《高中生物 专题四 课题3 酵母细胞的固定化课件 新人教版选修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 专题四 课题3 酵母细胞的固定化课件 新人教版选修1（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题专题4酶的研究与应用酶的研究与应用 课题课题3酵母细胞的固定化酵母细胞的固定化 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接我我们们知知道道，酶酶是是生生物物催催化化剂剂，能能改改变变化化学学反反应应速速度，但反应前后酶的结构、性质并未改变。度，但反应前后酶的结构、性质并未改变。我我们们在在使使用用加加酶酶洗洗衣衣粉粉将将衣衣服服清清洗洗干干净净的的同同时时，也也将将洗洗衣衣粉粉中中的的“有有功功之之臣臣”连连同同污污水水一一块块倒倒掉掉了了，多多可可惜惜啊啊！这这也也造造成成了了一一定定程程度度上上的的污污染染和和浪浪费费。现现在在酵酵母细胞的固定化技术可使酶重
2、复使用。母细胞的固定化技术可使酶重复使用。 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接请思考：请思考：1如何将酶进行固定化？如何将酶进行固定化？2固定化细胞的方法有几种？固定化细胞的方法有几种？ 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接(1)能将葡萄糖转化成果糖的酶是能将葡萄糖转化成果糖的酶是_。(2)固固定定化化酶酶技技术术使使用用的的反反应应柱柱上上的的孔孔应应满满足足酶酶颗颗粒粒_通通过过，反反应应溶溶液液_通通过过，若若反反应应物物颗颗粒粒过过大则不能用此法
3、。大则不能用此法。一、固定化酶的应用实例一、固定化酶的应用实例 葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶 无法无法 自由自由 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接二、固定化细胞技术二、固定化细胞技术(1)固固定定化化酶酶和和固固定定化化细细胞胞是是利利用用_或或_方方法法将将酶酶或或细细胞胞固固定定在在一一定定空空间间内内的的技技术术，包包括括_、_和和_。其其中中细细胞胞多多采采用用_固定化。固定化。(2)包包埋埋法法固固定定化化细细胞胞是是将将微微生生物物细细胞胞均均匀匀地地包包埋埋在在不不溶溶于于水水的的多多孔孔性性载载体体中中。常常用用的的载载体体有有_、_、_、醋醋
4、酸酸纤纤维维素素和和聚聚丙丙烯烯酰酰胺等。胺等。 物理物理 化学化学 包埋法包埋法 化学结合法化学结合法 物理吸附法物理吸附法 包埋法包埋法 明胶明胶 琼脂糖琼脂糖 海藻酸钠海藻酸钠 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接三、实验操作三、实验操作1制备固定化酵母细胞制备固定化酵母细胞(1)酵酵母母细细胞胞的的活活化化：向向干干酵酵母母中中加加入入_，搅拌混匀。搅拌混匀。(2)配配制制CaCl2溶溶液液：向向无无水水_加加入入蒸蒸馏馏水水，充分溶解。充分溶解。(3)配配制制海海藻藻酸酸钠钠溶溶液液：酒酒精精灯灯加加热热时时要要用用_或或_，且且边边加加热热边边_，
5、直直至至完完全全溶溶化化，最最后用蒸馏水定容。后用蒸馏水定容。 蒸馏水蒸馏水 CaCl2 小火小火 间断加热间断加热 搅拌搅拌 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接(4)海藻酸钠溶液与海藻酸钠溶液与_混合。混合。(5)固固定定化化酵酵母母细细胞胞：以以恒恒定定速速度度缓缓慢慢将将上上述述混混合合液液滴滴加加到到_中中，形形成成凝凝胶胶珠珠，并并在在CaCl2溶溶液中浸泡。液中浸泡。 酵母细胞酵母细胞 CaCl2溶液溶液 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接2用固定化酵母细胞发酵用固定化酵母细胞发酵将将固固定定好好的的酵酵母母细
6、细胞胞(凝凝胶胶珠珠)加加入入用用于于发发酵酵的的_溶溶 液液 后后 ， 发发 现现 有有 _产产 生生 ， 同同 时时 有有_味散发味散发。 葡萄糖葡萄糖 气泡气泡 酒酒 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接一、固定化酶和固定化细胞的方法一、固定化酶和固定化细胞的方法(1)包包埋埋法法(A、B图图)：是是指指将将酶酶包包裹裹在在多多孔孔的的载载体体中中，如如将将酶酶包包裹裹在在聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺凝凝胶胶等等高高分分子子凝凝胶胶中中，或包裹在醋酸纤维素等半透性高分子膜中。或包裹在醋酸纤维
