《酵母細胞的固定化》課件高

思考：通過課題背景分析，你有何體會？ 酶： 優(yōu)點：摧化效率高，低耗能，低污染 實際問題：對環(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：酶即能與反應(yīng)物接觸，又容易與反 應(yīng)物分離，同時，還可以反復(fù)利用 實際問題：一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)， 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(yīng)才能完成的 設(shè)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： 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胞的作用和原理。 2嘗試制備固定化酵母細胞，并利用固定化酵母 細胞進行酒精發(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？ 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，給細胞固定化下個定義 （ 2）細胞固定化的常用方法 （ 3）固定化細胞技術(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 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胞各有什么優(yōu)缺點？ 類型 優(yōu)點 不足 直接使用酶 催化效率高，低耗能、 低污染等。 對環(huán)境條件非常敏感， 容易失活；溶液中的 酶很難回收，不能被 再次利用，提高了生 產(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會 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，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。 固定化細胞 成本低，操作更容易。 固定后的酶或細胞與 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，你認為固定化酶技術(shù)與固定化 細胞技術(shù)哪一種方法更容易？哪一種方法對酶活性的影 響更小？ 2固定化細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？ 固定化細胞技術(shù) 固定化細胞固定的是一系列酶 固定化細胞技術(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，微生物會處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱?休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。酵母細胞所需 要的活化時間較短，一般需要 0.5 1 h，教師需要提前做好 準(zhǔn)備。此外，酵母細胞活化時體積會變大，因此活化前應(yīng)該 選擇體積足夠大的容器，以避免酵母細胞的活化液溢出容器 外。 三實驗操作 （一）制備固定化酵母細胞 1酵母細胞的活化 思考： 1、什么叫酵母細胞的活化？ 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？ 包埋酶或細胞 防止焦糊 4海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合 5固定化酵母細胞 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?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溶液中浸泡一段時間，以 便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。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。 （二）用固定化酵母細胞發(fā)酵 問題思考：發(fā)酵時為什么要將溫度控制在 25 ？ 四實驗操作結(jié)果分析與評價 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，可說明實驗獲得 成功？為什么？ 利用固定的酵母細胞發(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。 4、固定化酶和固定化細胞的原理是什么？ 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，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、細胞固定化技術(shù)與酶固定化技術(shù)相比，所 具備的特點是 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)