2012高二生物同步43酵母细胞固定化人教版选修I28张.pptx

单击此处编辑母版文本样式,热点考向示例,随堂达标检测,课堂互动探究,教科书问题解答,活页规范训练,课题,3,酵母细胞的固定化,课程标准,尝,试制备和应用固定化酶。,课标解读,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。,3.,尝试利用固定化细胞进行酒精发酵。,1,固定化酶和固定化细胞技术是利用,和,方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括,、,和,。,2,固定化细胞多采用,固定化，而固定化酶多采用,和,。与固定化酶技术相比，固定化细胞技术制备的成本,，操作,。,固定化酶和固定化细胞技术,物理,化学,包埋法,化学结合法,物理吸附法,包埋法,化学,结合,物理吸附法,更低,更容易,3,用包埋法固定化细胞是将微生物细胞均匀地包埋于,中，常用的包埋载体有,、,、,、,和,等。,4,固定化酶的应用实例,高果糖浆的生产,固,定化酶技术已经应用于高果糖浆的生产中，生产高果糖浆所需要的酶是,，所使用的反应柱上的孔应满足,不能通过筛板上的小孔，而,却可以自由出入。,不溶于,水的多孔性载体,明胶,琼脂糖,海藻酸钠,醋酸纤维素,聚丙烯酰胺,葡萄糖异构酶,酶颗粒,反应溶液,思维激活,1,日,常生活中人们用来蒸馒头的发酵粉在浸泡宜用凉水、温水还是开水？,提示,浸泡发酵粉最好用温水,温度过低，不利于发挥酶活性；温度过高会杀死酵母细胞。,1,固定化酶的应用实例,(1),固,定化酶的反应柱示意图：将酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。,(2),利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例：,高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。,2,直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较,(,见下表,),直接使用酶,固定化酶,固定化细胞,酶的种数,一种或几种,一种,一系列酶,制作方法,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,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,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,优点,催化效率高、耗能低、污染低,既能与反应物接触，又能与产物分离,可以反复利用,成本低、操作容易,实例,果胶酶,固定化葡萄糖异构酶,固定化酵母细胞,特别提醒,固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都可以反复使用。,【,巩固,1,】,固,定化酶和固定化细胞的主要区别是,(,),。,A,前者只能固定胞外酶，后者只能固定胞内酶,B,前者只能固定胞内酶，后者只能固定胞外酶,C,前者可以固定胞内酶和胞外酶，后者只可以固定胞内酶,D,前者只可以固定胞外酶，后者可以固定胞外酶和胞内酶,解析,微生物产生的酶的种类很多，有的存在于细胞内，有的分泌到细胞外。因此，固定化酶可以固定胞内酶和胞外酶，固定化细胞只能固定胞内酶。,答案,C,1,制备固定化酵母细胞的操作步骤：酵母细胞的,配制物质的量浓度为,0.05 mol/L,的,溶液配制,溶液,溶液与,混合,酵母细胞。,2,在配制海藻酸钠溶液时，加热时要用,，或者,，反复几次，直到海藻酸钠完全,为止。如果加热太快，海藻酸钠会,。,酵母细胞的固定化技术,活化,CaCl,2,海藻酸钠,海藻酸钠,酵母细胞,固定化,小火,间断加热,溶化,发生焦糊,3,固定化酵母细胞需要的材料是,、,、,。,4,用固定化酵母细胞发酵：将凝胶珠加入用于发酵的,溶液后，发现有,产生，同时有,散发。,干酵母细胞,无水,CaCl,2,海藻酸钠,葡萄糖,气泡,酒味,思维激活,2,用,于固定酵母细胞的载体是什么？载体的浓度越高固定效果越好吗？,提示,用于固定酵母细胞的载体是海藻酸钠，海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量,浓度过低形成的凝胶珠内包埋的细胞过少，浓度过高则不易形成凝胶珠。,1,固定化酵母细胞的制备,酵,母细胞的活化：,1 g,干酵母,10 mL,蒸馏水,50 mL,烧杯中，搅拌均匀，放置,1 h,配制,0.05 mol/L,的,CaCl,2,溶液：无水,CaCl,2,0.83 g,150 mL,蒸馏水,200 mL,烧杯,配制海藻酸钠溶液：,0.7 g,海藻酸钠,10 mL,水放入,50 mL,小烧杯小火加热，完全溶化加蒸馏水定容至,10 mL,海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：将海藻酸钠溶液冷却至室温后加入活化的酵母细胞，充分搅拌使其混合均匀，转移至注射器中,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至配制好的,CaCl,2,溶液中，形成凝胶珠，使其在溶液中浸泡,30 min,冲洗：将固定好的酵母细胞,(,凝胶珠,),用蒸馏水冲洗,2,3,次,发酵：将,150 mL,质量分数为,10%,的葡萄糖溶液转移至,200 mL,的锥形瓶中，加入固定好的酵母细胞，,25,下发酵,24 h,2,固定化实验中的有关问题,特别提醒,制备固定化酵母细胞的注意事项,(1),海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入气泡。,(2),凝胶珠的颜色和形状：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。,(3),细胞的固定要在严格无菌条件下进行；反复使用固定化酵母细胞时，需要避免微生物的污染。,【,巩固,2,】,酵,母细胞固定化的实验中，下列实验操作与目的不相符的是,(,),。,A,干酵母加入蒸馏水搅拌均匀后，放置一段时间，使酵母细胞活化,B,采用小火间断加热的方法，防止海藻酸钠发生焦糊,C,将活化的酵母细胞加入海藻酸钠溶液，轻轻搅拌，以免产生气泡,D,用注射器滴加溶液时要接近,CaCl,2,溶液的液面，防止凝胶珠出现,“,尾巴,”,解析,实验中，为了防止凝胶珠出现,“,尾巴,”,，注射器应离,CaCl,2,溶液的液面远一些。,答案,D,【,例,1,】,下,列说法不正确的是,(,),。,A,固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法,B,固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法,C,由于细胞个体大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸附法固定,D,反应物是大分子物质应采用固定化酶,酶的固定化技术,思维导图：,深度剖析,在酶和细胞的固定化技术中，通常有包埋法、化学结合法和物理吸附法，其中由于酶分子小，又多带电荷，易从多孔性物质中漏出，因此多使用化学结合法与物理吸附法，而细胞个体大，难以被多孔性物质吸附或结合，因而多采用包埋法。,答案,C,归纳整合,固定化酶与固定化细胞技术及其应用,【,例,2,】,试,分析下图中与用海藻酸钠作载体制的固定化酵母细胞相似的是,(,),。,思维导图：,酵母细胞的固定化,深度剖析,A,、,B,选项适合于酶的固定化，,C,选项既用于酶固定，也可用于细胞固定。制备固定化酵母细胞用的是包埋法，即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中，所以与,D,选项相似。,答案,D,归纳提升,检验凝胶珠制作是否成功，可用下列方法：用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果不容易破裂，没有液体流出就表明成功地制成了凝胶珠；还可以用手将凝胶珠在实验桌上用力摔打，如果凝胶珠很容易弹起，也表明成功地制成了凝胶珠。,单击此处进入,随堂达标检测,练习,1,答案直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点如表所示。,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,2.,略。,(,开放性题目，答案合理即可,),3,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。,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,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,