《內(nèi)蒙古海拉爾三中高中生物《酵母細胞的固定化》課件選修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《內(nèi)蒙古海拉爾三中高中生物《酵母細胞的固定化》課件選修1（50頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、溫故知新溫故知新：1 1、洗衣粉中添加洗衣粉中添加_，可以可以更有效地清除頑漬。常用的酶制劑更有效地清除頑漬。常用的酶制劑有有_四類四類。2 2、影響酶活性的因素有影響酶活性的因素有_、_和和_。酶制劑存在的缺陷：酶制劑存在的缺陷： 1 1、通常對、通常對強酸強酸、強堿、高溫和強堿、高溫和有機溶劑有機溶劑等條件非常敏感，容易失等條件非常敏感，容易失活；活； 2 2、溶液中的酶很難回收，不能、溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；被再次利用，提高了生產(chǎn)成本； 3 3、反應(yīng)后會混在產(chǎn)物中，可能、反應(yīng)后會混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。影響產(chǎn)品質(zhì)量。 如果你是工程技術(shù)人員，你如果你是工程
2、技術(shù)人員，你如何解決這個問題如何解決這個問題？ 閱讀閱讀P49-50P49-50，并思考：，并思考：1 1、解決酶應(yīng)用中存在問題的方法是？、解決酶應(yīng)用中存在問題的方法是？2 2、這種方法的優(yōu)點是什么？、這種方法的優(yōu)點是什么？3 3、什么是高果糖漿？使用它有何好處？、什么是高果糖漿？使用它有何好處？4 4、生產(chǎn)高果糖漿需要什么酶？其作用、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？是什么？這種酶有何特點？5 5、了解高果糖漿生產(chǎn)過程。、了解高果糖漿生產(chǎn)過程。一、固定化酶的應(yīng)用實例一、固定化酶的應(yīng)用實例1 1、固定化酶技術(shù)。即將酶固定在、固定化酶技術(shù)。即將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)（如固定
3、在不一定空間內(nèi)的技術(shù)（如固定在不溶于水的載體上）。溶于水的載體上）。2 2、固定化酶技術(shù)的優(yōu)點：、固定化酶技術(shù)的優(yōu)點：（1 1）使酶既能與反應(yīng)物接觸，又）使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；能與產(chǎn)物分離；（2 2）固定在載體上的酶可以被反）固定在載體上的酶可以被反復(fù)利用。復(fù)利用。3 3、高果糖漿是果糖含量為、高果糖漿是果糖含量為42%42%左右左右的糖漿。作為蔗糖的替代品，高果的糖漿。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，對人的健尿病、齲齒和心血管病，對人的健康有利?？涤欣Ｄ隳軐懗龉堑姆肿邮絾崮隳軐懗龉堑姆肿邮絾? ?它
4、屬于什么糖它屬于什么糖? ?4 4、生產(chǎn)高果糖漿需要、生產(chǎn)高果糖漿需要葡萄糖異構(gòu)葡萄糖異構(gòu)酶酶；其作用是將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果；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)糖；這種酶穩(wěn)定性好，可持續(xù)發(fā)揮作用。揮作用。5 5、固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的圖示：、固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的圖示：注意反應(yīng)柱的注意反應(yīng)柱的各部分名稱。各部分名稱。你能說出反應(yīng)你能說出反應(yīng)柱的優(yōu)點嗎？柱的優(yōu)點嗎？反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高果糖的降低了生產(chǎn)成本，提高果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。產(chǎn)量和質(zhì)量。優(yōu)點：優(yōu)點：練習(xí)：練習(xí)：1 1、下列說法不正確的是（、下列說法不正確的是（ ）A A
5、、葡萄糖與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，、葡萄糖與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成的是果糖轉(zhuǎn)化成的是果糖B B、從固定化酶反應(yīng)柱下端流出的是果、從固定化酶反應(yīng)柱下端流出的是果糖糖C C、高果糖漿不會像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、高果糖漿不會像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病糖尿病、齲齒和心血管病D D、酶溶解于葡萄糖溶液，可以從糖漿、酶溶解于葡萄糖溶液，可以從糖漿中回收中回收D2 2、研究認(rèn)為，用固定化酶技術(shù)處理污、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
