酵母細(xì)胞的固定化(同名1306)課件

思考：通過(guò)課題背景分析，你有何體會(huì)？酶：優(yōu)點(diǎn)：催化效率高，低耗能，低污染

實(shí)際問(wèn)題：對(duì)環(huán)境條件敏感，易失活；溶液中的酶很難收回，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；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：將酶固定在不溶于水的載體上固定化酶：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(wèn)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(guò)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：成本低，操作更容易1整理版ppt思考：通過(guò)課題背景分析，你有何體會(huì)？酶：優(yōu)點(diǎn)：催化效率高，課題3

酵母細(xì)胞的固定化

2整理版ppt課題32整理版ppt【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.舉例說(shuō)明固定化技術(shù)的種類及應(yīng)用。2.比較直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的異同點(diǎn)。3.初步學(xué)會(huì)制備固定化酵母細(xì)胞并用其進(jìn)行酒精發(fā)酵。3整理版ppt【學(xué)習(xí)目標(biāo)】3整理版ppt【自主預(yù)習(xí)】一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例——生產(chǎn)高果糖漿1.生產(chǎn)高果糖漿的原理:葡萄糖果糖。葡萄糖異構(gòu)酶4整理版ppt【自主預(yù)習(xí)】葡萄糖異構(gòu)酶4整理版ppt2.傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的優(yōu)缺點(diǎn):(1)優(yōu)點(diǎn):_______好,能持續(xù)發(fā)揮作用。(2)缺點(diǎn)。①酶通常對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條件非常_____,容易_____。穩(wěn)定性敏感失活5整理版ppt2.傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的優(yōu)缺點(diǎn):穩(wěn)定性敏感失活5整理版ppt②溶液中的酶很難回收,不能___________,提高了生產(chǎn)成本。③反應(yīng)后會(huì)混在_____中,可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。被再次利用產(chǎn)物6整理版ppt②溶液中的酶很難回收,不能___________,提高了生產(chǎn)3.使用固定化酶的生產(chǎn)原理:(1)制備固定化酶:將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀的_____上。(2)制備固定化酶反應(yīng)柱:將這些酶顆粒裝入_______中,柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。(3)酶與反應(yīng)液分離的原理:_______無(wú)法通過(guò)篩板上的小孔,而_________可以自由出入。載體反應(yīng)柱酶顆粒反應(yīng)溶液7整理版ppt3.使用固定化酶的生產(chǎn)原理:載體反應(yīng)柱酶顆粒反應(yīng)溶液7整理版4.生產(chǎn)操作:(1)將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的_____注入。(2)使葡萄糖溶液流過(guò)反應(yīng)柱,與___________________接觸。(3)轉(zhuǎn)化成的果糖從反應(yīng)柱的_____流出。上端固定化葡萄糖異構(gòu)酶下端8整理版ppt4.生產(chǎn)操作:上端固定化葡萄糖異構(gòu)酶下端8整理版ppt二、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)1.概念:利用_____或_____方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。物理化學(xué)9整理版ppt二、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)物理化學(xué)9整理版ppt方法原理適用對(duì)象包埋法將聚合物的單體與酶溶液混合，再借助于聚合助進(jìn)劑(包括交聯(lián)劑)的作用進(jìn)行聚合，酶被包埋在聚合物中以達(dá)到固定化酶或細(xì)胞化學(xué)結(jié)合法酶蛋白的側(cè)鏈基團(tuán)和載體表面上的功能基團(tuán)之間形成共價(jià)鍵而固定的方法酶物理吸附法通過(guò)氫鍵、疏水作用和π電子親和力等物理作用，將酶固定于水不溶載體上。從而制成固定化酶酶10整理版ppt方法原理適用對(duì)象包埋法將聚合物的單體與酶溶液混合，再2.常用方法:序號(hào)固定方法固定對(duì)象圖例①_____法固定化_____②_________法固定化___③_________法固定化___包埋細(xì)胞化學(xué)結(jié)合酶物理吸附酶11整理版ppt2.常用方法:序號(hào)固定方法固定對(duì)象圖例①_____法固定化_課堂討論：

