山西省太原十六中高考生物 课题3 酵母细胞的固定化课件 新人教版选修1.ppt

专题四酶的研究与应用 课题3酵母细胞的固定化 优点 催化效率高 低耗能 低污染 大规模地应用于食品 化工等各个领域 存在的缺陷 1 通常对强酸 强碱 高温和有机溶剂等条件非常敏感 容易失活 2 溶液中的酶很难回收 不能被再次利用 提高了生产成本 3 反应后会混在产物中 可能影响产品质量 解决的办法 酶制剂 固定化酶技术 什么是固定化酶 1 什么是高果糖浆 使用它有何好处 2 生产高果糖浆需要什么酶 其作用是什么 这种酶有何特点 3 了解高果糖浆生产过程4 这种方法的优点是什么 一 固定化酶的应用实例 阅读p49 50 并思考 基础知识 高果糖浆是果糖含量为42 左右的糖浆 作为蔗糖的替代品 高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖 糖尿病 龋齿和心血管病 对人的健康有利 1 什么是高果糖浆 使用它有何好处 你能写出果糖的分子式吗 它属于什么糖 生产高果糖浆需要葡萄糖异构酶 其作用是将葡萄糖转化为果糖 这种酶稳定性好 可持续发挥作用 2 生产高果糖浆需要什么酶 其作用是什么 这种酶有何特点 酶溶于葡萄糖溶液后 就无法回收 造成很大的浪费 3 固定化酶技术生产高果糖浆的过程 注意反应柱的各部分名称 1 使酶既能与反应物接触 又能与产物分离 2 固定在载体上的酶可以被反复利用 你能说出反应柱的优点吗 4 固定化酶技术的优点 反应柱能连续使用半年 大大降低了生产成本 提高了果糖的产量和质量 在生产实际中使用固定化酶技术的不足 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 怎么办 二 固定化细胞技术 阅读p50 思考以下几个问题 2 固定化酶或固定化细胞技术分别适合使用哪种方法 为什么 1 什么是固定化酶或固定化细胞技术 可以采用什么方法固定 3 固定化酶和固定化细胞的联系与区别 4 本课题采用包埋法固定细胞 常用的载体材料有哪些 利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间的技术 可用包埋法 化学结合法和物理吸附法 1 什么是固定化酶或固定化细胞技术 可以采用什么方法固定 化学结合法 物理吸附法 2 固定化酶或固定化细胞技术分别适合使用哪种方法 为什么 化学结合法物理吸附法 包埋法 体积小 固定一种酶包埋法容易丢失 体积大 固定一系列酶难以化学结合和吸附 3 固定化酶和固定化细胞的联系与区别 联系 应用相同 都能催化某些反应 区别 1 固定化细胞技术操作容易 成本低 容易回收 2 固定化细胞技术对酶活性影响更小 3 固定化细胞固定的一系列酶 4 由于大分子难以通过细胞膜 因此固定化细胞的应用有一定的限制 明胶 琼脂糖 海藻酸钠 醋酸纤维素和聚丙烯酰胺 其共同的特点是不溶于水的多孔性载体 海藻酸钠 聚丙烯酰胺 4 本课题采用包埋法固定细胞 常用的载体材料有哪些 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 实验操作 1 制备过程包括哪几个步骤 配制cacl2溶液 配制海藻酸钠溶液 将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合 固定化酵母细胞 酵母细胞的活化 cacl2的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉 形成凝胶珠 以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配置好的cacl2溶液中 滴加在cacl2溶液中形成凝胶珠 凝胶珠在cacl2溶液中浸泡30分钟 刚形成的凝胶珠应在cacl2溶液中浸泡一段时间 以便形成稳定的结构 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 2 你认为哪个步骤的操作是最重要的一环 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 图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实验结果 出现此结果的可能原因有a 海藻酸钠浓度过高b 酵母细胞已经死亡c 注射器中的溶液推进速度过快d 注射器距离cacl2溶液液面太近 acd 二 用固定化酵母细胞发酵 1 将固定化的酵母细胞 凝胶珠 用蒸馏水冲洗2到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摄氏度下发酵24h 利用固定化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 细胞的固定化要在严格的无菌条件下进行 反复使用固定化酵母细胞时 需要避免微生物的污染 在应用固定化酵母细胞进行酒精发酵时要注意控制好温度 保证缺氧的环境 并且发酵时间要稍长一些 增强实验效果 直接使用酶 固定化酶和固定化细胞催化的优缺点 海藻酸钠凝胶是从海藻中提取获得的藻酸盐 多价阳离子如ca2 al3 可诱导凝