6、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，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（其作用不需要適宜的（ ）A A、溫度、溫度 B B、PHPHC C、水分、水分 D D、營養(yǎng)、營養(yǎng)D3 3、目前，日用化工廠大量生產(chǎn)的、目前，日用化工廠大量生產(chǎn)的酶制劑，其中的酶大都來自酶制劑，其中的酶大都來自A A、化學(xué)合成、化學(xué)合成 B B、動物體內(nèi)、動物體內(nèi) C C、植物體內(nèi)、植物體內(nèi) D D、微生物體內(nèi)、微生物體內(nèi) D 在生產(chǎn)實際中使用固定化在生產(chǎn)實際中使用固定化酶技術(shù)有無不足酶技術(shù)有無不足? ?如有不足如有不足, ,怎么辦怎么辦? ?有。一種酶只能催化一種化學(xué)有。一
7、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)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，所以操作比較反應(yīng)才能進行，所以操作比較麻煩。麻煩?？刹捎霉潭ɑ毎夹g(shù)?？刹捎霉潭ɑ毎夹g(shù)。二、固定化細胞技術(shù)二、固定化細胞技術(shù)1 1、概念：、概念：利用物理或化學(xué)方法將細胞固利用物理或化學(xué)方法將細胞固定在一定空間的技術(shù)。定在一定空間的技術(shù)。細胞中含有一系列酶，在細胞細胞中含有一系列酶，在細胞正常生命活動的過程中，通過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。代謝產(chǎn)生所需要的代謝產(chǎn)物。閱讀閱讀P50P50：思考第二段的問題：思考第二段的問題2.2
8、.將酶或細胞固定化的方法將酶或細胞固定化的方法將酶（或細胞）包將酶（或細胞）包埋在細微網(wǎng)格里埋在細微網(wǎng)格里將酶（或細胞）將酶（或細胞）相互連接起來相互連接起來將酶（或細胞）吸將酶（或細胞）吸附在載體表面上附在載體表面上包埋法包埋法化學(xué)結(jié)合法化學(xué)結(jié)合法吸附法吸附法酶適合采用化學(xué)結(jié)合和物酶適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定理吸附法固定細胞適合采用包埋法固定細胞適合采用包埋法固定細胞個大，酶分子很小細胞個大，酶分子很小個體大的細胞難以被吸附或結(jié)合而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個小的酶容易從包埋的材料中漏出3 3、固定化細胞常用的載體、固定化細胞常用的載體常用的不溶于水的
9、多孔性載體常用的不溶于水的多孔性載體有哪些？有哪些？明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等 如果反應(yīng)底物是大分如果反應(yīng)底物是大分子物質(zhì)，能否用固定化細子物質(zhì)，能否用固定化細胞技術(shù)胞技術(shù)? ? 為什么？為什么？ 那應(yīng)該采用何種技術(shù)那應(yīng)該采用何種技術(shù)? ?練習(xí)：練習(xí)：1.1.使用固定化細胞的優(yōu)點是使用固定化細胞的優(yōu)點是( )( )。A.A.能催化大分子物質(zhì)的水解能催化大分子物質(zhì)的水解 B.B.可催化一系列化學(xué)反應(yīng)可催化一系列化學(xué)反應(yīng)C.C.與反應(yīng)物易接近與反應(yīng)物易接近 D.D.有利于酶在細胞外發(fā)揮作用有利于酶在細胞外發(fā)揮作用B2.2.酶的固
10、定方法不包括酶的固定方法不包括( )( )。A.A.將酶吸附在固體表面上將酶吸附在固體表面上 B B將酶相互連接起來將酶相互連接起來C C將酶包埋在細微網(wǎng)格里將酶包埋在細微網(wǎng)格里 D D將酶制成固體酶制劑，如加將酶制成固體酶制劑，如加酶洗衣粉中的酶酶洗衣粉中的酶D3 3、如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采、如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采用那種方法催化受限制用那種方法催化受限制( )( )。A A直接使用酶直接使用酶 B B使用化學(xué)方法結(jié)合的酶使用化學(xué)方法結(jié)合的酶C C使用固定化細胞使用固定化細胞 D D使用物理吸附法固定的酶使用物理吸附法固定的酶C4 4、下列關(guān)于酶和細胞的固定敘述、下列關(guān)于酶和細胞的固定
11、敘述不正確的是不正確的是( )( )。A A酶分子很小，易采用包埋法酶分子很小，易采用包埋法 B B酶分子很小，易采用化學(xué)結(jié)合酶分子很小，易采用化學(xué)結(jié)合或物理吸附法固定的酶或物理吸附法固定的酶C C細胞個大，難被吸附或結(jié)合細胞個大，難被吸附或結(jié)合 D D細胞易采用包埋法固定細胞易采用包埋法固定A5. 5. 關(guān)于固定化酶的敘述不正確的是關(guān)于固定化酶的敘述不正確的是 ( )( )。A A既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng) 物分離物分離 B B固定在載體上的酶可被反復(fù)利用固定在載體上的酶可被反復(fù)利用C C可催化一系列反應(yīng)可催化一系列反應(yīng) D D酶的活性和穩(wěn)定性受到限制酶的活性和
