人教版-酵母细胞的固定化课件.ppt

1、人教版最新人教版最新 酵母细胞的酵母细胞的固定化固定化第一页，共24页。人教版最新 酵母细胞的固定化人教版最新 酵母细胞的固定化人教在食品、化工、轻纺、医药等领域大规在食品、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？优点，你能举出一些吗？催化效率高、低能耗、低污染等。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？你生产中直接使用酶存在哪些问题？你知道吗？知道吗？第二页，共24页。在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，说明酶制剂使酶制剂存在的缺陷：酶制剂存在的缺陷：1 1、通常对、通常对等条件非常敏

2、感，容易失活；等条件非常敏感，容易失活；2 2、溶液中的酶很难回收，不能、溶液中的酶很难回收，不能被被 ，提高了生产成本；，提高了生产成本；3 3、反应后会混在产物中，可、反应后会混在产物中，可能能 。强酸强酸、强碱、高温和有机溶剂强碱、高温和有机溶剂影响产品质量影响产品质量再次利用再次利用第三页，共24页。酶制剂存在的缺陷：强酸、强碱、高温和有机溶剂影响产品质 如果你是工程技术人如果你是工程技术人员，领导要你解决这个问员，领导要你解决这个问题，你怎么办？题，你怎么办？第四页，共24页。如果你是工程技术人员，领导要你解决这个问题，你怎 阅读阅读P49P49独立思考独立思考3 3分钟后小组合作讨

3、论：分钟后小组合作讨论：1 1、什么是高果糖浆？使用它有何好处？、什么是高果糖浆？使用它有何好处？2 2、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？3 3、介绍一下反应柱及其优点、介绍一下反应柱及其优点4 4、了解高果糖浆生产过程。、了解高果糖浆生产过程。5 5、这种方法的优点是什么？、这种方法的优点是什么？（一）、固定化酶的应用实例（一）、固定化酶的应用实例第五页，共24页。阅读P 4 9 独立思考3 分钟后小组合作讨论：（一）、固定化酶（一）固定化酶的（一）固定化酶的应用实例应用实例总结：固定化酶技术的总结：固定化酶技术的优优点点：使酶既能与反应物接触，

4、使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；又能与产物分离；固定在载体上的酶可以被固定在载体上的酶可以被反复利用。反复利用。第六页，共24页。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概念：利用物理或化学方法将概念：利用物理或化学方法将酶酶或或细胞细胞固定在一定空间的技术。固定在一定空间的技术。包埋法包埋法化学化学结合法结合法物理吸附法物理吸附法（二）固定化酶技术和固定化细胞技术（二）固定化酶技术和固定化细胞技术固定化酶固定化酶或者或者固定化细胞固定化细胞分别适用哪些分别适用哪些方法？原因？方法？原因？适用于适用于固定化酶固定化酶适用于适用于固定化细胞固定化细胞包埋法是指将微生物的

5、细胞均匀包埋在不溶于水的多孔性载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到载体上物理吸附法是指将酶吸附到固体吸附剂的表面物理吸附法是指将酶吸附到固体吸附剂的表面第七页，共24页。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。包埋思考？思考？1 1从操作角度来考虑，你认为固定化酶技术与固从操作角度来考虑，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？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？哪一种方法对酶活性的影响更小？2 2固定化细胞固定的是

6、一种酶还是一系列酶？固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？3 3如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，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？应该选择哪种方法？4 4如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种方法？方法？固定化细胞固定化细胞固定化细胞固定的是一系列酶固定化细胞固定的是一系列酶固定化细胞技术固定化细胞技术固定化酶技术固定化酶技术固定化细胞固定化细胞第八页，共24页。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直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶固定化细胞固定化细胞酶的种类酶的种类营养物质营养物质催化反应催化反

7、应反应底物反应底物优点优点缺点缺点一种或多种一种或多种一种一种不需要不需要不需要不需要需要需要一种或多种一种或多种一种一种一系列酶一系列酶一系列一系列大分子、小分子大分子、小分子大分子、小分子大分子、小分子小分子小分子催化效率高，低耗催化效率高，低耗能、低污染等能、低污染等对环境条件敏感，对环境条件敏感，易失活易失活难回收，成本高难回收，成本高酶混在产物中影响酶混在产物中影响产品质量。产品质量。成本低，操作成本低，操作更容易。更容易。可反复利用，可反复利用，易与产物分离易与产物分离不利于催不利于催化一系列化一系列的酶促反的酶促反应应 .既能与反应物既能与反应物接触，又能与产物接触，又能与产物分

