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1、酵母细胞的固定化,在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，说明酶制剂使用有很多优点，你能举出一些吗？,催化效率高、低能耗、低污染等。,生产中直接使用酶存在哪些问题？你 知道吗？,酶制剂存在的缺陷： 1、通常对 等条件非常敏感，容易失活； 2、溶液中的酶很难回收，不能被 ，提高了生产成本； 3、反应后会混在产物中，可能 。,强酸、强碱、高温和有机溶剂,影响产品质量,再次利用,如果你是工程技术人员，领导要你解决这个问题，你怎么办？,固定化酶技术,阅读P49独立思考3分钟后小组合作讨论： 1、解决酶应用中存在问题的方法是？ 2、什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 3、生产高果糖浆需要什么酶？其
2、作用是什么？这种酶有何特点？ 4、介绍一下反应柱及其优点 5、了解高果糖浆生产过程。 6、这种方法的优点是什么？,（一）、固定化酶的应用实例,一、基础知识,一、基础知识,（一）固定化酶的应用实例,总结：固定化酶技术的优点： 使酶既能与反应物接触，又能与产物分离； 固定在载体上的酶可以被反复利用。,在生产实际中使用固定化酶技术有无不足?如有不足,怎么办?,有。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。,概念：利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间的技术。,包埋法,化学 结合法,物理吸附法,（二）固定化酶技
3、术和固定化细胞技术,固定化酶 或者固定化细胞分别适用哪些方法？原因？,适用于 固定化酶,适用于 固定化细胞,包埋法是指将微生物的细胞均匀包埋在不溶于水的多孔性载体中 化学结合法是指将酶分子或细胞相互结合或将其结合 到载体上 物理吸附法是指将酶吸附到固体吸附剂的表面,思考？,1从操作角度来考虑，你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易？ 哪一种方法对酶活性的影响更小？ 2固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？ 3如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种方法？ 4如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种方法？,固定化细胞,固定化细胞固定的是一系列酶,固定化细胞技术,固定化酶技
4、术,固定化细胞,规律总结：,固定化酶,酶的种类：一种,所需条件：适宜的温度，PH值,固定化细胞,酶的种类：多种 所需条件：适宜的温度，PH值，营养 物质,练习： 1.使用固定化细胞的优点是( )。 A.能催化大分子物质的水解 B.可催化一系列化学反应 C.与反应物易接近 D.有利于酶在细胞外发挥作用,B,2、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、PH C、水分 D、营养,D,3. 关于固定化酶的叙述不正确的是 ( )。 A既能与反应物
5、接触，又能与反应 物分离 B固定在载体上的酶可被反复利用 C可催化一系列反应 D酶的活性和稳定性受到限制,C,二、实验操作酵母细胞的固定化,用什么方法对酵母细胞的固定化？,包埋法常用哪些载体？,思考：,包埋法,明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等,三、实验操作,（一）制备固定化酵母细胞,观看视频思考下列问题：,（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？ （3）各步骤应当分别注意什么问题？,二、实验操作酵母细胞的固定化,（1）酵母细胞的活化：,思考1活化是指什么？方法？,思考2在活化酵母的过程中要注意？,1、酵母细胞活化时体积会变大， 所用容器要大一些
6、，防止活化液溢出； 2、选用的干酵母有较强的活性且物种单一；,二、实验操作酵母细胞的固定化,（1）酵母细胞的活化：,（2）配制CaCl2溶液：,二、实验操作酵母细胞的固定化,（1）酵母细胞的活化：,（2）配制CaCl2溶液：,（3）配制海藻酸钠溶液：,是最重要的环节：,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。,注意事项：,加热时要用小火， 或者间断加热（目的？）,（浓度要适宜？）,二、实验操作酵母细胞的固定化,（1）酵母细胞的活化：,（2）配制CaCl2溶液：,（3）配制海藻酸钠溶液：,（4）海藻酸钠溶液与 酵母细胞的混合：,
7、必须将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温才能与酵母细胞进行混合。 为什么？搅拌的目的？,二、实验操作酵母细胞的固定化,（1）酵母细胞的活化：,（2）配制CaCl2溶液：,（3）配制海藻酸钠溶液：,（4）海藻酸钠溶液与 酵母细胞的混合：,（5）固定化酵母细胞：,CaCl2溶液的作用？所形成的凝胶柱在CaCl2溶液中浸泡的目的？,使胶体聚沉。形成稳定的结构,如何判断固定化酵母细胞是否成功？,-观察凝胶珠的颜色和形状,若凝胶珠颜色过浅，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少,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，需要再作尝试,检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法： 一是
8、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。,小技巧,三、实验操作 用固定化酵母进行发酵,思考发酵过程中锥形瓶为什么要密封？ 思考锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？ 思考在利用固定化酶或固定化细胞进行工业生产的过程中，需要无菌操作吗？,酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。,酵母菌进行无氧呼吸产生的。,需要。,这一阶段成功与否呢？怎样评价？,观察发酵的葡萄糖溶液； 利用固定的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。 还有其他方法吗？,课堂总
9、结,1、酶更适合采用固定化，而细胞多采用固定化 2、制定固定化酵母细胞的步骤： 3、海藻酸钠溶液浓度过高；过低， 4、固定化酶固定的是种酶，固定化细胞固定的是酶,练习:,1、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30 min左右,B,2、下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是( )。 A酶分子很小，易采用包埋法 B酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶 C细胞个大，难被吸附或结合 D细胞易采用包埋法固定
10、,A,3、固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是( )。 A避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程 B固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用 C促化反应结束后，能被吸收和重复利用 D细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用,D,一种或多种,一种,不需要,不需要,需要,一种或多种,一种,一系列,一系列,大分子、小分子,大分子、小分子,小分子,催化效率高，低耗能、低污染等,对环境条件敏感，易失活 难回收，成本高 酶混在产物中影响产品质量。,成本低，操作更容易。 酶活性不易受到影响,不利于催化一系列的酶促反应,固定在载体上的酶可被反复利用,反应物尤其是大分子不易与酶接近，反应效果下降等,谢谢大家,