選修一《酵母細胞的固定化》課件

1、 專題專題4 酶的研究與應用酶的研究與應用課題課題3 酵母細胞的固定化酵母細胞的固定化. . . 1 1說出固定化酶和固定化細胞的作用和原理；說出固定化酶和固定化細胞的作用和原理；2 2嘗試制備固定化酵母細胞，并利用固定化嘗試制備固定化酵母細胞，并利用固定化 酵母酵母細胞進行酒精發(fā)酵；細胞進行酒精發(fā)酵；3 3知道固定化酶的實例。知道固定化酶的實例。. . . 通過以通過以“酶是用來干什么的酶是用來干什么的”為背景材料，回顧必修一有為背景材料，回顧必修一有關酶的知識，設計問題，導入新課。首先講解固定化酶的應關酶的知識，設計問題，導入新課。首先講解固定化酶的應用實例，熟悉固定化酶的反應柱示意圖，了

2、解固定化酶的優(yōu)用實例，熟悉固定化酶的反應柱示意圖，了解固定化酶的優(yōu)點，引出固定化細胞技術，步步深入，最后以酵母細胞為例點，引出固定化細胞技術，步步深入，最后以酵母細胞為例講解細胞的固定化過程。講解細胞的固定化過程。 在講解固定化酶的應用實例中，已果糖的制備為切入點講在講解固定化酶的應用實例中，已果糖的制備為切入點講解固定化酶反應柱，固定化細胞技術是本節(jié)的重難點，其中解固定化酶反應柱，固定化細胞技術是本節(jié)的重難點，其中以熟悉的酵母細胞為例來學習實驗的過程。先講解酵母細胞以熟悉的酵母細胞為例來學習實驗的過程。先講解酵母細胞的活化，及加熱使海藻酸鈉溶化并注意控制海藻酸鈉濃度，的活化，及加熱使海藻酸鈉

3、溶化并注意控制海藻酸鈉濃度，然后制備凝膠珠及其檢測。在教學中輔以視頻播放，更生動然后制備凝膠珠及其檢測。在教學中輔以視頻播放，更生動的學習整個實驗過程。的學習整個實驗過程。. . . 酶是用來干什么的酶是用來干什么的1 1. . 酶的概念、特性、影響酶活性的因素、應用。酶的概念、特性、影響酶活性的因素、應用。2 2. .加酶洗衣粉中常用的酶制劑有哪些？這些酶能加酶洗衣粉中常用的酶制劑有哪些？這些酶能直接加入洗衣粉嗎？直接加入洗衣粉嗎？3 3. .酶制劑的使用有哪些優(yōu)缺點？酶制劑的使用有哪些優(yōu)缺點？. . . 一、固定化酶一、固定化酶的應用實例的應用實例1.1.利用固定化酶技術生產高果糖漿的實例

4、利用固定化酶技術生產高果糖漿的實例（1）高果糖漿的生產需要葡萄糖異構葡萄糖異構酶（2）葡萄糖異構酶的優(yōu)點穩(wěn)定性好、可以持續(xù)發(fā)揮作用穩(wěn)定性好、可以持續(xù)發(fā)揮作用在生產中直接使用酶有什么缺點？. . . 2.2.固定化酶的反應柱示意圖固定化酶的反應柱示意圖3.3.固定化酶在生產實踐中的優(yōu)點固定化酶在生產實踐中的優(yōu)點 反應柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產成本，提高了果糖的產量和質量。. . . 二、固定化細胞二、固定化細胞技術技術1.1.將酶或細胞固定化的方法將酶或細胞固定化的方法將酶（或細胞）包埋在細微網(wǎng)格里將酶（或細胞）包埋在細微網(wǎng)格里將酶（或細胞）相互連接起來將酶（或細胞）相互連接起來將酶（或細

5、胞）吸附在載體表面上將酶（或細胞）吸附在載體表面上. . . 2.2.固定化酶和固定化細胞的聯(lián)系與區(qū)別固定化酶和固定化細胞的聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系聯(lián)系：區(qū)區(qū)別：別： 1）固定化細胞技術操作容易，成本低,容易回收；2）固定化細胞技術對酶活性影響更?。?）固定化細胞固定的一系列酶；4）由于大分子難以通過細胞膜，因此固定化細 胞的應用有一定的限制。應用相同，都能催化某些反應3.3.固定化酶和固定化細胞常用的載體材料固定化酶和固定化細胞常用的載體材料 明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等，其共同的特點是不溶于水的多孔性載體。. . . 一、制備一、制備固定化酵母細胞固定化酵母細胞實驗操作 1.酵母

6、細胞的活化 2.配制物質的量濃度為0.05mol/L的CaCl23.配制海藻酸鈉的溶液4.海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合5.固定化酵母細胞二、用二、用固定化酵母細胞發(fā)酵固定化酵母細胞發(fā)酵1.將固定化的酵母細胞（凝膠珠）用蒸餾水沖洗2到3次 2.將150ml質量分數(shù)為10%的葡萄糖溶液轉移到200ml的 錐形瓶,再加入固定好的酵母細胞,置于25攝氏度下 發(fā)酵24h。. . . 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，一般需要0.51 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

7、的容器，以避免酵母細胞的活化液溢出容器外。 1.酵母細胞的活化2.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。. . . 3.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

8、珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。. . . 類型優(yōu)點不足直接使用酶催化效率高；低能耗；低污染等。易失活；難回收，成本高；酶混合在產物中可能影響產品質量。固定化酶既能與反應物接觸，又能與反應物分離；可重復利用一種酶只能催化一種或一類反應，而生產中很多產物需一系列酶促反應才能得到。固定化細胞成本低；操作更容易大分子物質難以自由通過細胞膜使應用受到某些限制。1.直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化細胞催 化反應，各有哪些優(yōu)點與不足？. . . 2.固定化酶和固定化細胞技術有哪些？各有什么優(yōu) 缺點？固定化細胞常用的載體有哪些？有包埋法、化學結合法和物理吸附法。固定化酶分子小更適合采用化學結

9、合法和物理吸附法，用包 埋法卻容易從包埋材料中漏出。固定化細胞因細胞大不易被 吸附或結合適宜采用包埋法。常用載體：明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯 酰胺等。3.固定化酶和固定化細胞的原理是什么？ 就是將酶固定在不溶于水的載體上，或者將微生物細胞均勻地包埋于不溶于水的多孔性載體上，使酶既能與反應物接觸，又能與產物分離，同時，固定在載體上的酶還可以被反復利用的技術。. . . 1下列有關固定化技術的敘述，正確的是（ ） A固定化酶只是在細胞內才能發(fā)揮作用 B固定化酶能提高酶的利用率 C酶的固定是酶分離純化的常用方法 D固定化酶的固定化方式就是吸附在固體表面上B B2固定化細胞技術不包括（ ） A包埋法 B化學結合化 C物理法 D生物法D D3.下列不是用于包埋法固定化細胞的載體是（ ） A瓊脂糖 B醋酸纖維素 C聚丙烯酰胺 D聚乙烯樹脂D D. . . 4.將酵母菌的培養(yǎng)液由富氧狀態(tài)變?yōu)槿毖鯛?/p>