12、穩(wěn)定性受到限制C6 6、固定化細胞對酶的活性影響最小，、固定化細胞對酶的活性影響最小，根本原因是根本原因是( )( )。A A避免了細胞破碎、酶的提取純化避免了細胞破碎、酶的提取純化過程過程 B B固定化細胞在多種酶促反應(yīng)中連固定化細胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)發(fā)揮作用續(xù)發(fā)揮作用C C促化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重促化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用復(fù)利用D D細胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細胞內(nèi)細胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中有效的發(fā)揮作用化學(xué)反應(yīng)中有效的發(fā)揮作用D三、實驗操作三、實驗操作（一）制備固定化酵母細胞（一）制備固定化酵母細胞閱讀閱讀P50P505151思考下列問題：思考下列問題：（1 1）制
13、備過程包括哪幾個步驟？）制備過程包括哪幾個步驟？（2 2）你認(rèn)為哪個步驟的操作是最）你認(rèn)為哪個步驟的操作是最重要的一環(huán)？重要的一環(huán)？1 1、酵母細胞的活化、酵母細胞的活化思考：思考： 關(guān)于酵母菌你有哪些知識？關(guān)于酵母菌你有哪些知識？ 什么是活化？什么是活化？ 怎樣活化？怎樣活化？ 應(yīng)注意什么？應(yīng)注意什么？活化：活化： 讓處于休眠狀態(tài)的微生物重讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)；新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)；本質(zhì)：本質(zhì)： 加快新陳代謝；加快新陳代謝；方法：方法： 加入適量的水。加入適量的水。 取取1g1g干酵母，放干酵母，放入入50ml50ml的小燒杯的小燒杯中，加入蒸餾水中，加入蒸餾水10m
14、l10ml，用玻璃棒，用玻璃棒攪拌，使酵母細攪拌，使酵母細胞混合均勻，成胞混合均勻，成糊狀，放置糊狀，放置1h1h左左右使其活化右使其活化思考：思考： 你認(rèn)為酵母的活化操作有你認(rèn)為酵母的活化操作有哪些注意事項？哪些注意事項？1 1、所用容器要大一些；、所用容器要大一些；2 2、要保證酵母菌的活性；、要保證酵母菌的活性；2 2、配制物質(zhì)的量濃度為、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L0.05mol/L的的CaClCaCl2 2溶液溶液稱取無水稱取無水CaClCaCl2 2 0.83g 0.83g。放入。放入200mL200mL的燒杯中，加入的燒杯中，加入150mL150mL的蒸的蒸餾水，使其充分
15、溶解，待用。餾水，使其充分溶解，待用。3 3、配制海藻酸鈉溶液、配制海藻酸鈉溶液操作：操作： 稱取稱取0.7g0.7g海藻酸鈉，放入海藻酸鈉，放入50mL50mL小燒杯中小燒杯中. .加人加人10mL10mL水，用酒精燈水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，將海藻酸鈉加熱，邊加熱邊攪拌，將海藻酸鈉調(diào)成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾調(diào)成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾水定容至水定容至10mL10mL。注意，。注意，加熱時要用加熱時要用小火，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，小火，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止直到海藻酸鈉溶化為止 加熱使海藻酸鈉溶化是操作中加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要最重要的一環(huán)，涉及到
16、實驗的成敗，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。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，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，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。數(shù)目少，影響實驗效果。應(yīng)當(dāng)注意什么問題？應(yīng)當(dāng)注意什么問題？4 4、海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合、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卻至室溫，加入已活化的醉母細胞，進行充
17、分?jǐn)嚢?，使其混合均胞，進行充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。為什么海藻酸鈉溶液要冷卻？為什么海藻酸鈉溶液要冷卻？5 5、固定化酵母細胞、固定化酵母細胞 以以恒定的速度緩慢地恒定的速度緩慢地將注射將注射器中的溶液器中的溶液滴滴加到配制好的加到配制好的CaClCaCl2 2溶液中，觀察液滴在溶液中，觀察液滴在CaClCaCl2 2溶液中形成凝膠珠的情形。將這溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在些凝膠珠在CaClCaCl2 2溶液中溶液中浸泡浸泡30 30 minmin左右。左右。 剛形成的凝膠珠應(yīng)在剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaClCaCl2 2溶液中溶液中浸泡一段時間，以
