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43酵母细胞的固定化课件-高中生物人教版选修1

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高中生物选修1课件6：4.3 酵母细胞的固定化

高中生物选修1课件6：4.3 酵母细胞的固定化

果葡糖浆
④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。
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
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 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
（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 催化效率高，低耗能、 对环境条件非常敏感，容易失活；
用酶 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，而 又能与产物分离，同时，在生产实践中，很多产物的形成都 固定在载体上的酶还可 通过一系列的酶促反应才能得到的 以被反复利用
等物理作用，将酶固定于水不溶载 酶 附法
体上。从而制成固定化酶
（六）酶和细胞固定方法的选择 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
固定化 成本低、操作容易、对 固定后的酶或细胞与反应物不容易
细胞 酶活性的影响更小、可 接近，可能导致反应效果下降由于
以催化一系列的反应、 大分子物质难以自由通过细胞膜，
容易回收
因此固定化细胞的应用也受到限制

人教版高中生物选修一专题四课题3 酵母细胞的固定化 课件(共15张PPT)

人教版高中生物选修一专题四课题3 酵母细胞的固定化 课件(共15张PPT)
如果用海藻酸钠固 定小球藻，凝胶珠 的颜色为 绿色
结果分析与评价
2、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。
还有其他方法鉴定产物吗？
酒精鉴定：酸性的重铬酸钾+酒精——橙色变成灰绿色 CO2鉴定： 澄清石灰水——变浑浊
溴麝香草酚蓝水溶液——由蓝变绿再变黄
例1. 下图是几种固定方法，其中适合固定酵 母细胞的是( D )
【连一连】 固定化酶 固定化细胞
操作容易 对酶活性影响小 固定一系列酶 微生物发酵过程变 成连续的酶反应 反应物是大分子 需要考虑营养条件 需要考虑适宜的温度和pH
三、固定化酵母细胞
酵母细胞在生产中的广泛应用
• 工业生产酒精，解决能源问题 • 酒精在食品行业中应用广泛
配制海藻酸钠溶液
使之溶化→蒸馏水定容到 10mL。
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，搅拌后吸到 注射器中。
固定化酵母细胞
CaCl2的作用：使海藻酸钠胶 体发生聚沉，形成凝胶珠
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，使其在溶 液中浸泡30min.
检验凝胶珠的质量是否合格，也可以使用下列方法： 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。
〖思考〗
1、加热溶化海藻酸钠时，要小火间断加热并不断搅拌
的目的是什么？ 防止海藻酸钠焦糊
果糖
1、注意反应柱的各 部分名称。
2、你能说出固定化 酶的优点吗？

人教版高中生物选修一4.3《酵母细胞的固定化》课件

人教版高中生物选修一4.3《酵母细胞的固定化》课件

一种或多种 不需要 一种或多种
一种 不需要 一种 固定在载体上 的酶可被反复 利用
一系列 需要 一系列 小分子 •成本低，操 作更容易。 •酶活性不易 受到影响
大分子、小分子 大分子、小分子
催化效率高，低 耗能、低污染等
缺点
•对环境条件敏感， 易失活 •难回收，成本高 •酶混在产物中影 响产品质量。
【重点】 固定化细胞和固定化酶的作用及原理。 【难点】 固定化酵母细胞的制备。
（一）固定化酶技术
概念：利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的 技术。
水溶性酶
水不溶性载体
固定化技术 水不溶性酶 （固定化酶）
固定化酶的应用实例 葡萄糖
葡萄糖异构酶
果糖
1、认识反应装置 2、描述反应过程 3、总结固化酶技术的优点 •使酶既能与反应物接触，又能与产 物分离； •固定在载体上的酶可以被反复利用。
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
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
（5）固定化酵母细胞
① 过程
以恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴 加到配制好的CaCl2溶液中，将形成的凝 胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。
②注意事项
•如何检验凝胶珠的质量是否合格？ 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
（二）用固定化酵母细胞发酵
1、过程
①将固定化酵母细胞（凝胶珠）用蒸馏水冲洗2－ 3次，洗去凝胶珠表面多余的电解质溶液 ②将150ml质量分数为10％的葡萄糖溶液转移 至200ml的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞， 置于25°C下发酵24h。

人教版 高二生物 选修1 专题4 课题3 酵母细胞的固定化技术(共47张PPT)

人教版 高二生物 选修1 专题4 课题3 酵母细胞的固定化技术(共47张PPT)

