高中生物选修1精品课件11:4.3 酵母细胞的固定化
合集下载
4-3酵母细胞的固定化课件高二下学期生物人教版选修一
2
固定化酶
指限制或固定于特定空间位置的酶,
具体来说,是指经物理或化学方法处理,
使酶变成不易随水流失即运动受到限制,
而又能发挥催化作用的酶制剂。
水溶性酶
水不溶性载体
固定化技术
水不溶性酶
(固定化酶)
3
基础知识
(一)利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例
(1)需要酶 葡萄糖异构酶
(2)葡萄糖异构酶的优点
稳定性好、可以持续发挥作用
共价结合法:酶和载体以共价键的形式结合 在一起的方法,这种方法需要酶和载体都具 有氨基、羧基或羟基等官能团。
12
13
酶和细胞的固定方法和特点
固定对象
酶
细胞
适宜固 化学结合法、物
定法
理吸附法
包埋法
特 体积小,固定一 体积大,固定一
点 种酶。
系列酶。
包埋法容易丢失 难以化学结合和
吸附
14
2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别
微囊化法:将酶溶液或悬浮液包裹在膜内, 膜既可以使酶存在于类似细胞内的环境中, 又阻止酶的脱落或直接与微囊外环境接触。 小分子底物能迅速通过膜与酶作用,产物也 能扩散出来。
11
(3)化学结合法
①定义:将酶分子相互结合,或将其结合到 纤维素、琼脂糖,离子交换树脂等载体上的 固定方式。
②种类
交联法:通过双功能试剂,将酶和酶联结成 网状结构的方法。
以恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴加 到配制好的CaCl2溶液中,将形成的凝胶珠 在CaCl2溶液中浸泡30min左右。
②注意事项
A、可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶 珠,用作对照
B、海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质的作 用下,发生聚沉,形成凝胶珠,需稳定
人教版高中生物选修一4.3 酵母细胞的固定化教学课件
【分析与评价】 观察发酵的葡萄糖溶液;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,同时会闻到酒味。
【课堂小结】 一、固定酶的应用实例 1.能将葡萄糖转化为果糖的酶是葡萄糖异构酶,该
酶稳定性好。 2.反应柱上的孔应满足酶颗粒无法通过,反应溶液可
以自由通过。 二、固定化细胞技术 1.概念:利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一
较小,根本原因是( D )
A.避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程
栏
B.固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用 目
C.催化反应结束后,能被吸收和重复利用
链 接
D.细胞结构保证了各种酶在细胞内的化学反应中有
效地发挥作用
【方法点拨】 固定化细胞维持了细胞结构的完整性,为酶充分地 发挥作用提供了稳定的内环境。
【解析】 固定化酶实现了酶和底物的分离,酶可重复利用 ,A正确;酶的催化作用不需要氧气,故固定化酶 的应用不需要氧气,与溶解氧交换受阻没有关系 ,B错误;固定化细胞可用于生产分泌到细胞外的 产物,如分泌蛋白等,C正确;凝胶与被包埋细胞 之间没有化学键,不通过共价键结合,D正确。
变式
训练 4.相对固定化酶而言,固定化细胞对酶的活性影响
定空间内的技术。 2.方法:包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。 细胞多采用包埋法,而酶多采用化学结合法和物理
吸附法。
三、实验操作程序 1.酵母细胞的活化 2.配制CaCl2溶液 3.配制海藻酸钠溶液 4.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 5.固定化酵母细胞 6.用固定化酵母细胞发酵
随堂练习
1. 下 面 是 制 备 固 定 化 酵 母 细 胞 的 步 骤 , 正 确 的 是
专题四 酶的研究与应用
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。
【课堂小结】 一、固定酶的应用实例 1.能将葡萄糖转化为果糖的酶是葡萄糖异构酶,该
酶稳定性好。 2.反应柱上的孔应满足酶颗粒无法通过,反应溶液可
以自由通过。 二、固定化细胞技术 1.概念:利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一
较小,根本原因是( D )
A.避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程
栏
B.固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用 目
