《酵母細(xì)胞的固定化》PPT課件

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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？你 知道嗎？ 酶制劑存在的缺陷： 1、通常對 等條件非常敏感，容易失活； 2、溶液中的酶很難回收，不能 被 ，提高了生產(chǎn)成本； 3、反應(yīng)后會混在產(chǎn)物中，可 能 。 強酸 、 強堿、高溫和有機溶劑 影響產(chǎn)品質(zhì)量 再次利用 如果你是工程技術(shù)人 員，領(lǐng)導(dǎo)要你解決這個 問題，你怎么辦？ 固定化酶技術(shù) 閱讀 P49獨立思考 3分鐘后小組合作討論： 1、解決酶應(yīng)用中存在問題的方法是？ 2、什么是高果糖漿？使用它有何好處？ 3、生產(chǎn)高果糖漿需要什么酶

2、？其作用是什么？ 這種酶有何特點？ 4、介紹一下反應(yīng)柱及其優(yōu)點 5、了解高果糖漿生產(chǎn)過程。 6、這種方法的優(yōu)點是什么？ （一）、固定化酶的應(yīng)用實例 一、基礎(chǔ)知識 一、基礎(chǔ)知識 （一）固定化酶的 應(yīng)用實例 總結(jié)：固定化酶技術(shù)的 優(yōu)點 ： 使酶既能與反應(yīng)物接觸， 又能與產(chǎn)物分離； 固定在載體上的酶可以 被反復(fù)利用。 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(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(xì)胞技術(shù) 。 概念：利用物理或化學(xué)方法將 酶 或 細(xì)胞 固定在一定空間的技術(shù)。 包

3、埋法 化學(xué) 結(jié)合法 物理吸附法 （二）固定化酶技術(shù)和固定化細(xì)胞技術(shù) 固定化酶 或者 固定化細(xì) 胞 分別適用哪 些方法？原因？ 適用于 固定化酶 適用于 固定化細(xì)胞 包埋法是指將微生物的細(xì)胞均勻包埋在不溶于水的多孔性 載體中 化學(xué)結(jié)合法是指將酶分子或細(xì)胞相互結(jié)合或?qū)⑵浣Y(jié)合 到載體上 物理吸附法是指將酶吸附到固體吸附劑的表面 思考？ 1從操作角度來考慮，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

4、定化細(xì)胞 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) 固定化細(xì)胞 規(guī)律總結(jié)： 固定化酶 酶的種類：一種 所需條件：適宜的溫度， PH值 固定化細(xì)胞 酶的種類：多種 所需條件：適宜的溫度， PH值，營養(yǎng) 物質(zhì) 練習(xí)： 1.使用固定化細(xì)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(xué)反應(yīng) C.與反應(yīng)物易接近 D.有利于酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用 B 2、研究認(rèn)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、 PH C

5、、水分 D、營養(yǎng) D 3. 關(guān)于固定化酶的敘述不正確的是 ( )。 A既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng) 物分離 B固定在載體上的酶可被反復(fù)利用 C可催化一系列反應(yīng) D酶的活性和穩(wěn)定性受到限制 C 二、實驗操作 酵母細(xì)胞的固定化 用什么方法對酵母細(xì)胞的固定化？ 包埋法常用哪些載體？ 思考： 包埋法 明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸 纖維素、聚丙烯酰胺等 三、實驗操作 （一）制備固定化酵母細(xì)胞 觀看視頻思考下列問題： （ 1）制備過程包括哪幾個步驟？ （ 2）你認(rèn)為哪個步驟的操作是最 重要的一環(huán)？ （ 3）各步驟應(yīng)當(dāng)分別注意什么問 題？ 二、實驗操作 酵母細(xì)胞的固定化 （ 1）酵母細(xì)胞的活化： 思考 1