A．刚溶化的海藻酸钠溶液应迅速与活化的酵母细胞混合制备成 混合液 B．图甲中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠 C．图乙发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母细胞充分接触 D．图甲中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图乙装装置中
答案 A 解析 在制备固定化酵母细胞的实验中，将溶化好的海藻酸 钠溶液冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞，否则高温会 导致酵母细胞死亡，A错误；
凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠浓度过低， 固定的酵母细胞数目较少。
凝胶珠不是圆形或者椭圆形，带小尾巴，说明海藻酸 钠浓度偏高
形成面条状的凝胶，说明注射器推得太快，海藻酸钠 溶液一下射了出来
这一阶段成功与否呢？怎样评价？
1、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。
3.包埋法
能将酶或者细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。
包埋载体：海藻酸钠、明胶、琼脂糖、醋酸纤 维素、聚丙烯酰胺等
合作探究一：酶和细胞固定方法的选择
①在实际应用中，酶更适用化学结合法和物理吸附法 固定，原因是酶分子小，容易被多孔性物质吸附，更 适合与化学物质结合，容易从包埋材料中漏出。 ②细胞体积大难以吸附或结合，因而细胞多采用包埋 法固定。
成本低，操作容易
（二）固定化酶技术和固定化细胞技术
1.物理吸附法
能将酶或者细胞 吸附在载体表面 上。
2.化学结合法：
指将酶分子或细胞相互结合或将其结合到载体上
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

人教版高中生物选修一专题四课题3 酵母细胞的固定化 课件(共12张PPT)

人教版高中生物选修一专题四课题3 酵母细胞的固定化 课件(共12张PPT)
固定化酵母细胞 利用固定化酵母细胞发酵
实验中最关键的是哪步？ 答：配置海藻酸钠溶液（操作） 需注意：小火加热或间断加热 海藻酸钠冷却至室温再加入已 活化的酵母菌。 海藻酸钠的浓度不能过高也不 能过低
课堂学习明白卡： 1.比较高浓度的海藻酸钠和标准浓度的海藻酸 钠的实验效果
单一 变量
海藻酸钠溶液的浓度
4.3酵母细胞的固定化
1.学习目标：尝试制备固定化 酵母细胞，并利用固定化酵母 细胞进行酒精发酵。 2.课题重点：制备固定化酵母 细胞 3.课题难点：制备固定化酵母 细胞。
固定化酵母细胞的实验过程
酵母细胞的活化 配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶
配制海藻酸钠溶液 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
三.达标检测【答案】（1）脱分化、再 分化（2）小火间断 冷却（至室温） （3）形成稳定的结构（4）不易形成凝 胶珠 颜色和形状（5）酶分子很小， 容易从化好的海藻酸钠溶液冷却至室温才 能加入活化的酵母菌 (5)固定化酵母细胞时要用注射器缓慢地 将混合溶液滴加到配置好的CacL2溶液 中，而非注射 (6)凝胶珠在CacL2溶液中需浸泡30分钟 左右，并用蒸馏水冲洗后才能进行酵母 细胞的发酵 (7)海藻酸钠溶液浓度过低，固定的酵母 细胞数目较少；浓度过高不易形成圆形 或椭圆形的凝胶珠。
（6）海藻酸钠浓度过高时不容易形成圆形或椭圆 形的凝胶珠（ 对 ）
5.实验重点内容再总结：
（1）CacL2溶液的作用：使海藻酸钠胶 体发生聚沉，形成凝胶珠 （2）酵母细胞的活化，配置CacL2溶液， 配置海藻酸钠溶液，冲洗凝胶珠均用蒸
馏水而不是自来水 (3)海藻酸钠加热时要用小火或者间断加 热的方法
无 关 加入的酵母菌溶液的浓度和量，使用的 变 量 氯化钙溶液的浓度和量，海藻酸钠加热的

生物选修Ⅰ人教新课标4-3酵母细胞的固定化课件(18张)

