《酵母细胞的固定化》PPT课件

在食品、化工、轻纺、医药等领域大 规模使用酶制剂，说明酶制剂使用有 很多优点，你能举出一些吗？ 催化效率高、低能耗、低污染等。 生产中直接使用酶存在哪些问题？你 知道吗？ 酶制剂存在的缺陷： 1、通常对 等条件非常敏感，容易失活； 2、溶液中的酶很难回收，不能 被 ，提高了生产成本； 3、反应后会混在产物中，可 能 。 强酸 、 强碱、高温和有机溶剂 影响产品质量 再次利用 如果你是工程技术人 员，领导要你解决这个 问题，你怎么办？ 固定化酶技术 阅读 P49独立思考 3分钟后小组合作讨论： 1、解决酶应用中存在问题的方法是？ 2、什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 3、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？ 这种酶有何特点？ 4、介绍一下反应柱及其优点 5、了解高果糖浆生产过程。 6、这种方法的优点是什么？ （一）、固定化酶的应用实例 一、基础知识 一、基础知识 （一）固定化酶的 应用实例 总结：固定化酶技术的 优点 ： 使酶既能与反应物接触， 又能与产物分离； 固定在载体上的酶可以 被反复利用。 在生产实际中使用固定化酶 技术有无不足 ?如有不足 ,怎么办 ? 有。一种酶只能催化一种化学 反应，而在生产实际中很多产 物的形成都通过 一系列的酶促 反应 才能进行，所以操作比较 麻烦。 可采用 固定化细胞技术 。 概念：利用物理或化学方法将 酶 或 细胞 固定在一定空间的技术。 包埋法 化学 结合法 物理吸附法 （二）固定化酶技术和固定化细胞技术 固定化酶 或者 固定化细 胞 分别适用哪 些方法？原因？ 适用于 固定化酶 适用于 固定化细胞 包埋法是指将微生物的细胞均匀包埋在不溶于水的多孔性 载体中 化学结合法是指将酶分子或细胞相互结合或将其结合 到载体上 物理吸附法是指将酶吸附到固体吸附剂的表面 思考？ 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，又应该选择哪种 方法？ 固定化细胞 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 固定化细胞 规律总结： 固定化酶 酶的种类：一种 所需条件：适宜的温度， PH值 固定化细胞 酶的种类：多种 所需条件：适宜的温度， PH值，营养 物质 练习： 1.使用固定化细胞的优点是 ( )。 A.能催化大分子物质的水解 B.可催化一系列化学反应 C.与反应物易接近 D.有利于酶在细胞外发挥作用 B 2、研究认为，用固定化酶技术处理污 染物是很有前途的。如将从大肠杆菌 得到的磷酸三酯酶固定到尼龙膜上制 成制剂，可以用来降解残留在土壤中 的有机磷农药，与用微生物降解相比， 其作用不需要适宜的（ ） A、温度 B、 PH C、水分 D、营养 D 3. 关于固定化酶的叙述不正确的是 ( )。 A既能与反应物接触，又能与反应 物分离 B固定在载体上的酶可被反复利用 C可催化一系列反应 D酶的活性和稳定性受到限制 C 二、实验操作 酵母细胞的固定化 用什么方法对酵母细胞的固定化？ 包埋法常用哪些载体？ 思考： 包埋法 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸 纤维素、聚丙烯酰胺等 三、实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 观看视频思考下列问题： （ 1）制备过程包括哪几个步骤？ （ 2）你认为哪个步骤的操作是最 重要的一环？ （ 3）各步骤应当分别注意什么问 题？ 二、实验操作 酵母细胞的固定化 （ 1）酵母细胞的活化： 思考 1 活化是指什么？ 方法？ 思考 2 在活化酵母的过 程中要注意？ 1、酵母细胞活化时体积会变大， 所用容器要大一些，防止活化液溢出； 2、选用的干酵母有较强的活性且物种单一； 二、实验操作 酵母细胞的固定化 （ 1）酵母细胞的活化： （ 2）配制 CaCl2溶液： 二、实验操作 酵母细胞的固定化 （ 1）酵母细胞的活化： （ 2）配制 CaCl2溶液： （ 3）配制海藻酸钠溶液： 是最重要的环节： 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，影响实 验效果。 