高二生物同步課件：4-3酵母細(xì)胞的固定化人教版選修I28張.ppt

課題3 酵母細(xì)胞的固定化,課程標(biāo)準(zhǔn) 嘗試制備和應(yīng)用固定化酶。 課標(biāo)解讀 1.說出固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理。 2.嘗試制備固定化酵母細(xì)胞。 3.嘗試?yán)霉潭ɑ?xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。,1固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是利用 和 方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括 、 和 。 2固定化細(xì)胞多采用 固定化，而固定化酶多采用 和 。與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞技術(shù)制備的成本 ，操作 。,固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù),物理,化學(xué),包埋法,化學(xué)結(jié)合法,物理吸附法,包埋法,化學(xué),結(jié)合,物理吸附法,更低,更容易,3用包埋法固定化細(xì)胞是將微生物細(xì)胞均勻地包埋于 中，常用的包埋載體有 、 、 、 和 等。 4固定化酶的應(yīng)用實例高果糖漿的生產(chǎn) 固定化酶技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于高果糖漿的生產(chǎn)中，生產(chǎn)高果糖漿所需要的酶是 ，所使用的反應(yīng)柱上的孔應(yīng)滿足 不能通過篩板上的小孔，而 卻可以自由出入。,不溶于,水的多孔性載體,明膠,瓊脂糖,海藻酸鈉,醋酸纖維素,聚丙烯酰胺,葡萄糖異構(gòu)酶,酶顆粒,反應(yīng)溶液,思維激活1 日常生活中人們用來蒸饅頭的發(fā)酵粉在浸泡宜用涼水、溫水還是開水？ 提示 浸泡發(fā)酵粉最好用溫水溫度過低，不利于發(fā)揮酶活性；溫度過高會殺死酵母細(xì)胞。,1固定化酶的應(yīng)用實例 (1)固定化酶的反應(yīng)柱示意圖：將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(yīng)柱內(nèi)，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(yīng)溶液卻可以自由出入。 (2)利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的實例： 高果糖漿的生產(chǎn)需要使用葡萄糖異構(gòu)酶，它能將葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反應(yīng)柱的下端流出。,2直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞的比較(見下表),特別提醒 固定化酶和固定化細(xì)胞的共同點是所固定的酶都可以反復(fù)使用。,【鞏固1】 固定化酶和固定化細(xì)胞的主要區(qū)別是 ( )。 A前者只能固定胞外酶，后者只能固定胞內(nèi)酶 B前者只能固定胞內(nèi)酶，后者只能固定胞外酶 C前者可以固定胞內(nèi)酶和胞外酶，后者只可以固定胞內(nèi)酶 D前者只可以固定胞外酶，后者可以固定胞外酶和胞內(nèi)酶 解析 微生物產(chǎn)生的酶的種類很多，有的存在于細(xì)胞內(nèi)，有的分泌到細(xì)胞外。因此，固定化酶可以固定胞內(nèi)酶和胞外酶，固定化細(xì)胞只能固定胞內(nèi)酶。 答案 C,1制備固定化酵母細(xì)胞的操作步驟：酵母細(xì)胞的 配制物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/L的 溶液配制 溶液 溶液與 混合 酵母細(xì)胞。 2在配制海藻酸鈉溶液時，加熱時要用 ，或者 ，反復(fù)幾次，直到海藻酸鈉完全 為止。如果加熱太快，海藻酸鈉會 。,酵母細(xì)胞的固定化技術(shù),活化,CaCl2,海藻酸鈉,海藻酸鈉,酵母細(xì)胞,固定化,小火,間斷加熱,溶化,發(fā)生焦糊,3固定化酵母細(xì)胞需要的材料是 、 、 。 