四川省宜宾中学高二人教版生物选修一：4.3酵母细胞的固定化.ppt

E-mail:1223wxj@163.com QQ:719455374 课题2：酵母细胞的固定化 思考：通过课题背景分析，你有何体会？ 酶： 优点：摧化效率高，低耗能，低污染 实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶 很难收回，不能被再次利用，提高了生产成本； 反应后酶混在产物中，如不去除，会影响产品的品质 设想：将酶固定在不容于水的载体上 固定化酶：优点：酶即能与反应物接触，又容易与反应物分离，同时，还可以反复利用 实际问题：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能完成的 设想：酶是细胞合成的，能否将合成酶的细胞直接固定？ 固定化细胞：成本低，操作更容易 一、课题目标 1．说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。 2．尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。 思考：1、如何利用固定化酶生产高果糖浆的？ 2、有哪些优点？ 3、固定化酶的方式有哪些？ 阅读教材P50，解决以下问题： （1）参照固定化酶，给细胞固定化下个定义 （2）细胞固定化的常用方法 （3）固定化细胞技术有哪些优势？ （4）如果想把微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种技术？如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法？ （5）一般来说，酶更适合用吸附法和交联法固定，而细胞多采用包埋法固定，想想看为什么？ 思考：直接使用酶、固定化酶与固定化细胞各有什么优缺点？ 类型 优点 不足 直接使用酶 催化效率高，低耗能、低污染等。 对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。 固定化酶 酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。 一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到的。 固定化细胞 成本低，操作更容易。 固定后的酶或细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降等。 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 在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.5～1 h，教师需要提前做好准备。此外，酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。 三．实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 1．酵母细胞的活化 思考：1、什么叫酵母细胞的活化？ 2．配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 思考：2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液有什么作用？ 3．配制海藻酸钠溶液 思考：①配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？ ②在加热的过程中，为什么要用小火，或者间断加热？ 包埋酶或细胞 防止焦糊 4．海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 5．固定化酵母细胞 思考：①为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右？ ②如何检验凝胶珠的质量是否合格？ 形成稳定的凝胶珠 说明：刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法。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。 （二）用固定化酵母细胞发酵 问题思考：发酵时为什么要将温度控制在25℃？ 四．实验操作结果分析与评价 1．观察凝胶珠的颜色和形状 问题思考：①如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明什么？ ②如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明什么？ 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的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。 2．观察发酵的葡萄糖溶液 问题思考：当观察到哪些现象时，可说明实验获得成功？为什么？ 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产