人教版高中生物选修一专题四课题3 酵母细胞的固定化 课件共21张PPT

课件21张PPT。酵母细胞的固定化我们每天都要摄入许多的蔗糖，而蔗糖可能会诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病，对人类的健康很不益，但如果用高果糖浆来替代蔗糖，就不会诱发这些疾病葡萄糖异构酶果糖葡萄糖C6H12O6C6H12O6实际问题：
①反应后酶会混合在产物中，影响产品质量
②溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产的成本设想：将酶固定在不溶于水的载体上固定化酶优点：

①酶既能与反应物接触，又容易与产物分离
②固定在载体上的酶还可以反复利用（一）固定化酶应用实例-高果糖浆的生产思考：生产果酒也可以用固定化酶吗？不可以，果酒的生产需要一系列酶的催化固定化酶的实际问题：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成是通过一系列的酶促反应才能得到的设想：酶是由细胞合成的，能否将合成酶的细胞直接固定后来在固定化酶的基础上出现了固定化细胞技术（二）固定化酶和固定化细胞技术将酶（或细胞）包埋在细微网格里将酶（或细胞）相互连接起来将酶（或细胞）吸附在载体表面上包埋法：化学结合法：物理吸附法：酶分子小，
容易从包埋材料中漏出
细胞个大，
难以被吸附或结合海藻酸钠 明胶琼脂糖 聚丙烯酰胺包埋材料——不溶于水的多孔性载体（1）酶和细胞分别适合用什么方法固定？为什么？（3）固定化细胞和固定化酶哪一种方法对酶活性的影响更小?
（2）从操作角度考虑，哪种方法更容易？思考酶更适合用化学结合法和物理吸附法，细胞一般采用包埋法。因为细胞体积大，而酶分子很小，体积大的细胞难以被吸附或结合，而体积小的酶容易从包埋材料中漏出。固定化细胞对酶活性的影响较小，因为酶在细胞内部，不易受环境的影响。包埋法（固定化细胞）操作容易。（6）固定化酶和固定化细胞都需要考虑营养条
件、适宜的温度和pH吗？（5）如果反应物是大分子，我们应该采用固定
化细胞还是固定化酶？固定化酶，因为固定化细胞的酶在细胞内，大分子无法与酶接触固定化酶只需考虑适宜的温度和pH，固定化细胞都要考虑（4）固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？一系列酶例1、连一连固定化酶 固定化细胞操作容易
对酶活性影响小
固定一系列酶
微生物发酵过程变成
连续的酶反应
反应物是大分子
需要考虑营养条件
需要考虑适宜的温度和pH
固定化酶
固定化细胞例1、连一连实验操作：
（一）固定化酵母细胞的制备：
（1）酵母细胞的______： 1g 干酵母＋10mL 蒸馏水→50mL 烧杯→搅拌均匀→放置 1h。
（2）配制0.05mol/L CaCl2 溶液： 0.83gCaCl2＋150mL 蒸馏水→200mL 烧杯→溶解备用。 活化
（4）海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：
将溶化的海藻酸钠溶液__________，加入
活化酵母细胞液，搅拌后吸到注射器中。
（5）固定化酵母细胞： 以____速度_____
地将注射器中的溶液滴加到_______溶液中
，形成_______，使其在溶液中_________CaCl2的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。冷却至室温恒定缓慢CaCl2 凝胶珠浸泡30min 实验操作：（3）配制海藻酸钠溶液 (成功的关键)： 0.7g 海藻酸钠＋10mL 水→50mL 烧杯→酒精灯__________________，并不断搅拌，使之溶化→蒸馏水___________。 小火（或间断）加热定容到 10mL 实验操作
2．固定化酵母细胞的发酵
（6）冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用_______冲洗 2～3 次。

（7）发酵： 150mL10％葡萄糖＋固定化酵母细胞→200mL 锥形
瓶→密封→25℃发酵 24h。蒸馏水需要先通气后密封吗结果分析与评价1、如何检验凝胶珠的质量是否合格？如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明 ，固定的酵母细胞 ；
如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明 ，制作失败。
〖延伸问题〗如果用海藻酸钠固定小球藻，凝胶珠的颜色为 。①观察凝胶珠的 和 。颜色形状海藻酸钠浓度过低数量较少海藻酸钠浓度过高绿色②用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果凝胶珠不破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。结果分析与评价1、如何检验凝胶珠的质量是否合格？2、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 ，同时会闻到 。 气泡酒味酒精鉴定：酸性的重铬酸钾+酒精——灰绿色
CO2鉴定： 澄清石灰水——变浑浊
溴麝香草酚蓝水溶液——由蓝变绿再变黄
还有其他鉴定方法吗？结果分析与评价例2、对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是
（ ）
A．加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环
B. 海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量
C.海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠
D.海藻酸钠的浓度过低，形成凝胶珠内包埋细胞过少C例3、（多选）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例4、（多选）右图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图．下列叙述正确的是 ( )
A．刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液
B．图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
C．图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触
D．图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中
BCD总结：直接使用酶、固定化酶与固定化细胞各有什么优缺点？