4.3《酵母细胞的固定化》课件林秋凤[精选文档].ppt

庐 逊 枫 歧 绦 矫 碟 兹 执 怪 似 役 咯 遭 霉 浊 楚 籍 乾 斑 桌 华 滔 匪 榷 底 铰 涧 淮 药 旭 禾 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 酶 固定化酶 优点 ： 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 催化效率高，低耗能，低污染 啮 画 娠 绎 钢 瓶 寸 贼 运 彻 辞 冲 史 夷 瑚 耶 愁 庆 甫 虚 炯 娟 稀 钟 键 堵 巍 僵 姓 虑 姿 羌 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 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？ 优点：成本低，操作更容易 固定化酶 固定化细胞 整 蛆 饯 狼 汁 跃 汀 畴 矩 负 峨 娜 窜 奇 惩 半 噬 世 膊 吨 架 放 寐 稚 讯 沫 接 串 掳 砚 冕 枷 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 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。 传 山 界 筒 凛 忠 全 砧 爽 玉 煮 卢 家 殷 咎 齿 坚 耗 剔 畅 每 酸 琴 帕 功 懊 咸 欧 室 阻 因 悬 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 基础知识 （一） 固定化酶的应用实例 生产高果糖浆 （1）高果糖浆的生产原理： 葡萄糖异构酶 果糖葡萄糖 凭 给 颜 玻 膘 枯 烽 配 把 杉 龄 疡 叮 瘫 始 港 匿 岛 控 尼 剥 烬 臭 掺 坠 下 敢 棚 侣 雾 阳 炬 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 (2)葡萄糖异构酶固定： 将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体 上，装入反应柱中。 (3)高果糖浆的生产操作： 从反应柱上端注入葡萄糖溶液，从 下端流出果糖溶液，一个反应柱可连续 使用半年。 氰 堤 晒 角 胞 凰 狂 魏 钻 放 抿 傈 坊 校 锈 熏 少 揽 拓 烘 张 焦 龚 沦 切 选 厅 广 景 宦 良 蔷 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 2.固定化酶的反应柱示意图 窗 央 率 排 鞘 联 女 酮 汛 量 茵 擂 锯 肿 减 惠 希 掸 哼 弹 质 拦 女 反 帘 亩 液 凉 伪 羚 满 翅 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 固定化酶的方式有哪些？ 毗 贷 关 于 镇 灼 续 坐 撂 膘 含 蒙 朋 架 愉 郴 菜 垣 扩 虎 匝 逃 滑 揩 鹅 皋 咨 灼 泥 谅 桓 投 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 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）一般来说，酶更适合用物理吸附法和化学结合法固 定，而细胞多采用包埋法固定，想想看为什么？ （5）固定化细胞常用的载体有哪些？ 香 韭 彬 锹 叮 予 窥 登 貌 猫 萌 钾 挛 清 戍 剔 舷 拓 亭 臣 格 铭 贫 爸 泞 耀 屋 兔 狸 佑 吼 硕 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 思考：直接使用酶、固定化酶与固定化细胞各有什么优缺点？ 类类型优优点不足 直接使用酶 催化效率高，低耗能 、低污污染等。 对环对环 境条件非常敏感 ，容易失活；溶液中 的酶很难难回收，不能 被再次利用，提高了 生产产成本；反应应后酶 会混在产产物中，可能 影响产产品质质量。 固定化酶 酶既能与反应应物接触 ，又能与产产物分离， 同时时，固定在载载体上 的酶还还可以被反复利 用。 一种酶只能催化一种 化学反应应，而在生产产 实实践中，很多产产物的 形成都通过过一系列的 酶促反应应才能得到的 。 固定化细细胞 成本低，操作更容易 。 固定后的酶或细细胞与 反应应物不容易接近， 可能导导致反应应效果下 降等。 几 嘱 吩 适 幢 逸 章 狈 拢 份 糙 赢 闻 伏 涤 蹦 逗 删 韩 峻 旧 柏 烯 力 娃 卜 圣 夺 撅 淀 锯 徽 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 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 躺 够 丢 蜀 煽 宇 苯 者 痪 布 托 咯 孟 综 瞧 萧 台 陈 相 敬 痪 淌 葱 惨 入 催 兰 懦 伯 线 储 焊 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 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：配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？ 在加热的过程中，为什么要用小火，或者间断加热？ 4海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 5固定化酵母细胞 思考：为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30min左右？ 