1、.,思考：通過課題背景分析，你有何體會(huì)？,酶： 優(yōu)點(diǎn)：催化效率高，低耗能，低污染 實(shí)際問題：對(duì)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(huì)影響產(chǎn)品的品質(zhì) 設(shè)想：將酶固定在不溶于水的載體上,固定化酶：優(yōu)點(diǎn)：酶即能與反應(yīng)物接觸，又容易與反應(yīng)物分離，同時(shí)，還可以反復(fù)利用 實(shí)際問題：一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)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：成本低，操作更容易,.,課題3 酵母細(xì)胞的固定化,.,【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.舉例說明固定化技術(shù)的種類及應(yīng)

2、用。 2.比較直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的異同點(diǎn)。 3.初步學(xué)會(huì)制備固定化酵母細(xì)胞并用其進(jìn)行酒精發(fā)酵。,.,【自主預(yù)習(xí)】 一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例生產(chǎn)高果糖漿 1.生產(chǎn)高果糖漿的原理: 葡萄糖 果糖。,葡萄糖異構(gòu)酶,.,2.傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的優(yōu)缺點(diǎn): (1)優(yōu)點(diǎn):_好,能持續(xù)發(fā)揮作用。 (2)缺點(diǎn)。 酶通常對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條件非常_,容易_。,穩(wěn)定性,敏感,失活,.,溶液中的酶很難回收,不能_,提高了生產(chǎn)成本。 反應(yīng)后會(huì)混在_中,可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。,被再次利用,產(chǎn)物,.,3.使用固定化酶的生產(chǎn)原理: (1)制備固定化酶:將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀的_上。 (2)制備固定化酶反應(yīng)柱

3、:將這些酶顆粒裝入_中,柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。 (3)酶與反應(yīng)液分離的原理:_無法通過篩板上的小孔,而_可以自由出入。,載體,反應(yīng)柱,酶顆粒,反應(yīng)溶液,.,4.生產(chǎn)操作: (1)將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的_注入。 (2)使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱,與_接觸。 (3)轉(zhuǎn)化成的果糖從反應(yīng)柱的_流出。,上端,固定化葡萄糖異構(gòu)酶,下端,.,二、固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù) 1.概念:利用_或_方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。,物理,化學(xué),.,.,2.常用方法:,包埋,細(xì)胞,化學(xué)結(jié)合,酶,物理吸附,酶,.,課堂討論：,1從操作角度來考慮，你認(rèn)為固定化酶技術(shù)與固定化細(xì)胞技術(shù)哪一種方法更容易？哪一種方

4、法對(duì)酶活性的影響更??？ 2固定化細(xì)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(xì)胞技術(shù)。因?yàn)楣潭ɑ?xì)胞保證了細(xì)胞的完整性，酶環(huán)境改變小，對(duì)其活性影響小。,固定化細(xì)胞固定的是一系列酶,固定化細(xì)胞技術(shù),固定化酶技術(shù),.,一、直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞的比較,.,.,三、實(shí)驗(yàn)操作 1.制備固定化酵母細(xì)胞: (1)固定方法:_。 (2)常用載體:一些不溶于水的_載體,如_、 瓊脂糖、_、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。,包埋法,多孔性,明膠,海藻酸鈉,.,三、固定化酵母細(xì)胞的制備及發(fā)酵 (3).實(shí)

5、驗(yàn)操作流程： 酵母細(xì)胞的活化：稱取干酵母放入小燒杯中，加入_使其活化。 配制CaCl2溶液：稱取無水CaCl2放入燒杯中，加入_，使其充分溶解。 ,蒸餾水,蒸餾水,.,配制海藻酸鈉溶液：要用_加熱的方法。(影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟) 海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合：先將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至_，再加入已活化的酵母細(xì)胞。 固定化酵母細(xì)胞：將混合物滴在_溶液中形成凝膠珠。,小火或間斷,室溫,CaCl2,.,2.用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵: 將固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用_沖洗23次 將150 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的_溶液轉(zhuǎn)移到錐形瓶中 加入固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠),蒸餾水,葡萄糖,., 置于25下發(fā)酵2

6、4 h 發(fā)現(xiàn)有_產(chǎn)生,同時(shí)有酒味散發(fā),氣泡,.,3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果： (1)凝膠珠的顏色和形狀：淺黃色的圓形或橢圓形。 (2)發(fā)酵現(xiàn)象,有_產(chǎn)生 聞到有_,氣泡,酒味,.,.,配制海藻酸鈉溶液為什么是固定化酵母細(xì)胞的關(guān)鍵？ 提示：因?yàn)槿绻Ｔ逅徕c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)量少，也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。,.,剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。 檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下列方法： 一是擠壓法 用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)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。 二是摔打法 在實(shí)驗(yàn)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。,.,這一階段成功與否呢？怎樣評(píng)價(jià)？,