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酵母细胞的固定化课件课件

同时，反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量
第23页，幻灯片共26页
高考链接
1. （2009.江苏）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. 固定化酶的应降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件
刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。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。
直至完全溶化，用蒸馏水定容至10ml。
②注意事项加热时要用( 小火)，或者(
，直到海藻酸钠溶化为止
间断加)热，反复几次
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。
第12页，幻灯片共26页
4.海藻酸钠溶液和酵母细胞混合
一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到
固定化细胞
成本v 低
v
操作更容易,对酶固定后的细胞与反
活性影响小、可
应物不容易接近，可能导致反映效果
以使酶再利用。下降等
第6页，幻灯片共26页
固定化细胞技术
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的空间内的技术，包括____包___埋_、法 __化__学__结__合__法______ 、_____物__理__吸__附__法__三种方法。

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13
14
15
海藻酸钠
Ca2+
海藻酸钙
16
17
图9 海藻酸钠中加入酵母菌液
图10 混合均匀的海藻酸钠和酵母菌液
18
19
先匀速推，即将滴落时暂停
20
固定化酵母细胞凝胶珠
21
凝胶珠弹性测试
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几组凝胶珠对比
低浓度海藻酸钠凝胶珠
高浓度海藻酸钠凝胶珠
（左1g/100mL和右2g/100mL）（3.5g/100mL即教材浓度和2g/100mL）
11
思考 20 、结合专题 2 的无菌操作技术，想一想如果要求制作反复使用的固定化酵母细胞，应该在实验过程中注意哪些问题？
分析：如果希望反复使用固定化酵母细胞，就需要避免其他微生物的污染。在工业生产中，细胞的固定化是在严格无菌的条件下进行的。例如，配置好的 CaCl2溶液、溶化后的海藻酸钠溶液、葡萄糖溶液都需要经过高压蒸汽灭菌处理；制备好的凝胶珠用无菌水冲洗等。
专题3 酵母细胞的固定化
1
一、为什么要固定化酶思考1、细胞中的酶，有的是游离的，也有的附着在生物膜上。有序排列在生物
膜上的一系列酶可以催化连续的化学反应，这有什么好处？分析：使生命活动更为有序和高效。思考2、应用酶的过程中，人们发现了一些实际问题，例如：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；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。
结构，使酵母菌更易固定。
9
思考14、本实验中，海藻酸钠的浓度对凝胶珠的形态和颜色有哪此影响？
分析：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

酵母细胞的固定化上课用ppt课件

酵母细胞的固定化
2019/12/30
如今，酶已经大规模地应用于食品、化工、轻纺、医药等各个领域。在应用酶的过程中，人们发现了一些实际问题：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；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混中产物中，可能影响产品质量。
注意事项：溶解物质要彻底，勿用自来水溶解，以防自来水中各种离子影响实验结果。
2019/12/30
3、配制海藻酸钠溶液
操作过程：
称取0.7g海藻酸钠，放入 50mL小烧杯中。加人10mL蒸馏水，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。注意事项：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。
通过课题背景分析，你有何体会？酶：优点：催化效率高，低耗能，低污染
实际 ①对强酸、强碱、、高温等环境条件敏感，易失活；问题：②溶液中的酶很难收回，不能被再次利用，提高
了生产成本；
③反应后酶混在产物中，如不去除，会影响产品的品质.
设想：将酶固定在不溶于水的载体上. 固化定酶：优实点际：酶同一既时种能，酶与还只反可能应以催物反化接复一触利种，用化又学. 容反易应与，反而应在物生分产离实，践
固定化细胞技术 2．固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？
固定化细胞固定的是一系列酶 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（大2019分/12/30子物质不能进入细胞）
（一）制备固定化酵母细胞阅读P50～51思考下列问题：
问题：中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能完成的.

《酵母细胞的固定化》课件

固定化效果：提高酵母细胞的稳定性、耐受性和生产效率。
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
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
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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5、以下关于酶和细胞的固定表达不正确的选项是( )。 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
6、关于固定化酶的表达不正确的选项是 ( )。 A．既能与反响物接触，又能与反响物分别 B．固定在载体上的酶可被反复利用 C．可催化一系列反响 D．酶的活性和稳定性遭到限制
2.将酶固定化的方法
包埋法化学结合法
吸附法
将酶〔或细胞〕包埋在细微网格里
将酶〔或细胞〕相互衔接起来
将酶〔或细胞〕吸附在载体外表上
在消费实践中运用固定化酶技术有无缺乏?如有缺乏,怎样办?
有。一种酶只能催化一种化学反响，而在消费实践中很多产物的构成都经过一系列的酶促反响才干进展，所以操作比较费事。可采用固定化细胞技术。
思索：
他以为酵母的活化操作有哪些本卷须知？
1、所用容器要大一些； 2、要保证酵母菌的活
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，参与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。留意，加热时要用小火，或者延续加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止
〔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%的葡萄糖溶液转移到200mL的锥形瓶中，再参与固定好的酵母细胞，置于25℃下发酵24h。

