酵母細胞的固定化課件詳解

酵母細胞的固定化課件詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有45頁\編輯于星期六優(yōu)選酵母細胞的固定化課件現(xiàn)在是2頁\一共有45頁\編輯于星期六

在食品、化工、輕紡、醫(yī)藥等領域大規(guī)模使用酶制劑，說明酶制劑使用有很多優(yōu)點，你能舉出一些例子嗎？催化效率高、低能耗、低污染等。但是從剛才的問題中，我們還可以發(fā)現(xiàn)酶制劑也存在著一些缺點，你能找到嗎？現(xiàn)在是3頁\一共有45頁\編輯于星期六酶制劑存在的缺陷：

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、反應后會混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)在是4頁\一共有45頁\編輯于星期六如果你是工程技術(shù)人員，你如何解決這個問題？現(xiàn)在是5頁\一共有45頁\編輯于星期六專題4酶的研究與應用課題3酵母細胞的固定化現(xiàn)在是6頁\一共有45頁\編輯于星期六優(yōu)點：摧化效率高，低耗能，低污染實際問題：①對環(huán)境條件敏感，易失活；②溶液中的酶很難收回，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；③反應后酶混在產(chǎn)物中，如不去除，會影響產(chǎn)品的品質(zhì)

設想：將酶固定在不容于水的載體上課題背景如何解決？現(xiàn)在是7頁\一共有45頁\編輯于星期六優(yōu)點：酶即能與反應物接觸，又容易與反應物分離，同時，還可以反復利用實際問題：一種酶只能催化一種化學反應，而在生產(chǎn)實踐中，很多產(chǎn)物的形成都是通過一系列的酶促反應才能完成的

設想：酶是細胞合成的，能否將合成酶的細胞直接固定？固定化細胞（操作簡單，成本更低）固定化酶(利用物理或化學方法將細胞固定在一定空間內(nèi))現(xiàn)在是8頁\一共有45頁\編輯于星期六閱讀P49-50，并思考：1、什么是高果糖漿？使用它有何好處？2、生產(chǎn)高果糖漿需要什么酶？其作用是什么？這種酶有何特點？3、了解高果糖漿生產(chǎn)過程。一、固定化酶的應用實例現(xiàn)在是9頁\一共有45頁\編輯于星期六1、高果糖漿高果糖漿是果糖含量為42%左右的糖漿。作為蔗糖的替代品，高果糖漿不會像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病，對人的健康有利?，F(xiàn)在是10頁\一共有45頁\編輯于星期六2、用到的酶生產(chǎn)高果糖漿需要葡萄糖異構(gòu)酶；其作用是將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖；這種酶穩(wěn)定性好，可持續(xù)發(fā)揮作用。你能寫出果糖的分子式嗎?它屬于什么糖?C6H12O6單糖現(xiàn)在是11頁\一共有45頁\編輯于星期六3、固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的圖示：注意反應柱的各部分名稱。你能說出反應柱的優(yōu)點嗎？現(xiàn)在是12頁\一共有45頁\編輯于星期六反應柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。優(yōu)點：現(xiàn)在是13頁\一共有45頁\編輯于星期六生產(chǎn)流程含淀粉的漿液α-淀粉酶糊精糖化酶葡萄糖葡萄糖異構(gòu)酶葡萄糖的異構(gòu)化42%～45%轉(zhuǎn)化成果糖果葡糖漿果糖和葡萄糖分離葡萄糖再次異構(gòu)化反復多次果糖含量70%～90%高果糖漿現(xiàn)在是14頁\一共有45頁\編輯于星期六練習：1、下列說法不正確的是（）A、葡萄糖與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成的是果糖B、從固定化酶反應柱下端流出的是果糖C、高果糖漿不會像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病D、酶溶解于葡萄糖溶液，可以從糖漿中回收D現(xiàn)在是15頁\一共有45頁\編輯于星期六2、研究認為，用固定化酶技術(shù)處理污染物是很有前途的。如將從大腸桿菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龍膜上制成制劑，可以用來降解殘留在土壤中的有機磷農(nóng)藥，與用微生物降解相比，其作用不需要適宜的（）A、溫度B、PHC、水分D、營養(yǎng)D現(xiàn)在是16頁\一共有45頁\編輯于星期六

在生產(chǎn)實際中使用固定化酶技術(shù)有無不足?如有不足,怎么辦?有。一種酶只能催化一種化學反應，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才能進行，所以操作比較麻煩。可采用固定化細胞技術(shù)?，F(xiàn)在是17頁\一共有45頁\編輯于星期六二、固定化細胞技術(shù)1、概念：利用物理或化學方法將細胞固定在一定空間的技術(shù)。細胞中含有一系列酶，在細胞正常生命活動的過程中，通過代謝產(chǎn)生所需要的代謝產(chǎn)物。閱讀P50：思考第二段的問題現(xiàn)在是18頁\一共有45頁\編輯于星期六2.將酶或細胞固定化的方法將酶（或細胞）包埋在細微網(wǎng)格里將酶（或細胞）相互連接起來將酶（或細胞）吸附在載體表面上包埋法化學結(jié)合法吸附法現(xiàn)在是19頁\一共有45頁\編輯于星期六酶和細胞固定方法的選擇①酶適合采用化學結(jié)合和物理吸附法固定②細胞適合采用包埋法固定（1）、方法（2）、原因①細胞個大，酶分子很小②個體大的細胞難以被吸附或結(jié)合而個小的酶容易從包埋的材料中漏出現(xiàn)在是20頁\一共有45頁\編輯于星期六3、固定化細胞常用的載體常用的不溶于水的多孔性載體有哪些？明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等