7、素等半透性高分子膜中。(2)化化学学结结合合法法(C图图)：将将酶酶分分子子相相互互结结合合，或或将将其其结合到纤维素、琼脂糖等载体上的固定方式。结合到纤维素、琼脂糖等载体上的固定方式。(3)物物理理吸吸附附法法(D图图)：指指将将酶酶吸吸附附到到固固体体吸吸附附剂剂表表面的方法，固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等。面的方法，固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等。 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接例例1试分析下图中哪一种与用海藻酸钠作载体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
8、胞相似？制备的固定化酵母细胞相似？() 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接解解析析：A、B选选项项适适合合于于酶酶的的固固定定化化，C选选项项既既用用于于酶酶固固定定，也也可可用用于于细细胞胞固固定定。制制备备固固定定化化酵酵母母细细胞胞用用的的是是包包埋埋法法，即即将将酵酵母母菌菌包包埋埋在在海海藻藻酸酸钠钠制制成成的的凝凝胶胶珠珠中，所以与中，所以与D选项相似。选项相似。答案：答案：D 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接变式变式训练训练1相相对对固固定定化化酶酶而而言言，固固定定化化细细胞胞对对酶酶的的活活性性影响较小
9、，根本原因是影响较小，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固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用C催化反应结束后，能被吸收和重复利用催化反应结束后，能被吸收和重复利用D细细胞胞结结构构保保证证了了各各种种酶酶在在细细胞胞内内的的化化学学反反应应中有效地发挥作用中有效地发挥作用 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接变式变式训练训练解解析析：固固定定化化细细胞胞维维持持了了细细胞胞结结构构的的完完整整性性，为为酶充分地发挥作用提供了稳定的内环境。酶充分地发挥作用提供了稳定的内环境。
10、答案：答案：D 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接二、固定化酵母细胞的制备与应用二、固定化酵母细胞的制备与应用1固定化酵母细胞的制备固定化酵母细胞的制备 (1)酵酵母母细细胞胞的的活活化化：在在缺缺水水的的状状态态下下，微微生生物物会会处处于于休休眠眠状状态态。活活化化就就是是让让处处于于休休眠眠状状态态的的微微生生物物重新恢复正常的生活状态。重新恢复正常的生活状态。 (2)配配制制CaCl2溶溶液液：0.83 g无无水水CaCl2150 mL蒸馏水蒸馏水200 mL烧杯烧杯溶解备用。溶解备用。 (3)配配制制海海藻藻酸酸钠钠溶溶液液：0.7 g海海藻藻酸酸
11、钠钠10 mL水水50 mL烧烧杯杯酒酒精精灯灯小小火火(或或间间断断)加加热热，并并不不断断搅搅拌，使之溶化拌，使之溶化蒸馏水定容到蒸馏水定容到10 mL。 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 (4)海海藻藻酸酸钠钠溶溶液液与与酵酵母母细细胞胞的的混混合合：将将溶溶化化好好的的海海藻藻酸酸钠钠溶溶液液冷冷却却至至室室温温，加加入入已已活活化化的的酵酵母母细细胞胞，充充分分搅拌后吸入到注射器中。搅拌后吸入到注射器中。 (5)固固定定化化酵酵母母细细胞胞：以以恒恒定定速速度度缓缓慢慢地地将将注注射射器器中的溶液滴加到中的溶液滴加到CaCl2溶液中，形成凝胶珠。
12、溶液中，形成凝胶珠。2用固定化酵母细胞发酵用固定化酵母细胞发酵 (1)冲冲洗洗：将将固固定定好好的的酵酵母母细细胞胞凝凝胶胶珠珠用用蒸蒸馏馏水水冲冲洗洗23次次，刚刚形形成成的的凝凝胶胶珠珠应应在在CaCl2溶溶液液中中浸浸泡泡30 min左右，形成稳定结构左右，形成稳定结构。 (2)发发酵酵：150 mL质质量量分分数数为为10%葡葡萄萄糖糖溶溶液液固固定化酵母细胞定化酵母细胞200 mL锥形瓶锥形瓶密封密封25 下发酵下发酵24 h。 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 制备固定化酵母细胞的易错提醒制备固定化酵母细胞的易错提醒CaCl2要要称称量量准准确
