最新人教版酵母细胞的固定1-PPT文档.ppt
一、课题目标,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。,1说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。,一、酶的应用：,优点：催化效率高、低耗能、低污染,缺点： 1、对环境条件敏感、易失活； 2、难回收、不能再次利用、成本高、 3、反应后，酶混在产物中，影响产品质量,如何解决？,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,（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,2.固定化酶的反应柱示意图,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。,3、固定化酶技术的优点和缺点,优点: 1.既能与反应物接触，又能与产物分离； 提高产品质量 2.可反复利用酶，降低了生产成本。,缺点: 无法催化一系列酶促反应,如何解决？,4、固定化细胞技术的优点和缺点,优点: 成本低，操作更容易； 固定了一系列酶。,缺点: 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。,（二）固定化细胞技术,1.将酶或细胞固定化的方法,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,吸附法,2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别,联系：应用相同，都能催化某些反应,区别：,1）固定化细胞技术操作容易，成本低，容易回收；,2）固定化细胞技术对酶活性影响更小；,3）固定化细胞固定的一系列酶；,4）由于大分子难以通过细胞膜，因此固定化细胞的应用有一定的限制,3.固定化酶和固定化细胞常用的载体材料,明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等，,其共同的特点是不溶于水的多孔性载体,（一）制备固定化酵母细胞,实验操作,1、酵母细胞的活化,2、配制物质的量浓度为0.05mol/L 的CaCl2,3、配制海藻酸钠的溶液,4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合,5、固定化酵母细胞,1、酵母细胞的活化 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0.51 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。,（一）制备固定化酵母细胞,2、配制物质的量浓度为0.05mol/L 的CaCl2 刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便使其形成稳定的结构。,（一）制备固定化酵母细胞,（一）制备固定化酵母细胞,3、配制海藻酸钠的溶液,加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，涉及到实验的成败，海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量。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。,（一）制备固定化酵母细胞,4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合,注意：将融化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞。,5、固定化酵母细胞,（一）制备固定化酵母细胞,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,结果分析与评价： 1、观察凝胶珠的颜色和形状,淡黄色,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。,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,实验操作,1、将固定化的酵母细胞（凝胶珠）用蒸馏水冲洗2到3次。,2、将150ml质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200ml的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25摄氏度下发酵24h。,3、观察发酵的葡萄糖溶液,利用固定化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。,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0.51 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。,（一）酵母细胞的活化,实验操作过程中要注意的下列问题,（二）加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，涉及到实验的成败，教师一定要提醒学生按照教材的提示进行操作。海藻酸钠的浓度涉及到固定化细胞的质量。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。,（三）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。,直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点,直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点,1.既能与反应物接触，又能与产物分离2.可反复利用,
