高中生物 第1部分 专题4 课题3 酵母细胞的固定化课件 新人教版选修1.ppt

第1部分 专题4 课题3 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一 知识点二 考向一 考向二 1 固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法 而固定化细胞则常采用包埋法 2 固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度 ph外 还需要有机营养的供应 3 配制海藻酸钠溶液浓度过高 则难以形成凝胶珠 若浓度过低 则固定的酵母细胞少 影响实验效果 4 配制海藻酸钠溶液应小火加热或间断加热 5 固定化酶和固定化细胞技术既实现了对酶的重复利用 降低了成本 又提高了产品质量 自读教材 夯基础 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 跟随名师 解疑难 直接使用酶 固定化酶和固定化细胞的比较 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 自读教材 夯基础 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 cacl2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 在配制海藻酸钠溶液时 小火加热并不断搅拌的目的是什么 提示 防止海藻酸钠焦糊 跟随名师 解疑难 1 制备固定化酵母细胞的注意事项 1 在缺水状态下 微生物处于休眠状态 活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态 酵母细胞需要的活化时间较短 一般为0 5 1h 但实验时需要提前做好准备 2 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 3 加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环 关系到实验的成败 一定要按照教材的提示进行操作 加热时要用小火 或者间断加热 反复几次 直到海藻酸钠溶化为止 4 海藻酸钠的浓度关系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 5 溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温 否则会因温度过高而导致酵母菌死亡 6 可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠 用作对照 7 海藻酸钠胶体在cacl2这种电解质的作用下 发生聚沉 形成凝胶珠 需稳定30min左右 2 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 c6h12o62c2h5oh 酒精 2co2 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 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 解析 固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高 耐受性也比较好 和溶解氧没什么关系 利用固定化酶降解水体中有机磷农药 不需要提供营养条件 利用固定化酵母细胞进行发酵 糖类不仅是反应底物 同时也作为碳源来提供能量和营养 答案 a 1 固定化酶是指限制或固定于特定空间位置的酶 具体来说 是指经物理或化学方法处理 使酶变成不易随水流失即运动受到限制 而又能发挥催化作用的酶制剂 不会比一般酶制剂的生物活性更强 2 固定化细胞仍能进行正常的生长 繁殖和代谢 可以像游离的细胞一样用于发酵生产 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cacl2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 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 解析 1 酵母菌在干燥时 处于休眠状态 需加水活化 否则制成的固定化酵母菌在发酵时酶活性较低且酵母菌增殖缓慢 2 该实验的关键是海藻酸钠溶液的配制 3 如果海藻酸钠的浓度过低 形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞的数目减少 影响实验效果 4 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 固定的酵母菌数目较少 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 5 由于酵母菌细胞个体较大 不易从包埋材料中漏出 故细胞的固定化一般采用包埋法 答案 1 缺水正常的生活体积增大 2 配制海藻酸钠溶液 3 减少 4 固定的酵母细胞数目较少海藻酸钠浓度偏高 制作失败 5 因为