6、活化是指什么？ 方法？ 思考 2 在活化酵母的過 程中要注意？ 1、酵母細(xì)胞活化時體積會變大， 所用容器要大一些，防止活化液溢出； 2、選用的干酵母有較強的活性且物種單一； 二、實驗操作 酵母細(xì)胞的固定化 （ 1）酵母細(xì)胞的活化： （ 2）配制 CaCl2溶液： 二、實驗操作 酵母細(xì)胞的固定化 （ 1）酵母細(xì)胞的活化： （ 2）配制 CaCl2溶液： （ 3）配制海藻酸鈉溶液： 是最重要的環(huán)節(jié)： 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 驗效果。 注意事項： 加熱時要用小火， 或者間斷加熱（目的？） （濃度要適宜？） 二、實驗操

7、作 酵母細(xì)胞的固定化 （ 1）酵母細(xì)胞的活化： （ 2）配制 CaCl2溶液： （ 3）配制海藻酸鈉溶液： （ 4） 海藻酸鈉溶液與 酵母細(xì)胞的混合： 必須將溶化的海藻酸鈉 溶液 冷卻至室溫 才能與 酵母細(xì)胞進行混合。 為什么？攪拌的目的？ 二、實驗操作 酵母細(xì)胞的固定化 （ 1）酵母細(xì)胞的活化： （ 2）配制 CaCl2溶液： （ 3）配制海藻酸鈉溶液： （ 4） 海藻酸鈉溶液與 酵母細(xì)胞的混合： （ 5） 固定化酵母細(xì)胞： CaCl2溶液的作用？所形成的 凝膠柱在 CaCl2溶液中浸泡的 目的？ 使膠體聚沉。形成穩(wěn)定 的結(jié)構(gòu) 如何判斷固定化酵母細(xì)胞是否成 功？ -觀察凝膠珠的 顏色 和 形

8、狀 若凝膠珠 顏色過淺 ，說 明海藻酸鈉的 濃度偏低 ， 固定的酵母細(xì)胞數(shù)目 較少 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，需要 再作嘗試 檢驗?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凝膠珠放在實 驗桌上用手?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。 三、實驗操作 用固定化酵母進行發(fā)酵 思考 發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封？ 思考 錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？ 思考 在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進行工業(yè)生 產(chǎn)的過程中，需要無菌

9、操作嗎？ 酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件。 酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生的。 需要。 這一階段成功與否呢？怎 樣評價？ 觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液； 利用固定的酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生 酒精，可以看到產(chǎn)生了很多氣 泡，同時會聞到酒味。 還有其他方法嗎？ 課堂總結(jié) 1、酶更適合采用 固定化，而 細(xì)胞多采用 固定化 2、制定固定化酵母細(xì)胞的步驟： 3、海藻酸鈉溶液濃度過高 ； 過低， 4、固定化酶固定的是 種酶，固定化細(xì) 胞固定的是 酶 練習(xí) : 1、制備固定化酵母細(xì)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

10、 溫，加入已活化的酵母細(xì)胞 D、將凝膠珠在 CaCl2溶液中浸泡 30 min 左右 B 2、下列關(guān)于酶和細(xì)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(xué)結(jié)合 或物理吸附法固定的酶 C細(xì)胞個大，難被吸附或結(jié)合 D細(xì)胞易采用包埋法固定 A 3、固定化細(xì)胞對酶的活性影響最小， 根本原因是 ( )。 A避免了細(xì)胞破碎、酶的提取純化 過程 B固定化細(xì)胞在多種酶促反應(yīng)中連 續(xù)發(fā)揮作用 C促化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重 復(fù)利用 D細(xì)胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細(xì)胞內(nèi) 化學(xué)反應(yīng)中有效的發(fā)揮作用 D 直接使用酶 固定化酶 固定化細(xì)胞 酶的種類 營養(yǎng)物質(zhì) 催化反應(yīng) 反應(yīng)底物 優(yōu)點 缺點 一種或多種 一種 不需要 不需要 需要 一種或多種 一種 一系列 一系列 大分子、小分子 大分子、小分子 小分子 催化效率高，低 耗能、低污染等 對環(huán)境條件敏感， 易失活 難回收，成本高 酶混在產(chǎn)物中影 響產(chǎn)品質(zhì)量。 成本低，操 作更容易。 酶活性不易 受到影響 不利于催 化一系列 的酶促反 應(yīng) 固定在載體上 的酶可被反復(fù) 利用 反應(yīng)物尤其 是大分子不 易與酶接近， 反應(yīng)效果下 降等