酵母细胞的固定化课件-高二下学期生物人教版选修1

课题3酵母细胞的固定化优点：缺点：①酶对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活；②溶液中的酶很难回收，不能再次利用，成本高;③反应后，酶会混在产物中，可能影响产品质量。解决方法：催化效率高、低耗能、低污染。固定化酶技术课题背景思考：直接使用酶制剂在应用中各有什么优、缺点?如何解决使用酶制剂时的缺陷?固定化酶技术1.含义：2.固定化酶技术在应用中的优、缺点以及解决方法：将酶固定在不溶于水的载体上。优点：缺点：解决方法：①酶既能与反应物接触，又能与产物分离。②固定在载体上的酶还可以被反复利用。不能催化一系列的酶促反应。固定化细胞技术重点固定化细胞技术1.含义：2.固定化细胞技术在应用中的优、缺点以及解决方法：将细胞固定在一定空间内的技术。优点：①成本低并且操作容易。②可以催化一系列的反应。缺点：①固定后的细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降；②由于大分子物质难以自由通过细胞膜，因此固定化细胞的应用也受到限制。重点酶或细胞的固定方法1.含义:2.方法：指利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。③物理吸附法：将酶或细胞吸附在载体表面上。①包埋法：将酶或细胞包埋在细微网格里。②化学结合法：将酶或细胞相互连接起来。重点比较酶和细胞的固定方法和特点酶细胞适宜固定法化学结合法和物理吸附法包埋法特点酶分子很小，容易从包埋材料中漏出细胞体积大，难以被吸附或结合1．从操作角度来考虑，你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易？哪一种方法对酶活性的影响更小？2．固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？3．如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种方法？4．如果反应物是大分子物质应该选择哪种方法？课堂讨论固定化细胞技术固定化细胞固定的是一系列酶固定化细胞技术固定化酶技术固定化酶的反应柱示意图葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖。这种酶的稳定性好，可以持续发挥作用。将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。降低生产成本，提高了果糖的产量和质量。固定化酶的实例：【利用固定化酶技术生产高果糖浆】1.生产高果糖浆需要的酶以及其作用、特点：2.操作方法：3.优点：实验操作酵母细胞的固定化（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化:1g干酵母+10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌混匀成糊状→放置1h左右，使之活化方法：载体：包埋法海藻酸钠●操作提示：活化：让处于休眠状态的酵母细胞重新恢复正常的生活状态。2.配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液：0.83gCaCl2+150mL蒸馏水→200mL烧杯→充分溶解3.配制海藻酸钠溶液0.7g海藻酸钠+10mL水→50mL烧杯→酒精灯小火(或间断)加热，并不断搅拌，直至完全溶化→蒸馏水定容至10mL●操作提示：①海藻酸钠的作用：固定酵母细胞②小火(或间断)加热，并不断搅拌：防止海藻酸钠焦糊。③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。4.海藻酸钠溶液和酵母细胞混合将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞，搅拌混匀，再转移至注射器中。●操作提示：冷却至室温：以免温度过高杀死酵母菌。5.固定化酵母细胞以恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中,将形成的凝胶珠（浅黄色）在CaCl2溶液中浸泡30min左右。●操作提示：①速度恒定且缓慢目的：以便形成的凝胶珠呈均匀的圆形或椭圆形。②CaCl2的作用：使胶体聚沉。③浸泡目的：以便凝胶珠形成稳定的结构。（二）用固定化酵母细胞发酵①将固定化酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2-3次。②将150ml质量分数为10%的葡萄糖溶液转移至200ml的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25℃下发酵24h。●操作提示：①冲洗凝胶珠目的：洗去凝胶珠表面多余的CaCl2溶液。②葡萄糖的作用：既可以作为发酵底物，也作为酵母菌细胞的营养物质。固定好的酵母细胞（凝胶珠）结果分析与评价(一)观察凝胶珠的颜色和形状如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色：如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形：①海藻酸钠浓度过高②滴加速度过快③注射器离液面过近说明海藻酸钠的浓度偏低；(二)观察发