1．從操作角度來(lái)考慮，你認(rèn)為固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)胞技術(shù)哪一種方法更容易？哪一種方法對(duì)酶活性的影響更小？2．固定化細(xì)胞固定的是一種酶還是一系列酶？3．如果想將微生物的發(fā)酵過(guò)程變成連續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)該選擇哪種方法？4．如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，又應(yīng)該選擇哪種方法？固定化細(xì)胞技術(shù)。因?yàn)楣潭ɑ?xì)胞保證了細(xì)胞的完整性，酶環(huán)境改變小，對(duì)其活性影響小。固定化細(xì)胞固定的是一系列酶固定化細(xì)胞技術(shù)固定化酶技術(shù)12整理版ppt課堂討論：1．從操作角度來(lái)考慮，你認(rèn)為固定化酶技術(shù)與固定化一、直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較比較項(xiàng)目直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞酶的種類一種或幾種一種一系列酶制作方法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法包埋法是否需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)否否是催化反應(yīng)單一或多種單一一系列13整理版ppt一、直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較比較項(xiàng)目直接固定化比較項(xiàng)目直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞反應(yīng)底物各種物質(zhì)(大分子、小分子)各種物質(zhì)(大分子、小分子)小分子優(yōu)點(diǎn)催化效率高、低耗能、低污染等被固定的酶可重復(fù)使用成本低,操作更容易,可以催化一系列化學(xué)反應(yīng)缺點(diǎn)①酶不能回收利用,增加了生產(chǎn)成本②酶混在產(chǎn)物中影響產(chǎn)品質(zhì)量一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)固定后的細(xì)胞與反應(yīng)物不容易接近,尤其是大分子物質(zhì),可能導(dǎo)致反應(yīng)效率下降等14整理版ppt比較項(xiàng)目直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞反應(yīng)底物各種物質(zhì)(大分子三、實(shí)驗(yàn)操作1.制備固定化酵母細(xì)胞:(1)固定方法:_______。(2)常用載體:一些不溶于水的_______載體,如_____、瓊脂糖、_________、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。包埋法多孔性明膠海藻酸鈉15整理版ppt三、實(shí)驗(yàn)操作包埋法多孔性明膠海藻酸鈉15整理版ppt三、固定化酵母細(xì)胞的制備及發(fā)酵(3).實(shí)驗(yàn)操作流程：酵母細(xì)胞的活化：稱取干酵母放入小燒杯中，加入_______使其活化。↓配制CaCl2溶液：稱取無(wú)水CaCl2放入燒杯中，加入_______，使其充分溶解。↓蒸餾水蒸餾水16整理版ppt三、固定化酵母細(xì)胞的制備及發(fā)酵蒸餾水蒸餾水16整理版ppt配制海藻酸鈉溶液：要用___________加熱的方法。(影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟)↓海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合：先將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至_____，再加入已活化的酵母細(xì)胞。↓固定化酵母細(xì)胞：將混合物滴在_____溶液中形成凝膠珠。小火或間斷室溫CaCl217整理版ppt配制海藻酸鈉溶液：要用___________加熱的方法。(影2.用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵:將固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用_______沖洗2～3次↓將150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的_______溶液轉(zhuǎn)移到錐形瓶中↓加入固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)蒸餾水葡萄糖18整理版ppt2.用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵:蒸餾水葡萄糖18整理版ppt↓置于25℃下發(fā)酵24h↓發(fā)現(xiàn)有_____產(chǎn)生,同時(shí)有酒味散發(fā)氣泡19整理版ppt↓氣泡19整理版ppt3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(1)凝膠珠的顏色和形狀：淺黃色的圓形或橢圓形。(2)發(fā)酵現(xiàn)象有_____產(chǎn)生聞到有_____氣泡酒味20整理版ppt3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果：有_____產(chǎn)生氣泡酒味20整理版ppt試劑或操作作用或目的海藻酸鈉作為載體包埋酵母細(xì)胞CaCl2使海藻酸鈉膠體發(fā)生聚沉，形成凝膠珠。用蒸餾水沖洗凝膠珠洗去CaCl2和雜菌21整理版ppt試劑或操作作用或目的海藻酸鈉作為載體包埋酵母細(xì)胞CaCl2使配制海藻酸鈉溶液為什么是固定化酵母細(xì)胞的關(guān)鍵？提示：因?yàn)槿绻Ｔ逅徕c濃度過(guò)高，將很難形成凝膠珠;如果濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)量少，也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。