生物选修Ⅰ人教新课标4-3酵母细胞的固定化课件(18张)
4.第三段：包埋法固定化细胞的做法是？常用载体 有哪些？
固定化细胞技术
1.将酶或细胞固定化的方法
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 互连接起来
将酶（或细胞）吸附 在载体表
固定对象
酶
细胞
适宜固定法
化学结合法、 物理吸附法
包埋法
〖思考〗微火加热并不断搅拌的目的是什么？
曰：防止海藻酸钠焦糊。
实验操作的相关问题
1.①酵母细胞的活化，需要时间是多少？ ②活化就是让处于____状态的微生物重新恢复__ ______状态。 ③活化为何要用大容器？曰：酵母细胞活化后体 积变大，避免活化液溢出容器外
2. CaCl2溶液的作用？ 3. 加热溶化海藻酸钠是关键步骤，决定实验的成败，
酵母菌进行无氧呼吸产生的。
_________________。 2.叙述葡萄糖异构酶的固定化技术
3.记忆图4-5
固定化酶的反应柱示意图
(2)葡萄糖异构酶固定： 将葡萄糖异构酶固定在颗 粒状载体上，装入反应柱 中。
(3)高果糖浆的生产操作：
从反应柱上端注入葡萄糖 溶液，从下端流出果糖溶 液，一个反应柱可连续使 用半年。
（二）固定化细胞技术（50页第一段极其重要） 1.固定化酶和固定化细胞技术是利用
酶和细胞的固定方法选择 （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细胞体积大，酶分子很小 ②体积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
〖思考〗将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨 酸的发酵过程变为连续的酶反应，应 当固定（酶、细胞）；若将蛋白质变 成氨基酸，应当固定（酶、细胞）。

生物：4.3《酵母细胞的固定化》课件(新人教版选修1)

生物：4.3《酵母细胞的固定化》课件(新人教版选修1)
2．配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液
思考： 、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶 思考：2、配制物质的量浓度为 的 溶 液有什么作用？ 液有什么作用？
3．配制海藻酸钠溶液 ． 思考： 配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？ 思考：①配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？ 包埋酶或细胞 ②在么要用小火，或者间断加热？ 防止焦糊 4．海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 ． 5．固定化酵母细胞 ． 思考： 为什么刚形成的凝胶珠要在 思考：①为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中 溶液中 形成稳定的凝胶珠 浸泡30min左右？ 左右？ 浸泡 左右 如何检验凝胶珠的质量是否合格？ ②如何检验凝胶珠的质量是否合格？
3、海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要 、海藻酸钠在水中溶解的速度较慢， 经过加热促进其溶解， 经过加热促进其溶解，采用的最好加热方 法是 A 快速加热 C 小火间断加热 B 持续高温加热 D 灼烧加热
4、酵母菌的活化是指 、 A 让酵母细胞恢复运动状态 B 让酵母细胞在缺水状态下更容易休眠 C 让酵母细胞内酶活性加倍 D 让处于休眠状态的酵母细胞重新恢复正 常的生活状态
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？ ．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
三．实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 1．酵母细胞的活化
思考：1、什么叫酵母细胞的活化？ 思考： 、什么叫酵母细胞的活化？ 在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。 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活状态。 休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞所需 要的活化时间较短，一般需要0.5～ ， 要的活化时间较短，一般需要 ～1 h，教师需要提前做好 准备。此外，酵母细胞活化时体积会变大， 准备。此外，酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该 选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器 选择体积足够大的容器， 外。

人教版高中生物选修一课件：4.3酵母细胞的固定化1

人教版高中生物选修一课件：4.3酵母细胞的固定化1

澤穎课件
3/13/2020
5、高果糖浆生产过程？
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？
反应柱能连续使用 半年，大大降低了 生产成本，提高果 糖的产量和质量。
澤穎课件
3/13/2020
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。
练习一：
1、下列说法不正确的是（ D、）
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
澤穎课件
3/13/2020
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
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:
(1)果胶酶能够分解 果胶，瓦解植物细 胞的细胞壁 及 胞间层 ，使榨取果汁更 容易; (2)果胶分解成可溶性的 半乳糖醛酸 ， 也使得浑浊的果汁变得澄清。
2、洗衣粉中添加__酶___，可以更有效地清除
顽渍。常用的酶制剂有_ 蛋白酶__、__脂__肪__酶__、__
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 的酵母细胞，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？
澤穎课件
3/13/2020
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。

人教版生物选修一课件 4.3 酵母细胞的固定化

人教版生物选修一课件 4.3 酵母细胞的固定化

第四章 章末归纳整合 第一章 §1
成才之路 成才之路· · 高中新课程 高中新课程 · · 学习指导 学习指导 · 人教版 ·北师大版 ·生物 ·数学 ·必修 ·必修 2 1
首 页
X 新知导学 Z 重难探究
INZHI DAOXUE
HONGNAN TANJIU
D
ANGTANG JIANCEI
当堂检测
一
二
三
二、固定化酶和固定化细胞
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 在一定空间内的技术,包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。一般来说, 酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定,而细胞多采用包埋法固定化。 这 是因为细胞体积大,而酶分子很小;体积大的细胞难以被吸附或结合,而体积 小的酶容易从包埋材料中漏出。 2 .使用包埋法固定化细胞即将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多 孔性载体中。常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙 烯酰胺等。
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一
二
三
(4)固定化酵母常采用化学结合法和物理吸附法。 ( ) 提示:× 化学结合法和物理吸附法是固定化酶常采用的方法, 固定化 酵母一般采用包埋法。 (5)酵母细胞的固定化可提高发酵产品的质量。( ) 提示:√
第四章 章末归纳整合 第一章 §1
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人教版高中生物选修一专题四课题3 酵母细胞的固定化 课件(共14张PPT)

