酵母細(xì)胞的固定化課件

酵母細(xì)胞的固定化課件4果膠的單體是________，果膠酶的單體是________。5果膠酶是______的總稱，包括____

_、_______、_______等。果膠酶能夠?qū)____分解為________，使果汁變得澄清。6___、____、_____等條件都會(huì)影響酶的活性。半乳糖醛酸氨基酸一類酶多聚半乳糖醛酸酶果膠分解酶果膠酯酶果膠半乳糖醛酸溫度pH酶的抑制劑第2頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

在食品、化工、輕紡、醫(yī)藥等領(lǐng)域大規(guī)模使用酶制劑，說明酶制劑使用有很多優(yōu)點(diǎn)，你能舉出一些例子嗎？

催化效率高、低能耗、低污染等。但是從剛才的問題中，我們還可以發(fā)現(xiàn)酶制劑也存在著一些缺點(diǎn)，你能找到嗎？第3頁,共47頁，2024年2月25日，星期天酶制劑存在的缺陷：

1、通常對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條件非常敏感，容易失活；

2、溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；

3、反應(yīng)后會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。第4頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

如果你是工程技術(shù)人員，你如何解決這個(gè)問題？第5頁,共47頁，2024年2月25日，星期天專題4酶的研究與應(yīng)用課題3酵母細(xì)胞的固定化第6頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

優(yōu)點(diǎn)：摧化效率高，低耗能，低污染實(shí)際問題：①對(duì)環(huán)境條件敏感，易失活；②溶液中的酶很難收回，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；③反應(yīng)后酶混在產(chǎn)物中，如不去除，會(huì)影響產(chǎn)品的品質(zhì)

設(shè)想：將酶固定在不容于水的載體上課題背景酶如何解決？第7頁,共47頁，2024年2月25日，星期天優(yōu)點(diǎn)：酶即能與反應(yīng)物接觸，又容易與反應(yīng)物分離，同時(shí)，還可以反復(fù)利用實(shí)際問題：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)物的形成都是通過一系列的酶促反應(yīng)才能完成的

設(shè)想：酶是細(xì)胞合成的，能否將合成酶的細(xì)胞直接固定？

固定化細(xì)胞（操作簡單，成本更低）固定化酶(利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一定空間內(nèi))第8頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

閱讀P49-50，并思考：1、什么是高果糖漿？使用它有何好處？2、生產(chǎn)高果糖漿需要什么酶？其作用是什么？這種酶有何特點(diǎn)？3、了解高果糖漿生產(chǎn)過程。一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例第9頁,共47頁，2024年2月25日，星期天1、高果糖漿高果糖漿是果糖含量為42%左右的糖漿。作為蔗糖的替代品，高果糖漿不會(huì)像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病，對(duì)人的健康有利。第10頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2、用到的酶生產(chǎn)高果糖漿需要葡萄糖異構(gòu)酶；其作用是將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖；這種酶穩(wěn)定性好，可持續(xù)發(fā)揮作用。你能寫出果糖的分子式嗎?它屬于什么糖?C6H12O6單糖第11頁,共47頁，2024年2月25日，星期天3、固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的圖示：注意反應(yīng)柱的各部分名稱。你能說出反應(yīng)柱的優(yōu)點(diǎn)嗎？第12頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。優(yōu)點(diǎn)：第13頁,共47頁，2024年2月25日，星期天生產(chǎn)流程含淀粉的漿液α-淀粉酶糊精糖化酶葡萄糖葡萄糖異構(gòu)酶葡萄糖的異構(gòu)化42%～45%轉(zhuǎn)化成果糖果葡糖漿果糖和葡萄糖分離葡萄糖再次異構(gòu)化反復(fù)多次果糖含量70%～90%高果糖漿第14頁,共47頁，2024年2月25日，星期天練習(xí)：1、下列說法不正確的是（）A、葡萄糖與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成的是果糖B、從固定化酶反應(yīng)柱下端流出的是果糖C、高果糖漿不會(huì)像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病D、酶溶解于葡萄糖溶液，可以從糖漿中回收D第15頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2、研究認(rèn)為，用固定化酶技術(shù)處理污染物是很有前途的。如將從大腸桿菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龍膜上制成制劑，可以用來降解殘留在土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥，與用微生物降解相比，其作用不需要適宜的（）A、溫度B、PHC、水分D、營養(yǎng)D第16頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

在生產(chǎn)實(shí)際中使用固定化酶技術(shù)有無不足?如有不足,怎么辦?

