選修一《酵母細(xì)胞的固定化》課件

1、 專題專題4 酶的研究與應(yīng)用酶的研究與應(yīng)用課題課題3 酵母細(xì)胞的固定化酵母細(xì)胞的固定化. . . 1 1說出固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理；說出固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理；2 2嘗試制備固定化酵母細(xì)胞，并利用固定化嘗試制備固定化酵母細(xì)胞，并利用固定化 酵母酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵；細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵；3 3知道固定化酶的實(shí)例。知道固定化酶的實(shí)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(guān)酶的知識(shí)，設(shè)計(jì)問題，導(dǎo)入新課。首先講解固定化酶的應(yīng)關(guān)酶的知識(shí)，設(shè)計(jì)問題，導(dǎo)入新課。首先講解固定化酶的應(yīng)用實(shí)例，熟悉固定化酶的反應(yīng)柱示意圖，了

2、解固定化酶的優(yōu)用實(shí)例，熟悉固定化酶的反應(yīng)柱示意圖，了解固定化酶的優(yōu)點(diǎn)，引出固定化細(xì)胞技術(shù)，步步深入，最后以酵母細(xì)胞為例點(diǎn)，引出固定化細(xì)胞技術(shù)，步步深入，最后以酵母細(xì)胞為例講解細(xì)胞的固定化過程。講解細(xì)胞的固定化過程。 在講解固定化酶的應(yīng)用實(shí)例中，已果糖的制備為切入點(diǎn)講在講解固定化酶的應(yīng)用實(shí)例中，已果糖的制備為切入點(diǎn)講解固定化酶反應(yīng)柱，固定化細(xì)胞技術(shù)是本節(jié)的重難點(diǎn)，其中解固定化酶反應(yīng)柱，固定化細(xì)胞技術(shù)是本節(jié)的重難點(diǎn)，其中以熟悉的酵母細(xì)胞為例來學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的過程。先講解酵母細(xì)胞以熟悉的酵母細(xì)胞為例來學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的過程。先講解酵母細(xì)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(xué)中輔以視頻播放，更生動(dòng)然后制備凝膠珠及其檢測。在教學(xué)中輔以視頻播放，更生動(dòng)的學(xué)習(xí)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。的學(xué)習(xí)整個(gè)實(shí)驗(yàn)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(yīng)用。酶的概念、特性、影響酶活性的因素、應(yīng)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(diǎn)？酶制劑的使用有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？. . . 一、固定化酶一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例的應(yīng)用實(shí)例1.1.利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的實(shí)例

4、利用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的實(shí)例（1）高果糖漿的生產(chǎn)需要葡萄糖異構(gòu)葡萄糖異構(gòu)酶（2）葡萄糖異構(gòu)酶的優(yōu)點(diǎn)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(chǎn)中直接使用酶有什么缺點(diǎn)？. . . 2.2.固定化酶的反應(yīng)柱示意圖固定化酶的反應(yīng)柱示意圖3.3.固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)固定化酶在生產(chǎn)實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn) 反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。. . . 二、固定化細(xì)胞二、固定化細(xì)胞技術(shù)技術(shù)1.1.將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶或細(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）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）相互連接起來將酶（或細(xì)

5、胞）吸附在載體表面上將酶（或細(xì)胞）吸附在載體表面上. . . 2.2.固定化酶和固定化細(xì)胞的聯(lián)系與區(qū)別固定化酶和固定化細(xì)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(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)酶活性影響更小；3）固定化細(xì)胞固定的一系列酶；4）由于大分子難以通過細(xì)胞膜，因此固定化細(xì) 胞的應(yīng)用有一定的限制。應(yīng)用相同，都能催化某些反應(yīng)3.3.固定化酶和固定化細(xì)胞常用的載體材料固定化酶和固定化細(xì)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(diǎn)是不溶于水的多孔性載體。. . . 一、制備一、制備固定化酵母細(xì)胞固定化酵母細(xì)胞實(shí)驗(yàn)操作 1.酵母

6、細(xì)胞的活化 2.配制物質(zhì)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(xì)胞混合5.固定化酵母細(xì)胞二、用二、用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵1.將固定化的酵母細(xì)胞（凝膠珠）用蒸餾水沖洗2到3次 2.將150ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到200ml的 錐形瓶,再加入固定好的酵母細(xì)胞,置于25攝氏度下 發(fā)酵24h。. . . 在缺水的狀態(tài)下，微生物會(huì)處于休眠狀態(tài)。活化就是讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。酵母細(xì)胞所需要的活化時(shí)間較短，一般需要0.51 h，教師需要提前做好準(zhǔn)備。此外，酵母細(xì)胞活化時(shí)體積會(huì)變大，因此活化前應(yīng)該選擇體積足夠大

7、的容器，以避免酵母細(xì)胞的活化液溢出容器外。 1.酵母細(xì)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(shí)驗(yàn)的 成敗，教師一定要提醒學(xué)生按照教材的提示進(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。. . . 3.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)構(gòu)。檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下 列方法。一是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D 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(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(chǎn)物中可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。固定化酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物分離；可重復(fù)利用一種酶只能催化一種或一類反應(yīng)，而生產(chǎn)中很多產(chǎn)物需一系列酶促反應(yīng)才能得到。固定化細(xì)胞成本低；操作更容易大分子物質(zhì)難以自由通過細(xì)胞膜使應(yīng)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(xì)胞催 化反應(yīng)，各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足？. . . 2.固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)有哪些？各有什么優(yōu) 缺點(diǎn)？固定化細(xì)胞常用的載體有哪些？有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。固定化酶分子小更適合采用化學(xué)結(jié)

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(xì)胞因細(xì)胞大不易被 吸附或結(jié)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(xì)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(xì)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(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時(shí)，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用的技術(shù)。. . . 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B B2固定化細(xì)胞技術(shù)不包括（ ） A包埋法 B化學(xué)結(jié)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(xì)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>