2015-2016学年 4.3《酵母细胞的固定化》课件.ppt

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1、专题4酶的研究与应用课题3酵母细胞的固定化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酵；3．知道固定化酶的实例。通过以“酶是用来干什么的”为背景材料，回顾必修一有关酶的知识，设计问题，导入新课。首先讲解固定化酶的应用实例，熟悉固定化酶的反应柱示意图，了解固定化酶的优点，引出固定化细胞技术，步步深入，最后以酵母细胞为例讲解细胞的固定化过程。在讲解固定化酶的应用实例中，已果糖的制备为切入点讲解固定化酶反应柱，固定化细胞技术是本节的重难点，其中以熟悉的酵母细胞为例来学习实验的过程。先讲解酵母细胞的活化，

2、及加热使海藻酸钠溶化并注意控制海藻酸钠浓度，然后制备凝胶珠及其检测。在教学中辅以视频播放，更生动的学习整个实验过程。酶是用来干什么的1.酶的概念、特性、影响酶活性的因素、应用。2.加酶洗衣粉中常用的酶制剂有哪些？这些酶能直接加入洗衣粉吗？3.酶制剂的使用有哪些优缺点？一、固定化酶的应用实例1.利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例（1）高果糖浆的生产需要葡萄糖异构酶（2）葡萄糖异构酶的优点稳定性好、可以持续发挥作用在生产中直接使用酶有什么缺点？2.固定化酶的反应柱示意图3.固定化酶在生产实践中的优点反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和

3、质量。二、固定化细胞技术1.将酶或细胞固定化的方法将酶（或细胞）包埋在细微网格里将酶（或细胞）相互连接起来将酶（或细胞）吸附在载体表面上2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别联系：区别：1）固定化细胞技术操作容易，成本低,容易回收；2）固定化细胞技术对酶活性影响更小；3）固定化细胞固定的一系列酶；4）由于大分子难以通过细胞膜，因此固定化细胞的应用有一定的限制。应用相同，都能催化某些反应3.固定化酶和固定化细胞常用的载体材料明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等，其共同的特点是不溶于水的多孔性载体。一、制备固定化酵母细胞实验操作1.酵母细胞的活化2

4、.配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl23.配制海藻酸钠的溶液4.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合5.固定化酵母细胞二、用固定化酵母细胞发酵1.将固定化的酵母细胞（凝胶珠）用蒸馏水冲洗2到3次2.将150ml质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200ml的锥形瓶,再加入固定好的酵母细胞,置于25摄氏度下发酵24h。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。酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.5～1h，教师需要提前做好准备。此外，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

5、母细胞的活化液溢出容器外。1.酵母细胞的活化2.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，涉及到实验的成败，教师一定要提醒学生按照教材的提示进行操作。海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量。如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少，影响实验效果。3.刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法。一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易

6、弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。类型优点不足直接使用酶催化效率高；低能耗；低污染等。易失活；难回收，成本高；酶混合在产物中可能影响产品质量。固定化酶既能与反应物接触，又能与反应物分离；可重复利用一种酶只能催化一种或一类反应，而生产中很多产物需一系列酶促反应才能得到。固定化细胞成本低；操作更容易大分子物质难以自由通过细胞膜使应用受到某些限制。1.直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化细胞催化反应，各有哪些优点与不足？2.固定化酶和固定化细胞技术有哪些？各有什么优缺点？固定化细胞常用的载体有哪些？有包埋法、化学结合法和物理吸附法。固定化酶分子小更适合采用化

7、学结合法和物理吸附法，用包埋法却容易从包埋材料中漏出。固定化细胞因细胞大不易被吸附或结合适宜采用包埋法。常用载体：明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。3.固定化酶和固定化细胞的原理是什么？就是将酶固定在不溶于水的载体上，或者将微生物细胞均匀地包埋于不溶于水的多孔性载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用的技术。酵母细胞的固定化1．下列有关固定化技术的叙述，正确的是（）A．固定化酶只是在细胞内才能发挥作用B．固定化酶能提高酶的利用率C．酶的固定是酶分离纯化的常用方法D．固定化酶的固定化方式就是吸附在

8、固体表面上B2．固定化细胞技术不包括（）A．包埋法B．化学结合化C．物理法D．生