最新43酵母细胞的固定化课件
酵母细胞的固定化
酵母细胞的固定化一、固定化酶与固定化细胞及应用实例1、固定化酶(1)含义:将酶固定在不溶于水的载体上。
(2)实例:利用固定化酶技术生产“高果糖浆”。
(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。
(4)缺点:一种酶只能催化一种化学反应,而在实际生产中,很多产物的形成是通过一系列的酶促反应才能得到。
(5)应用实例:生产高果糖浆①原料:葡萄糖②原理:葡萄糖果糖③生产过程及示意图:a.反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本。
b.提高了果糖的产量和品质。
2、固定化细胞(1)含义:将细胞固定在一定空间内的技术。
(2)优点:成本低、操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收(3)缺点:固定后的细胞与反应物不容易接近,可能导致反应效果下降,由于大分子物质难以自由通过细胞膜,因此固定化细胞的应用也受到限制。
二、固定化酶或固定化细胞技术的常用方法1、固定化酶或固定化细胞:指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。
2、方法:①物理吸附法 :将酶(或细胞)吸附在载体表面上②包埋法:将酶(或细胞)包埋在细微网格里③化学结合法:将酶(或细胞)相互结合,或将其结合到载体上。
葡萄糖异构酶三、固定化酵母细胞的制备与发酵(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。
2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液:0.83gCaCl2+150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解备用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。
注:加热时要用小火,或者间断加热,并搅拌,反复几次,直到海藻酸钠溶化为止4、海藻酸钠溶液和酵母细胞混合将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入以活化的酵母细胞,进行充分搅拌,再转移至注射器中注:1、海藻酸钠溶液必须冷却至室温,搅拌要彻底充分,使两者混合均匀,以免影响实验结果的观察。
(人教版)高中生物选修一全册:4.3酵母细胞的固定化课件
课堂合作探究
问题导学
一、固定化酶的应用和固定化细胞技术
活动与探究 1 1.葡萄糖和果糖有何异同点?葡萄糖异构酶的作用是什么? 提示:葡萄糖和果糖的相对分子质量相同,都为 180,但分子结构有 所不同。葡萄糖异构酶的作用是将葡萄糖转化为果糖。 2.什么是固定化酶和固定化细胞技术? 提示:固定化酶和固定化细胞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。
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(5)固定化酵母细胞 以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的 CaCl2 溶 液中,浸泡 30 min 左右。 2.用固定化酵母细胞发酵 (1)将固定好的酵母细胞用蒸馏水冲洗 2~3 次。 (2)发酵时的温度为 25 ℃,时间为 24 h。
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预习交流 2
——何时向海藻酸钠溶液中加入酵母细胞? 用接种环对微生物进行接种操作时,需要使灼烧灭菌的接种环先 冷却再使用,由该操作你能设想一下何时向海藻酸钠溶液中加入酵母 细胞吗?请给予适当的解释。 提示:应等到海藻酸钠溶液冷却至室温后才能向其内加入酵母细 胞,因为温度过高的海藻酸钠溶液和温度过高的接种环一样,都可能杀 死菌种。
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6.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 种对酶活性的影响更小?
提示:固定化细胞技术。 7.固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶?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? 提示:固定化细胞可以催化一系列反应,所以固定的是一系列酶。固 定化细胞技术。
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直接使用酶、固定化酶技术和固定化细胞技术的比较
直接使用酶
固定化酶技术 固定化细胞技术
酶的 种数
一种或几种
酵母细胞的固定化公开课精品PPT课件
二、实验操作——酵母细胞的固定化
(1)酵母细胞的活化: 〖思考1〗活化是指什么? 方法?
• 〖思考2〗在活化酵母的过 程中要注意?