人教版高中生物选修一专题四课题3 酵母细胞的固定化 课件(共14张PPT)
高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，葡萄 糖异构酶的稳定性好，可以持续发挥作用。 但存在的问题葡萄糖异构酶价格较高，且生产上 直接使用酶时，葡萄糖异构酶溶解于葡萄糖溶液 后，很难回收，不能再次利用，提高了生产成本。
思考： 如何解决葡糖糖异构酶的回收问题,实现酶的重复利用， 从而降低生产成本？
酶固定化的方法：
材料： 高果糖浆是一种以玉米为原料加工制成的
营养性甜味剂，果糖含量为42%左右。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、心血管病，对人类健康更有益。它被广泛 运用在碳酸饮料、果汁饮料和运动饮料以及小吃、 糖浆、果冻和其他含糖产品中。高果糖浆生产原
理： 葡萄糖 葡萄糖异构酶 果糖
固定化 成本低；保持酶 大分子物质难以自由通
细胞 的原始状态;可进 过细胞膜使应用受到某
行多酶反应
些限制。
实验操作
（二）用固定化酵母细胞发酵
①将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏 水冲洗2-3次。 ②将固定化酵母菌细胞凝胶珠加入300 mL无菌麦芽汁中，置于25℃下发酵 7~9 d。待发酵结束后品尝其味道。 或将固定好的酵母细胞加入150mL质量分 数为10%的葡萄糖溶液中，密封，置于 25℃下发酵24h。
浓度偏高：很难形成圆形或椭圆形的凝胶珠，会出现 拖尾现象，即形成“蝌蚪形”的凝胶珠。
0.1g 0.2g
0.3g
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。
这一阶段操作过程为何要密封？ 还需要注意哪些问题？发酵成功 与否，怎样评价？

高中生物选修1优质课件1：4.3酵母细胞的固定化

高中生物选修1优质课件1：4.3酵母细胞的固定化
合作探究系列课件
课题3 酵母细胞的固定化
温故知新：
1、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。 2、影响酶活性的因素有_______、________和_________。
酶制剂的优点： 催化效率高、低耗能、低污染，大规模地应用于食品、 化工等各个领域。
应当注意什么问题？ 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。
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，加入已活化的醉母细胞， 进行充分搅拌，使其混合均匀，再转移至注射器中。
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。
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。
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。

人教版高中生物选修一4.3 酵母细胞的固定化(定) (共39张PPT)

人教版高中生物选修一4.3 酵母细胞的固定化(定) (共39张PPT)

三、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
1.酵母细胞的活化 2.配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 3.配置海藻酸钠溶液 4.海藻酸钠与酵母细胞混合 5.固定化酵母细胞
一、课题背景
阅读课题背景并思考：
1、直接使用酶制剂在应用中各有什么优、缺点？如 何解决使用酶制剂时的缺陷？ 2、固定化酶技术在应用中各有什么优、缺点？如何 解决使用固定化酶技术在应用时的缺陷？ 3、固定化细胞在应用中各有什么优、缺点？
三、实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 （二）用固定化酵母细胞发酵
（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。
1、直接使用酶制剂 （1）优点
催化效率高、低耗能、低污染，大规模地应用于食 品、化工等各个领域
如何解决 这些问题？
（2）缺点 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
溶解物质要彻底。
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。
1、直接使用酶制剂 （3）解决方案
固定化酶技术
2、固定化酶 （1）含义： 将酶固定在不溶于水的载体上。
利用固定化酶技术生产“高果糖浆”。 （2）实例： （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。

生物：4-3酵母细胞的固定化(选修1)(优秀课件)

生物：4-3酵母细胞的固定化(选修1)(优秀课件)

2．固定化实验中的有关问题
特别提醒
制备固定化酵母细胞的注意事项
(1)海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀，不要进入
气泡。
(2)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。
固定化酶 一种 化学结合固定
固定化细胞 一系列酶
制作方法
化、物理吸附
固定化
包埋法固定化
是否需要
否 营养物质 反应底物 各种物质(大分 否 是
各种物质
小分子物质
缺点
①对环境条件非常敏感 ，易失活②难回收，成 本高，影响产品质量
反应物不易与酶接近， 不利于催化一系列的酶促 尤其是大分子物质，反 反应 应效率下降
4．固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产 固 定化酶技术已经应用于高果糖浆的生产中，生产高果糖浆所需要的 葡萄糖异构酶 酶颗粒 酶是 ，所使用的反应柱上的孔应满足 不能 反应溶液 通过筛板上的小孔，而 却可以自由出入。