注意事项： 加热时要用小火， 或者间断加热（目的？） （浓度要适宜？） 二、实验操作 酵母细胞的固定化 （ 1）酵母细胞的活化： （ 2）配制 CaCl2溶液： （ 3）配制海藻酸钠溶液： （ 4） 海藻酸钠溶液与 酵母细胞的混合： 必须将溶化的海藻酸钠 溶液 冷却至室温 才能与 酵母细胞进行混合。 为什么？搅拌的目的？ 二、实验操作 酵母细胞的固定化 （ 1）酵母细胞的活化： （ 2）配制 CaCl2溶液： （ 3）配制海藻酸钠溶液： （ 4） 海藻酸钠溶液与 酵母细胞的混合： （ 5） 固定化酵母细胞： CaCl2溶液的作用？所形成的 凝胶柱在 CaCl2溶液中浸泡的 目的？ 使胶体聚沉。形成稳定 的结构 如何判断固定化酵母细胞是否成 功？ -观察凝胶珠的 颜色 和 形状 若凝胶珠 颜色过浅 ，说 明海藻酸钠的 浓度偏低 ， 固定的酵母细胞数目 较少 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 再作尝试 检验凝胶珠的质量是否合格，可以 使用下列方法： 一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实 验桌上用手挤压，如果凝胶珠不容易破 裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制 作成功。 二是在实验桌上用力摔打凝胶珠， 如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备 的凝胶珠是成功的。 三、实验操作 用固定化酵母进行发酵 思考 发酵过程中锥形瓶为什么要密封？ 思考 锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？ 思考 在利用固定化酶或固定化细胞进行工业生 产的过程中，需要无菌操作吗？ 酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。 酵母菌进行无氧呼吸产生的。 需要。 这一阶段成功与否呢？怎 样评价？ 观察发酵的葡萄糖溶液； 利用固定的酵母细胞发酵产生 酒精，可以看到产生了很多气 泡，同时会闻到酒味。 还有其他方法吗？ 课堂总结 1、酶更适合采用 固定化，而 细胞多采用 固定化 2、制定固定化酵母细胞的步骤： 3、海藻酸钠溶液浓度过高 ； 过低， 4、固定化酶固定的是 种酶，固定化细 胞固定的是 酶 练习 : 1、制备固定化酵母细胞的过程中错误的 是（ ） A、取干酵母，加入蒸馏水，使其活化 B、配制海藻酸钠时，加热用大火，直 到海藻酸钠溶化为止 C、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 D、将凝胶珠在 CaCl2溶液中浸泡 30 min 左右 B 2、下列关于酶和细胞的固定叙述 不正确的是 ( )。 A酶分子很小，易采用包埋法 B酶分子很小，易采用化学结合 或物理吸附法固定的酶 C细胞个大，难被吸附或结合 D细胞易采用包埋法固定 A 3、固定化细胞对酶的活性影响最小， 根本原因是 ( )。 A避免了细胞破碎、酶的提取纯化 过程 B固定化细胞在多种酶促反应中连 续发挥作用 C促化反应结束后，能被吸收和重 复利用 D细胞结构保证了各种酶在细胞内 化学反应中有效的发挥作用 D 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞 酶的种类 营养物质 催化反应 反应底物 优点 缺点 一种或多种 一种 不需要 不需要 需要 一种或多种 一种 一系列 一系列 大分子、小分子 大分子、小分子 小分子 催化效率高，低 耗能、低污染等 对环境条件敏感， 易失活 难回收，成本高 酶混在产物中影 响产品质量。 成本低，操 作更容易。 酶活性不易 受到影响 不利于催 化一系列 的酶促反 应 固定在载体上 的酶可被反复 利用 反应物尤其 是大分子不 易与酶接近， 反应效果下 降等