22整理版ppt配制海藻酸鈉溶液為什么是固定化酵母細(xì)胞的關(guān)鍵？22整理版pp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：一是擠壓法用鑷子夾起一個(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(méi)有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。二是摔打法在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。23整理版ppt剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間，以便這一階段成功與否呢？怎樣評(píng)價(jià)？觀察凝膠珠的顏色和形狀:如果制作的凝膠珠顏色過(guò)淺、呈白色，說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。24整理版ppt這一階段成功與否呢？怎樣評(píng)價(jià)？觀察凝膠珠的顏色和形狀:24整思考：通過(guò)課題背景分析，你有何體會(huì)？酶：優(yōu)點(diǎn)：催化效率高，低耗能，低污染

實(shí)際問(wèn)題：對(duì)環(huán)境條件敏感，易失活；溶液中的酶很難收回，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；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：將酶固定在不溶于水的載體上固定化酶：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(wèn)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(guò)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：成本低，操作更容易25整理版ppt思考：通過(guò)課題背景分析，你有何體會(huì)？酶：優(yōu)點(diǎn)：催化效率高，課題3

酵母細(xì)胞的固定化

26整理版ppt課題32整理版ppt【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.舉例說(shuō)明固定化技術(shù)的種類及應(yīng)用。2.比較直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的異同點(diǎn)。3.初步學(xué)會(huì)制備固定化酵母細(xì)胞并用其進(jìn)行酒精發(fā)酵。27整理版ppt【學(xué)習(xí)目標(biāo)】3整理版ppt【自主預(yù)習(xí)】一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例——生產(chǎn)高果糖漿1.生產(chǎn)高果糖漿的原理:葡萄糖果糖。葡萄糖異構(gòu)酶28整理版ppt【自主預(yù)習(xí)】葡萄糖異構(gòu)酶4整理版ppt2.傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的優(yōu)缺點(diǎn):(1)優(yōu)點(diǎn):_______好,能持續(xù)發(fā)揮作用。(2)缺點(diǎn)。①酶通常對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條件非常_____,容易_____。穩(wěn)定性敏感失活29整理版ppt2.傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的優(yōu)缺點(diǎn):穩(wěn)定性敏感失活5整理版ppt②溶液中的酶很難回收,不能___________,提高了生產(chǎn)成本。③反應(yīng)后會(huì)混在_____中,可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。被再次利用產(chǎn)物30整理版ppt②溶液中的酶很難回收,不能___________,提高了生產(chǎn)3.使用固定化酶的生產(chǎn)原理:(1)制備固定化酶:將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀的_____上。(2)制備固定化酶反應(yīng)柱:將這些酶顆粒裝入_______中,柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。(3)酶與反應(yīng)液分離的原理:_______無(wú)法通過(guò)篩板上的小孔,而_________可以自由出入。載體反應(yīng)柱酶顆粒反應(yīng)溶液31整理版ppt3.使用固定化酶的生產(chǎn)原理:載體反應(yīng)柱酶顆粒反應(yīng)溶液7整理版4.生產(chǎn)操作:(1)將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的_____注入。(2)使葡萄糖溶液流過(guò)反應(yīng)柱,與___________________接觸。(3)轉(zhuǎn)化成的果糖從反應(yīng)柱的_____流出。上端固定化葡萄糖異構(gòu)酶下端32整理版ppt4.生產(chǎn)操作:上端固定化葡萄糖異構(gòu)酶下端8整理版ppt二、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)1.概念:利用_____或_____方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。物理化學(xué)33整理版ppt二、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)物理化學(xué)9整理版ppt方法原理適用對(duì)象包埋法將聚合物的單體與酶溶液混合，再借助于聚合助進(jìn)劑(包括交聯(lián)劑)的作用進(jìn)行聚合，酶被包埋在聚合物中以達(dá)到固定化酶或細(xì)胞化學(xué)結(jié)合法酶蛋白的側(cè)鏈基團(tuán)和載體表面上的功能基團(tuán)之間形成共價(jià)鍵而固定的方法酶物理吸附法通過(guò)氫鍵、疏水作用和π電子親和力等物理作用，將酶固定于水不溶載體上。從而制成固定化酶酶34整理版ppt方法原理適用對(duì)象包埋法將聚合物的單體與酶溶液混合，再2.常用方法:序號(hào)固定方法固定對(duì)象圖例①_____法固定化_____②_________法固定化___③_________法固定化___包埋細(xì)胞化學(xué)結(jié)合酶物理吸附酶35整理版ppt2.常用方法:序號(hào)固定方法固定對(duì)象圖例①_____法固定化_課堂討論：

