人教版高二生物选修一教学课件《专题4课题3 酵母细胞的固定化》 (共24张PPT).ppt

阅读教材P49课题背景部分，回答酶制剂存在哪些缺陷？ 1、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； 2、溶液中的酶很难回收，提高了生产成本； 3、反应后会混在产物中，可能影响产品质量。 4、某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。 (1)酵母细胞的固定采用的方法是________。 (2)请完善该实验小组的同学在制备固定化酵母细胞过程的步骤： ①配制氯化钙溶液时应用蒸馏水。 ②海藻酸钠溶液应用______________加热。 ③海藻酸钠溶液必须____________________才能加入酵母细胞。 ④注射器中的海藻酸钠和酵母细胞的混合物应滴入________ 中形成____________。 (3)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。 ①为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验过程中，一定要在________条件下进行。 ②加入反应液后的操作是关闭______________________________________。 ③装置的长导管起到什么作用？_____________________________。 ④实验过程中，可能会出现的现象：_______________________ 【解析】　由于细胞过大，难以被吸附或结合，因此多采用包埋法进行固定化。操作过程中，必须等海藻酸钠溶液冷却后才能将其与酵母细胞混合，否则酵母细胞会在高温下死亡。酵母菌利用葡萄糖的发酵过程中会产生CO2，为减小装置中的压力，应及时将其排出。 【答案】　(1)包埋法　(2)小火或间断　冷却至室温　氯化钠溶液　凝胶珠　(3)①无菌　②活塞1和活塞2　③释放CO2 ，减小反应柱内压力并可防止其他微生物污染　 * 课题3 酵母细胞的固定化 课题目标 1．简述固定化酶的概念 2．说出酶固定化的方法 3．尝试用包埋法制备固定化酵母细胞 4．探讨固定化酶的应用价值 课题背景 人们解决这些缺陷的设想和措施是什么？ 固定化酶技术和固定化细胞技术 一、基础知识 （一）固定化酶的应用实例 1.利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例 （1）高果糖浆的生产需要酶 葡萄糖异构酶 （2）葡萄糖异构酶的优点 稳定性好、可以持续发挥作用 （3）在生产中直接使用酶有什么缺点？ 酶溶解于葡萄糖溶液后，无法回收，造成浪费 含淀粉的浆液 α-淀粉酶 糊精 糖化酶 葡萄糖 葡萄糖异构酶 葡萄糖的异构化 42%～45% 转化成果糖 果葡糖浆 果糖和葡萄糖分离 葡萄糖再次异构化 反复多次 果糖含量70%～90% 高果糖浆 固定化酶技术生产高果糖浆生产流程 2.固定化酶的反应柱示意图 使用固定化酶技术，将葡萄糖异构酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这种酶颗粒装在一个反应柱内，柱子底端装有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。 3.固定化酶在生产实践中的优点： 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。 酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，提高产品质量；同时固定在载体上的酶还可以反复利用，节约成本。 （1）概念：固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。 （二）固定化细胞技术 （2）常用方法：包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。 酶适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，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 。 （3）酶的几种固定方式 将酶包埋在细微网格里 将酶相互连接起来 将酶吸附在载体表面上 包埋法 化学结合法 物理吸附法 酶 通过氢键、疏水作用和π电子亲和力等物理作用，将酶固定于水不溶载体上．从而制成固定化酶 物理 吸附法 酶 酶蛋白的侧链基团和载体表面上的功能基团之间形成共价键而固定的方法 化学 结合法 酶或细胞 是将聚合物的单体与酶溶液混合，再借助于聚合助进剂(包括交联剂)的作用进行聚合，酶被包埋在聚合物中以达到固定化 包埋法 适用对象 原理 方法 P50课堂讨论 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？ 固定化细胞技术 固定化细胞固定的是一系列酶 固定化细胞技术 固定化酶技术 固定化细胞技术 1、酵母细胞的活化： 1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放置1h，使之活化。 活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程。 二、实验