高中生物選修一專(zhuān)題：酵母細(xì)胞的固定化課件

課題3酵母細(xì)胞的固定化課題3酵母細(xì)胞的固定化1溫故知新：1、洗衣粉中添加________，可以更有效地清除頑漬。常用的酶制劑有_________________四類(lèi)。2、影響酶活性的因素有_______、________和_________。溫故知新：1、洗衣粉中添加________，可以更有效地清除2酶制劑的優(yōu)點(diǎn)：

催化效率高、低耗能、低污染，大規(guī)模地應(yīng)用于食品、化工等各個(gè)領(lǐng)域。酶制劑的優(yōu)點(diǎn)：3酶制劑存在的缺陷：

1、通常對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條件非常敏感，容易失活；

2、溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；

3、反應(yīng)后會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。酶制劑存在的缺陷：4

如果你是工程技術(shù)人員，你如何解決這個(gè)問(wèn)題？固定化酶技術(shù)如果你是工程技術(shù)人員，你如何解決這個(gè)問(wèn)題？固定化5

閱讀P49-50，并思考：1、解決酶應(yīng)用中存在問(wèn)題的方法是？2、什么是高果糖漿？使用它有何好處？3、生產(chǎn)高果糖漿需要什么酶？其作用是什么？這種酶有何特點(diǎn)？4、了解高果糖漿生產(chǎn)過(guò)程。5、這種方法的優(yōu)點(diǎn)是什么？一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例閱讀P49-50，并思考：一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例61、固定化酶技術(shù)。即將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)（如固定在不溶于水的載體上）。1、解決酶應(yīng)用中存在問(wèn)題的方法是？1、固定化酶技術(shù)。即將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)（如固定在不溶72、高果糖漿是果糖含量為42%左右的糖漿。作為蔗糖的替代品，高果糖漿不會(huì)像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病，對(duì)人的健康有利。你能寫(xiě)出果糖的分子式嗎?它屬于什么糖?2、什么是高果糖漿？使用它有何好處？2、高果糖漿是果糖含量為42%左右的糖漿。作為蔗糖的替代品，83、生產(chǎn)高果糖漿需要葡萄糖異構(gòu)酶；其作用是將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖；這種酶穩(wěn)定性好，可持續(xù)發(fā)揮作用。3、生產(chǎn)高果糖漿需要什么酶？其作用是什么？這種酶有何特點(diǎn)？3、生產(chǎn)高果糖漿需要葡萄糖異構(gòu)酶；其作用是將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖94、固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的過(guò)程：注意反應(yīng)柱的各部分名稱(chēng)。你能說(shuō)出反應(yīng)柱的優(yōu)點(diǎn)嗎？4、固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的過(guò)程：注意反應(yīng)柱的各部分名稱(chēng)。105、固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：（1）使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；（2）固定在載體上的酶可以被反復(fù)利用。5、這種方法的優(yōu)點(diǎn)是什么？5、固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：5、這種方法的優(yōu)點(diǎn)是什么？11

在生產(chǎn)實(shí)際中使用固定化酶技術(shù)的不足：

一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)際中很多產(chǎn)物的形成都通過(guò)一系列的酶促反應(yīng)才能進(jìn)行，所以操作比較麻煩。怎么辦?可采用固定化細(xì)胞技術(shù)。在生產(chǎn)實(shí)際中使用固定化酶技術(shù)的不足：12二、固定化細(xì)胞技術(shù)1、概念：利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一定空間的技術(shù)。細(xì)胞中含有一系列酶，在細(xì)胞正常生命活動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)代謝產(chǎn)生所需要的代謝產(chǎn)物。閱讀P50：思考第二段的問(wèn)題二、固定化細(xì)胞技術(shù)1、概念：利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一132.將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶（或細(xì)胞）包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶（或細(xì)胞）相互連接起來(lái)將酶（或細(xì)胞）吸附在載體表面上包埋法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法2.將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶（或細(xì)胞）包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶14酶和細(xì)胞固定方法的選擇①酶適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定②細(xì)胞適合采用包埋法固定（1）、方法（2）、原因①細(xì)胞個(gè)大，酶分子很?、趥€(gè)體大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合而個(gè)小的酶容易從包埋的材料中漏出酶和細(xì)胞固定方法的選擇①酶適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定②153、固定化細(xì)胞常用的載體常用的不溶于水的多孔性載體有哪些？明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等3、固定化細(xì)胞常用的載體常用的不溶于水的多孔性載體有哪些？明16

如果反應(yīng)底物是大分子物質(zhì)，能否用固定化細(xì)胞技術(shù)?