18、便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。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，可以檢驗?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下列方法：使用下列方法： 一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在實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，就表明凝膠珠的制裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。作成功。 二是在實驗桌上用力摔打凝膠珠，二是在實驗桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。的凝膠珠是成功的。這一階段成功與否呢？怎樣評價？這一階段成功與否呢？怎樣評價？觀察凝膠珠的顏色和
19、形狀觀察凝膠珠的顏色和形狀:如果制作的凝膠珠如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白顏色過淺、呈白色色，說明海藻酸鈉的濃度，說明海藻酸鈉的濃度偏低偏低，固，固定的酵母細胞數(shù)目定的酵母細胞數(shù)目較少較少；如果形成；如果形成的凝膠珠的凝膠珠不是圓形或橢圓形不是圓形或橢圓形，則說，則說明海藻酸鈉的濃度偏明海藻酸鈉的濃度偏高高，制作失敗，制作失敗，需要再作嘗試。需要再作嘗試。（二）用固定化細胞發(fā)酵（二）用固定化細胞發(fā)酵1 1、將固定好的酵母細胞、將固定好的酵母細胞( (凝膠凝膠珠珠) )用蒸餾水沖洗用蒸餾水沖洗2-32-3次。次。 2 2、 將將150mL150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%10%的的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)
20、移到葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到200mL200mL的錐形的錐形瓶中，再加入固定好的酵母細瓶中，再加入固定好的酵母細胞，置于胞，置于2525下發(fā)酵下發(fā)酵24h24h。這一階段成功與否呢？怎這一階段成功與否呢？怎樣評價？樣評價？觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液；觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液；利用固定的酵母細胞發(fā)酵產(chǎn)生利用固定的酵母細胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多氣酒精，可以看到產(chǎn)生了很多氣泡，同時會聞到酒味。泡，同時會聞到酒味。還有其他方法嗎？還有其他方法嗎？請思考課后練習(xí)請思考課后練習(xí) P52P52類型類型優(yōu)點優(yōu)點不足不足直直接接使使用用酶酶催化效率高，低催化效率高，低耗能、低污染等。耗能、低污染等。對環(huán)境條件非常敏感，
21、對環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；利用，提高了生產(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會混在產(chǎn)物中，反應(yīng)后酶會混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。固固定定化化酶酶酶既能與反應(yīng)物酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時，物分離，同時，固定在載體上的固定在載體上的酶還可以被反復(fù)酶還可以被反復(fù)利用。利用。一種酶只能催化一種化一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實踐學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實踐中，很多產(chǎn)物的形成都中，很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的。才能得到的。固固定定化化細細胞胞成本
22、低，操成本低，操作更容易。作更容易。固定后的酶或細胞與固定后的酶或細胞與反應(yīng)物不容易接近，反應(yīng)物不容易接近，可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下降等。降等。類類型型優(yōu)點優(yōu)點不足不足練習(xí)練習(xí):1、制備固定化酵母細胞的過程中錯誤的、制備固定化酵母細胞的過程中錯誤的是（是（ ）A、取干酵母，加入蒸餾水，使其活化、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、配制海藻酸鈉時，加熱用大火，直到海藻酸鈉溶化為止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、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溫，加入已活化的酵母細胞D、將凝膠珠在、將凝膠珠在CaCl2 2溶液中浸泡溶液中浸泡30 min左右左右B2、下列敘述不正確的是（、下列敘述不正確的是（ ）A、從操作角度來考慮，固定化細胞、從操作角度來考慮，固定化細胞比固定化酶容易比固定化酶容易B、固定化細胞比固定化酶對酶的活、固定化細胞比固定化酶對酶的活性影響更小性影響更小C、固定化細胞固定的是一種酶、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、將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反應(yīng)應(yīng)選擇固定化細胞技術(shù)酶反應(yīng)應(yīng)選擇固定化細胞技術(shù)C
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