C.催化反应结束后,能被吸收和重复利用
链 接
D.细胞结构保证了各种酶在细胞内的化学反应中有
效地发挥作用
【方法点拨】 固定化细胞维持了细胞结构的完整性,为酶充分地 发挥作用提供了稳定的内环境。
【解析】 固定化酶实现了酶和底物的分离,酶可重复利用 ,A正确;酶的催化作用不需要氧气,故固定化酶 的应用不需要氧气,与溶解氧交换受阻没有关系 ,B错误;固定化细胞可用于生产分泌到细胞外的 产物,如分泌蛋白等,C正确;凝胶与被包埋细胞 之间没有化学键,不通过共价键结合,D正确。
变式
训练 4.相对固定化酶而言,固定化细胞对酶的活性影响
定空间内的技术。 2.方法:包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。 细胞多采用包埋法,而酶多采用化学结合法和物理
吸附法。
三、实验操作程序 1.酵母细胞的活化 2.配制CaCl2溶液 3.配制海藻酸钠溶液 4.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 5.固定化酵母细胞 6.用固定化酵母细胞发酵
随堂练习
1. 下 面 是 制 备 固 定 化 酵 母 细 胞 的 步 骤 , 正 确 的 是
专题四 酶的研究与应用
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。
人教版高中生物选修1-4.3《酵母细胞的固定化》复习课件
提示:将合成酶的细胞直接固定。
3.固定化酶和固定化细胞一般采用什么方法? 为什么?
提示:固定化酶常用化学结合法或物理吸附 法。因酶分子小,易从包埋材料中漏出,故一般 不用包埋法进行固定。固定化细胞常用包埋法, 因个大的细胞难以被吸附或结合。
难重聚焦·质疑解惑 直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
[解析] 固定化酶不像普通酶那样对环境要求 那么高,耐受性也比较好,和溶解氧没什么关系; 利用固定化酶降解水体中有机磷农药,不需要提供 营养条件;利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类不 仅是反应底物,同时也作为碳源来提供能量和营养。
[答案] A
(1)固定化酶是指限制或固定于特定空间位置的酶, 具体来说,是指经物理或化学方法处理,使酶变成不 易随水流失即运动受到限制,而又能发挥催化作用的 酶制剂,不会比一般酶制剂的生物活性更强。
优点
催化效率高,低 被固定的酶 耗能、低污染等 可重复使用
缺点
①对环境条件非 常敏感易失活② 难回收,成本高 影响产品质量
不利于催化 一系列的酶 促反应
固定化细胞 一系列
小分子物质
成本低,操作 更容易
反应物不易与 酶接近,尤其 是大分子物质, 反应效率下降
[特别提醒] ①固定化细胞使用的都是活细胞,在反应时需要 适宜的生存条件。 ②由于被固定的细胞保证了完整性,酶的环境改 变较小,所以对酶活性影响不大。
1.酶能加快化学反应速率,但溶液中的酶难以回收, 不能利用。要想既降低生产成本,又不影响产品质量, 该如何解决这一问题?
提示:将酶固定于不溶于水的载体上,使酶既能与 反应物接触,又能与反应物分离,还可重复利用。
2.一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酶促反应才获得的。如 何解决这一问题?
3.固定化酶和固定化细胞一般采用什么方法? 为什么?
提示:固定化酶常用化学结合法或物理吸附 法。因酶分子小,易从包埋材料中漏出,故一般 不用包埋法进行固定。固定化细胞常用包埋法, 因个大的细胞难以被吸附或结合。
难重聚焦·质疑解惑 直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
[解析] 固定化酶不像普通酶那样对环境要求 那么高,耐受性也比较好,和溶解氧没什么关系; 利用固定化酶降解水体中有机磷农药,不需要提供 营养条件;利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类不 仅是反应底物,同时也作为碳源来提供能量和营养。
[答案] A
(1)固定化酶是指限制或固定于特定空间位置的酶, 具体来说,是指经物理或化学方法处理,使酶变成不 易随水流失即运动受到限制,而又能发挥催化作用的 酶制剂,不会比一般酶制剂的生物活性更强。
优点
催化效率高,低 被固定的酶 耗能、低污染等 可重复使用
缺点
①对环境条件非 常敏感易失活② 难回收,成本高 影响产品质量
不利于催化 一系列的酶 促反应
固定化细胞 一系列
小分子物质
成本低,操作 更容易
反应物不易与 酶接近,尤其 是大分子物质, 反应效率下降
[特别提醒] ①固定化细胞使用的都是活细胞,在反应时需要 适宜的生存条件。 ②由于被固定的细胞保证了完整性,酶的环境改 变较小,所以对酶活性影响不大。
1.酶能加快化学反应速率,但溶液中的酶难以回收, 不能利用。要想既降低生产成本,又不影响产品质量, 该如何解决这一问题?