8、离分离 .可以反复利用可以反复利用反应物尤其反应物尤其是大分子不是大分子不易与酶接触，易与酶接触，反应效率下反应效率下降等降等第九页，共24页。直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种类营养物质催化反应反应底物二、实验操作二、实验操作酵母细胞的固定化酵母细胞的固定化用什么方法对酵母细胞的固定化？用什么方法对酵母细胞的固定化？包埋法常用哪些载体？包埋法常用哪些载体？思考：思考：包埋法包埋法 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等素、聚丙烯酰胺等 第十页，共24页。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三、实验操作三、实验操作（一）制备固定化酵

9、母细胞（一）制备固定化酵母细胞（1 1）制备过程包括哪几个步骤？）制备过程包括哪几个步骤？（2 2）你认为哪个步骤的操作是最重）你认为哪个步骤的操作是最重要的一环？要的一环？（3 3）各步骤应当分别注意什么问题？）各步骤应当分别注意什么问题？第十一页，共24页。三、实验操作（一）制备固定化酵母细胞（1）制备过程包括哪几个二、实验操作二、实验操作酵母细胞的固定化酵母细胞的固定化（1）酵母细胞的活化：）酵母细胞的活化：思考思考1活化是指什么？活化是指什么？方法？为什么要置于蒸方法？为什么要置于蒸馏水中？馏水中？思考思考2在活化酵母的过程在活化酵母的过程中要注意？中要注意？酵母细胞活化时体积会变大，

10、酵母细胞活化时体积会变大，所用容器要大一些，防止活化液溢出；所用容器要大一些，防止活化液溢出；干酵母需置于蒸馏水中活化，是因为干酵母细胞干酵母需置于蒸馏水中活化，是因为干酵母细胞中自由水含量低、代谢慢中自由水含量低、代谢慢第十二页，共24页。二、实验操作酵母细胞的固定化（1）酵母细胞的活化：思考二、实验操作二、实验操作酵母细胞的固定化酵母细胞的固定化（1）酵母细胞的活化：）酵母细胞的活化：（2）配制）配制CaCl2溶液溶液CaCl2的作用？的作用？与海藻酸钠反应形成凝胶珠，作为凝固剂。第十三页，共24页。二、实验操作酵母细胞的固定化（1）酵母细胞的活化：（2）二、实验操作二、实验操作酵母细胞的

11、固定化酵母细胞的固定化（1）酵母细胞的活化：）酵母细胞的活化：（2）配制）配制CaCl2溶液：溶液：（3）配制海藻酸钠溶液：）配制海藻酸钠溶液：是最重要的环节：是最重要的环节：如果海藻酸钠浓度过高，如果海藻酸钠浓度过高，将很难形成凝胶珠或形成将很难形成凝胶珠或形成的凝胶珠不是圆形或椭圆的凝胶珠不是圆形或椭圆形；形；如果浓度过低，形成的如果浓度过低，形成的凝胶珠包埋的酵母细胞的凝胶珠包埋的酵母细胞的数目少，颜色过浅呈白色。数目少，颜色过浅呈白色。注意事项：注意事项：加热时要用小火，加热时要用小火，或者间断加热（否则？）或者间断加热（否则？）（海藻酸钠作用？（海藻酸钠作用？为什么浓度要适宜？）为什

12、么浓度要适宜？）作为包埋材料，作为包埋材料，包埋酵母细胞。包埋酵母细胞。第十四页，共24页。二、实验操作酵母细胞的固定化（1）酵母细胞的活化：（2）二、实验操作二、实验操作酵母细胞的固定化酵母细胞的固定化（1）酵母细胞的活化：）酵母细胞的活化：（2）配制）配制CaCl2溶液：溶液：（3）配制海藻酸钠溶液：）配制海藻酸钠溶液：（4）海藻酸钠溶液与海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：酵母细胞的混合：必须将溶化的海藻酸钠溶必须将溶化的海藻酸钠溶液液冷却至室温冷却至室温才能与酵母才能与酵母细胞进行混合。细胞进行混合。为什么？搅拌的目的？为什么？搅拌的目的？高温会使酵母细胞死亡。高温会使酵母细胞死亡。搅拌的目

13、的：使海藻酸钠与搅拌的目的：使海藻酸钠与酵母菌混合均匀。酵母菌混合均匀。第十五页，共24页。二、实验操作酵母细胞的固定化（1）酵母细胞的活化：（2）（5）固定化酵母细胞）固定化酵母细胞1、将注射器中海藻酸钠与酵母细胞的混合液滴到、将注射器中海藻酸钠与酵母细胞的混合液滴到CaCl2溶液中的溶液中的要求？要求？以恒定的速度缓慢地滴加以恒定的速度缓慢地滴加。（速度太快容易（速度太快容易形成尾巴。注意形成尾巴。注意高度适宜高度适宜。注射器太低，凝胶珠易出。注射器太低，凝胶珠易出现尾巴；太高，溶液易溅出。）现尾巴；太高，溶液易溅出。）2、为什么刚形成的凝胶珠要在、为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中

