江苏省宿迁市马陵中学高考生物专题复习 酵母细胞的固定化课件2.ppt

酵母细胞的固定化 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物 一 酶的概念 产生场所 作用部位 作用 化学本质 活细胞内 细胞内或外 催化作用 多数是蛋白质 少数是rna 作用机理 降低化学反应的活化能 组成单体 合成部位 天然酶制剂缺点 天然酶通常对强酸 强碱 高温和有机溶剂等条件非常敏感 容易失活 溶液中酶很难回收 不能再次利用 提高了生产成本 反应后 酶会混在产物中 影响产品质量 难以在工业生产中广泛应用 如果你是工程技术人员 你如何解决这个问题 二 固定化酶技术 指 利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术 三 固定化细胞技术 指 利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术 固定化酶优点 酶既能与反应物接触 又能与产物分离 提高了的产量和质量 还可以被反复利用 大大降低了生产成本 固定化酶缺点 固定的只是一种酶 固定化细胞优点 成本低 操作容易 对酶活性的影响更小 可以催化一系列的反应 容易回收 固定化细胞缺点 固定后的细胞与反应物不容易接近 可能导致反应效果下降 大分子物质难以自由通过细胞膜 四 固定化酶或细胞的方法 包埋法 化学结合法 物理吸附法 五 酶和细胞固定方法的选择 酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定 细胞更适合采用包埋法固定 1 方法 2 原因 细胞个大 酶分子很小 个体大的细胞难以被吸附或结合而个小的酶容易从包埋的材料中漏出 六 固定化细胞常用的载体材料 1 明胶2 琼脂糖3 海藻酸钠4 醋酸纤维素5 聚丙烯酰胺等 共同的特点 是不溶于水的多孔性载体 七 固定化酶的应用实例 1 生产高果糖浆 生产原料 葡萄糖 葡萄糖异构酶 生产机理 葡萄糖c6h12o6 果糖c6h12o6 这种酶稳定性好 又可持续发挥作用 缺点 这种酶溶于葡萄糖溶液后 无法从糖浆中回收 造成很大的浪费 2 用固定化酶技术生产高果糖浆 将葡萄糖异构酶固定在一种颗粒状载体上 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上的小孔 而反应溶液却可以自由出入 生产过程 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 要想使固定化酶真的能做到被反复利用 必须得注意什么问题 八 固定化细胞实验操作 1 采用包埋法 2 海藻酸钠作载体包埋酵母细胞 3 过程 制备固定化酵母细胞 1 酵母细胞的活化 2 配制物质的量浓度为0 05mol l的cacl2 3 配制海藻酸钠的溶液 4 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 5 固定化酵母细胞 1 酵母细胞的活化 活化 让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态 2 配置物质量浓度为0 05mol l的cacl2溶液 溶解物质要彻底 勿用自来水溶解 以防自来水中各种离子影响实验结果 3 配制海藻酸钠溶液 影响实验成功的关键 称取0 7g海藻酸钠 放入50ml小烧杯中 加入10ml水 用酒精灯加热 边加热边搅拌 将海藻酸钠调成糊状 直至完全溶化 用蒸馏水定容至10ml 过程 注意 加热时要用 或者 反复几次 直到海藻酸钠溶化为止 小火 间断加热 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 4 海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温 加入以活化的酵母细胞 进行充分搅拌 再转移至注射器中 5 固定化酵母细胞 以恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴加到配制好的cacl2溶液中 将形成的凝胶珠在cacl2溶液中浸泡30min左右 以便形成稳定的结构 如何检验凝胶珠的质量是否合格 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 三 观察凝胶珠的颜色和形状 原因分析 1 如果制成的凝胶珠容易破裂 海藻酸钠或cacl2的浓度过低在cacl2溶液中浸泡的时间短 原因分析 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 固定的酵母细胞数目 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 制作失败 需要再作尝试 二 用固定化细胞发酵 1 将固定好的酵母细胞 凝胶珠 用蒸馏水冲洗2 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 下发酵24h 怎样评价这一阶段成功与否 发酵产生酒精 会闻到酒味 可以看到产生了很多气泡 如果发现发酵液有酸味 发酵装置密封 分析原因 发酵装置漏气 分析原因 要想使固定化细胞真的能做到被反复利用 必须得注意什么问题 练习 1 下列说法不正确的是 a 葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触 转化成的是果糖b 从固定化酶反应柱下端流出的是果糖c 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d 酶溶解于葡萄糖溶液 可以从糖浆中回收 d 2 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cacl2溶液中浸泡30min左右 b 3 下列叙述不正确的是 a 从操作角度来考虑 固定化细胞比固定化酶容易b 固定化细胞比固定化酶对酶的活性影响更小c 固定化细胞固定的是一种酶d 将微生物的发酵过程变成连续的酶反应应选择固定化细胞技术 c 4 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 phc 水分d 营养 d 5 使用固定化细