高二生物《酵母細(xì)胞的固定化》

1、,基礎(chǔ)知識(shí),（一） 固定化酶的應(yīng)用實(shí)例生產(chǎn)高果糖漿,（1）高果糖漿的生產(chǎn)原理：,葡萄糖異構(gòu)酶,果糖,葡萄糖,(2)葡萄糖異構(gòu)酶固定：將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀載體上，裝入反應(yīng)柱中。 (3)高果糖漿的生產(chǎn)操作： 從反應(yīng)柱上端注入葡萄糖溶液，從下端流出果糖溶液，一個(gè)反應(yīng)柱可連續(xù)使用半年。,2.固定化酶的反應(yīng)柱示意圖,（二）固定化細(xì)胞技術(shù),1.將酶或細(xì)胞固定化的方法,（二）固定化細(xì)胞技術(shù),1.將酶或細(xì)胞固定化的方法,包埋法,（二）固定化細(xì)胞技術(shù),1.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,包埋法,（二）固定化細(xì)胞技術(shù),1.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,包埋法

2、,化學(xué)結(jié)合法,（二）固定化細(xì)胞技術(shù),1.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(lái),包埋法,化學(xué)結(jié)合法,（二）固定化細(xì)胞技術(shù),1.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(lái),包埋法,化學(xué)結(jié)合法,吸附法,（二）固定化細(xì)胞技術(shù),1.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(lái),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,【比較】酶和細(xì)胞的固定方法和特點(diǎn),2.固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別,2.固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別,聯(lián)系：應(yīng)用相同，都能催化某些反應(yīng),2.

3、固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別,聯(lián)系：應(yīng)用相同，都能催化某些反應(yīng),區(qū)別：,1) 固定化細(xì)胞技術(shù)操作容易，成本低，容易回收；,2) 固定化細(xì)胞技術(shù)對(duì)酶活性影響更??；,3) 固定化細(xì)胞固定的一系列酶；,4) 由于大分子難以通過(guò)細(xì)胞膜，因此固定化細(xì)胞的應(yīng)用有一定的限制；,思考將谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過(guò)程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)固定（酶、細(xì)胞）；若將蛋白質(zhì)變成氨基酸，應(yīng)當(dāng)固定（酶、細(xì)胞）。,思考將谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過(guò)程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)固定（酶、細(xì)胞）；若將蛋白質(zhì)變成氨基酸，應(yīng)當(dāng)固定（酶、細(xì)胞）。,3. 固定化細(xì)胞的材料： 固定化細(xì)胞時(shí)應(yīng)當(dāng)選用不溶于水的多孔性載體材料，如明膠、

4、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等,1. 制備固定化酵母細(xì)胞 （1）酵母細(xì)胞的活化： 1g干酵母10mL蒸餾水50mL燒杯攪拌均勻放置1h，使之活化。,2. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),思考2活化是指什么？,1. 制備固定化酵母細(xì)胞 （1）酵母細(xì)胞的活化： 1g干酵母10mL蒸餾水50mL燒杯攪拌均勻放置1h，使之活化。,2. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),活化是指讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常生活狀態(tài)的過(guò)程。,思考2活化是指什么？,1. 制備固定化酵母細(xì)胞 （1）酵母細(xì)胞的活化： 1g干酵母10mL蒸餾水50mL燒杯攪拌均勻放置1h，使之活化。,2. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),（2）配制CaCl2溶液： 0.83gCaCl2150m

5、L蒸餾水 200mL燒杯溶解備用。,（3）配制海藻酸鈉溶液： 0.7g海藻酸10mL水50mL燒杯酒精燈微火（或間斷）加熱，并不斷攪拌，使之溶化蒸餾水定容到10mL。,（3）配制海藻酸鈉溶液： 0.7g海藻酸10mL水50mL燒杯酒精燈微火（或間斷）加熱，并不斷攪拌，使之溶化蒸餾水定容到10mL。,思考3微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？,防止海藻酸鈉焦糊。,（3）配制海藻酸鈉溶液： 0.7g海藻酸10mL水50mL燒杯酒精燈微火（或間斷）加熱，并不斷攪拌，使之溶化蒸餾水定容到10mL。,思考3微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？,(4)海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合： 將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫

6、，加入活化酵母細(xì)胞液，攪拌后吸入到注射器中。,(4)海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合： 將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入活化酵母細(xì)胞液，攪拌后吸入到注射器中。,思考4為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞？,(4)海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞的混合： 將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入活化酵母細(xì)胞液，攪拌后吸入到注射器中。,思考4為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞？,防止高溫殺死酵母細(xì)胞。,（5）固定化酵母細(xì)胞： 以恒定速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，形成凝膠珠狀顆粒。,（6）沖洗：將固定的酵母細(xì)胞凝膠珠用蒸餾水沖洗23次。,（二）固定化酵母細(xì)胞的發(fā)酵,（二）固定化酵

