酵母细胞的固定化(公开课).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,酵母细胞的固定化,1,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？,2,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,3,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,4,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,5,一、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。,6,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,。,7,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,8,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,9,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,10,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,11,2、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,12,3.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,13,二、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,14,三、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？,15,二、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；,16,二、实验操作酵母细胞的固定化,（1）酵母细胞的活化：,（2）配制CaCl,2,溶液：,17,二、实验操作酵母细胞的固定化,（1）酵母细胞的活化：,（2）配制CaCl,2,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？）,18,二、实验操作酵母细胞的固定化,（1）酵母细胞的活化：,（2）配制CaCl,2,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？,19,二、实验操作酵母细胞的固定化,（1）酵母细胞的活化：,（2）配制CaCl,2,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：,CaCl,2,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,20,21,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。,小技巧,22,三、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。,23,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？,24,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,25,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CaCl,2,溶液中浸泡30 min左右,B,26,2、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,27,3、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,28,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,29,谢谢大家,30,