课题3 酵母细胞的固定化课件

课题3酵母细胞的固定化课件1

1．概念利用

方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。2．方法

(1)

：多适于

的固定化；物理或化学包埋法细胞物理吸附法酶 物理或化学包埋法细胞物理吸附法酶23．载体包埋法固定化细胞常用的是不溶于水的多孔性载体材料，如明胶、琼脂糖、

、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。4．优点(1)固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离，可以

。(2)固定化细胞技术制备的

低，操作容易。5．实例用固定化

酶生产高果糖浆。海藻酸钠反复利用成本葡萄糖异构3．载体海藻酸钠反复利用成本葡萄糖异构31．酶能加快化学反应速率，但溶液中的酶难以回收，不能利用。要想既降低生产成本，又不影响产品质量，该如何解决这一问题？

提示：将酶固定于不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与反应物分离，还可重复利用。2．一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中很多产物的形成都是通过一系列酶促反应才获得的。如何解决这一问题？

提示：将合成酶的细胞直接固定。1．酶能加快化学反应速率，但溶液中的酶难以回43．固定化酶和固定化细胞一般采用什么方法？为什么？

提示：固定化酶常用化学结合法或物理吸附法。因酶分子小，易从包埋材料中漏出，故一般不用包埋法进行固定。固定化细胞常用包埋法，因个大的细胞难以被吸附或结合。3．固定化酶和固定化细胞一般采用什么方法？为5课题3酵母细胞的固定化课件6直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种类一种或几种一种一系列酶常用载体无高岭土、皂土、硅胶、凝胶明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺制作方法无化学结合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化是否需要营养物质否否是直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较直接固定化酶固定化细胞7直接使用酶固定化酶固定化细胞催化反应单一或多种单一一系列反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)小分子物质优点催化效率高，低耗能、低污染等被固定的酶可重复使用成本低，操作更容易缺点①对环境条件非常敏感，易失活；②难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列的酶促反应反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降直接使用酶固定化酶固定化细胞催化反应单一或多种单一一系列反应8【巩固1】固定化酶和固定化细胞的主要区别是 ()。 A．前者只能固定胞外酶，后者只能固定胞内酶 B．前者只能固定胞内酶，后者只能固定胞外酶 C．前者可以固定胞内酶和胞外酶，后者只可以固定胞内酶 D．前者只可以固定胞外酶，后者可以固定胞外酶和胞内酶

答案C解析微生物产生的酶的种类很多，有的存在于细胞内，有的分泌到细胞外。因此，固定化酶可以固定胞内酶和胞外酶，固定化细胞只能固定胞内酶。

【巩固1】固定化酶和固定化细胞的主要区别是 ()。答案9

[特别提醒]①固定化细胞使用的都是活细胞，在反应时需要适宜的生存条件。②由于被固定的细胞保证了完整性，酶的环境改变较小，所以对酶活性影响不大。[特别提醒]101．制备固定化酵母细胞蒸馏水正常生活1．制备固定化酵母细胞蒸馏水正常生活11小火间断加热已活化CaCl2溶液小火间断加热已活化CaCl2溶液12

2．用固定化酵母细胞发酵(1)操作步骤：将用蒸馏水冲洗过的固定好的酵母细胞(

)用于发酵的

溶液中。葡萄糖凝胶珠气泡酒精味2．用固定化酵母细胞发酵葡萄糖凝胶珠气泡酒精131．固定化酵母细胞的制备 酵母细胞的活化：1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯中，搅拌均匀，放置1h↓ 配制0.05mol/L的CaCl2溶液：无水CaCl20.83g＋150mL蒸馏水→200mL烧杯↓ 配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸钠＋10mL水放入50mL小烧杯→小火加热，完全溶化加蒸馏水定容至10mL↓具体操作步骤：1．固定化酵母细胞的制备具体操作步骤：14海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将海藻酸钠溶液冷却至室温后加入活化的酵母细胞，充分搅拌使其混合均匀，转移至注射器中↓固定化酵母细胞：以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加至配制好的CaCl2溶液中，形成凝胶珠，使其在溶液中浸泡30min↓冲洗：将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2～3次↓发酵：将150mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移至200mL的锥形瓶中，加入固定好的酵母细胞，25℃下发酵24h海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将海藻酸钠溶液冷却至室温后加入活15实验结果分析与评价(1)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再做尝试。(2)利用固定的酵母细胞发酵产生酒精[C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量]，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味，而不含酵母菌的凝胶珠所做的对照实验则无此现象。实验结果分析与评价162．固定化实验中的有关问题2．固定化实验中的有关问题17【巩固2】

酵母细胞固定化的实验中，下列实验操作与目的不相符的是 A．干酵母加入蒸馏水搅拌均匀后，放置一段时间，使酵母细胞活化 B．采用小火间断加热的方法，防止海藻酸钠发生焦糊 C．将活化的酵母细胞加入海藻酸钠溶液，轻轻搅拌，以免产生气泡 D．用注射器滴加溶液时要接近CaCl2溶液的液面，防止凝胶珠出现“尾巴”D【巩固2】酵母细胞固定化的实验中，下列实验操作与目的不相符18[例1](2009·江苏高考)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是 ()A．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B．在固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C．利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件D．利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物A[例1](2009·江苏高考)下列关于固定19(2)影响实验成败的关键步骤是_____________(3)如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目________。(4)观察形成的凝胶珠的颜色和形状：如果颜色过浅，说明____________________________________；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明__________________________________________。(5)制备固定化酶不宜用包埋法，为什么？配制海藻酸钠溶液减少固定的酵母细胞数目较少海藻酸钠浓度偏高，制作失败因为酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。(2)影响实验成败的关键步骤是_____________20[例2]根据下面制备固定化酵母细胞实验的流程回答问题：酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞(1)在________状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物恢复________状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时_________________。缺水正常的生活体积增大[例2]根据下面制备固定化酵母细胞实验的流21课题3酵母细胞的固定化课件22