提示:将酶固定于不溶于水的载体上,使酶既能与 反应物接触,又能与反应物分离,还可重复利用。
2.一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酶促反应才获得的。如 何解决这一问题?
高中生物选修1优质课件:4.3 酵母细胞的固定化
2.下列关于固定化酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述,错误的是( ) A.从酶的固定方式看,吸附法比化学结合法对酶活性影响小 B.与固定化酶技术相比,固定化细胞制备的成本更低,操作更容易 C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶,可以反复使用 D.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗,目的是洗去CaCl2和杂菌 解析 用化学结合法固定化酶,会使部分酶的分子结构发生变化,从而影响酶的活 性;与固定化酶技术相比,固定化细胞制备的成本更低,操作更容易;试纸使用后 被污染,不可以反复使用;海藻酸钠凝胶珠是在CaCl2溶液中形成的,在制备过程 中也可能混入了杂菌,因而要用无菌水冲洗。 答案 C
3.如何根据凝胶珠的颜色和形状确定是否制备成功? 提示 可以制备不含酵母细胞的凝胶珠作对照。如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白 色,说明海藻酸钠溶液的浓度偏低,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,则说明海藻酸钠溶液的浓度偏高,制作失败,需要再做尝试。
【探究应用】 1.(2017·江 苏 卷 , 20) 下 列 关 于 “ 酵 母 细 胞 的 固 定 化 技 术 ” 实 验 的 叙 述 , 正 确 的 是
化学结合 物理吸附
活化
CaCl2 海藻酸钠
固定化
发酵
() A.活化酵母时,将适量干酵母与蒸馏水混合并搅拌成糊状 B.配制CaCl2 溶液时,需要边小火加热边搅拌 C.将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2 溶液时,凝胶珠成形后应即刻取出 D.海藻酸钠溶液浓度过高时凝胶珠呈白色,过低时凝胶珠易呈蝌蚪状
解析 干酵母缺水处于休眠状态,需要加入蒸馏水混合并搅拌成糊状中使其活化, A正确;配制CaCl2 溶液时,直接取无水CaCl2加入蒸馏水,使其充分溶解即可,B 错误;将海藻酸钠溶液滴加到CaCl2 溶液时,凝胶珠成形后需要在CaCl2溶液中浸 泡30 min后取出,C错误;海藻酸钠溶液浓度过低时凝胶珠呈白色,过高时凝胶珠 不是圆形或椭圆形,D错误。 答案 A
精讲课件之高二生物人教版选修1 4-3 酵母细胞的固定化
高果 糖浆
反复 多次
葡萄糖再 次异构化
分离果糖 果葡糖浆
和葡萄糖
一、基础知识
3.固定化细胞 ①定义:利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间
的技术 ②固定方式:包埋法、化学结合法、物理吸附法 ③优点和不足:操作较容易、对酶活性影响小、可催
化一系列反应等;大分子底物不能通过细胞膜 ④固定酶与固定细胞的比较 ➢固定化酶--化学结合法和物理吸附法、
较小,根本原因是( D )
A.避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程
栏
B.固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用 目
C.催化反应结束后,能被吸收和重复利用
链 接
D.细胞结构保证了各种酶在细胞内的化学反应中有
效地发挥作用
5.试分析下图中哪一种与用海藻酸钠作载体制备的 固定化酵母细胞相似?( D )
3.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是 (B ) A. 固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用 B. 溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素 C. 固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物 D. 凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合
变式
训练 4.相对固定化酶而言,固定化细胞对酶的活性影响
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?