為什么？那應(yīng)該采用何種技術(shù)?如果反應(yīng)底物是大分子物質(zhì)，能否用固定化細(xì)胞技術(shù)?17三、實(shí)驗(yàn)操作（一）制備固定化酵母細(xì)胞閱讀P50~51思考下列問(wèn)題：（1）制備過(guò)程包括哪幾個(gè)步驟？（2）你認(rèn)為哪個(gè)步驟的操作是最重要的一環(huán)？三、實(shí)驗(yàn)操作（一）制備固定化酵母細(xì)胞閱讀P50~51思考下列181、酵母細(xì)胞的活化思考：關(guān)于酵母菌你有哪些知識(shí)？什么是活化？怎樣活化？應(yīng)注意什么？1、酵母細(xì)胞的活化思考：19活化：讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)；本質(zhì)：加快新陳代謝；方法：加入適量的水。

活化：20取1g干酵母，放入50ml的小燒杯中，加入蒸餾水10ml，用玻璃棒攪拌，使酵母細(xì)胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右使其活化取1g干酵母，放入50ml的小燒杯中，加入蒸餾水10ml，用21思考：

你認(rèn)為酵母的活化操作有哪些注意事項(xiàng)？1、所用容器要大一些；2、要保證酵母菌的活性；思考：222、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液稱(chēng)取無(wú)水CaCl20.83g。放入200mL的燒杯中，加入150mL的蒸餾水，使其充分溶解，待用。2、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液稱(chēng)取233、配制海藻酸鈉溶液3、配制海藻酸鈉溶液24操作：稱(chēng)取0.7g海藻酸鈉，放入50mL小燒杯中.加人10mL水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，將海藻酸鈉調(diào)成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾水定容至10mL。注意，加熱時(shí)要用小火，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止操作：25

加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及到實(shí)驗(yàn)的成敗，一定要按照教材的提示進(jìn)行操作。海藻酸鈉的濃度涉及到固定化細(xì)胞的質(zhì)量。如果海藻酸鈉濃度過(guò)高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實(shí)驗(yàn)效果。應(yīng)當(dāng)注意什么問(wèn)題？加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及264、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合

將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的醉母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。為什么海藻酸鈉溶液要冷卻？4、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合將溶化好的海藻酸鈉溶液275、固定化酵母細(xì)胞

以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀(guān)察液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。

5、固定化酵母細(xì)胞以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液28

剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下列方法：一是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒(méi)有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。二是在實(shí)驗(yàn)桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間，以便29這一階段成功與否呢？怎樣評(píng)價(jià)？觀(guān)察凝膠珠的顏色和形狀:如果制作的凝膠珠顏色過(guò)淺、呈白色，說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏低，固定的酵母細(xì)胞數(shù)目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說(shuō)明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗，需要再作嘗試。這一階段成功與否呢？怎樣評(píng)價(jià)？觀(guān)察凝膠珠的顏色和形狀:30（二）用固定化細(xì)胞發(fā)酵1、將固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2-3次。2、將150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液轉(zhuǎn)移到200mL的錐形瓶中，再加入固定好的酵母細(xì)胞，置于25℃下發(fā)酵24h。（二）用固定化細(xì)胞發(fā)酵1、將固定好的酵母細(xì)胞(凝膠珠)用蒸餾31這一階段成功與否呢？怎樣評(píng)價(jià)？觀(guān)察發(fā)酵的葡萄糖溶液；利用固定的酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多氣泡，同時(shí)會(huì)聞到酒味。還有其他方法嗎？這一階段成功與否呢？怎樣評(píng)價(jià)？觀(guān)察發(fā)酵的葡萄糖溶液；32類(lèi)型優(yōu)點(diǎn)不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。對(duì)環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；反應(yīng)后酶會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。固定化酶酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時(shí)，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用。一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物的形成都通過(guò)一系列的酶促反應(yīng)才能得到的。類(lèi)型優(yōu)點(diǎn)不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。對(duì)環(huán)境條33固定化細(xì)胞成本低，操作更容易。固定后的酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不容易接近，可能導(dǎo)致反應(yīng)效果下降等。類(lèi)型優(yōu)點(diǎn)不足固定化細(xì)胞成本低，操作更容易。固定后的酶或細(xì)胞與反應(yīng)物不容易34課題3酵母細(xì)胞的固定化課題3酵母細(xì)胞的固定化35溫故知新：1、洗衣粉中添加________，可以更有效地清除頑漬。常用的酶制劑有_________________四類(lèi)。2、影響酶活性的因素有_______、________和_________。溫故知新：1、洗衣粉中添加________，可以更有效地清除36酶制劑的優(yōu)點(diǎn)：

