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1、课前复习： 根据给定材料设计实验。 材料：1cm3的蛋白块，胰蛋白酶，PH缓冲液，必要的实验器材。 问题： 假设： 实验：,实验结果的观察指标是什么？ 能否用双缩脲试剂来检测溶液中是否有蛋白质？ 为什么？ 如果反应时间太长，你有哪些方法缩短反应时间？,课题3：,酵母细胞的固定化,金湖二中生物教研组,知识回顾：,1、在果汁生产中利用_，可以提高果汁的产量和质量，其原理是_。 你还能画出出汁量和温度关系的曲线吗？,2、洗衣粉中添加_，可以更有效地清除顽渍。常用的酶制剂有_四类。,在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，说明酶制剂使用有很多优点，你能思考后举出一些吗？,催化效率高、低能耗、低
2、污染等。 酶制剂的使用有缺点吗？ 你能思考后举出一些吗？,酶制剂存在的缺陷： 1、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、溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本； 3、反应后会混在产物中，可能影响产品质量。,如果你是工程技术人员，领导要你解决这个问题，你怎么办？,知识补充,1、酶制剂的概念和种类,（一）酶制剂,含有酶的制品,定义：,多酶片、加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶,种类：,A、液体酶制剂,治疗某些胃病的胃蛋白酶液,B、固体酶制剂,2、酶的生产,提取法,定义：采用一定的技术直接从动植物或微生物的组织、细胞中将酶提取出来,优点：,简单易行，在动植物或微生物资
3、源丰富的地区具有应用价值,实例：在屠宰厂，可以从家畜胰脏中提取出胰酶；在水果加工厂，可以从菠萝皮中提取出菠萝蛋白酶,缺点：,要有充足的原材料，广泛应用受到限制,发酵法常用方法,定义：通过微生物发酵获得所需要的酶。,如果是胞外酶，可以从发酵液中直接提取；如果是细胞内酶，则可将细胞弄碎再经过提取纯化而得到。,易培养、繁殖速度快、便于大规模生产。,优点：,提取方式：,阅读P4950，并思考： 1、解决酶应用中存在问题的方法是？ 2、这种方法的优点是什么？ 3、什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 4、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？这种酶有何特点？ 5、了解高果糖浆生产过程。,一、固定化酶的应用实
4、例,1、固定化酶技术。即将酶固定在一定空间内的技术（如固定在不溶于水的载体上）。,2、固定化酶技术的优点： （1）使酶既能与反应物接触，又能与产物分离； （2）固定在载体上的没可以被反复利用。,3、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?,4、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。 你能写出方程式吗?,5、固定化酶技术生产高果糖浆的图示：,注意反应柱的各部分名称。 你能说出反应柱的优点吗？,生产流程,反应柱能连续使
5、用半年，大大降低了生产成本，提高果糖的产量和质量。,优点：,练习：,1、下列说法不正确的是（ ） A、葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成的是果糖 B、从固定化酶反应柱下端流出的是果糖 C、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 D、酶溶解于葡萄糖溶液，可以从糖浆中回收,2、研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。如将从大肠杆菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龙膜上制成制剂，可以用来降解残留在土壤中的有机磷农药，与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的（ ） A、温度 B、PH C、水分 D、营养,3、目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自 A、化学合成 B、动物体
6、内 C、植物体内 D、微生物体内,在生产实际中使用固定化酶技术有无不足?如有不足,怎么办?,有。一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实际中很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能进行，所以操作比较麻烦。 可采用固定化细胞技术。,二、固定化细胞技术,1、概念：,利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间的技术。,细胞中含有一系列酶，在细胞正常生命活动的过程中，通过代谢产生所需要的代谢产物。,阅读P50：思考第二段的问题,2、固定化酶或细胞的常用方法,酶和细胞固定方法的选择,酶适合采用化学结合和物理吸附法固定,细胞适合采用包埋法固定,（1）、方法,（2）、原因,细胞个大，酶分子很小,个体大的细胞难以被