固定化细胞技术
4.如果反应物是大分子物质,又应该选择哪种方法? 固定化酶技术(因为大分子物质不能进入细胞)
5.直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化细胞催 化反应各有哪些优点和不足?
二、实验操作
1.酵母细胞的活化(干酵母+蒸馏水)
酵母细胞活化时体积会变大,所用容器应足够大
随堂练习
1.下面是制备固定化酵母细胞的步骤,正确的是( D )
人教版高中生物选修一4.3 酵母细胞的固定化(定) (共39张PPT)
三、实验操作 (一)方法 1、包埋法固定化细胞 2、海藻酸钠作载体包埋酵母细胞
(二)制备固定化酵母细胞
1.酵母细胞的活化 2.配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 3.配置海藻酸钠溶液 4.海藻酸钠与酵母细胞混合 5.固定化酵母细胞
一、课题背景
阅读课题背景并思考:
1、直接使用酶制剂在应用中各有什么优、缺点?如 何解决使用酶制剂时的缺陷? 2、固定化酶技术在应用中各有什么优、缺点?如何 解决使用固定化酶技术在应用时的缺陷? 3、固定化细胞在应用中各有什么优、缺点?
三、实验操作 (一)制备固定化酵母细胞 (二)用固定化酵母细胞发酵
(一)制备固定化酵母细胞 1、酵母细胞的活化:
1g干酵母+10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放 置1h,使之活化。
〖思考〗活化是指什么?
在缺水状态下,微生物处于休眠状态。活化是指让 处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过 程。
1、直接使用酶制剂 (1)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
如何解决 这些问题?
(2)缺点 ①天然酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶 剂等条件非常敏感,容易失活 ②溶液中酶很难回收,不能再次利用,提高 了生产成本 ③反应后,酶会混在产物中,影响产品质量, 难以在工业生产中广泛应用
溶解物质要彻底。
3、配制海藻酸钠溶液 0.7g海藻酸钠+10mL水→50mL烧杯→酒精灯 微火(或间断)加热,并不断搅拌,使之溶化→ 蒸馏水定容到10mL。
1、直接使用酶制剂 (3)解决方案
固定化酶技术
2、固定化酶 (1)含义: 将酶固定在不溶于水的载体上。
利用固定化酶技术生产“高果糖浆”。 (2)实例: (3)优点: 酶既能与反应物接触,又能与产物分离,同时,固 定在载体上的酶还可以被反复利用。
2018-2019学年高中生物人教版选修1课件:4.3酵母细胞的固定化
-3-
课题3
一 二
酵母细胞的固定化
三
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
二、固定化技术 1.固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细 胞固定在一定空间内的技术,包括包埋法、化学结合法和物理吸附 法。一般来说,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化,而 细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞体积大,而酶分子很小; 体积大的细胞难以被吸附或结合,而体积小的酶容易从包埋材料中 漏出。 2.包埋法固定化细胞即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的 多孔性载体中。常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤 维素和聚丙烯酰胺等。
固定化细胞
不足
固定后的细胞 与反应物,尤其 是大分子物质, 不容易接近,可 能导致反应效 率下降等
-9-
课题3
一 二
酵母细胞的固定化
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
二、固定化细胞制作过程中的注意事项 1.酵母细胞活化所需要的时间为1 h左右。此外,酵母细胞活化时 活化液体积会变大,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。 2.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环,一定要按照教材 的提示进行操作。海藻酸钠的浓度影响固定化细胞的质量。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。 规律总结如果形成的凝胶珠颜色过浅,呈白色,说明海藻酸钠溶液 浓度低,包埋细胞少;如果形成的凝胶珠不是球形或椭球形,则说明 海藻酸钠溶液浓度偏高,制作失败。
课题3
一 二
酵母细胞的固定化
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
直接使用酶 对强酸、强碱、高 温和有机溶剂等环 境条件非常敏感,容 易失活;溶液中的酶 很难回收,不能被再 次利用,增加了生产 成本;反应后酶会混 在产物中,可能影响 产品质量
生物:4-3酵母细胞的固定化(选修1)(优秀课件)
2.固定化实验中的有关问题
特别提醒
制备固定化酵母细胞的注意事项
(1)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合:冷却后再混合,注意混合均匀,不要进入
气泡。
(2)凝胶珠的颜色和形状: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。
固定化酶 一种 化学结合固定
固定化细胞 一系列酶
制作方法
化、物理吸附
固定化
包埋法固定化
是否需要
否 营养物质 反应底物 各种物质(大分 否 是
各种物质
小分子物质
缺点
①对环境条件非常敏感 ,易失活②难回收,成 本高,影响产品质量
反应物不易与酶接近, 不利于催化一系列的酶促 尤其是大分子物质,反 反应 应效率下降
4.固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产 固 定化酶技术已经应用于高果糖浆的生产中,生产高果糖浆所需要的 葡萄糖异构酶 酶颗粒 酶是 ,所使用的反应柱上的孔应满足 不能 反应溶液 通过筛板上的小孔,而 却可以自由出入。
[思维激活1]
日常生活中人们用来蒸馒头的发酵粉在浸泡宜用凉水、温水还是
开水?