1、酵母细胞活化时体积会变大, 所用容器要大一些,防止活化液溢出; 2、选用的干酵母有较强的活性且物种单一;
二、实验操作——酵母细胞的固定化
(1)酵母细胞的活化: (2)配制CaCl2溶液:
(2)配制CaCl2溶液:
目的?使胶体聚沉。形成稳定 的结构
(3)配制海藻酸钠溶液: •如何判断固定化酵母细胞是否成
(4)酵海母藻细酸胞钠的溶混液合与:---功观?察凝胶珠的颜色和形状 ➢若凝胶珠颜色过浅,说
(5)固定化酵母细胞: 明海藻酸钠的浓度偏低, 固定的酵母细胞数目较少
➢凝胶珠不是圆形或椭圆
二、实验操作——酵母细胞的固定化
思考:用什么方法对酵母细胞的固定化?
包埋法
包埋法常用哪些载体?
明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸 纤维素、聚丙烯酰胺等
三、实验操作
(一)制备固定化酵母细胞
观看视频思考下列问题:
(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? (3)各步骤应当分别注意什么问 题?
二、实验操作——酵母细胞的固定化
(1)酵母细胞的活化: (2)配制CaCl2溶液:
• 是最重要的环节:
➢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
(3)配制海藻酸钠溶液:
(浓度要适宜?)
细胞的数目少,影响实 验效果。
• 注意事项:
加热时要用小火, 或者间断加热(目的?)
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。 还有其他方法吗?
高中生物43酵母细胞的固定化课件新人教版选修1
一种
一系列酶
本
课
时 栏
常用载体
目
开
关
制作方法
明胶、琼脂糖、
-
高岭土、皂土、 海藻酸钠、醋 硅胶、凝胶 酸纤维素、聚
丙烯酰胺
-
化学结合法固 定化、物理吸
附法固定化
包埋法 固定化
是否需要 营养物质
否
否
是
学习·探究区
第12课时
反应 各种物质
各种物质
底物 (大分子、小分子) (大分子、小分子)
小分子物质
催化 反应
关
杯中,加入 10 mL 水,用 酒精灯小火 加热(或者 间断 加
热),边加热边搅拌,反复几次,直至 完全溶化 ,用蒸
馏水定容至 10 mL。
学习·探究区
第12课时
(4)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合:将溶化好的海藻酸钠溶
液 冷却至室温 ,加入已经活化的酵母细胞, 进行充分
4.酵母菌是一种 真核 生物,代谢类型是 异养兼性厌氧型 ,
即在有氧条件下进行 有氧 呼吸,在无氧条件下进行 无氧
呼吸,产生 酒精 和二氧化碳。
知识·储备区
第12课时
【情景导入】
氨苄青霉素是日常应用的一种抗生素,
这种药物生产过程中的一个关键环节
是大肠杆菌细胞 (作为药物生产的“工
本 课
厂” )中的青霉素酰化酶的活性受环境
反应柱 ,②是 固定化酶 ,其中的酶是 葡萄糖异构 酶,
能将葡萄糖转化为 果糖 ,③是 分布着小孔的筛板 ,
不允许 酶颗粒 通过,而 反应液 可以自由流出。
本
课 时
(2)甲是 葡萄糖 ,乙是 果糖
。
栏 目
(3)使用固定化酶生产高果糖浆的优点:与一般酶制剂相
酵母细胞固定化技术
解析例题
• 1.关于酵母细胞活化的说法,不正确的是 A ______ • A.酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧 呼吸 • B.活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生 活状态 • C.酵母细胞活化所需要的时间较短
• D.酵母细胞活化后体积增大
2.对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是
C ______
A.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要
如何通过凝胶珠的特点来判断细胞固定化是否成功? (一)观察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 ; 如果形成的凝胶珠 海藻酸钠浓度过低,固定的酵母细胞过少 不是圆形或椭圆形,则说明 ,制作失败, 海藻酸钠浓度过高 需要再作尝试。 (二)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 ,同时会闻到 。
酵母细胞的细胞的固定化技术
等级要求
B
温故知新
• 固定化酶和固定化细胞是利用 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 吸附法、 交联法和 包埋 法。一般来说,酶更适 合采用 吸附法 和 交联 法固定,而细胞多采用 法固定化。这是因为细胞个大,而酶分子很小; 包埋剂 容易从 中漏出。 • 包埋法固定化细胞即将微生物细胞 整个 包埋在 不溶于水的 载体 中。常用的载体 有 琼脂 、 海藻酸钠 、 角叉菜胶 、 明胶 和 醋酸纤维素 等。 • 酵母菌是(单 )细胞( 真核)生物,代谢形式为 (异氧兼性厌氧型 )。
气泡 酒味
知识小结 一、固定化酵母细胞的流程