7、母細(xì)胞的發(fā)酵,（6）沖洗：將固定的酵母細(xì)胞凝膠珠用蒸餾水沖洗23次。 （7）發(fā)酵：150mL10葡萄糖固定化酵母細(xì)胞200mL錐形瓶密封25發(fā)酵24h。,思考5發(fā)酵過(guò)程中錐形瓶為什么要密封？ 思考6錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？ 思考7在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，需要無(wú)菌操作嗎？,思考5發(fā)酵過(guò)程中錐形瓶為什么要密封？ 思考6錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？ 思考7在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，需要無(wú)菌操作嗎？,酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件。,思考5發(fā)酵過(guò)程中錐形瓶為什么要密封？ 思考6錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？ 思考7在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生

8、產(chǎn)的過(guò)程中，需要無(wú)菌操作嗎？,酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件。,酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的。,思考5發(fā)酵過(guò)程中錐形瓶為什么要密封？ 思考6錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？ 思考7在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，需要無(wú)菌操作嗎？,酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件。,酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的。,需要。,播放“酵母細(xì)胞的固定化.DAT”,例1下列有關(guān)固定化技術(shù)的敘述，正確的是（ ） A. 固定化酶只是在細(xì)胞內(nèi)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。,例1下列有關(guān)固定化技術(shù)的敘述，正確的是（ ） A. 固定

9、化酶只是在細(xì)胞內(nèi)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。,例2. 關(guān)于固定化細(xì)胞的敘述，正確的是 A. 催化效率高，低耗能、低污染 B. 對(duì)環(huán)境的條件非常敏感，容易失活 C. 既能與反應(yīng)物充分接觸，又能與產(chǎn)物分離 D. 成本低、操作簡(jiǎn)單，但反應(yīng)效果可能很低,例2. 關(guān)于固定化細(xì)胞的敘述，正確的是 A. 催化效率高，低耗能、低污染 B. 對(duì)環(huán)境的條件非常敏感，容易失活 C. 既能與反應(yīng)物充分接觸，又能與產(chǎn)物分離 D. 成本低、操作簡(jiǎn)單，但反應(yīng)效果可能很低,例3. 溶解海藻酸鈉，最好采用_加熱的方法 A. 小

10、火間斷 B. 小火持續(xù) C. 大火間斷 D. 大火持續(xù),例3. 溶解海藻酸鈉，最好采用_加熱的方法 A. 小火間斷 B. 小火持續(xù) C. 大火間斷 D. 大火持續(xù),例4.關(guān)于酵母菌的敘述，正確的是 A. 酵母菌在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足時(shí)、環(huán)境適宜時(shí)，依靠有性生殖進(jìn)行繁殖 B. 酵母菌的代謝類(lèi)型時(shí)異養(yǎng)厭氧型 C. 酵母菌的生物膜系統(tǒng)包括細(xì)胞膜、核膜、各種的細(xì)胞器膜等膜 D. 用酵母菌釀酒時(shí)，應(yīng)先密封后通氣,例4.關(guān)于酵母菌的敘述，正確的是 A. 酵母菌在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足時(shí)、環(huán)境適宜時(shí)，依靠有性生殖進(jìn)行繁殖 B. 酵母菌的代謝類(lèi)型時(shí)異養(yǎng)厭氧型 C. 酵母菌的生物膜系統(tǒng)包括細(xì)胞膜、核膜、各種的細(xì)胞器膜等膜 D. 用酵母菌釀酒時(shí)，應(yīng)先密封后通氣,例5. 將酵母菌的培養(yǎng)液由富氧狀態(tài)變?yōu)槿毖鯛顟B(tài)，下面加快的一項(xiàng)是 A. CO2的釋放 B. 丙酮酸的氧化 C. 葡萄糖的利用 D. ATP的形成,例5. 將酵母菌的培養(yǎng)液由富氧狀態(tài)變?yōu)槿毖鯛顟B(tài)，下面加快的一項(xiàng)是 A. CO2的釋放 B. 丙酮酸的氧化 C. 葡萄糖的利用 D. ATP的形成,例6固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是 A有利于增加酶的活性 B有利于產(chǎn)物的純化 C有利于提高反應(yīng)速度 D有利于酶發(fā)揮作用,例6固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是 A有利于增加酶的活性 B有利于產(chǎn)物的純化 C有利于提高反應(yīng)速度 D有利于酶