[思维激活2]
用于固定酵母细胞的载体是什么?载体的浓度越高固定效果越好
吗?
提示
用于固定酵母细胞的载体是海藻酸钠,海藻酸钠的浓度关系到固定化 细胞的质量——浓度过低形成的凝胶珠内包埋的细胞过少,浓度过高则不易形成 凝胶珠。
1.固定化酵母细胞的制备
酵 母细胞的活化: 1 g 干酵母+ 10 mL 蒸馏水 → 50 mL烧杯中,搅拌均匀,放置1 h
酵母细胞的固定化人教版选修1ppt课件
钠浓度过高,很难形成凝胶珠;如果浓度过低,形成的凝胶
栏
珠所包埋的酵母细胞的数目就少,影响实验效果。
目
链
接
三、直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的比较
直接使用酶
固定化酶
固定化细 胞
酶的种数 制作方法
一种或几种
一种
无
化学结合固定化、物理 吸附固定化
一系列酶 栏
目 链
包埋法固 接 定化
是否需要 营养物质
变式 训练
解析:固定化细胞维持了细胞结构的完整性,为酶充分地发
挥作用提供了稳定的内环境。
栏
答案:D
目 链
接
二、固定化酵母细胞的制备与应用
1.固定化酵母细胞的制备
(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 栏
活状态。
目 链
接
(2)配制CaCl2溶液:0.83 g无水CaCl2+150 mL蒸馏水→200
将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶珠中,所以与D选项相似。
栏
答案:D
目 链
接
变式 训练
1.相对固定化酶而言,固定化细胞对酶的活性影响较小, 根本原因是( )
A.避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程
B.固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用
栏 目
链
C.催化反应结束后,能被吸收和重复利用
接
D.细胞结构保证了各种酶在细胞内的化学反应中有效地发 挥作用
解析:制备固定化酵母细胞的基本步骤是:酵母细胞的活化
→配制物质的量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液→配制海藻酸
钠溶液→与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。
人教版高中生物选修1同步课件+4.3 酵母细胞的固定化技术
检测凝胶珠制作是否合格方法:
1.目测法: 合格的凝胶珠应该是淡黄色, 圆形或椭圆形。
2.机械法:
(1)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。
(2)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。
归纳凝胶珠不是圆形或椭圆形的原因: 1.海藻酸钠浓度过高 2.注射器离液面过近 3.注射器推进过快
又能与产物分离; 成本低、操作容易 能、低污染
②可以反复利用
酵母细胞的固定化
酵母细胞的固定化及发酵流程
(1)酵母细胞的活化 (2)配制物质的量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液——使酵母细 胞与海藻酸钠的混合物形成凝胶珠 (3)配制海藻酸钠溶液——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——凝胶珠 (6)冲洗——蒸馏水 (7)发酵
4.下图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实 验结果,出现此结果的原因不可能是( )
B
A.海藻酸钠溶液浓度过高 B.酵母细胞已经死亡 C.注射器推进速度过快 D.注射器距离CaCl2溶液液面太近
5.(江苏卷,12)固定化单宁酶应用于茶饮料加工, 可消除其中的苦涩味。下列有关叙述正确的是 ()