1．概念利用

方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。2．方法

(1)

：多适于

的固定化；物理或化学包埋法细胞物理吸附法酶 物理或化学包埋法细胞物理吸附法酶233．载体包埋法固定化细胞常用的是不溶于水的多孔性载体材料，如明胶、琼脂糖、

、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。4．优点(1)固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离，可以

。(2)固定化细胞技术制备的

低，操作容易。5．实例用固定化

酶生产高果糖浆。海藻酸钠反复利用成本葡萄糖异构3．载体海藻酸钠反复利用成本葡萄糖异构241．酶能加快化学反应速率，但溶液中的酶难以回收，不能利用。要想既降低生产成本，又不影响产品质量，该如何解决这一问题？

提示：将酶固定于不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与反应物分离，还可重复利用。2．一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中很多产物的形成都是通过一系列酶促反应才获得的。如何解决这一问题？

提示：将合成酶的细胞直接固定。1．酶能加快化学反应速率，但溶液中的酶难以回253．固定化酶和固定化细胞一般采用什么方法？为什么？

提示：固定化酶常用化学结合法或物理吸附法。因酶分子小，易从包埋材料中漏出，故一般不用包埋法进行固定。固定化细胞常用包埋法，因个大的细胞难以被吸附或结合。3．固定化酶和固定化细胞一般采用什么方法？为26课题3酵母细胞的固定化课件27直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种类一种或几种一种一系列酶常用载体无高岭土、皂土、硅胶、凝胶明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺制作方法无化学结合固定化、物理吸附固定化包埋法固定化是否需要营养物质否否是直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较直接固定化酶固定化细胞28直接使用酶固定化酶固定化细胞催化反应单一或多种单一一系列反应底物各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)小分子物质优点催化效率高，低耗能、低污染等被固定的酶可重复使用成本低，操作更容易缺点①对环境条件非常敏感，易失活；②难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列的酶促反应反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降直接使用酶固定化酶固定化细胞催化反应单一或多种单一一系列反应29【巩固1】固定化酶和固定化细胞的主要区别是 ()。 A．前者只能固定胞外酶，后者只能固定胞内酶 B．前者只能固定胞内酶，后者只能固定胞外酶 C．前者可以固定胞内酶和胞外酶，后者只可以固定胞内酶 D．前者只可以固定胞外酶，后者可以固定胞外酶和胞内酶

答案C解析微生物产生的酶的种类很多，有的存在于细胞内，有的分泌到细胞外。因此，固定化酶可以固定胞内酶和胞外酶，固定化细胞只能固定胞内酶。

【巩固1】固定化酶和固定化细胞的主要区别是 ()。答案30

[特别提醒]①固定化细胞使用的都是活细胞，在反应时需要适宜的生存条件。②由于被固定的细胞保证了完整性，酶的环境改变较小，所以对酶活性影响不大。[特别提醒]311．制备固定化酵母细胞蒸馏水正常生活1．制备固定化酵母细胞蒸馏水正常生活32小火间断加热已活化CaCl2溶液小火间断加热已活化CaCl2溶液33

2．用固定化酵母细胞发酵(1)操作步骤：将用蒸馏水冲洗过的固定好的酵母细胞(

)用于发酵的

溶液中。葡萄糖凝胶珠气泡酒精味2．用固定化酵母细胞发酵葡萄糖凝胶珠气泡酒精341．固定化酵母细胞的制备 酵母细胞的活化：1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯中，搅拌均匀，放置1h↓ 配制0.05mol/L的CaCl2溶液：无水CaCl20.83g＋150mL蒸馏水→200mL烧杯↓ 配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸钠＋10mL水放入50mL小烧杯→小火加热，完全溶化加蒸馏水定容至10mL↓具体操作步骤：1．固定化酵母细胞的制备具体操作步骤：35海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将海藻酸钠溶液冷却至室温后加入活化的酵母细胞，充分搅拌使其混合均匀，转移至注射器中↓固定化酵母细胞：以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加至配制好的CaCl2溶液中，形成凝胶珠，使其在溶液中浸泡30min↓冲洗：将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2～3次↓发酵：将150mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移至200mL的锥形瓶中，加入固定好的酵母细胞，25℃下发酵24h海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将海藻酸钠溶液冷却至室温后加入活36实验结果分析与评价(1)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再做尝试。(2)利用固定的酵母细胞发酵产生酒精[C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量]，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味，而不含酵母菌的凝胶珠所做的对照实验则无此现象。实验结果分析与评价372．固定化实验中的有关问题2．固定化实验中的有关问题38【巩固2】

酵母细胞固定化的实验中，下列实验操作与目的不相符的是 A．干酵母加入蒸馏水搅拌均匀后，放置一段时间，使酵母细胞活化 B．采用小火间断加热的方法，防止海藻酸钠发生焦糊 C．将活化的酵母细胞加入海藻酸钠溶液，轻轻搅拌，以免产生气泡 D．用注射器滴加溶液时要接近CaCl2溶液的液面，防止凝胶珠出现“尾巴”D【巩固2】酵母细胞固定化的实验中，下列实验操作与目的不相符39[例1](2009·江苏高考)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是 ()A．固