人教版选修一生物《第四章 第三节 酵母细胞的固定化》课件（共7套

专题四 酶的研究与应用 课题3 酵母细胞的固定化 优点： 催化效率高、低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。 存在的缺陷： 1.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，不能被再次利用，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。 解决的办法： 酶制剂 固定化酶技术 什么是固定化酶？ 水溶性酶 水不溶性载体 水不溶性酶 （固定化酶） 固定化技术 1.什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 2.生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？ 这种酶有何特点？ 3.了解高果糖浆生产过程 4.这种方法的优点是什么？ 一、固定化酶的应用实例 阅读P49-50，并思考： 基础知识 高果糖浆是果糖含量为42%左右的糖浆。作为蔗糖的替代品，高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病，对人的健康有利。 1.什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 你能写出果糖的分子式吗? 它属于什么糖? 生产高果糖浆需要葡萄糖异构酶；其作用是将葡萄糖转化为果糖；这种酶稳定性好，可持续发挥作用。 2.生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？这种酶有何特点？ 酶溶于葡萄糖溶液后，就无法回收，造成很大的浪费。 3.固定化酶技术生产高果糖浆的过程： 注意反应柱的各部分名称。 （1）使酶既能与反应物接触，又能与产物分离 （2）固定在载体上的酶可以被反复利用 你能说出反应柱的优点吗？ 4.固定化酶技术的优点： ①反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本. ②提高了果糖的产量和质量。 在生产实际中使用固定化酶技术的不足： 一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实际中很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能进行，所以操作比较麻烦。 可采用固定化细胞技术 怎么办？ 二、固定化细胞技术 阅读P50：思考以下几个问题 2.固定化酶或固定化细胞技术分别适合使用哪种方法？为什么？ 1.什么是固定化酶或固定化细胞技术，可以采用什么方法固定？ 3.固定化酶和固定化细胞的联系与区别 4.本课题采用包埋法固定细胞，常用的载体材料有哪些？ 利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间的技术。可用包埋法、化学结合法和物理吸附法 1.什么是固定化酶或固定化细胞技术，可以采用什么方法固定？ 化学结合法 物理吸附法 包埋法 半透膜微囊 2.固定化酶或固定化细胞技术分别适合使用哪种方法？为什么？ 化学结合法 物理吸附法 包埋法 体积小，固定一种酶包埋法容易丢失 体积大，固定一系列酶 难以化学结合和吸附 固定对象 酶 细胞 适宜固 定法 特 点 3.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； 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺 其共同的特点是不溶于水的多孔性载体 海藻酸钠 聚丙烯酰胺 4.本课题采用包埋法固定细胞，常用的载体材料有哪些？ （一）制备固定化酵母细胞 阅读P50~51思考下列问题： 1.制备过程包括哪几个步骤？ 2.你认为哪个步骤的操作是最重要的一环？ 实验操作 1.制备过程包括哪几个步骤？ 配制CaCl2溶液 配制海藻酸钠溶液 将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合 固定化酵母细胞 酵母细胞的活化 CaCl2的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。 以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配置好的CaCl2溶液中，滴加在CaCl2溶液中形成凝胶珠， 凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30分钟。 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。 2.你认为哪个步骤的操作是最重要的一环？ 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，一定要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。 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 （二）用固定化酵母细胞发酵 1.将固