催化效率高、低耗能、低污染，大規(guī)模地應(yīng)用于食品、化工等各個(gè)領(lǐng)域。酶制劑的優(yōu)點(diǎn)：37酶制劑存在的缺陷：

1、通常對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和有機(jī)溶劑等條件非常敏感，容易失活；

2、溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產(chǎn)成本；

3、反應(yīng)后會(huì)混在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。酶制劑存在的缺陷：38

如果你是工程技術(shù)人員，你如何解決這個(gè)問(wèn)題？固定化酶技術(shù)如果你是工程技術(shù)人員，你如何解決這個(gè)問(wèn)題？固定化39

閱讀P49-50，并思考：1、解決酶應(yīng)用中存在問(wèn)題的方法是？2、什么是高果糖漿？使用它有何好處？3、生產(chǎn)高果糖漿需要什么酶？其作用是什么？這種酶有何特點(diǎn)？4、了解高果糖漿生產(chǎn)過(guò)程。5、這種方法的優(yōu)點(diǎn)是什么？一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例閱讀P49-50，并思考：一、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例401、固定化酶技術(shù)。即將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)（如固定在不溶于水的載體上）。1、解決酶應(yīng)用中存在問(wèn)題的方法是？1、固定化酶技術(shù)。即將酶固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)（如固定在不溶412、高果糖漿是果糖含量為42%左右的糖漿。作為蔗糖的替代品，高果糖漿不會(huì)像蔗糖那樣誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒和心血管病，對(duì)人的健康有利。你能寫(xiě)出果糖的分子式嗎?它屬于什么糖?2、什么是高果糖漿？使用它有何好處？2、高果糖漿是果糖含量為42%左右的糖漿。作為蔗糖的替代品，423、生產(chǎn)高果糖漿需要葡萄糖異構(gòu)酶；其作用是將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖；這種酶穩(wěn)定性好，可持續(xù)發(fā)揮作用。3、生產(chǎn)高果糖漿需要什么酶？其作用是什么？這種酶有何特點(diǎn)？3、生產(chǎn)高果糖漿需要葡萄糖異構(gòu)酶；其作用是將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖434、固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的過(guò)程：注意反應(yīng)柱的各部分名稱(chēng)。你能說(shuō)出反應(yīng)柱的優(yōu)點(diǎn)嗎？4、固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的過(guò)程：注意反應(yīng)柱的各部分名稱(chēng)。445、固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：（1）使酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離；（2）固定在載體上的酶可以被反復(fù)利用。5、這種方法的優(yōu)點(diǎn)是什么？5、固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：5、這種方法的優(yōu)點(diǎn)是什么？45

