4.3酵母细胞的固定化课件林凤.ppt

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1、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

2、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

3、：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

4、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

5、、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

6、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

7、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,