4用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵：將凝膠珠加入用于發(fā)酵的 溶液后，發(fā)現(xiàn)有 產(chǎn)生，同時有 散發(fā)。,干酵母細(xì)胞,無水CaCl2,海藻酸鈉,葡萄糖,氣泡,酒味,思維激活2 用于固定酵母細(xì)胞的載體是什么？載體的濃度越高固定效果越好嗎？ 提示 用于固定酵母細(xì)胞的載體是海藻酸鈉，海藻酸鈉的濃度關(guān)系到固定化細(xì)胞的質(zhì)量濃度過低形成的凝膠珠內(nèi)包埋的細(xì)胞過少，濃度過高則不易形成凝膠珠。,1固定化酵母細(xì)胞的制備 酵母細(xì)胞的活化：1 g干酵母10 mL蒸餾水50 mL燒杯中，攪拌均勻，放置1 h 配制0.05 mol/L的CaCl2溶液：無水CaCl20.83 g150 mL蒸餾水200 mL燒杯 配制海藻酸鈉溶液：0.7 g海藻酸鈉10 mL水放入50 mL小燒杯小火加熱，完全溶化加蒸餾水定容至10 mL ,海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合：將海藻酸鈉溶液冷卻至室溫后加入活化的酵母細(xì)胞，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆?，轉(zhuǎn)移至注射器中 固定化酵母細(xì)胞：以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加至配制好的CaCl2溶液中，形成凝膠珠，使其在溶液中浸泡30 min 沖洗：將固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗23次 發(fā)酵：將150 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移至200 mL的錐形瓶中，加入固定好的酵母細(xì)胞，25 下發(fā)酵24 h,2固定化實驗中的有關(guān)問題,特別提醒 制備固定化酵母細(xì)胞的注意事項 (1)海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合：冷卻后再混合，注意混合均勻，不要進(jìn)入氣泡。 (2)凝膠珠的顏色和形狀：如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。 (3)細(xì)胞的固定要在嚴(yán)格無菌條件下進(jìn)行；反復(fù)使用固定化酵母細(xì)胞時，需要避免微生物的污染。,【鞏固2】 酵母細(xì)胞固定化的實驗中，下列實驗操作與目的不相符的是 ( )。 A干酵母加入蒸餾水?dāng)嚢杈鶆蚝螅胖靡欢螘r間，使酵母細(xì)胞活化 B采用小火間斷加熱的方法，防止海藻酸鈉發(fā)生焦糊 C將活化的酵母細(xì)胞加入海藻酸鈉溶液，輕輕攪拌，以免產(chǎn)生氣泡 D用注射器滴加溶液時要接近CaCl2溶液的液面，防止凝膠珠出現(xiàn)“尾巴”,解析 實驗中，為了防止凝膠珠出現(xiàn)“尾巴”，注射器應(yīng)離CaCl2溶液的液面遠(yuǎn)一些。 答案 D,【例1】 下列說法不正確的是 ( )。 A固定化酶和固定化細(xì)胞的方法包括包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法 B固定化酶更適合采用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法 C由于細(xì)胞個體大，而酶分子很小，因此細(xì)胞多采用物理吸附法固定 D反應(yīng)物是大分子物質(zhì)應(yīng)采用固定化酶,酶的固定化技術(shù),思維導(dǎo)圖： 深度剖析 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,歸納整合固定化酶與固定化細(xì)胞技術(shù)及其應(yīng)用,【例2】 試分析下圖中與用海藻酸鈉作載體制的固定化酵母細(xì)胞相似的是 ( )。 思維導(dǎo)圖：,酵母細(xì)胞的固定化,深度剖析 A、B選項適合于酶的固定化，C選項既用于酶固定，也可用于細(xì)胞固定。制備固定化酵母細(xì)胞用的是包埋法，即將酵母菌包埋在海藻酸鈉制成的凝膠珠中，所以與D選項相似。 答案 D 歸納提升檢驗?zāi)z珠制作是否成功，可用下列方法：用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手?jǐn)D壓，如果不容易破裂，沒有液體流出就表明成功地制成了凝膠珠；還可以用手將