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

成才之路 生物 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修1 酶的探究与应用 专题四 课题3酵母细胞的固定化 专题四 1 说明固定化细胞和固定化酶的作用和原理 重点 2 掌握制备固定化酵母细胞和利用其进行酒精发酵的方法 重 难点 一 固定化酶的应用实例1 高果糖浆的生产需要使用 它能将葡萄糖转化成 这种酶的稳定性好 可以 发挥作用 但是 酶溶解于葡萄糖溶液后 就无法从糖浆中回收 造成很大的浪费 葡萄糖异构酶 果糖 持续 2 使用 技术 将这种酶固定在一种颗粒状的载体上 再将这些酶颗粒装到一个反应柱内 生产过程中 将葡萄糖溶液从反应柱的 注入 使葡萄糖溶液流过反应柱 与 接触 转化成 从反应柱的 流出 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 固定化酶 上端 固定化葡萄糖异构酶 果糖 下端 二 固定化细胞技术1 概念 利用 或 方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术 2 方法 包括 化学结合法和 细胞多采用 固定化 而酶多采用 和 法固定化 3 载体 包埋法固定化细胞常用的是 载体材料 如 琼脂糖 醋酸纤维素和聚丙烯酰胺 物理 化学 包埋法 物理吸附法 包埋 化学结合 物理吸附 多孔性 明胶 海藻酸钠 4 优点 1 固定化酶既能与 接触 又能与 分离 可以 利用 2 固定化细胞技术制备的成本 操作 反应物 产物 反复 低 简便 1 如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应 应选择哪一种方法 如果反应物是大分子物质 又应该采用哪种方法 为什么 2 为何酶适合用化学结合法和物理吸附法固定 而细胞多采用包埋法固定 1 前者可选择固定化细胞技术 后者可选择固定化酶技术 固定化细胞固定的是一系列酶 可以催化一系列反应 大分子物质难以自由通过细胞膜 固定化细胞 应用受到限制 2 细胞体积大 而酶分子很小 个大的细胞难以被吸附或结合 而个小的酶容易从包埋材料中漏出 固定化酶和固定化细胞 3 生产过程 2 酶固定化的方法酶的固定方法大致可分为以下三种 3 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞的比较 试分析图示中 哪一种与海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似 解析 a b选项适合于酶的固定化 c既用于酶固定 也可用于细胞固定 制备固定化酵母细胞用的是包埋法 即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中 所以与d相似 答案 d 关于固定化酶技术说法正确的是 a 固定化酶技术就是固定反应物 将酶依附于载体 围绕反应物旋转的技术b 固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应c 固定化酶中的酶无法重复利用d 固定化酶是将酶固定在一定空间的技术 答案 d 解析 固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术 其优点是酶被固定在一定装置内可重复利用 不足是无法同时解决一系列酶促反应 在固定过程中 固定的是酶而不是反应物 因此a b c均错误 1 制备固定化酵母细胞的实验流程 固定化酵母细胞的制备与应用 2 用固定化酵母细胞发酵 1 冲洗 将固定好的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗2次 3次 刚形成的凝胶珠应在cacl2溶液中浸泡30min左右 形成稳定结构 2 发酵 150ml质量分数为10 葡萄糖溶液 固定化酵母细胞 200ml 锥形瓶 密封 25 下发酵24h 温馨提示 实验成功的关键及注意事项1 酵母菌活化 就是指处于休眠状态的酵母菌重新恢复正常的生活状态的过程 因为在缺水状态下酵母菌处于休眠状态 而固定酵母菌 使其发挥作用时 必须活化 并在活化酵母菌时 酵母菌体积会变大 应选择足够大的容器 2 加热海藻酸钠加速溶解的过程中 需使用小火 或者间断加热 防止加热过快 使海藻酸钠焦糊 难以制成合适的凝胶珠 3 刚形成的凝胶珠应在cacl2溶液中浸泡一段时间 形成稳定的结构 4 制备过程要求严格的无菌操作 防止微生物污染 下列关于固定化酵母细胞的制备步骤中不恰当的是 a 应使干酵母与水混合并搅拌 以利于酵母细胞活化b 配制海藻酸钠溶液时要用小火 或者间断加热的方法c 向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞 充分搅拌并混合均匀d 将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注入cacl2溶液中 会观察到cacl2溶液中 有球形或椭球形的凝胶珠形成 解析 在制备固定化酵母细胞的过程中 刚溶化好的海藻酸钠溶液温度较高 需等其冷却后才能加入已活化的酵母细胞 否则细胞会在高温下死亡 答案为c 答案 c 在制备固定化酵母细胞的实验中 cacl2溶液的作用是 a 用于调节溶液phb 用于进行离子交换c 用于胶体聚沉d 用于为酵母菌提供ca2 答案 c 解析 海藻酸钠胶体在cacl2这种电解质溶液的作用下 发生聚沉 形成凝胶珠 其作用机理是由于盐离子的电荷与胶体微粒电荷相互吸引 形成更大的胶体颗粒 类似于人体红细胞与抗凝集素之间的凝集反应 3 从化学结构上看 酶主要是蛋白质类化合物 激素种类很多 有的是固醇类 有的是多肽或蛋白质 有的是氨基酸类的衍生物 维生素种类也很多 有脂肪族 芳香族 杂环化合物等 是可溶