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。

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（海藻酸钠作用？为什么浓度要适宜？）
作为包埋材
➢如果浓度过低，形成的凝胶珠包埋的酵母细胞的数目少，颜色过浅呈白色。
• 注意事项：
料，包埋酵母细胞。
加热时要用小火，或者间断加热（否则？）
.
14
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：
（3）配制海藻酸钠溶液：
酵母菌进行无氧呼吸产生的。〖思考〗在利用固定化酶或固定化细胞进行工业生
产的过程中，需要无菌操作吗？
需要。
.
21
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？
.
22
失败原因分析：
1、凝胶珠颜色过浅的原因？海藻酸钠浓度过低，包埋细胞数量少
.
17
.
18
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。.
19
二、固定化酵母细胞的发酵
1、固定好的酵母细胞用什么冲洗？目的是什么？蒸馏水。洗掉凝胶珠表面的氯化钙溶液，是防止凝
必须将溶化的海藻酸钠
（4）海藻酸钠溶液与溶液冷却至室温才能与
酵母细胞的混合：
酵母细胞进行混合。
为什么？搅拌的目的？
高温会使酵母细胞死亡。
搅拌的目的：使海藻酸钠
与酵母菌混合均匀。

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③化学合成法缺点：成本高、已知分子结构的酶
3、酶的提取和分离纯化提取出来的酶还要经过分离、纯化，再加入适量的稳定剂和填充剂，制成相应的酶制剂后才能用于催化化学反应
元贝驾考元贝驾考2016科目一科目四
驾考宝典网 / 驾考宝典2016科目一科目四
②生产优点反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量二、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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、酵母细胞的活化
① 过程称取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
酵母细胞的固定化
2、酶的生产 ①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
4、酶制剂特点
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
（二）固定化酶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（三）固定化细胞
②注意事项
A、选用的干酵母要具有较强的活性，而且物种单一
B、在缺水状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于( 休眠状)态的微生物重新恢复正常的生活状态
2、配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2 溶液
① 过程
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
后酶会混在产物中，可能影响产
品质量
固定化酶
酶既能与反应物接触，一种酶只能催化一种化学反应，又能与产物分离，同而在生产实践中，很多产物的形时，固定在载体上的成都通过一系列的酶促反应才能酶还可以被反复利用得到的
固定化细胞
成本低、操作容易、固定后的酶或细胞与反应物不容
对酶活性的影响更小、易接近，可能导致反应效果下降
1、方法 ①酶适合采用化学结合和物理吸附法固定 ②细胞适合采用包埋法固定
2、原因
①细胞个大，酶分子很小 ②个体大的细胞难以被吸附或结合而个小的酶容易从包埋的材料中漏出
（七）固定化酶的应用实例 1、高果糖浆 ①生产原料葡萄糖，葡萄糖是由淀粉转化而来
②生产机理是以酶法糖化淀粉所得的糖化液，经葡萄糖异构酶的异构作用，将其中一部分葡萄糖异构成果糖，由葡萄糖和果糖而组成的一种混合糖糖浆
②注意事项
溶解物质要彻底，勿用自来水溶解，以防自来水中各种离子影响实验结果
3、配制海藻酸钠溶液 ① 过程
称取0.7g海藻酸钠，放入50ml小烧杯中，加入 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
②注意事项
加热时要用小火，或者间断反加复热几次，直到海藻酸钠溶化为止
固定化技术：将细胞限制或定位于特定空间位置的方法称为细胞固定化技术
固定化细胞：被限制或定位于特定空间位置的细胞称为固定化细胞
（四）直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点
类型优点
不足
直接使用酶
催化效率高，低耗能、对环境条件非常敏感，容易失活；
低污染等
溶液中的酶很难回收，不能被再
次利用，提高了生产成本；反应
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
4、海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 ① 过程
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
②注意事项
A、溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，否则会因温度过高杀死酵母菌
B、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
③生产流程
含淀粉 α-淀粉酶的浆液高果糖浆
糊精糖化酶葡萄糖
葡萄糖的葡萄糖异构化异构酶
果糖含量 70%～90%
42%～45% 转化成果糖
果糖和葡反复多次葡萄糖再萄糖分离果葡糖浆
次异构化
2、固定化酶技术生产高果糖浆
①生产过程
使用固定化酶技术，将葡萄糖异构酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上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。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触转化成果糖，从反应柱的下端流出
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
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
（六）酶和细胞固定方法的选择
可以催化一系列的反由于大分子物质难以自由通过细
应、容易回收
胞膜，因此固定化细胞的应用也
受到限制
（五）酶和细胞固定化方法
1、物理吸附法：将酶吸附到固体吸附剂表面的方法，固体吸附剂多为活性碳、多孔玻璃等
2、包埋法 ①定义：将酶包裹在多孔的载体中，包埋成格子型或包埋成微胶囊型
②载体：明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺
③种类
凝胶包埋法：将个别酶分子包在高聚物格子中，可以将块状聚合形成的凝胶切成小块，也可以直接包埋在珠状聚合物中，这样作可以使固定化酶机械强度提高10倍，并改进酶脱落的情况
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