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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,返回,第,1,部分(b fen),专,题,4,课题(kt),3,理解教材(jioci)新知,把握热点考向,应用创新演练,知识点一,知识点二,考向一,考向二,第一页，共30页。,第二页，共30页。,第三页，共30页。,第四页，共30页。,1.固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法，,而固定化细胞则常采用包埋法。,2固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、,pH外，还需要有机营养的供应。,3配制海藻酸钠溶液浓度过高，则难以(nny)形成凝胶珠；若浓度,过低，则固定的酵母细胞少，影响实验效果。,4配制海藻酸钠溶液应小火加热或间断加热。,5固定化酶和固定化细胞技术既实现了对酶的重复利用，降,低了成本，又提高了产品质量。,第五页，共30页。,第六页，共30页。,自读教材夯基础,1概念,利用 方法将酶或细胞固定(gdng)在一定空间内的技术。,2方法,(1) ：多适于 的固定(gdng)化；,物理(wl)或化学,包埋法,细胞(xbo),物理吸附法,酶,第七页，共30页。,3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(ky) 。,(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(hi zo)酸钠,反复(fnf)利用,成本,葡萄糖异构,第八页，共30页。,1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(hud)的。如何解决这一问题？,提示：将合成酶的细胞直接固定。,第九页，共30页。,3固定(gdng)化酶和固定(gdng)化细胞一般采用什么方法？为什么？,提示：固定(gdng)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(gdng)。固定(gdng)化细胞常用包埋法，因个大的细胞难以被吸附或结合。,第十页，共30页。,跟随名师解疑难,直接(zhji)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,第十一页，共30页。,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,对环境条件非常敏感，易失活；,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,第十二页，共30页。,特别提醒,固定化细胞使用的都是活细胞，在反应时需要(xyo)适宜的生存条件。,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。,第十三页，共30页。,自读教材夯基础,1制备固定化酵母(jiom)细胞,蒸馏水,正常(zhngchng)生活,第十四页，共30页。,小火(xio hu),间断(jindun)加热,已活化(huhu),CaCl,2,溶液,第十五页，共30页。,2用固定化酵母细胞发酵,(1)操作步骤：将用蒸馏水冲洗(chngx)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(qpo),酒精(jijng)味,第十六页，共30页。,在配制海藻酸钠溶液时，小火(xio hu)加热并不断搅拌的目的是什么？,提示：防止海藻酸钠焦糊。,第十七页，共30页。,跟随名师解疑难,1制备固定化酵母细胞的注意事项,(1)在缺水状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞需要的活化时间较短，一般为0.51 h，但实验时需要提前做好准备。,(2)酵母细胞活化时体积(tj)会变大，因此活化前应该选择体积(tj)足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出。,第十八页，共30页。,(3)加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，关系到实验的成败，一定要按照教材的提示进行操作。加热时要用小火，或者间断(jindun)加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。,(4)海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量。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。,第十九页，共30页。,(5)溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温(sh wn)，否则会因温度过高而导致酵母菌死亡。,(6)可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠，用作对照。,(7)海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，需稳定30 min左右。,第二十页，共30页。,2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(shbi)，需要再做尝试。,(2)利用固定的酵母细胞发酵产生酒精C6H12O6 2C2H5OH(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。,第二十一页，共30页。,第二十二页，共30页。,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(zuyng)只是作为反应底物,第二十三页，共30页。,解析(ji x)固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高，耐受性也比较好，和溶解氧没什么关系；利用固定化酶降解水体中有机磷农药，不需要提供营养条件；利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类不仅是反应底物，同时也作为碳源来提供能量和营养。,答案A,第二十四页，共30页。,(1)固定化酶是指限制或固定于特定空间位置的酶，具体来说，是指经物理或化学方法处理，使酶变成不易随水流失即运动受到限制，而又能发挥催化作用的酶制剂，不会比一般(ybn)酶制剂的生物活性更强。,(2)固定化细胞仍能进行正常的生长、繁殖和代谢，可以像游离的细胞一样用于发酵生产。,第二十五页，共30页。,例2 根据下面制备固定化酵母细胞实验的流程(lichng)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_。,第二十六页，共30页。,(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(shm)_。,(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？,第二十七页，共30页。,解析(1)酵母菌在干燥时，处于休眠状态，需加水活化，否则制成的固定化酵母菌在发酵时酶活性较低且酵母菌增殖缓慢。(2)该实验的关键是海藻酸钠溶液的配制。(3)如果海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞的数目减少，影响实验效果。(4)如果制作(zhzu)的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母菌数目较少；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(zhzu)失败，需要再做尝试。(5)由于酵母菌细胞个体较大，不易从包埋材料中漏出，故细胞的固定化一般采用包埋法。,第二十八页，共30页。,答案(1)缺水正常的生活体积增大(2)配制海藻酸钠溶液(3)减少(4)固定的酵母(jiom)细胞数目较少海藻酸钠浓度偏高，制作失败(5)因为酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。,第二十九页，共30页。,(1)选用的干酵母要具有(jyu)较强的活性，而且物种要单一。,(2)溶解CaCl2时勿用自来水，以免杂质离子影响实验结果。,(3)固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠与酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。,第三十页，共30页。,
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