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文檔簡介
生活中我們最常提到的酵母是釀酒酵母(也稱面包酵母),自從幾千年前人類就用其發(fā)酵面包和酒類。導(dǎo)入新課
有什么辦法可以使酵母菌反復(fù)使用?
在日常生活中,我們無法將酵母菌反復(fù)使用。專題4酶的研究與應(yīng)用課題3
酵母細(xì)胞的固定化教學(xué)目標(biāo)知識與能力1.了解固定化酶在生產(chǎn)實踐中的優(yōu)點。3.掌握固定化酶或細(xì)胞的方法。2.掌握固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理。4.產(chǎn)是指被固定化酵母細(xì)胞,并利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。過程與方法情感態(tài)度與價值觀
通過實驗與理論知識相結(jié)合的方法,在實驗中掌握酵母細(xì)胞固定化的知識。1.培養(yǎng)學(xué)生動手實驗?zāi)芰Α?.培養(yǎng)在實驗過程中的團結(jié)互助的精神。教學(xué)重難點課題重點制備固定化酵母細(xì)胞。課題難點制備固定化酵母細(xì)胞。內(nèi)容解析1.基礎(chǔ)知識從酶到固定化酶再到固定化細(xì)胞的發(fā)展史酶存在問題:容易失活不能再次利用產(chǎn)物中的酶影響產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)想:將酶固定在不溶于水的載體上固定化酶出現(xiàn)固定化酶存在問題:設(shè)想:
一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)實踐中,產(chǎn)物需要一系列酶促反應(yīng)得到酶來自細(xì)胞,能否將合成細(xì)胞的酶直接固定固定化細(xì)胞出現(xiàn)思考下面的問題
如何使酶或者細(xì)胞既能在反應(yīng)過程中與反應(yīng)物接觸,又能在反應(yīng)結(jié)束后與反應(yīng)物分離?包埋在網(wǎng)格中用化學(xué)鍵結(jié)合起來物理吸附在載體上通常情況下,酶和細(xì)胞固定采用不同的方法酶物理吸附法化學(xué)結(jié)合法細(xì)胞包埋法2.實驗設(shè)計
今天我們以酵母細(xì)胞為實驗材料,進(jìn)行酵母細(xì)胞的固定化實驗。實驗材料干酵母CaCl2溶液海藻酸鈉干酵母實驗過程(1)制備固定化酵母細(xì)胞配置0.05mol/L的CaCl2溶液CaCl20.83g150mLH2O配置海藻酸鈉溶液海藻酸鈉0.7g10mL水小火加熱配方干酵母
取1g干酵母,放10mL水中,用玻璃棒攪拌成糊狀,放置1h左右使其活化
干酵母活化
將已經(jīng)活化的酵母細(xì)胞加入到海藻酸鈉溶液中
用玻璃棒進(jìn)行充分?jǐn)嚢?,使其混合均勻固定化酵母?xì)胞
將溶液轉(zhuǎn)移至注射器中
將注射其中的溶液滴加到配置好的CaCl2溶液中
液滴在CaCl2溶液中形成凝膠珠固定化酵母細(xì)胞
將這些凝膠珠在CaCl2
溶液中浸泡30min左右固定化酵母細(xì)胞(2)用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵將凝膠珠用蒸餾水沖洗2~3次將凝膠珠放入10%葡萄糖溶液中,25℃發(fā)酵24h3.結(jié)果結(jié)果分析與評價3.1制備固定化酵母細(xì)胞結(jié)果分析
形成凝膠珠的顏色較深,形狀為圓形或橢圓形成功
凝膠珠顏色過淺,呈白色失敗
原因
固定的酵母細(xì)胞過少,海藻酸鈉濃度偏低
凝膠珠不是橢圓形或圓形,呈其它形狀失敗
原因
固定的酵母細(xì)胞過多,海藻酸鈉濃度偏高3.2固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵結(jié)果分析
葡萄糖溶液中產(chǎn)生許多氣泡,同時聞到酒味固定化酶技術(shù)高果糖漿生產(chǎn)中的應(yīng)用1.將葡萄糖異構(gòu)酶固定在顆粒狀載體上2.將酶顆粒裝入到反應(yīng)柱內(nèi),反應(yīng)柱地段有篩孔,可以使反應(yīng)溶液通過,而酶顆粒不能通過4.相關(guān)鏈接3.將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱上端注入葡萄糖
葡萄糖異構(gòu)酶果糖4.果糖溶液從下端流出,葡萄糖異構(gòu)酶仍保留在反應(yīng)柱內(nèi)