A.在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白 B.化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小 C.温度、pH 和重金属离子都可能影响固定化单宁酶 活性
物理吸附法
通过物理吸附作用,把 酶或细胞固定在载体上
图示
一般来讲,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定, 而 细胞多采用包埋法固定。 这是因为体积大的细胞难以被吸附 或 结合,而体积小的酶则易从包埋材料中漏出。
人教版高中生物选修一4.3《酵母细胞的固定化》ppt配套课件
迁移与应用 1
下列关于固定化酶的说法错误的是( )。 A.固定化酶的活力也受强酸、高温等因素的影响 B.酶固定化后会使酶的利用率提高 C.利用固定化酶可降低生产成本 D.反应结束后,固定化酶与产物混合成为杂质 解析:固定化酶容易与产品分离,有利于产物的纯化;能反复使用提 高了酶的利用率,因此可降低成本;固定化酶的本质是蛋白质,活力也受 强酸、高温等因素的影响。 答案:D
3.你能说出固定化酶的制备和作用原理吗? 提示:将酶固定在一种颗粒状不溶于水的载体上
将酶颗粒装
到一个反应柱内,柱底端装上分布着许多小孔的筛板(允许反应液自由
出入,不允许酶颗粒通过) 从反应柱上端注入反应液,从反应柱下端
收集生成液。
4.固定化酶是否可以永远地利用下去? 提示:不能。酶是生物催化剂,其活性受环境影响较大,随着时间推 移活性降低,一般一个反应柱可以连续使用半年。 5.对酶或细胞固定的方法有哪些?酶和细胞分别适合用哪种固定方 法? 提示:有包埋法、化学结合法和物理吸附法。酶适合采用化学结合
•
2、不要看书,要看老师的眼睛
•
只要老师不是在一味地读教材,那老师的“话”就不可能和你低头看着的教材上的“文字”一致。头脑聪明的学生,也许能做到既集中精神听老师的话,又集中精神看眼前书上的内容。可是实际上大部分的学生都做不到这一点。
缺点
优点
单一或多种
单一
各种物质(大分子、小 各种物质(大分子、小
分子)
分子)
①对环境条件非常敏 感 , 易 失 活 ;② 难 回 收 , 成本高,影响产品质量
不利于催化一系列的 酶促反应
催化效率高、耗能低、 低污染
①既能与反应物接 触,又能与产物分 离;②可以反复利用
一系列
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
固定化酵母细胞
➢ 将已经活化的酵母细胞加 入到海藻酸钠溶液中
➢ 用玻璃棒进行充分搅拌, 使其混合均匀
固定化酵母细胞
➢ 将溶液转移至注射器中
➢ 将注射其中的溶液滴加 到配置好的CaCl2溶液中
➢ 液滴在CaCl2溶液中形成 凝胶珠
固定化酵母细胞
➢ 将这些凝胶珠在CaCl2 溶液中浸泡30min左右
实验材料
干酵母 干酵母
CaCl2溶液
海藻酸钠
实验过程
(1)制L的CaCl2溶液 配置海藻酸钠溶液
CaCl2 0.83g 150mL H2O
海藻酸钠 0.7g 10mL水 小火加热
干酵母活化
➢ 取1g干酵母,放10mL水中,用 玻璃棒搅拌成糊状,放置1h左右使 其活化
C. 低污染
D.可以反复利用
2. 在固定化酵母细胞中,海藻酸钠溶液的作用是( A )
A. 固定化酵母细胞 B. 悬浮酵母细胞 C. 回收酵母细胞 D. 催化化学反应
3、 下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是( A ) A. 固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显 B. 固定化酶的应用中,要控制好pH、温度和溶解氧 C. 利用固定化酶降解水体中有机磷农药,需提供适宜的营养条件 D. 利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类的作用只是作为反应物
设想:
酶来自细胞,能否 将合成细胞的酶直 接固定
固定化细胞出现
思考下面的问题 如何使酶或者细胞既能在反应过程中与反应物接触,又 能在反应结束后与反应物分离?