蒸馏水 酵母细胞的活化(将休眠的酵母细胞加入 中) ↓ 配制CaCl2溶液(作用: 使胶体聚沉 ) ↓ 配制海藻酸钠(钙)溶液 (注意点:①浓度高时, 凝胶珠不能成形 ;浓度低 固定化酵母细胞过少 时, ,影响实验效果。②小火或间断加热,避免焦糊。) ↓ 海藻酸钠与酵母菌混合(注意点: 海藻酸钠冷却后再与酵母菌混合 。) ↓ 固定化酵母细胞 二、注意点 1.固定化细胞要在严格的无菌 条件下进行。 2.反复使用固定化酵母细胞时,需要避免 微生物的污染 。
高中生物《第四章 第三节 酵母细胞的固定化》课件5 新人教版选修1
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 ACD 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
4.本课题采用包埋法固定细胞,常用的载体材料有 哪些?
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?
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
包埋法
化学结合法
物理吸附法
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?
1.什么是高果糖浆?使用它有何好处?
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。 你能写出果糖的分子式吗? 它属于什么糖? 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?
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。
(二)用固定化酵母细胞发酵
1.将固定化的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2到3次。
2.将150ml质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200ml的锥 形瓶中,再加入固定好的酵母细胞,置于25摄氏度下发 酵24h。
利用固定化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。
酵母细胞的固定化(公开课)知识讲解共32页文档
21、没有人陪你走一辈子,所以你要 适应孤 独,没 有人会 帮你一 辈子, 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候,留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运,首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首,因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿. 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ,它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ,以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢!
《酵母细胞的固定化》课件
酵母细胞固定化的方法
固定化方法:吸附法、包埋法、交联法等 固定化材料:海藻酸钠、壳聚糖、硅胶等 固定化过程:将酵母细胞与固定化材料混合,形成固定化酵母细胞 固定化效果:提高酵母细胞的稳定性和活性,提高发酵效率
酵母细胞固定化的优缺点
优点:提高酵母细胞的活性和稳定性,提高发酵效率 优点:减少酵母细胞的流失,降低生产成本 缺点:固定化过程可能导致酵母细胞活性降低 缺点:固定化过程可能导致酵母细胞代谢产物积累,影响产品质量
背景:随着生物技术的发展,酵母细胞在生物技术中的应用越来越广泛,固定化 技术成为提高酵母细胞生产效率的重要手段 意义:酵母细胞固定化可以提高生产效率,降低生产成本,提高产品质量,具有 重要的应用价值和经济价值。
酵母细胞固定化的意义和应用
提高发酵效率和产品质量
减少污染和浪费,降低生产 成本
提高酵母细胞的活性和稳定 性
固定化细胞培养:将固定化细胞在培养 基中培养
固定化细胞检测:检测固定化细胞的活 性和固定化效果
实验结果分析
固定化酵母细胞活性:观察固定化 酵母细胞的活性,判断固定化效果
固定化酵母细胞稳定性:观察固定 化酵母细胞的稳定性,判断固定化 效果
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固定化酵母细胞产量:分析固定化 酵母细胞的产量,判断固定化效果
● a. 酵母细胞培养:将酵母细胞接种到培养基中,培养至一定浓度 ● b. 固定化载体处理:将固定化载体进行清洗、消毒、干燥等处理 ● c. 固定化操作:将酵母细胞与固定化载体混合,进行固定化操作 ● d. 培养观察:将固定化后的酵母细胞进行培养,观察其生长情况
● 注意事项: a. 操作过程中要保持无菌操作,防止污染 b. 固定化操作时要注意控制温度、湿度等条件 c. 培养观察 时要注意观察酵母细胞的生长情况,及时调整培养条件
