酵母細(xì)胞的固定化課件詳解演示文稿當(dāng)前1頁，總共45頁。優(yōu)選酵母細(xì)胞的固定化課件當(dāng)前2頁，總共45頁。

在食品、化工、輕紡、醫(yī)藥等領(lǐng)域大規(guī)模使用酶制劑，說明酶制劑使用有很多優(yōu)點，你能舉出一些例子嗎？催化效率高、低能耗、低污染等。但是從剛才的問題中，我們還可以發(fā)現(xiàn)酶制劑也存在著一些缺點，你能找到嗎？當(dāng)前3頁，總共45頁。酶制劑存在的缺陷：

1、通常對強酸、強堿、高溫和有機溶劑等條件非常敏感，容易失活；2、溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；3、反應(yīng)后會混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)前4頁，總共45頁。如果你是工程技術(shù)人員，你如何解決這個問題？當(dāng)前5頁，總共45頁。專題4酶的研究與應(yīng)用課題3酵母細(xì)胞的固定化當(dāng)前6頁，總共45頁。優(yōu)點：摧化效率高，低耗能，低污染實際問題：①對環(huán)境條件敏感，易失活；②溶液中的酶很難收回，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；③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課題背景如何解決？當(dāng)前7頁，總共45頁。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(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（操作簡單，成本更低）固定化酶(利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一定空間內(nèi))當(dāng)前8頁，總共45頁。閱讀P49-50，并思考：1、什么是高果糖漿？使用它有何好處？2、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？3、了解高果糖漿生產(chǎn)過程。一、固定化酶的應(yīng)用實例當(dāng)前9頁，總共45頁。1、高果糖漿高果糖漿是果糖含量為42%左右的糖漿。作為蔗糖的替代品，高果糖漿不會像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病，對人的健康有利。當(dāng)前10頁，總共45頁。2、用到的酶生產(chǎn)高果糖漿需要葡萄糖異構(gòu)酶；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)揮作用。你能寫出果糖的分子式嗎?它屬于什么糖?C6H12O6單糖當(dāng)前11頁，總共45頁。3、固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的圖示：注意反應(yīng)柱的各部分名稱。你能說出反應(yīng)柱的優(yōu)點嗎？當(dāng)前12頁，總共45頁。反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。優(yōu)點：當(dāng)前13頁，總共45頁。生產(chǎn)流程含淀粉的漿液α-淀粉酶糊精糖化酶葡萄糖葡萄糖異構(gòu)酶葡萄糖的異構(gòu)化42%～45%轉(zhuǎn)化成果糖果葡糖漿果糖和葡萄糖分離葡萄糖再次異構(gòu)化反復(fù)多次果糖含量70%～90%高果糖漿當(dāng)前14頁，總共45頁。練習(xí)：1、下列說法不正確的是（）A、葡萄糖與固定化葡萄糖異構(gòu)酶接觸，轉(zhuǎn)化成的是果糖B、從固定化酶反應(yīng)柱下端流出的是果糖C、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D、酶溶解于葡萄糖溶液，可以從糖漿中回收D當(dāng)前15頁，總共45頁。2、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（）A、溫度B、PHC、水分D、營養(yǎng)D當(dāng)前16頁，總共45頁。

在生產(chǎn)實際中使用固定化酶技術(shù)有無不足?如有不足,怎么辦?有。一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)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能進行，所以操作比較麻煩?？刹捎霉潭ɑ?xì)胞技術(shù)。當(dāng)前17頁，總共45頁。二、固定化細(xì)胞技術(shù)1、概念：利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一定空間的技術(shù)。細(xì)胞中含有一系列酶，在細(xì)胞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。閱讀P50：思考第二段的問題當(dāng)前18頁，總共45頁。2.將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶（或細(xì)胞）包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶（或細(xì)胞）相互連接起來將酶（或細(xì)胞）吸附在載體表面上包埋法化學(xué)結(jié)合法吸附法當(dāng)前19頁，總共45頁。酶和細(xì)胞固定方法的選擇①酶適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定②細(xì)胞適合采用包埋法固定（1）、方法（2）、原因①細(xì)胞個大，酶分子很?、趥€體大的細(xì)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當(dāng)前20頁，總共45頁。3、固定化細(xì)胞常用的載體常用的不溶于水的多孔性載體有哪些？明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等