現(xiàn)在是21頁\一共有45頁\編輯于星期六練習：1.使用固定化細胞的優(yōu)點是()。A.能催化大分子物質(zhì)的水解B.可催化一系列化學反應C.與反應物易接近D.有利于酶在細胞外發(fā)揮作用B現(xiàn)在是22頁\一共有45頁\編輯于星期六2、如果反應物是大分子物質(zhì)，采用那種方法催化受限制()。A．直接使用酶B．使用化學方法結(jié)合的酶C．使用固定化細胞D．使用物理吸附法固定的酶C現(xiàn)在是23頁\一共有45頁\編輯于星期六3、下列關于酶和細胞的固定敘述不正確的是()。A．酶分子很小，易采用包埋法B．酶分子很小，易采用化學結(jié)合或物理吸附法固定的酶C．細胞個大，難被吸附或結(jié)合D．細胞易采用包埋法固定A現(xiàn)在是24頁\一共有45頁\編輯于星期六4、固定化細胞對酶的活性影響最小，根本原因是()。A．避免了細胞破碎、酶的提取純化過程B．固定化細胞在多種酶促反應中連續(xù)發(fā)揮作用C．促化反應結(jié)束后，能被吸收和重復利用D．細胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細胞內(nèi)化學反應中有效的發(fā)揮作用D現(xiàn)在是25頁\一共有45頁\編輯于星期六三、實驗操作（一）制備固定化酵母細胞閱讀P50~51思考下列問題：（1）制備過程包括哪幾個步驟？（2）你認為哪個步驟的操作是最重要的一環(huán)？（3）各步驟應當分別注意什么問題？現(xiàn)在是26頁\一共有45頁\編輯于星期六1、酵母細胞的活化思考：關于酵母菌你有哪些知識？什么是活化？怎樣活化？應注意什么？現(xiàn)在是27頁\一共有45頁\編輯于星期六現(xiàn)在是28頁\一共有45頁\編輯于星期六活化：讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復正常的生活狀態(tài)；本質(zhì)：加快新陳代謝；方法：加入適量的水。你能說出理由嗎？現(xiàn)在是29頁\一共有45頁\編輯于星期六取1g干酵母，放入50ml的小燒杯中，加入蒸餾水10ml，用玻璃棒攪拌，使酵母細胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右使其活化現(xiàn)在是30頁\一共有45頁\編輯于星期六思考：

你認為酵母的活化操作有哪些注意事項？1、所用容器要大一些；2、要保證酵母菌的活性；3、物種要單一；4、注意水的用量。現(xiàn)在是31頁\一共有45頁\編輯于星期六2、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液稱取無水Cacl20.83g。放入200mL的燒杯中，加入150mL的蒸餾水，使其充分溶解，待用?，F(xiàn)在是32頁\一共有45頁\編輯于星期六3、配制海藻酸鈉溶液現(xiàn)在是33頁\一共有45頁\編輯于星期六操作：稱取0.7g海藻酸鈉，放入50mL小燒杯中.加人10mL水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，將海藻酸鈉調(diào)成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾水定容至10mL。注意，加熱時要用小火，或者間斷加熱，反復幾次，直到海藻酸鈉溶化為止現(xiàn)在是34頁\一共有45頁\編輯于星期六加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及到實驗的成敗，一定要按照教材的提示進行操作。海藻酸鈉的濃度涉及到固定化細胞的質(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胞的數(shù)目少，影響實驗效果。應當注意什么問題？現(xiàn)在是35頁\一共有45頁\編輯于星期六4、海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的醉母細胞，進行充分攪拌，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。為什么海藻酸鈉溶液要冷卻？現(xiàn)在是36頁\一共有45頁\編輯于星期六現(xiàn)在是37頁\一共有45頁\編輯于星期六5、固定化酵母細胞

以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的Cacl2溶液中，觀察液滴在Cacl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在Cacl2溶液中浸泡30min左右。

現(xiàn)在是38頁\一共有45頁\編輯于星期六現(xiàn)在是39頁\一共有45頁\編輯于星期六課后思考：檢驗凝膠珠的質(zhì)量是否合格，有哪些方法？如何用固定的酵母細胞進行酒精發(fā)酵？如果凝膠珠的質(zhì)量不合格，對之后的酒精發(fā)酵有怎樣的影響？現(xiàn)在是40頁\一共有45頁\編輯于星期六練習:1、制備固定化酵母細胞的過程中錯誤的是（）A、取干酵母，加入蒸餾水，使其活化B、配制海藻酸鈉時，加熱用大火，直到海藻酸鈉溶化為止C、將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的酵母細胞D、將凝膠珠在Cacl2溶液中浸泡30min左右B現(xiàn)在是41頁\一共有45頁\編輯于星期六2、下列敘述不正確的是（

）A、從操作角度來考慮，固定化細胞比固定化酶容易B、固定化細胞比固定化酶對酶的活性影響更小C、固定化細胞固定的是一種酶D、將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反應應選擇固定化細胞技術(shù)C現(xiàn)在是42頁\一共有45頁\編輯于星期六

剛形成的凝膠珠應在CaCl2溶液中浸泡一段時間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。檢驗凝膠珠的質(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，就表明凝膠珠的制作成功。二是在實驗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?，F(xiàn)在是43頁\一共有45頁\編輯于星期