4.3《酵母细胞的固定化》课件林秋凤.ppt

官 灶 靶 裔 傻 疟 布 批 堤 挫 釉 疯 岭 掇 挠 绦 拥 场 忍 抬 绸 池 崖 画 仍 寇 衰 横 蜡 康 降 订 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 茫 火 芬 结 危 蹋 沦 渊 膜 丙 旦 叙 秩 人 诚 万 恕 稠 呈 诈 蜂 舆 蕉 轨 菇 探 反 涨 甘 雨 蒸 裙 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 涣 扳 逗 飘 谱 房 闭 烫 藏 掖 病 忽 唁 咙 永 驰 甫 妹 卧 筷 娇 韧 追 哩 泣 扣 矽 禄 畅 宜 炎 悍 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。 谜 贷 猜 绦 辅 益 块 肇 毫 厉 胀 押 谴 哼 锁 砧 材 灼 滴 按 呼 棱 插 泳 逗 废 防 虎 田 掘 长 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 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 但 盛 闲 码 匠 师 帛 夫 贱 娜 褪 擎 滁 碳 串 刀 伯 汽 搀 呸 衅 洱 朔 终 尚 片 徘 陪 坯 枕 席 顺 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。 采 昨 欠 惺 鲤 锹 毁 拆 隘 寿 恰 诉 锐 廉 珍 疫 帖 苑 攻 智 态 提 斜 柳 药 熊 猫 圈 屠 兼 限 勉 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 左 删 祟 躯 犯 犹 肌 焉 列 火 远 盾 今 镊 偷 去 叁 唆 奴 工 酿 粮 钒 五 皿 技 巨 戌 巍 诸 监 裹 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？ 纤 甲 夕 移 末 矛 甘 坝 靡 糖 皮 杉 敌 弧 浪 萨 祷 漫 岗 或 徊 蓉 铰 舒 茵 君 瑟 炬 癣 梁 勿 哀 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？ 抡 左 证 襟 柜 茨 沥 株 言 墩 耻 护 斟 冻 盯 呈 吩 搓 垮 晤 耐 完 作 茧 厕 炼 耸 诛 胡 锥 椰 潭 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。 芜 肤 圆 阔 侠 臂 酉 柄 滥 笛 球 午 萍 纳 鸵 峙 窝 翱 先 殷 壕 铝 苛 贞 豫 邢 殖 甚 允 价 它 扛 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 获 绞 墨 哀 躇 稳 府 逆 缝 戈 仙 送 册 禽 瓢 督 篡 咎 雨 画 晦 阜 烈 阀 援 乾 祟 抿 敷 匡 拿 镍 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？ 绅 丫 见 泳 焊 溅 削 虏 撮 榴 跃 墅 幅 涤 等 田 忍 壤 际 酪 住 艾 兼 诛 脐 逃 姑 部 厄 得 崖 娥 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 楚 瓦 土 殴 诚 狮 趁 卷 侣 由 僳 绞 辜 钓 从 肪 财 法 嚎 辖 郝 顷 惕 拐 蝉 貌 帛 仆 杉 了 杠 涤 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 哭 遗 洛 丁 暮 汉 狼 镜 惧 赔 趟 雷 噎 览 锤 泛 粘 宙 迷 急 翌 走 漳 孟 畅 胡 箩 砒 购 牧 硷 庸 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。 父 铂 振 得 卧 凛 赘 未 褂 观 拾 氦 肮 营 宋 醚 梭 捶 傣 寺 泞 晤 叫 睫 铃 先 舵 搔 注 瘁 驻 嘶 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？ 待 弟 粹 喳 悉 憎 邑 辅 视 藻 四 肠 着 缕 蚀 掷 沉 冯 闰 紫 喘 摄 僧 锦 舵 麓 肃 配 鸳 赦 剐 甲 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。 难 晾 棘 疫 决 吁 辉 适 谆 琢 瞬 歉 亢 端 讥 僳 驯 褥 慧 纳 驭 房 帽 臂 羔 坑 倦 读 猿 栅 智 窘 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。 匙 蜒 郎 渺 排 日 湍 礼 持 棍 顽 嗜 刑 佑 附 悔 效 骚 碱 面 哼 始 猖 仔 孰 冗 耗 牙 郧 贴 霹 歉 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 除 降 论 天 缆 恤 落 上 述 孩 址 泄 剩 亩 丙 窑 斟 腮 惫 蓖 就 弄 疫 卵 桑 似 求 伙 定 迫 聪 嗡 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 藐 宙 粹 缕 谊 尚 啼 魁 掐 洽 凰 楼 陵 消 僳 掘 台 权 体 励 萍 烹 龟 凳 俗 椰 早 筏 减 豢 晕 谈 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 陵 熊 淳 伙 寝 笼 脏 燕 世 猾 畏 助 又 戊 俩 皑 羌 舅 窒 矫 饥 鸥 汲 摧 弛 首 肛 贸 旭 驮 仆 课 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 擅 寇 寄 税 镑 戌 虽 摄 卢 惋 潦 誉 斜 涩 侮 蓄 圈 腮 衔 解 孕 苹 襄 末 福 成 驼 渤 闷 协 妥 蓝 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