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一种酶只能催化一种化学反应,而在实际生产中, 很多产物的形成是通过一系列的酶促反应才能得到。
(5)解决方案:
固定化细胞技术
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固定化酶的应用实例:生产高果糖浆 1、什么是高果糖浆?使用它有何好处? 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。
直接使用酶时的缺点: 酶溶于葡萄糖溶液后,就无法 从糖浆中回收,造成很大的浪 费。
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3、改进: 固定化酶技术 4、具体做法: 5、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 品质。
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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。
〖思考〗为什么要用小火或间断加热,并不断搅拌? 防止海藻酸钠发生焦糊。
加热时要用小火,或者间断加热,并搅拌,反复几 次,直到海藻酸钠溶化为止
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滴加注射器中的溶液时,速度一定要恒定且缓慢, 以便形成的凝胶珠呈均匀的圆形或椭圆形。
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• 〖思考5〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能 加入酵母细胞?
防止高温杀死酵母细胞。
• (5)固定化酵母细胞: • 以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到
CaCl2溶液中,形成凝胶珠状颗粒。
• 2.固定化酵母细胞的发酵
• (6)冲洗:将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸 馏水冲洗2~3次。
• (7)发酵:150mL10%葡萄糖+固定化酵 母细胞→200mL锤形瓶→密封→25℃发酵 24h。
• 〖思考6〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封 ? 酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。
• 〖思考7〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形 成的? 酵母菌进行无氧呼吸产生的。
• 〖思考8〗在利用固定化酶或固定化细胞进 行生产的过程中,需要无菌操作吗?
需要。
例1.下列有关固定化技术的叙述,正确的 是( B ) A.固定化酶只是在细胞内才能发挥作用 B.固定化酶能提高酶的利用率 C.酶的固定是酶分离纯化的常用方法 D.固定化酶的固定化方式就是吸附在固体 表面上。
例4.关于酵母菌的叙述,正确的是 C A.酵母菌在营养物质充足时、环境适宜时, 依靠有性生殖进行繁殖 B.酵母菌的代谢类型时异养厌氧型 C.酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、 各种的细胞器膜等膜 D.用酵母菌酿酒时,应先密封后通气
例5. 将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺
氧状态,下面Байду номын сангаас快的一项是
C
例2.关于固定化细胞的叙述,正确的是( D ) A.催化效率高,低耗能、低污染 B.对环境的条件非常敏感,容易失活 C.既能与反应物充分接触,又能与产物分离 D.成本低、操作简单,但反应效果可能很低
例3.溶解海藻酸钠,最好采用 A 加热的 方法 A.小火间断 B.小火持续 C.大火间断 D.大火持续
43酵母细胞的固定化课 件
• (3)配制海藻酸钠溶液: • 0.7g海藻酸+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。 〖思考4〗微火加热并不断搅拌的目的是什么 ?
防止海藻酸钠焦糊。
• (4)海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合:
• 将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入 活化酵母细胞液,搅拌后吸入到注射器中 。
A.CO2的释放 B.丙酮酸的氧化
C.葡萄糖的利用 D.ATP的形成
例6.固定化酶的优点是
B
A.有利于增加酶的活性
B.有利于产物的纯化
C.有利于提高反应速度
D.有利于酶发挥作用
例7. 下列不是用于包埋法固定化细胞的载
体是
D
A.琼脂糖
B.醋酸纤维素
C.聚丙烯酰胺 D.聚乙烯树脂
例8.固定化细胞技术不包括
D
A.包埋法 B.化学结合化
C.物理法 D.生物法