7、吸附或结合而个小的酶容易从包埋的材料中漏出,3、固定化细胞常用的载体,常用的不溶于水的多孔性载体有哪些？,明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等,如果反应底物是大分子物质，能否用固定化细胞技术? 为什么？ 那应该采用何种技术?,练习： 1.使用固定化细胞的优点是( )。 A.能催化大分子物质的水解 B.可催化一系列化学反应 C.与反应物易接近 D.有利于酶在细胞外发挥作用,2.酶的固定方法不包括( )。 A.将酶吸附在固体表面上 B将酶相互连接起来 C将酶包埋在细微网格里 D将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶,3、如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制( )。 A直接使用
8、酶 B使用化学方法结合的酶 C使用固定化细胞 D使用物理吸附法固定的酶,4、下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是( )。 A 酶分子很小，易采用包埋法 B酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶 C细胞个大，难被吸附或结合 D细胞易采用包埋法固定,5. 关于固定化酶的叙述不正确的是 ( )。 A 既能与反应物接触，又能与反应物分离 B固定在载体上的酶可被反复利用 C可催化一系列反应 D酶的活性和稳定性受到限制,6、固定化细胞对酶的活性影响最小，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 C促化反应结束后，能被吸收和重复利用 D细胞结构
9、保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用,三、实验操作,（一）制备固定化酵母细胞,阅读P5051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？,1、酵母细胞的活化,思考： 关于酵母菌你有哪些知识？ 什么是活化？ 怎样活化？ 应注意什么？,活化： 让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态； 本质： 加快新陈代谢； 方法： 加入适量的水。 你能说出理由吗？,取1g干酵母，放入50ml的小烧杯中，加入蒸馏水10ml，用玻璃棒搅拌，使酵母细胞混合均匀，成糊状，放置1h左右使其活化,思考： 你认为酵母的活化操作有哪些
10、注意事项？ 1、所用容器要大一些； 2、要保证酵母菌的活性； 3、物种要单一； 4、注意水的用量。,2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液,称取无水Cacl2 0.83g。放入200mL的烧杯中，加入150mL的蒸馏水，使其充分溶解，待用。,3、配制海藻酸钠溶液,操作： 称取0.7g海藻酸钠，放入50mL小烧杯中.加人10mL水，用酒精灯加热，边加热边搅拌，将海藻酸钠调成糊状，直至完全溶化，用蒸馏水定容至10mL。注意，加热时要用小火，或者间断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止,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
11、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。,应当注意什么问题？,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，加人已活化的醉母细胞，进行充分搅拌，使其混台均匀，再转移至注射器中。 为什么海藻酸钠溶液要冷却？,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，观察液滴在Cacl2溶液中形成凝胶珠的情形。将这些凝胶珠在Cacl2溶液中浸泡30 min左右。 你知道还有什么地方可以用到氯化钙？,刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳
12、定的结构。 检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法： 一是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。 二是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。,这一阶段成功与否呢？怎样评价？,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。,（二）用固定化细胞发酵,1、将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2-3次。 2、 将150mL质量分数为10%的葡萄糖溶
13、液转移到200mL的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25下发酵24h。,这一阶段成功与否呢？怎样评价？,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。 还有其他方法吗？,请思考课后练习 P52,练习:,1、制备固定化酵母细胞的过程中错误的是（ ） A、取干酵母，加入蒸馏水，使其活化 B、配制海藻酸钠时，加热用大火，直到海藻酸钠溶化为止 C、将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入已活化的酵母细胞 D、将凝胶珠在Cacl2溶液中浸泡30 min左右,2、下列叙述不正确的是（ ） A、从操作角度来考虑，固定化细胞比固定化酶容易 B、固定化细胞比固定化酶对酶的活性影响更小 C、固定化细胞固定的是一种酶 D、将微生物的发酵过程变成连续的酶反应应选择固定化细胞技术,