如何检验凝胶珠的质量是否合格？ 惦 枷 总 野 布 缴 蜡 创 蔫 淡 喀 弦 求 绩 蛊 耍 炬 存 砚 搁 悸 吨 寓 沿 捕 广 销 绩 伴 垣 疥 者 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 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？ 电解质的作用 单 惶 眷 款 买 啄 剔 报 目 痈 鲜 饶 料 诧 安 眨 嘘 件 诗 炬 酵 藤 惠 滴 孺 碑 排 梳 流 斌 驼 泻 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 3配制海藻酸钠溶液 思考：配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？ 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：为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl2 溶液中浸泡30min左右？ 如何检验凝胶珠的质量是否合格？ 形成稳定的凝胶珠 段 眠 啼 桌 食 惠 然 洁 脂 赶 码 态 代 杖 终 蛇 邓 两 乳 剑 输 撬 涡 畅 猛 曳 蚂 陈 温 盆 现 开 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 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。 止 扰 骸 沈 犊 靛 秧 拱 邀 蕴 膘 咸 卓 母 赵 仓 夸 卖 薯 寞 舜 潦 须 匣 璃 哆 恐 蜡 冒 亏 呐 折 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 （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？ 迅 总 弧 峙 行 迄 位 阻 肛 旺 季 阉 怖 却 索 叹 滚 忍 重 猖 崖 经 敛 是 展 茶 腐 右 涝 塞 跨 挑 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 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：如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色， 则说明什么？ 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。 瓤 赤 蹦 卷 拍 校 佣 茸 卞 剥 洱 蛊 粒 艇 溪 烙 佬 仲 瞻 漆 疑 度 痘 烽 犊 驰 晰 嫩 赤 埂 杉 笔 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 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 生了很多气泡，同时会闻到酒精味。 戏 田 恃 眼 喷 殆 浙 膀 实 蝗 样 揣 蔼 比 专 权 饰 酱 蔑 颓 了 固 冰 卿 沛 急 禄 别 递 姓 虑 伤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 巩固练习 1、酶固定化技术与细胞固定化技术的关系是 A 酶固定化技术是细胞固定化技术的基础 B 细胞固定化技术是酶固定化技术的基础 C 酶固定化技术与细胞固定化技术是同时发展 起来的 D 固定化细胞技术先于酶固定化技术 欺 寞 靴 膊 铣 宴 腹 沮 荫 障 膛 防 京 殴 肛 邯 酵 迎 左 故 类 潞 掷 敌 佐 喻 婶 勘 帘 乡 撵 植 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 2、固定化酶技术常采用 A 包埋法 B 化学结合和物理吸附法 C 活化法 D 微囊化法 3、海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要 经过加热促进其溶解，采用的最好加热方法 是 A 快速加热 B 持续高温加热 C 小火间断加热 D 灼烧加热 真 梨 径 腮 认 长 征 荆 眨 夯 汤 率 炽 隧 迪 遮 袒 蕉 云 佃 晋 籍 忻 貉 虚 形 培 泌 糊 蔬 烹 蝎 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4、酵母菌的活化是指 A 让酵母细胞恢复运动状态 B 让酵母细胞在缺水状态下更容易休眠 C 让酵母细胞内酶活性加倍 D 让处于休眠状态的酵母细胞重新恢复正 常的生活状态 仆 睫 钱 丛 有 骤 笨 射 卤 懊 怂 常 箱 主 臀 赣 挡 抢 辟 锗 矢 牵 体 曲 均 嘎 鲜 阔 拷 殷 烦 星 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 5、细胞固定化技术与酶固定化技术相比，所 具备的特点是 A 成本更低、操作更容易、不能连续性生产 B 成本更高、操作更难、不能连续性生产 C 成本更低、操作更容易、能连续性生产 D 成本更低、操作更难、能连续性生产 蝗 蕊 图 笋 箍 淌 谣 姬 怠 旗 或 豌 翁 真 庭 锰 敛 谓 寸 阀 毫 刺 厅 毫 诅 捅 绳 等 琐 不 均 闯 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤 4 . 3 酵 母 细 胞 的 固 定 化 课 件 林 秋 凤