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1、 思考:通過課題背景分析,你有何體會(huì)?酶: 優(yōu)點(diǎn):摧化效率高,低耗能,低污染 實(shí)際問題: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:將酶固定在不容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 一、課題目標(biāo) 1說出固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理。2嘗試制備固定化酵母細(xì)胞,并利用
2、固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。思考:1、如何利用固定化酶生產(chǎn)高果糖漿的?2、有哪些優(yōu)點(diǎn)? 3、固定化酶的方式有哪些? 閱讀教材P50,解決以下問題:(1)參照固定化酶,給細(xì)胞固定化下個(gè)定義(2)細(xì)胞固定化的常用方法(3)固定化細(xì)胞技術(shù)有哪些優(yōu)勢?(4)如果想把微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反應(yīng),應(yīng)該選擇哪種技術(shù)?如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì),又應(yīng)該采用哪種方法?(5)一般來說,酶更適合用吸附法和交聯(lián)法固定,而細(xì)胞多采用包埋法固定,想想看為什么? 思考:直接使用酶、固定化酶與固定化細(xì)胞各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?類型優(yōu)點(diǎn)不足直接使用酶催化效率高,低耗能、低污染等。對(duì)環(huán)境條件非常敏感,容易失活;溶液中的酶很難回收,不能
3、被再次利用,提高了生產(chǎn)成本;反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中,可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。固定化酶酶既能與反應(yīng)物接觸,又能與產(chǎn)物分離,同時(shí),固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用。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)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的。 固定化細(xì)胞成本低,操作更容易。固定后的酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不容易接近,可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下降等。 課堂討論: 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(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?
4、固定化細(xì)胞技術(shù)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) 元貝駕考 http:/ 元貝駕考2016科目一 科目四駕考寶典網(wǎng) http:/ 駕考寶典2016科目一 科目四 在缺水的狀態(tài)下,微生物會(huì)處于休眠狀態(tài)?;罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。酵母細(xì)胞所需要的活化時(shí)間較短,一般需要0.51 h,教師需要提前做好準(zhǔn)備。此外,酵母細(xì)胞活化時(shí)體積會(huì)變大,因此活化前應(yīng)該選擇體積足夠大的容器,以避免酵母細(xì)胞的活化液溢出容器外。三實(shí)驗(yàn)操作(一)制備固定化酵母細(xì)胞1酵母細(xì)胞的活化思考:1、什么叫酵母細(xì)胞的活化? 2配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液思考:2、配
5、制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液有什么作用? 3配制海藻酸鈉溶液思考:配制的海藻酸鈉溶液具體作用是什么?在加熱的過程中,為什么要用小火,或者間斷加熱?包埋酶或細(xì)胞防止焦糊4海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合5固定化酵母細(xì)胞思考:為什么剛形成的凝膠珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右? 如何檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格?形成穩(wěn)定的凝膠珠 說明: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,沒有液體流出,就表明凝膠珠的制作成功。二是在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠
6、,如果凝膠珠很容易彈起,也能表明制備的凝膠珠是成功的。(二)用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵問題思考:發(fā)酵時(shí)為什么要將溫度控制在25?四實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果分析與評(píng)價(jià)1觀察凝膠珠的顏色和形狀問題思考:如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色,則說明什么?如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,則說明什么? 如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色,說明海藻酸鈉的濃度偏低,固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少;如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,則說明海藻酸鈉的濃度偏高,制作失敗,需要再作嘗試。2觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液問題思考:當(dāng)觀察到哪些現(xiàn)象時(shí),可說明實(shí)驗(yàn)獲得成功?為什么?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(shí)會(huì)聞到酒味。 4、固
7、定化酶和固定化細(xì)胞的原理是什么?就是將酶固定在不溶于水的載體上,或者將微生物細(xì)胞均勻地包埋于不溶于水的多孔性載體上,使酶既能與反應(yīng)物接觸,又能與產(chǎn)物分離,同時(shí),固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用的技術(shù)。 2、固定化酶技術(shù)常采用A 包埋法 B 化學(xué)結(jié)合和物理吸附法C 活化法 D 微囊化法3、海藻酸鈉在水中溶解的速度較慢,需要經(jīng)過加熱促進(jìn)其溶解,采用的最好加熱方法是A 快速加熱 B 持續(xù)高溫加熱C 小火間斷加熱 D 灼燒加熱 5、細(xì)胞固定化技術(shù)與酶固定化技術(shù)相比,所具備的特點(diǎn)是A 成本更低、操作更容易、不能連續(xù)性生產(chǎn)B 成本更高、操作更難、不能連續(xù)性生產(chǎn)C 成本更低、操作更容易、能連續(xù)性生產(chǎn)D 成本更低、操作更難、能連續(xù)性生產(chǎn)