课题3酵母细胞的固定化.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,*,1,概念,利用,方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。,2,方法,(1),：多适于,的固定化；,物理或化学,包埋法,细胞,物理吸附法,酶,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,。,(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。,海藻酸钠,反复利用,成本,葡萄糖异构,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的。如何解决这一问题？,提示：将合成酶的细胞直接固定。,3,固定化酶和固定化细胞一般采用什么方法？为什么？,提示：固定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。固定化细胞常用包埋法，因个大的细胞难以被吸附或结合。,直接使用酶、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,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,【,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,答案,C,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。,特别提醒,固定化细胞使用的都是活细胞，在反应时需要适宜的生存条件。,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。,1,制备固定化酵母细胞,蒸馏水,正常生活,小火,间断加热,已活化,CaCl,2,溶液,2,用固定化酵母细胞发酵,(1),操作步骤：将用蒸馏水冲洗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,酒精味,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,具体操作步骤：,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,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，需要再做尝试。,(2),利用固定的酵母细胞发酵产生酒精,C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH(,酒精,),2CO,2,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。,2,固定化实验中的有关问题,【,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,”,D,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，糖类的作用只是作为反应底物,(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,_,。,(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？,配制海藻酸钠溶液,减少,固定的酵母细胞数目较少,海藻酸钠浓度偏高，制作失败,因为酶分子很小，容易从包埋材料中漏出。,例,2,根据下面制备固定化酵母细胞实验的流程回答问题：,酵母细胞活化,配制,CaCl,2,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,_,。,缺水,正常的生活,体积增大,