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    生物:43《酵母细胞的固定化》课件(新人教版选修1).ppt

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    生物:43《酵母细胞的固定化》课件(新人教版选修1).ppt

    酶,固定化酶,优点:,实际问题:对环境条件敏感,易失活;溶液中的酶很难收回,不能被再次利用,提高了生产成本;反应后酶混在产物中,如不去除,会影响 产品的品质,设想:将酶固定在不容于水的载体上,催化效率高,低耗能,低污染,优点:酶即能与反应物接触,又容易与反应物分离,同时,还可以反复利用实际问题:一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中,很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能完成的设想:酶是细胞合成的,能否将合成酶的细胞直接固定?,优点:成本低,操作更容易,固定化酶,固定化细胞,一、课题目标 1说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。2尝试制备固定化酵母细胞,并利用固定化 酵母细胞进行酒精发酵。,基础知识,(一)固定化酶的应用实例生产高果糖浆,(1)高果糖浆的生产原理:,葡萄糖异构酶,果糖,葡萄糖,(2)葡萄糖异构酶固定:将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上,装入反应柱中。(3)高果糖浆的生产操作:从反应柱上端注入葡萄糖溶液,从下端流出果糖溶液,一个反应柱可连续使用半年。,2.固定化酶的反应柱示意图,固定化酶的方式有哪些?,阅读教材P50,解决以下问题:,(1)参照固定化酶,给细胞固定化下个定义(2)细胞固定化的常用方法(3)固定化细胞技术有哪些优势?(4)一般来说,酶更适合用物理吸附法和化学结合法固定,而细胞多采用包埋法固定,想想看为什么?,(5)固定化细胞常用的载体有哪些?,思考:直接使用酶、固定化酶与固定化细胞各有什么优缺点?,课堂讨论:,1从操作角度来考虑,你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易?哪一种方法对酶活性的影响更小?2固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶?3如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应,应该选择哪种方法?4如果反应物是大分子物质,又应该选择哪种方法?,固定化细胞技术,固定化细胞固定的是一系列酶,固定化细胞技术,固定化酶技术,三实验操作(一)制备固定化酵母细胞1酵母细胞的活化,思考:1、什么叫酵母细胞的活化?,2配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液,思考:2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液有什么作用?,3配制海藻酸钠溶液,思考:配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么?在加热的过程中,为什么要用小火,或者间断加热?,4海藻酸钠溶液与酵母细胞混合5固定化酵母细胞,思考:为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右?如何检验凝胶珠的质量是否合格?,在缺水的状态下,微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞活化时体积会变大,因此活化前应该选择体积足够大的容器,以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。,三实验操作(一)制备固定化酵母细胞1酵母细胞的活化,思考:1、什么叫酵母细胞的活化?,2配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液,思考:2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液有什么作用?,电解质的作用,3配制海藻酸钠溶液,思考:配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么?在加热的过程中,为什么要用小火,或者间断加热?,包埋酶或细胞,防止焦糊,4海藻酸钠溶液与酵母细胞混合5固定化酵母细胞,思考:为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl2 溶液中浸泡30min左右?如何检验凝胶珠的质量是否合格?,形成稳定的凝胶珠,如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高,制作失败,需要再作尝试。,(二)用固定化酵母细胞发酵问题思考:发酵时为什么要将温度控制在25?,四实验操作结果分析与评价,1观察凝胶珠的颜色和形状问题思考:如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,则说明什么?如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明什么?,如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高,制作失败,需要再作尝试。,2观察发酵的葡萄糖溶液问题思考:当观察到哪些现象时,可说明实验获得成功?为什么?,利用固定的酵母细胞发酵产生酒精,可以看到产生了很多气泡,同时会闻到酒精味。,巩固练习,1、酶固定化技术与细胞固定化技术的关系是A 酶固定化技术是细胞固定化技术的基础B 细胞固定化技术是酶固定化技术的基础C 酶固定化技术与细胞固定化技术是同时发展起来的D 固定化细胞技术先于酶固定化技术,2、固定化酶技术常采用A 包埋法 B 化学结合和物理吸附法C 活化法 D 微囊化法3、海藻酸钠在水中溶解的速度较慢,需要经过加热促进其溶解,采用的最好加热方法是A 快速加热 B 持续高温加热C 小火间断加热 D 灼烧加热,4、酵母菌的活化是指A 让酵母细胞恢复运动状态B 让酵母细胞在缺水状态下更容易休眠C 让酵母细胞内酶活性加倍D 让处于休眠状态的酵母细胞重新恢复正常的生活状态,5、细胞固定化技术与酶固定化技术相比,所具备的特点是A 成本更低、操作更容易、不能连续性生产B 成本更高、操作更难、不能连续性生产C 成本更低、操作更容易、能连续性生产D 成本更低、操作更难、能连续性生产,

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