13、确，不不能能用用自自来来水水配配制制溶溶液液，防防止自来水中各种离子影响实验效果，应用蒸馏水。止自来水中各种离子影响实验效果，应用蒸馏水。加加入入活活化化酵酵母母细细胞胞时时，海海藻藻酸酸钠钠溶溶液液必必须须冷冷却却至至室温，以免温度过高而杀死酵母菌。室温，以免温度过高而杀死酵母菌。制备过程严格要求无菌操作，防止微生物污染。制备过程严格要求无菌操作，防止微生物污染。特特 别别提提 醒醒 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接海海藻藻酸酸钠钠溶溶液液的的浓浓度度涉涉及及固固定定化化细细胞胞的的质质量量，如如果果海海藻藻酸酸钠钠浓浓度度过过高高，很很难难形形成成凝凝
14、胶胶珠珠；如如果果浓浓度度过过低低，形形成成的的凝凝胶胶珠珠所所包包埋埋的的酵酵母母细细胞胞的的数数目目就就少少，影影响实验效果。响实验效果。特特 别别提提 醒醒 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接三、直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的比较三、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直接使用酶固定化酶固定化酶固定化细固定化细胞胞酶的种数酶的种数 一种或几种一种或几种一种一种一系列酶一系列酶制作方法制作方法无无化学结合固定化、物化学结合固定化、物理吸附固定化理吸附固定化包埋法固包埋法固定化定化是否需要是否需要营养物质营养物质否否否否是是催化反应
15、催化反应 单一或多种单一或多种单一单一一系列一系列 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接(续表续表)反应物质反应物质各种物质各种物质(大大分子、小分分子、小分子子)各种物质各种物质(大大分子、小分分子、小分子子)小分子物质小分子物质缺点缺点对环境条件对环境条件非常敏感，非常敏感，易失活易失活难难回收、成本回收、成本高、影响产高、影响产品质量品质量催化化学反应催化化学反应比较单一比较单一反应物不易反应物不易与酶接触，与酶接触，尤其是大尤其是大分子物质，分子物质，反应效率反应效率下降下降优点优点催化效率高、催化效率高、低耗能、低低耗能、低污染污染既能与反应既能与反
16、应物接触，又物接触，又能与产物分能与产物分离离可以反复利可以反复利用用成本低、操成本低、操作容易，作容易，使用时间使用时间长长 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接例例2下下面面是是制制备备固固定定化化酵酵母母细细胞胞的的步步骤骤，正正确确的的是是()配配制制CaCl2溶溶液液海海藻藻酸酸钠钠溶溶化化海海藻藻酸酸钠钠与与酵母细胞混合酵母细胞混合酵母细胞活化酵母细胞活化固定化酵母细胞固定化酵母细胞A BC D 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接解解析析：制制备备固固定定化化酵酵母母细细胞胞的的基基本本步步骤骤是是：酵酵母母细细
17、胞胞的的活活化化配配制制物物质质的的量量浓浓度度为为0.05 mol/L的的CaCl2溶溶液液配配制制海海藻藻酸酸钠钠溶溶液液与与酵酵母母细细胞胞混混合合固固定定化化酵酵母细胞。母细胞。答案：答案：D 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接2下下列列有有关关固固定定化化酵酵母母细细胞胞制制备备步步骤骤不不恰恰当当的的是是()A应应使使干干酵酵母母与与水水混混合合并并搅搅拌拌，以以利利于于酵酵母母菌菌活活化化B配置海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法配置海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法C向向刚刚溶溶化化好好的的海海藻藻酸酸钠钠溶溶液液中中加加入入已已活活化化的的酵酵母细胞，充分搅拌并混合均匀母细胞，充分搅拌并混合均匀D将将酵酵母母细细胞胞混混匀匀的的海海藻藻酸酸钠钠溶溶液液注注入入CaCl2溶溶液中，会观察到液中，会观察到CaCl2溶液中有球形的凝胶珠形成溶液中有球形的凝胶珠形成变变 式式训训 练练 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接解解析析：将将溶溶化化好好的的海海藻藻酸酸钠钠溶溶液液冷冷却却至至室室温温，方方可可加入已活化的酵母细胞。加入已活化的酵母细胞。答案：答案：C变变 式式训训 练练 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接