14、浸泡溶液中浸泡30分钟？分钟？使凝胶珠形成稳定的结构。使凝胶珠形成稳定的结构。第十六页，共24页。（5）固定化酵母细胞1、将注射器中海藻酸钠与酵母细胞的混合液如何检验酵母细胞固如何检验酵母细胞固 定是否成功？定是否成功？观察凝胶珠的观察凝胶珠的颜色颜色和和形状形状理想的凝胶珠应该是：理想的凝胶珠应该是：圆形或椭圆形、富有弹性、圆形或椭圆形、富有弹性、不易破裂、内部无液体流出、稍带黄色不易破裂、内部无液体流出、稍带黄色。第十七页，共24页。如何检验酵母细胞固 定是否成功？观察凝胶珠的颜色和形状理想的第十八页，共24页。第十八页，共2 4 页。检验凝胶珠的质量是否合格，可以使检验凝胶珠的质量是否合

15、格，可以使用下列方法：用下列方法：一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实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，就表明凝胶珠的制裂，没有液体流出，就表明凝胶珠的制作成功。作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，二是在实验桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备如果凝胶珠很容易弹起，也能表明制备的凝胶珠是成功的。的凝胶珠是成功的。第十九页，共24页。小技巧第十九页，共2 4 页。二、固定化酵母细胞的发酵二、固定化酵母细胞的发酵1、固定好的酵母细胞用什么冲洗？目的是什么？、固定好的酵母细胞用什么冲洗？目的是什么？蒸馏水

16、。洗掉凝胶珠表面的氯化钙溶液，是蒸馏水。洗掉凝胶珠表面的氯化钙溶液，是防止凝胶珠防止凝胶珠硬度过大，影响通透性硬度过大，影响通透性。2 2、发酵时，温度为什么控制在、发酵时，温度为什么控制在2525摄氏度？摄氏度？该温度是酵母细胞发酵的适宜温度。该温度是酵母细胞发酵的适宜温度。3 3、发酵时，凝胶珠在发酵液的位置？、发酵时，凝胶珠在发酵液的位置？在发酵液上方。在发酵液上方。第二十页，共24页。二、固定化酵母细胞的发酵1、固定好的酵母细胞用什么冲洗？目的实验操作实验操作 用固定化酵母进行发酵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？思考发酵过程中锥形瓶为什么要密封？思考锥形瓶中的气泡

17、和酒精是怎样形成的？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？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。酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。酵母菌进行无氧呼吸产生的。酵母菌进行无氧呼吸产生的。需要。需要。第二十一页，共24页。实验操作 用固定化酵母进行发酵思考发酵过程中锥形瓶这一阶段成功与否呢？怎样这一阶段成功与否呢？怎样评价？评价？观察发酵的葡萄糖溶液；观察发酵的葡萄糖溶液；利用固定的酵母细胞发酵产生利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多酒精，可以看到产生了很多气气泡

18、泡，同时会闻到，同时会闻到酒味酒味。还有其他方法吗？还有其他方法吗？第二十二页，共24页。这一阶段成功与否呢？怎样评价？观察发酵的葡萄糖溶液；第二十二失败原因分析：失败原因分析：1、凝胶珠颜色过浅的原因？、凝胶珠颜色过浅的原因？海藻酸钠浓度过低，包埋细胞数量少海藻酸钠浓度过低，包埋细胞数量少 2、凝胶珠形状不是圆形或椭圆形的原因、凝胶珠形状不是圆形或椭圆形的原因？海藻酸钠浓度过高海藻酸钠浓度过高或或注射器离液面太近注射器离液面太近或或注射注射 器中溶器中溶液推进速度太快液推进速度太快。3、固定化酵母凝胶珠硬度大、通透性低，易开裂的原因？、固定化酵母凝胶珠硬度大、通透性低，易开裂的原因？CaCl2溶液浓度过大或在溶液浓度过大或在CaCl2溶液中浸泡时间过长（或者溶液中浸泡时间过长（或者未用蒸馏水冲洗凝胶珠）。未用蒸馏水冲洗凝胶珠）。第二十三页，共24页。失败原因分析：1、凝胶珠颜色过浅的原因？海藻酸钠浓度过低，包第二十四页，共24页。谢谢观赏第二十四页，共2 4 页。