植物組織培養(yǎng)的原理-資料下載頁(yè)
2025-05-09 03:54本頁(yè)面
【正文】 母細(xì)胞的固定化 考情解讀 固定化酶和固定化細(xì)胞在生產(chǎn)中可節(jié)約成本，具有重要的科研價(jià)值，成為近幾年高考考查的熱點(diǎn)之一，形式上選擇題和簡(jiǎn)答題都有所呈現(xiàn)。預(yù)計(jì) 2021年高考仍會(huì)以生產(chǎn)實(shí)例來(lái)考查固定化細(xì)胞和固定化酶技術(shù)操作與實(shí)踐應(yīng)用。 [做一題 ] [例 3] 在 20世紀(jì) 50年代，酶已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，到了 70年代又發(fā)明了固定化酶與固定化細(xì)胞技術(shù)。 (1)在實(shí)際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是 ____________________________________________。 與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞技術(shù)固定的是____________________________________________。 (2)制備固定化酵母細(xì)胞，常用的包埋材料是 __________， 使用了如下圖所示方法 [ ]________(填出號(hào)碼及名稱(chēng) )。 (3)制作固定化酵母細(xì)胞時(shí)，充分混合均勻的酵母細(xì)胞溶液 可在飽和 ________溶液中形成凝膠珠。部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)制得的凝膠珠不是圓形或橢圓形，其主要原因是________________。 [解析 ] 將酶固定化后，能使酶在催化反應(yīng)之后并不進(jìn)入產(chǎn)物溶液，可反復(fù)使用；將細(xì)胞固定化后，即可以將一種細(xì)胞內(nèi)的多種酶同時(shí)進(jìn)行固定；海藻酸鈉不能參與化學(xué)反應(yīng)，在高溫時(shí)容易熔化，溫度降低時(shí)又可以形成多孔性固體顆粒，是包埋酵母菌的好材料；圖示 ① 為共價(jià)鍵 (化學(xué) )結(jié)合法、 ② 為吸附法、 ③ 為包埋法；凝膠珠是用高溫下熔化的海藻酸鈉與酵母菌混合后在 CaCl2溶液中形成的，若海藻酸鈉濃度過(guò)高或制凝膠珠時(shí)離液面太近，可能形成片狀或長(zhǎng)條形而不是圓形的凝膠珠。 [答案 ] (1)酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易與反應(yīng)物分離，固定在載體上的酶能反復(fù)使用 多酶系統(tǒng) (一系列、多種酶 ) (2)海藻酸鈉 ③ 包埋法 (3)CaCl2 海藻酸鈉濃度過(guò)高 (或針筒離液面過(guò)近，高度不夠 ) [鏈一串 ] 1．直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞催化的比較 類(lèi)型 優(yōu)點(diǎn) 不足 直接使 用酶 催化效率高，低耗能、低污染等 對(duì)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(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量 類(lèi)型 優(yōu)點(diǎn) 不足 固定 化酶 酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時(shí)，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用 一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物的形成都通過(guò)一系列的酶促反應(yīng)才能得到 固定化 細(xì)胞 成本低，操作更容易 固定后的酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不容易接近，可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下降等 2．固定化技術(shù)的比較 方法 定義 適用范圍 模型 包埋法 將酶包裹在多孔的載體中。常見(jiàn)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 多用于細(xì) 胞的固定 凝膠包埋法 (成格子型 ) 微囊化法 (成微膠囊型 ) [關(guān)鍵一點(diǎn) ] 海藻酸鈉膠體在 CaCl2這種電解質(zhì)溶液的作用下，發(fā)生聚沉，形成凝膠珠，其作用機(jī)理是由于鹽離子的電荷與膠體微粒電荷相互吸引，形成更大的膠體顆粒，類(lèi)似于人體紅細(xì)胞與抗凝集素之間的凝集反應(yīng)。 解析： 在酶和細(xì)胞的固定化技術(shù)中，通常有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法，其中由于酶分子小，又多帶電荷，易從多孔性物質(zhì)中漏出，因此多使用化學(xué)結(jié)合法與物理吸附法，而細(xì)胞個(gè)體大，難以被多孔性物質(zhì)吸附或結(jié)合，因而多采用包埋法。 答案： C 解析： 某種固定化酶只能催化一種生化反應(yīng)，其優(yōu)勢(shì)是酶可以反復(fù)利用；固定化細(xì)胞技術(shù)一次能固定多種酶；固定化酶和固定化細(xì)胞都能反復(fù)使用，而且酶的活性不變。 答案： C
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