高中生物 专题4 课题3 酵母细胞的固定化课件 新人教版选修1.ppt

课题目标1 说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理 2 尝试制备固定化酵母细胞 并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵 课题重点与难点1 课题重点 制备固定化酵母细胞 2 课题难点 制备固定化酵母细胞 一 固定化酶的应用实例知识要点 1 利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例 2 固定化酶的反应柱示意图 3 固定化酶在生产实践中的优点 二 固定化细胞技术知识要点 1 将酶或细胞固定化的方法 2 固定化酶和固定化细胞的联系与区别 3 固定化酶和固定化细胞常用的载体材料 酵母细胞的活化 在缺水的状态下 微生物会处于休眠状态 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 酵母细胞所需要的活化时间较短 一般需要0 5 1h 需要提前做好准备 此外 酵母细胞活化时体积会变大 因此活化前应该选择体积足够大的容器 以避免酵母细胞的活化液溢出容器外 加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环 涉及到实验的成败 一定要按照教材的提示进行操作 海藻酸钠的浓度涉及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 刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间 以便形成稳定的结构 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 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 需要再作尝试 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 不仅要对学生制作的固定化酵母细胞进行评价 还要对学生的操作过程进行评价 此外 对酵母细胞固定化原理和实验操作方法的理解 也应是评价的有机组成部分 提示 可以从酶的结构的多样性 对理化条件的敏感程度等角度思考 参考资料固定化微生物细胞利用微生物来生产酶具有生产成本低 周期短 产量大等优点 微生物产生的酶 可以分为分泌在细胞外的胞外酶和包含在细胞内的胞内酶 利用胞内酶时 需要采用手段将细胞破碎后 将酶进行分离纯化 提取后酶的活性和稳定性往往都受到很大的影响 将微生物细胞限制或定位于特定空间位置 即将微生物制成固定化细胞后 既能避免复杂的细胞破碎 酶的提取和纯化过程 又能使酶的活性和稳定性得到较大提高 固定后的微生物细胞可以作为固体催化剂在多步酶促反应中发挥连续催化作用 同时 催化反应结束后又能被回收和重复利用 例如 人们将含有青霉素酰化酶的大肠杆菌细胞进行固定化 用于大规模地生产青霉素母核 青霉素的主体化学结构部分 即6 氨基青霉烷酸 然后再对青霉素母核的侧链进行化学修饰 可以生产半合成青霉素 如氨苄青霉素