1．從操作角度來(lái)考慮，你認(rèn)為固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)胞技術(shù)哪一種方法更容易？哪一種方法對(duì)酶活性的影響更??？2．固定化細(xì)胞固定的是一種酶還是一系列酶？3．如果想將微生物的發(fā)酵過(guò)程變成連續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)該選擇哪種方法？4．如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，又應(yīng)該選擇哪種方法？固定化細(xì)胞技術(shù)。因?yàn)楣潭ɑ?xì)胞保證了細(xì)胞的完整性，酶環(huán)境改變小，對(duì)其活性影響小。固定化細(xì)胞固定的是一系列酶固定化細(xì)胞技術(shù)固定化酶技術(shù)36整理版ppt課堂討論：1．從操作角度來(lái)考慮，你認(rèn)為固定化酶技術(shù)與固定化一、直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較比較項(xiàng)目直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞酶的種類一種或幾種一種一系列酶制作方法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法包埋法是否需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)否否是催化反應(yīng)單一或多種單一一系列37整理版ppt一、直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較比較項(xiàng)目直接固定化比較項(xiàng)目直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞反應(yīng)底物各種物質(zhì)(大分子、小分子)各種物質(zhì)(大分子、小分子)小分子優(yōu)點(diǎn)催化效率高、低耗能、低污染等被固定的酶可重復(fù)使用成本低,操作更容易,可以催化一系列化學(xué)反應(yīng)缺點(diǎn)①酶不能回收利用,增加了生產(chǎn)成本②酶混在產(chǎn)物中影響產(chǎn)品質(zhì)量一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)固定后的細(xì)胞與反應(yīng)物不容易接近,尤其是大分子物質(zhì),可能導(dǎo)致反應(yīng)效率下降等38整理版ppt比較項(xiàng)目直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞反應(yīng)底物各種物質(zhì)(大分子三、實(shí)驗(yàn)操作1.制備固定化酵母細(xì)胞:(1)固定方法:_______。(2)常用載體:一些不溶于水的_______載體,如_____、瓊脂糖、_________、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。包埋法多孔性明膠海藻酸鈉39整理版ppt三、實(shí)驗(yàn)操作包埋法多孔性明膠海藻酸鈉15整理版ppt三、固定化酵母細(xì)胞的制備及發(fā)酵(3).實(shí)驗(yàn)操作流程：酵母細(xì)胞的活化：稱取干酵母放入小燒杯中，加入_______使其活化?！渲艭aCl2溶液：稱取無(wú)水CaCl2放入燒杯中，加入_______，使其充分溶解?！麴s水蒸餾水40整理版ppt三、固定化酵母細(xì)胞的制備及發(fā)酵蒸餾水蒸餾水16整理版ppt配制海藻酸鈉溶液：要用___________加熱的方法。(影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟)↓海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合：先將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至_____，再加入已活化的酵母細(xì)胞。↓固定化酵母細(xì)胞：將混合物滴在_____溶液中形成凝膠珠。小火或間斷室溫CaCl241整理版ppt配制海藻酸鈉溶液：要用___________加熱的方法。(影2.用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵:將固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用_______沖洗2～3次↓將150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的_______溶液轉(zhuǎn)移到錐形瓶中↓加入固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)蒸餾水葡萄糖42整理版ppt2.用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵:蒸餾水葡萄糖18整理版ppt↓置于25℃下發(fā)酵24h↓發(fā)現(xiàn)有_____產(chǎn)生,同時(shí)有酒味散發(fā)氣泡43整理版p