酵母菌细胞的固定化.pptx

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B、PH,C、水分 D、营养,酶：优点：摧化效率高，低耗能低污染,实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶 很难收回，不能被再次运用，提高了生产成本；应后酶混在产物中，如不去除，会影响产品的品质,构想：将酶固定在不容于水的载体上,固定化酶：优点：酶即能与反映物接触，又容易与反映物分离，同时，还能够重复运用,构想：酶是细胞合成的，能否将合成酶的细胞直接固定？,固定化细胞：,成本低，操作更容易,2.将酶固定化的办法,将酶（或细胞）包埋在细微网格里,将酶（或细胞）互相连接起来,将酶（或细胞）吸附在载体表面上,包埋法,化学结正当,吸附法,在生产实际中使用固定化酶技术有无局限性?如有局限性,怎么办?,有。一种酶只能催化一种化学反映，而在生产实际中诸多产物的形成都通过一系列的酶促反映才干进行，因此操作比较麻烦。,可采用固定化细胞技术。,二、固定化细胞技术,1,、概念：,运用物理或化学办法将细胞固定在一定空间的技术。,细胞中含有一系列酶，在细胞正常生命活动的过程中，通过代谢产生所需要的代谢产物。,酶和细胞固定办法的选择,酶适合采用化学结合和物理吸附法固定,细胞适合采用包埋法固定,（1）、办法,（2）、因素,细胞个大，酶分子很小,个体大的细胞难以被吸附或结合而个小的酶容易从包埋的材料中漏出,类型,优点,不足,直接使用酶,催化效率高，低耗能、低污染等。,对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量,。,固定化酶,酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。,一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到的。,固定化细胞,成本低，操作更容易。,固定后的酶或细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降等。,课堂讨论,：,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办法更容易？哪一种办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持续的酶反映，应当选择哪种办法？,4如果反映物是大分子物质，选择哪种办法？,固定化细胞技术,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,3、固定化细胞惯用的载体,惯用的不溶于水的多孔性载体有哪些？,明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等,巩固练习,1,、酶固定化技术与细胞固定化技术的关系是,A,酶固定化技术是细胞固定化技术的基础,B,细胞固定化技术是酶固定化技术的基础,C,酶固定化技术与细胞固定化技术是同时发展起来的,D,固定化细胞技术先于酶固定化技术,2、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映,C.与反映物易靠近,D.有助于酶在细胞外发挥作用,3、酶的固定办法不涉及()。,A.将酶吸附在固体表面上 B将酶互相连接起来,C将酶包埋在细微网格里 D将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶,4、如果反映物是大分子物质，采用那种办法催化受限制()。,A直接使用酶,B使用化学办法结合的酶,C使用固定化细胞,D使用物理吸附法固定的酶,5、下列有关酶和细胞的固定叙述不对的的是()。,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,6、有关固定化酶的叙述不对的的是()。,A 既能与反映物接触，又能与反映物分离,B固定在载体上的酶可被重复运用,C可催化一系列反映 D酶的活性和稳定性受到限制,7、固定化细胞对酶的活性影响最小，根本因素是()。,A避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程,B固定化细胞在多个酶促反映中持续发挥作用,C促化反映结束后，能被吸取和重复运用,D细胞构造确保了多个酶在细胞内化学反映中有效的发挥作用,8,、固定化酶技术常采用,A,包埋法,B,化学结合和物理吸附法,C,活化法,D,微囊化法,9、细胞固定化技术与酶固定化技术相比，所含有的特点是,A 成本更低、操作更容易、不能持续性生产,B 成本更高、操作更难、不能持续性生产,C 成本更低、操作更容易、能持续性生产,D 成本更低、操作更难、能持续性生产,三、实验操作,（一）制备固定化酵母细胞,阅读,P50,51,思考下列问题：,（1）制备过程涉及哪几个环节？,（2）你认为哪个环节的操作是最重要的一环？,（3）各环节应当分别注意什么问题？,1,、酵母细胞的活化,思考：,有关酵母菌你有哪些知识？,什么是活化？,如何活化？,应注意什么？,活化：,让处在休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态；,本质：,加紧新陈代谢；,办法：,加入适量的水。,你能说出理由吗？,取,1g,干酵母，放入,50ml,的小烧杯中，加入蒸馏水,10ml,，用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混合均匀，成糊状，放置,1h,左右使其活化,思考：,你认为酵母的活化操作有哪些注意事项？,1、所用容器要大某些；,2、要确保酵母菌的活性；,3、物种要单一；,4、注意水的用量。,2,、配制物质的量浓度为,0.05mol/L,的,CaCl,2,溶液,称取无水Cacl2 0.83g。放入200mL的烧杯中，加入150mL的蒸馏水，使其充足溶解，待用。,3,、配制海藻酸钠溶液,操作：,称取0.7g海藻酸钠，放入50mL小烧杯中.加人10mL水，用酒精灯加热，边加热边搅拌，将海藻酸钠调成糊状，直至完全溶化，用蒸馏水定容至10mL。注意，加热时要用小火，或者间断加热，重复几次，直到海藻酸钠溶化为止,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。,应当注意什么问题？,4,、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合,将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的醉母细胞，进行充足搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。,为什么海藻酸钠溶液要冷却？,5,、固定化酵母细胞,以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的Cacl2溶液中，观察液滴在Cacl2溶液中形成凝胶珠的情形。将这些凝胶珠在Cacl2溶液中浸泡30 min左右。,你懂得尚有什么地方能够用到氯化钙？,刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，方便形成稳定的构造。,检查凝胶珠的质量与否合格，能够使用下列办法：,一是用镊子夹起一种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。,这一阶段成功与否呢？如何评价？,观察凝胶珠的颜色和形状:,如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，阐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，则阐明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。,（二）用固定化细胞发酵,1,、将固定好的酵母细胞,(,凝胶珠,),用蒸馏水冲洗,2-3,次。,2,、将,150mL,质量分数为,10%,的葡萄糖溶液转移到,200mL,的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于,25,下发酵,24h,。,这一阶段成功与否呢？如何评价？,观察发酵的葡萄糖溶液；,运用固定的酵母细胞发酵产生酒精，能够看到产生了诸多气泡，同时会闻到酒味。,尚有其它办法吗？,请思考课后练习,P52,类型,优点,不足,直接使用酶,催化效率高，低耗能、低污染等。,对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。,固定化酶,酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。,一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到的。,固定化细胞,成本低，操作更容易。,固定后的酶或细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降等。,类型,优点,不足,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,2、下列叙述不对的的是（）,A、从操作角度来考虑，固定化细胞比固定化酶容易,B、固定化细胞比固定化酶对酶的活性影响更小,C、固定化细胞固定的是一种酶,D、将微生物的发酵过程变成持续的酶反映应选择固定化细胞技术,