酵母細胞的固定化課件-高二下學(xué)期生物人教版選修1

在食品、化工、輕紡、醫(yī)藥等領(lǐng)域大規(guī)模使用酶制劑，說明酶制劑使用有很多優(yōu)點，你能舉出一些嗎？催化效率高、低能耗、低污染等生產(chǎn)中直接使用酶存在哪些問題？酶制劑存在的缺陷：1、通常對強酸、強堿、高溫和有機溶劑等條件非常敏感，容易失活；2、溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；3、反應(yīng)后會混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。(一)固定化酶的應(yīng)用實例——生產(chǎn)高果糖漿一、基礎(chǔ)知識(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，一個反應(yīng)柱可連續(xù)使用半年。(一)固定化酶的應(yīng)用實例一、基礎(chǔ)知識固定化酶技術(shù)的優(yōu)點：1.使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；2.固定在載體上的酶可以被反復(fù)使用。

一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實際中很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能進行，所以操作比較麻煩。可采用固定化細胞技術(shù)。1.將酶或細胞固定化的方法(二)固定化細胞技術(shù)一、基礎(chǔ)知識包埋法:將酶(或細胞)包埋在細微網(wǎng)格里

利用物理或化學(xué)方法將酶或細胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)化學(xué)結(jié)合法（交聯(lián)法）：

將酶(或細胞)相互連接起來吸附法：將酶(或細胞)吸附在載體表面上【比較】酶和細胞的固定方法和特點固定對象酶細胞適宜固定法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法包埋法特點體積小，固定一種酶體積大，固定一系列酶；難以化學(xué)結(jié)合和吸附所需條件適宜的溫度、pH適宜的溫度、pH、營養(yǎng)物質(zhì)2.固定化酶和固定化細胞的聯(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)固定化細胞技術(shù)操作容易，成本低，容易回收；2)固定化細胞技術(shù)對酶活性影響更??；3)固定化細胞固定的一系列酶；4)由于大分子難以通過細胞膜，因此固定化細胞的應(yīng)用有一定的限制；(二)固定化細胞技術(shù)一、基礎(chǔ)知識

固定化細胞時應(yīng)當(dāng)選用不溶于水的多孔性載體材料，如明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等(二)固定化細胞技術(shù)一、基礎(chǔ)知識3.固定化細胞的材料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)的過程?；罨侵甘裁矗?/p>

1g干酵母＋10mL蒸餾水→50mL燒杯→攪拌均勻→放置1h，使之活化。二、實驗操作(一)制備固定化酵母細胞（1）酵母細胞的活化

0.83gCaCl2＋150mL蒸餾水→200mL燒杯→溶解備用(一)制備固定化酵母細胞（2）配制CaCl2溶液（3）配制海藻酸鈉溶液

0.7g海藻酸＋10mL水→50mL燒杯→酒精燈小火（或間斷）加熱，并不斷攪拌，使之溶化→蒸餾水定容到10mL。二、實驗操作2.微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？1.海藻酸鈉溶液濃度要適宜，為什么？防止海藻酸鈉焦糊。濃度過高，很難形成凝膠珠；濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細胞數(shù)目少，影響實驗效果。將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入活化酵母細胞液，攪拌后吸入到注射器中。(一)制備固定化酵母細胞（4）海藻酸鈉溶液與酵母細胞的混合（5）固定化酵母細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。二、實驗操作1.CaCl2的作用？使膠體聚沉2.如何判斷固定化酵母細胞是否成功？觀察凝膠珠的顏色和形狀。若凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細胞數(shù)目較少；若凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗。檢驗?zāi)z珠：1、用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就說明凝膠珠制作成功。2、在實驗桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也表明制備的凝膠珠是成功的。(1)沖洗：將固定的酵母細胞凝膠珠用蒸餾水沖洗2～3次。(2)發(fā)酵：150mL10％葡萄糖＋固定化酵母細胞→200mL錐形瓶→密封→25℃發(fā)酵24h。(二)固定化酵母細胞的發(fā)酵二、實驗操作直接使用酶固定化酶固定化細胞酶的種類一種或幾種一種一系列酶常用載體無高嶺土、皂土、硅膠、凝膠明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺制作方法無化學(xué)結(jié)合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化營養(yǎng)物質(zhì)不需要不需要需要催化反應(yīng)單一或多種單一一系列反應(yīng)底物各種物質(zhì)各種物質(zhì)小分子物質(zhì)缺點①對環(huán)境