在生產(chǎn)實(shí)際中使用固定化酶技術(shù)的不足：

一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)際中很多產(chǎn)物的形成都通過(guò)一系列的酶促反應(yīng)才能進(jìn)行，所以操作比較麻煩。怎么辦?可采用固定化細(xì)胞技術(shù)。在生產(chǎn)實(shí)際中使用固定化酶技術(shù)的不足：46二、固定化細(xì)胞技術(shù)1、概念：利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一定空間的技術(shù)。細(xì)胞中含有一系列酶，在細(xì)胞正常生命活動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)代謝產(chǎn)生所需要的代謝產(chǎn)物。閱讀P50：思考第二段的問(wèn)題二、固定化細(xì)胞技術(shù)1、概念：利用物理或化學(xué)方法將細(xì)胞固定在一472.將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶（或細(xì)胞）包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶（或細(xì)胞）相互連接起來(lái)將酶（或細(xì)胞）吸附在載體表面上包埋法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法2.將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶（或細(xì)胞）包埋在細(xì)微網(wǎng)格里將酶48酶和細(xì)胞固定方法的選擇①酶適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定②細(xì)胞適合采用包埋法固定（1）、方法（2）、原因①細(xì)胞個(gè)大，酶分子很?、趥€(gè)體大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合而個(gè)小的酶容易從包埋的材料中漏出酶和細(xì)胞固定方法的選擇①酶適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定②493、固定化細(xì)胞常用的載體常用的不溶于水的多孔性載體有哪些？明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素、聚丙烯酰胺等3、固定化細(xì)胞常用的載體常用的不溶于水的多孔性載體有哪些？明50

如果反應(yīng)底物是大分子物質(zhì)，能否用固定化細(xì)胞技術(shù)?

為什么？那應(yīng)該采用何種技術(shù)?如果反應(yīng)底物是大分子物質(zhì)，能否用固定化細(xì)胞技術(shù)?51三、實(shí)驗(yàn)操作（一）制備固定化酵母細(xì)胞閱讀P50~51思考下列問(wèn)題：（1）制備過(guò)程包括哪幾個(gè)步驟？（2）你認(rèn)為哪個(gè)步驟的操作是最重要的一環(huán)？三、實(shí)驗(yàn)操作（一）制備固定化酵母細(xì)胞閱讀P50~51思考下列521、酵母細(xì)胞的活化思考：關(guān)于酵母菌你有哪些知識(shí)？什么是活化？怎樣活化？應(yīng)注意什么？1、酵母細(xì)胞的活化思考：53活化：讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)；本質(zhì)：加快新陳代謝；方法：加入適量的水。

活化：54取1g干酵母，放入50ml的小燒杯中，加入蒸餾水10ml，用玻璃棒攪拌，使酵母細(xì)胞混合均勻，成糊狀，放置1h左右使其活化取1g干酵母，放入50ml的小燒杯中，加入蒸餾水10ml，用55思考：

你認(rèn)為酵母的活化操作有哪些注意事項(xiàng)？1、所用容器要大一些；2、要保證酵母菌的活性；思考：562、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液稱(chēng)取無(wú)水CaCl20.83g。放入200mL的燒杯中，加入150mL的蒸餾水，使其充分溶解，待用。2、配制物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液稱(chēng)取573、配制海藻酸鈉溶液3、配制海藻酸鈉溶液58操作：稱(chēng)取0.7g海藻酸鈉，放入50mL小燒杯中.加人10mL水，用酒精燈加熱，邊加熱邊攪拌，將海藻酸鈉調(diào)成糊狀，直至完全溶化，用蒸餾水定容至10mL。注意，加熱時(shí)要用小火，或者間斷加熱，反復(fù)幾次，直到海藻酸鈉溶化為止操作：59

加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及到實(shí)驗(yàn)的成敗，一定要按照教材的提示進(jìn)行操作。海藻酸鈉的濃度涉及到固定化細(xì)胞的質(zhì)量。如果海藻酸鈉濃度過(guò)高，將很難形成凝膠珠；如果濃度過(guò)低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少，影響實(shí)驗(yàn)效果。應(yīng)當(dāng)注意什么問(wèn)題？加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)，涉及604、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合

將溶化好的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫，加入已活化的醉母細(xì)胞，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻，再轉(zhuǎn)移至注射器中。為什么海藻酸鈉溶液要冷卻？4、海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合將溶化好的海藻酸鈉溶液615、固定化酵母細(xì)胞

以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，觀(guān)察液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠的情形。將這些凝膠珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。

5、固定化酵母細(xì)胞以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液62

剛形成的凝膠珠應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡一段時(shí)間，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。檢驗(yàn)?zāi)z珠的質(zhì)量是否合格，可以使用下列方法：一是用鑷子夾起一個(gè)凝膠珠放在實(shí)驗(yàn)桌上用手?jǐn)D壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒(méi)有液體流出，就表明凝膠珠的制作成功。二是在實(shí)