有。一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)際中很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能進(jìn)行，所以操作比較麻煩。可采用固定化細(xì)胞技術(shù)。第17頁,共47頁，2024年2月25日，星期天二、固定化細(xì)胞技術(shù)1、概念：利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一定空間的技術(shù)。細(xì)胞中含有一系列酶，在細(xì)胞正常生命活動(dòng)的過程中，通過代謝產(chǎn)生所需要的代謝產(chǎn)物。閱讀P50：思考第二段的問題第18頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2.將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶（或細(xì)胞）包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶（或細(xì)胞）相互連接起來將酶（或細(xì)胞）吸附在載體表面上包埋法化學(xué)結(jié)合法吸附法第19頁,共47頁，2024年2月25日，星期天酶和細(xì)胞固定方法的選擇①酶適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定②細(xì)胞適合采用包埋法固定（1）、方法（2）、原因①細(xì)胞個(gè)大，酶分子很?、趥€(gè)體大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合而個(gè)小的酶容易從包埋的材料中漏出第20頁,共47頁，2024年2月25日，星期天3、固定化細(xì)胞常用的載體常用的不溶于水的多孔性載體有哪些？明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等

第21頁,共47頁，2024年2月25日，星期天練習(xí)：1.使用固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是()。A.能催化大分子物質(zhì)的水解B.可催化一系列化學(xué)反應(yīng)C.與反應(yīng)物易接近D.有利于酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用B第22頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2、如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采用那種方法催化受限制()。A．直接使用酶B．使用化學(xué)方法結(jié)合的酶C．使用固定化細(xì)胞D．使用物理吸附法固定的酶C第23頁,共47頁，2024年2月25日，星期天3、下列關(guān)于酶和細(xì)胞的固定敘述不正確的是()。A．酶分子很小，易采用包埋法B．酶分子很小，易采用化學(xué)結(jié)合或物理吸附法固定的酶C．細(xì)胞個(gè)大，難被吸附或結(jié)合D．細(xì)胞易采用包埋法固定A第24頁,共47頁，2024年2月25日，星期天4、固定化細(xì)胞對(duì)酶的活性影響最小，根本原因是()。A．避免了細(xì)胞破碎、酶的提取純化過程B．固定化細(xì)胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)發(fā)揮作用C．促化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用D．細(xì)胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中有效的發(fā)揮作用D第25頁,共47頁，2024年2月25日，星期天三、實(shí)驗(yàn)操作（一）制備固定化酵母細(xì)胞閱讀P50~51思考下列問題：（1）制備過程包括哪幾個(gè)步驟？（2）你認(rèn)為哪個(gè)步驟的操作是最重要的一環(huán)？（3）各步驟應(yīng)當(dāng)分別注意什么問題？第26頁,共47頁，2024年2月25日，星期天1、酵母細(xì)胞的活化思考：關(guān)于酵母菌你有哪些知識(shí)？什么是活化？怎樣活化？應(yīng)注意什么？第27頁,共47頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共47頁，2024年2月25日，星期天活化：讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)；本質(zhì)：加快新陳代謝；方法：加入適量的水。你能說出理由嗎？第29頁,共47頁，2024年2月25日，星期天取1g干酵母，放入50ml的小燒杯中，加入蒸餾水10ml，用玻璃棒攪拌，使酵母細(xì)胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右使其活化第30頁,共47頁，2024年2月25日，星期天思考：

你認(rèn)為酵母的活化操作有哪些注意事項(xiàng)？1、所用容器要大一些；2、要保證酵母菌的活性；3、物種要單一；4、注意水的用量。第31頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液稱取無水Cacl20.83g。放入200mL的燒杯中，加入150mL的蒸餾水，使其充分溶解，待用。第32頁,共47頁，2024年2月25日，星期天3、配制海藻酸鈉溶液第33頁,共47頁，2024年2月25日，星期天操作：稱取0.7g海藻酸鈉，放入50mL小燒杯中.加人10mL水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，將海藻酸鈉調(diào)成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾水定容至10mL。注意，加熱時(shí)要用小火，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止第34頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及到實(shí)驗(yàn)的成敗，一定要按照教材的提示進(jìn)行操作。海藻酸鈉的濃度涉及到固定化細(xì)胞的質(zhì)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(xì)胞的數(shù)目少，影響實(shí)驗(yàn)效果。應(yīng)當(dāng)注意什么問題？第35頁,共47頁，2024年2月25日，星期天4、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合

將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的醉母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。為什么海藻酸鈉溶液要冷卻？第36頁,共47頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共47頁，2024年2月25日，星期天5、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到配制好的Cacl2溶液中，觀察液滴在Cacl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在Cacl2溶液中浸泡30min左右。

第38頁,共47頁，2024年2月25日，星期天第39頁,共47頁，2024年2月25日，星期天課后思考：檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，有哪些方法？如何用固定的酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵？如果凝膠珠的質(zhì)量不合格，對(duì)之后的酒精發(fā)酵有怎樣的影響？第40頁,共47頁，2024年2月25日，星期天練習(xí):1、制備固定化酵母細(xì)胞的過程中錯(cuò)誤的是（）A、取干酵母，加入蒸餾水，使其活化B、配制海藻酸鈉時(shí)，加熱用大火，直到海藻酸鈉溶化為止C、將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的酵母細(xì)胞D、將凝膠珠在Cacl2溶液中浸泡30min左右B第41頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2、下列敘述不正確的是（

）A、從操作角度來考慮，固定化細(xì)胞比固定化酶容易B、固定化細(xì)胞比固定化酶對(duì)酶的活性影響更小C、固定化細(xì)胞固定的是一種酶D、將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反應(yīng)應(yīng)選擇固定化細(xì)胞技術(shù)C第42頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)