當(dāng)前21頁，總共45頁。練習(xí)：1.使用固定化細(xì)胞的優(yōu)點是()。A.能催化大分子物質(zhì)的水解B.可催化一系列化學(xué)反應(yīng)C.與反應(yīng)物易接近D.有利于酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用B當(dāng)前22頁，總共45頁。2、如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采用那種方法催化受限制()。A．直接使用酶B．使用化學(xué)方法結(jié)合的酶C．使用固定化細(xì)胞D．使用物理吸附法固定的酶C當(dāng)前23頁，總共45頁。3、下列關(guān)于酶和細(xì)胞的固定敘述不正確的是()。A．酶分子很小，易采用包埋法B．酶分子很小，易采用化學(xué)結(jié)合或物理吸附法固定的酶C．細(xì)胞個大，難被吸附或結(jié)合D．細(xì)胞易采用包埋法固定A當(dāng)前24頁，總共45頁。4、固定化細(xì)胞對酶的活性影響最小，根本原因是()。A．避免了細(xì)胞破碎、酶的提取純化過程B．固定化細(xì)胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)發(fā)揮作用C．促化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用D．細(xì)胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中有效的發(fā)揮作用D當(dāng)前25頁，總共45頁。三、實驗操作（一）制備固定化酵母細(xì)胞閱讀P50~51思考下列問題：（1）制備過程包括哪幾個步驟？（2）你認(rèn)為哪個步驟的操作是最重要的一環(huán)？（3）各步驟應(yīng)當(dāng)分別注意什么問題？當(dāng)前26頁，總共45頁。1、酵母細(xì)胞的活化思考：關(guān)于酵母菌你有哪些知識？什么是活化？怎樣活化？應(yīng)注意什么？當(dāng)前27頁，總共45頁。當(dāng)前28頁，總共45頁?；罨鹤屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)；本質(zhì)：加快新陳代謝；方法：加入適量的水。你能說出理由嗎？當(dāng)前29頁，總共45頁。取1g干酵母，放入50ml的小燒杯中，加入蒸餾水10ml，用玻璃棒攪拌，使酵母細(xì)胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右使其活化當(dāng)前30頁，總共45頁。思考：

你認(rèn)為酵母的活化操作有哪些注意事項？1、所用容器要大一些；2、要保證酵母菌的活性；3、物種要單一；4、注意水的用量。當(dāng)前31頁，總共45頁。2、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液稱取無水Cacl20.83g。放入200mL的燒杯中，加入150mL的蒸餾水，使其充分溶解，待用。當(dāng)前32頁，總共45頁。3、配制海藻酸鈉溶液當(dāng)前33頁，總共45頁。操作：稱取0.7g海藻酸鈉，放入50mL小燒杯中.加人10mL水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，將海藻酸鈉調(diào)成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾水定容至10mL。注意，加熱時要用小火，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止當(dāng)前34頁，總共45頁。加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及到實驗的成敗，一定要按照教材的提示進行操作。海藻酸鈉的濃度涉及到固定化細(xì)胞的質(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，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實驗效果。應(yīng)當(dāng)注意什么問題？當(dāng)前35頁，總共45頁。4、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合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(xì)胞，進行充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。為什么海藻酸鈉溶液要冷卻？當(dāng)前36頁，總共45頁。當(dāng)前37頁，總共45頁。5、固定化酵母細(xì)胞

以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的Cacl2溶液中，觀察液滴在Cacl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在Cacl2溶液中浸泡30min左右。

當(dāng)前38頁，總共45頁。當(dāng)前39頁，總共45頁。課后思考：檢驗?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，有哪些方法？如何用固定的酵母細(xì)胞進行酒精發(fā)酵？如果凝膠珠的質(zhì)量不合格，對之后的酒精發(fā)酵有怎樣的影響？當(dāng)前40頁，總共45頁。練習(xí):1、制備固定化酵母細(xì)胞的過程中錯誤的是（）A、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溫，加入已活化的酵母細(xì)胞D、將凝膠珠在Cacl2溶液中浸泡30min左右B當(dāng)前41頁，總共45頁。2、下列敘述不正確的是（

）A、從操作角度來考慮，固定化細(xì)胞比固定化酶容易B、固定化細(xì)胞比固定化酶對酶的活性影響更小C、固定化細(xì)胞固定的是一種酶D、將微生物的發(fā)酵過程變成連續(xù)的酶反應(yīng)應(yīng)選擇固定化細(xì)胞技術(shù)C當(dāng)前42頁，總共45頁。

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。當(dāng)前43頁，總共45頁。