端流出。反應柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質量。（二）固定化細胞技術固定化酶和固定化細胞是利用物理或化學方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術，包括包埋法、化學結合法和物理吸附法。一般來說，酶更適合采用化學結合法和物理吸附法固定，而細胞多采用包埋法固定化。這是因為細胞體積比酶分子的體積大；體積大的細胞難以被吸附或結合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。包埋法法固定化細胞，即將微生物細胞均勻地包埋在不溶于水的不溶于水的載體中。常用的載體有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。二、實驗操作（一）制備固定化酵母細胞1．酵母細胞的活化活化就是處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復正常的生活狀態(tài)。2．3．配制海藻酸鈉溶液加熱溶化海藻酸鈉時要注意小火間斷加熱，重復幾次，并不斷攪拌，直到海藻酸鈉融化為止。如果加熱太快，海藻酸鈉會發(fā)生焦糊。4．海藻酸鈉溶液與酵母菌細胞混合 將海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的海藻酸鈉溶液，進行充分攪拌，使其混合均勻，在轉移至注射器中。5．固定化酵母細胞以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到剛配制好的CaCl2溶液中，并浸泡30min（時間）左右。（二）用固定化酵母細胞發(fā)酵1．將固定好的酵母細胞（凝膠珠）用蒸餾水沖洗23次。2．將10%葡萄糖溶液轉移至錐形瓶中，加入固定好的酵母細胞，置于25℃下發(fā)酵24h（時間）。三、結果分析與評價（一）觀察凝膠珠的顏色和形狀如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉濃度濃度偏低，該種凝膠珠包埋的酵母細胞數(shù)目少，影響實驗效果；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉濃度濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。（二）觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液利用固定的酵母細胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多氣泡，同時會聞到酒味。四、課題延伸工業(yè)生產(chǎn)中，細胞的固定化技術是在嚴格無菌的條件下進行的?！窘滩拇鸢浮烤毩暎褐苯邮褂妹浮⒐潭ɑ负凸潭ɑ毎呋膬?yōu)缺點如下表所示。類型優(yōu)點不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。對環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；反應后酶會混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質量。固定化酶酶既能與反應物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時，固定在載體上的酶還可以被反復利用。一種酶只能催化一種化學反應，而在生產(chǎn)實踐中，很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應才能得到的。固定化細胞成本低，操作更容易。固定后的酶或細胞與反應物不容易接近，可能導致反應效果下降等。：可以從酶的結構的多樣性，對理化條件的敏感程度等角度思考?！局R拓展】酵母細胞的活化。在缺水的狀態(tài)下，微生物會處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復正常的生活狀態(tài)。酵母細胞所需要的活化時間較短，～1 h，教師需要提前做好準備。此外，酵母細胞活化時體積會變大，因此活化前應該選擇體積足夠大的容器，以避免酵母細胞的活化液溢出容器外。加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及到實驗的成敗，教師一定要提醒學生按照教材的提示進行操作。海藻酸鈉的濃度涉及到固定化細胞的質量。如果海藻酸鈉濃度過高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞的數(shù)目少，影響實驗效果。剛形成的凝膠珠應在CaCl2溶液中浸泡一段時間，以便形成穩(wěn)定的結構。檢驗凝膠珠的質量是否合格，可以使用下列方法。一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。二是在實驗桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。專題5 DNA 和蛋白質技術課題1 DNA的粗提取與鑒定一、基礎知識（一）提取DNA的方法提取生物大分子的基本思路是選用一定的物理或化學方法分離具有不同物理或化學性質的生物大分子。對于DNA的粗提取而言，就是要利用DNA與RNA、蛋白質和脂質等在物理和化學性質方面的差異，提取DNA，去除其他成分。（1）DNA的溶解性：l DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，利用這一特點，選擇適當?shù)柠}濃度就能使DNA充分溶解，而使雜質沉淀，或者相反，以達到分離目的。l 此外，DNA不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些蛋白質則溶于酒精。利用這一原理，可以將DNA與蛋白質進一步的分離。（2）DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性：蛋白酶能水解蛋白質，但是對DNA沒有影響。大多數(shù)蛋白質不能忍受60—80oC的高溫，而DNA在80℃以上才會變性。洗滌劑能夠瓦解細胞膜，但對DNA沒有影響。（二）DNA的鑒定在沸水裕條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍色，因此二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。二、實驗設計（一）實驗材料的選取 凡是含有DNA的生物材料都可以考慮，但是使用DNA含量相對較高的生物組織，成功的可能性更大。（二）破碎細胞，獲取含DNA的濾液 動物細胞的破碎比較容易，以雞血細胞為例，在雞血細胞液中加入一定量的蒸餾水，同時用玻璃棒攪拌，過濾后收集濾液即可。如果實驗材料是植物細胞，需要先用洗滌劑溶解細胞膜。例如，提取洋蔥的DNA時，在切碎的洋蔥中加入一定的洗滌劑和食鹽，進行充分的攪拌和研磨，過濾后收集研磨液。（三）去除濾液中的雜質 方案一 利用DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度的不同，通過控制NaCl溶液的濃度去除雜質。方案二 直接在濾液中加入嫩肉粉，反應10～15min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能夠分解蛋白質。方案三 將濾液放在60～75℃的恒溫水浴箱保溫10～15min，注意嚴格控制溫度范圍。（四）DNA的析出與鑒定 將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積相等的、冷卻的酒精溶液（體積分數(shù)為95%），靜置2～3min，溶液中會出現(xiàn)白色絲狀物，這就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一個方向攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸取上面的水分。取兩支20ml的試管，各加入物質的量濃度為2mol/L的NaCl溶液5ml，將絲狀物放入其中一支試管中，用玻璃棒攪拌，使絲狀物溶解。然后，向兩支試管中各加入4ml的二苯胺試劑?；旌暇鶆蚝?，將試管置于沸水中加熱5min，待試管冷卻后，比較兩支試管溶液顏色的變化，看看溶解有DNA的溶液是否變藍。實例：用雞血細胞液粗提取DNA并鑒定（蘇教版必修2）步驟操作圖示提取雞血細胞的細胞核物質將制備好的雞血細胞液（已在課前配好）5~10mL，注入到50ml燒杯中。向燒杯中加入蒸餾水20mL，同時用玻璃棒沿一個方向快速攪拌5min，然后，用放有紗布的漏斗將血細胞過濾至1000mL的燒杯中，取其濾液。溶解細胞核內的DNA將物質的量濃度為2mol／L的NaCl溶液40 mL加入到濾液中，并作玻璃棒沿一個方向攪拌1m