我們采取這種方法,成功地實現(xiàn)了酶與反應(yīng)物的自由接觸與分離。課堂小結(jié)固定化技術(shù)固定化酶技術(shù)固定化細(xì)胞技術(shù)化學(xué)結(jié)合法物理吸附法包埋法固定化酵母細(xì)胞的實驗過程酵母細(xì)胞的活化配置物質(zhì)的量濃度為0.05mol/L的CaCl2溶液配制海藻酸鈉溶液海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合固定化酵母細(xì)胞利用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵1.(2009.江蘇)
下列關(guān)于固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述,正確的是()
A.固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢明顯
B.固定化酶的應(yīng)用中,要控制好pH、溫度和溶解氧
C.利用固定化酶降解水體中有機磷農(nóng)藥,需提供適宜的營養(yǎng)條件
D.利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵,糖類的作用只是作為反應(yīng)物高考鏈接A解析:本題考查固定化酶和固定化細(xì)胞的相關(guān)知識。B選項固定化酶不像普通酶那樣對環(huán)境要求那么高,耐受性比較好,和溶解氧沒什么關(guān)系;C選項利用固定化酶降解水體中有機磷農(nóng)藥,純粹的化學(xué)反應(yīng),不需要提供營養(yǎng)條件,固定化細(xì)胞發(fā)揮作用需要。D選項利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵,糖類的作用作為反應(yīng)底物也為碳源來調(diào)節(jié)酵母菌的代謝方式。課堂練習(xí)填空題1.固定化酶和固定化細(xì)胞通常采用________、________________、_______________三種方法。其中,酶更適合采用___________、___________,細(xì)胞更適合采用________。 2.正常情況下,凝膠珠的顏色________
,形狀為________或________
。包埋法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法化學(xué)結(jié)合法物理吸附法包埋法較深圓形橢圓形選擇題1.下列不屬于酶的優(yōu)點的是()A.催化效率高B.低耗能C.低污染D.可以反復(fù)利用2.在固定化酵母細(xì)胞中,海藻酸鈉溶液的作用是()A.固定化酵母細(xì)胞B.懸浮酵母細(xì)胞C.回收酵母細(xì)胞D.催化化學(xué)反應(yīng)DA簡答題1.在實驗過程中為什么要活化酵母細(xì)胞?答:在缺水的狀態(tài)下,酵母細(xì)胞處于休眠狀態(tài)。將酵母細(xì)胞放入蒸餾水中1h,可以使處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài),以便于酵母細(xì)胞發(fā)酵葡萄糖溶液。2.在葡萄糖的異構(gòu)反應(yīng)中,如果不將葡萄糖異構(gòu)酶固定,而是直接使用葡萄糖異構(gòu)酶,會對生產(chǎn)過程產(chǎn)生哪些影響?答:葡萄糖異構(gòu)酶如果沒有固定,溶液中的酶會很難回收,不能再次利用,提高了生產(chǎn)成本;反應(yīng)后酶會混合在產(chǎn)物中,如不除去,會影響產(chǎn)品質(zhì)量。3.固定化細(xì)胞技術(shù)有什么優(yōu)缺點?答:優(yōu)點操作容易、對酶活性影響小、可以使酶再利用。
缺點大分子物質(zhì)難以自由通過細(xì)胞膜,固定化細(xì)胞的應(yīng)用受到限制。教材習(xí)題答案1.直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化細(xì)胞催化反應(yīng),有哪些優(yōu)點與不足?答:直接使用酶、固定化酶和固定化細(xì)胞催化的優(yōu)缺點如下表所示。類型優(yōu)點缺點類型優(yōu)點缺點直接使用酶催化效率高低耗能低污染對環(huán)境條件非常敏感,容易失活;溶液中的酶很那回收,不能被再次利用,提高了生產(chǎn)成本;反應(yīng)后酶會混在產(chǎn)物中,可能影響產(chǎn)品質(zhì)量類型優(yōu)點缺點固定化酶酶既能與反應(yīng)物接觸,又能與產(chǎn)物分離,同時,固定在載體上的每還可以被反復(fù)利用一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng),而在生產(chǎn)實踐中,很多產(chǎn)物的形成都通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到類型優(yōu)點缺點固
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