包埋在网格中
用化学键结合起来
物理吸附在载体上
通常情况下,酶和细胞固定采用不同的方法
物理吸附法 酶
化学结合法
细胞 包埋法
2. 实验设计
今天我们以酵母细胞为 实验材料,进行酵母细胞的 固定化实验。
3. 将葡萄糖溶液从反应柱上端注入
葡萄糖 葡萄糖异构酶 果糖
4. 果糖溶液从下端流出,葡萄糖异构 酶仍保留在反应柱内
我们采取这种方法,成功地实现了酶与反 应物的自由接触与分离。
思考回答:
1. 在实验过程中为什么要活化酵母细胞?
答:在缺水的状态下,酵母细胞处于休眠状态。将酵母细胞放 入蒸馏水中1h,可以使处于休眠状态的微生物重新恢复正常的 生活状态,以便于酵母细胞发酵葡萄糖溶液。
酵母细胞的固定化
导入新课
生活中我们最常提到的酵 母是酿酒酵母(也称面包酵 母),自从几千年前人类就用 其发酵面包和酒类。
在日常生活中,我们无法将酵母菌反复使用。
有什么办法可以使酵母菌 反复使用?
1. 基础知识
存在问题:
• 容易失活 • 不能再次利用 • 产物中的酶影
响产品质量
设想:
将酶固定在不溶 于水的载体上
固定化酶出现 实例: 利用固定化酶技术生产“高果糖浆”。
反应液从反应柱的上端注入,使 葡萄糖溶液流过反应柱,与固定 化酶接触,产物从反应柱的下端 流出。 底端有分布着许多小孔的筛板— —酶颗粒无法通过筛板上的小孔, 而反应液却可以自由出入)
葡萄糖 葡萄糖异构酶 果糖
存在问题:
固定化酶
• 一种酶只能催化一种 化学反应 • 生产实践中,产物需 要一系列酶促反应得到
课堂小结
固定化酵母细胞的实验过程
固定化技术
固定化 酶技术
化学结合法 物理吸附法
酵母细胞的活化 配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液
配制海藻酸钠溶液
海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
固定化 细胞技术 包埋法
固定化酵母细胞 利用固定化酵母细胞发酵
课堂练习
1.下列不属于酶的优点的是( D )
A. 催化效率高 B. 低耗能
2. 在葡萄糖的异构反应中,如果不将葡萄糖异构酶固定, 而是直接使用葡萄糖异构酶,会对生产过程产生哪些影响?
答:葡萄糖异构酶如果没有固定,溶液中的酶会很难回收,不 能再次利用,提高了生产成本;反应后酶会混合在产物中,如 不除去,会影响产品质量。
3. 固定化细胞技术有什么优缺点?
答:优点 操作容易、对酶活性影响小、可以使酶再利用。 缺点 大分子物质难以自由通过细胞膜,固定化细胞的应用受到限制。
(2)用固定化酵母细胞发酵
➢将凝胶珠用蒸馏水冲洗2~3次 ➢将凝胶珠放入10%葡萄糖溶
液中,25℃发酵24h
3、结果结果分析与评价 (1)制备固定化酵母细胞结果分析
形成凝胶珠的颜色较深,形状为圆形或椭圆形
成功
凝胶珠颜色过浅,呈白色
原因 固定的酵母 细胞过少, 海藻酸钠浓 度偏低
失败
凝胶珠不是椭圆形或圆形,呈其它形状
原因
固定的酵母 细胞过多, 海藻酸钠浓 度偏高
失败
(2)固定化酵母细胞发酵结果分析
葡萄糖溶液中产 生许多气泡,同时闻 到酒味
4. 相关链接 固定化酶技术高果糖浆生产中的应用
1. 将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上
2. 将酶颗粒装入到反应柱内,反应柱地段 有筛孔,可以使反应溶液通过,而酶颗粒 不能通过