[思维激活1]
日常生活中人们用来蒸馒头的发酵粉在浸泡宜用凉水、温水还是
开水？

[思维激活2]
用于固定酵母细胞的载体是什么？载体的浓度越高固定效果越好
吗？
提示
用于固定酵母细胞的载体是海藻酸钠，海藻酸钠的浓度关系到固定化 细胞的质量——浓度过低形成的凝胶珠内包埋的细胞过少，浓度过高则不易形成 凝胶珠。


1．固定化酵母细胞的制备
酵 母细胞的活化： 1 g 干酵母＋ 10 mL 蒸馏水 → 50 mL烧杯中，搅拌均匀，放置1 h
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3、各步骤应当分别注意什么问题？
制备固定化酵母细胞步骤：
酵母细胞的活化
↓ 配制CaCl2溶液
↓ 配制海藻酸钠溶液
↓ 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
↓ 固定化酵母细胞
合作探究
1、酵母细胞的活化
（1）关于酵母菌你有哪些知识？ （2）什么是活化？ （3）怎样活化？ （4）应注意什么？
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。
固定化酶技术
如果你是工程技术人员，你
？ 如何解决这个问题
自主学习
一、固定化酶的应用实例
阅读P49，思考下列问题： 1、什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 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？ 3、简述高果糖浆生产过程。 4、这种方法的优点是什么？ 5、什么是固定化酶技术？
2、在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领
域，到了20世纪70年代，人们又发明了固定化酶和固定化
细胞技术。请回答下列有关固定化酶和固定化细胞方面的
问题：
（1）在实际生产中，固定化酶技术的优点是__
_
_； 酶即能与反应物接触，又容易与产物分离，且能反复利用 与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是__多__酶_系__统_
_____。
（2）制备固定化酵母细胞常用的包埋材料是 ____海_藻__酸__钠___，使用了如图所示的方法[ C ]__包_埋__法__
（填图号及名称）。
自主学习
三、实验操作
（一）制备固定化酵母细胞 阅读P50实验操作，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？
2、加酶洗衣粉中添加__酶__制_剂___，可以
Байду номын сангаас更有效地清除顽渍。常用的酶制剂有
__蛋_白__酶__、_脂__肪_酶__、_淀__粉_酶、纤四维素类酶。
酶制剂的优点：
催化效率高、 低耗能、 低污染， 大规模地应用于食品、化工、轻 纺、医药等各个领域。
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；
疑惑解答
思考P50第二段：
1、从操作角度来考虑，你认为哪一种方法更容
易？ 固定化细胞技术
2、哪一种方法对酶活性的影响更小？固定化细胞技术
3、如果要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，又应该采用哪种
方法？
固定化酶技术
4、固定化细胞技术优缺点？
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。
3、固定化酶技术生产高果糖浆的过程：
注意反应柱的 各部分名称。
将__葡___萄__糖__异__构__酶__固定在颗粒状载体上 ↓
放入反__应__柱___中，底部装有分布着许多小孔筛板 (酶颗粒不能通 过，反应液能通过)
优点：操作容易、对酶活性影响小、 可以催化一系列的反应、容易回收。 缺点：大分子物质难以自由通过细 胞膜，固定化细胞的应用受到限制。
从酶到固定化酶再到固定化细胞的发展过程
【知识检测】
1.用固定化酶反应柱生产高果糖浆的过程如图所示，对该图的 理解错误的是( )
A.图中的固定化酶是葡萄糖异构酶 B.酶被固定在颗粒状的载体上 C.固定化酶可以连续使用，降低了生产成本 D.从高果糖浆中可以回收部分固定化酶 解析 题图所示反应柱底端装有分布着许多小孔的筛 板，酶被固定在颗粒状的载体上，无法通过筛板上的 小孔，而反应溶液却可以通过，因此从高果糖浆中不 可能回收到固定化酶。 答案 D
↓ 葡萄糖溶液从反应柱的_上__端___注入，并流过反应柱
↓ 与__固___定__化__葡__萄__糖__异__构__酶_接触，转化成果糖
↓ 果糖从反应柱的_下__端___流出
4、这种方法的优点是什么？
优点： （1）使酶既能与反应物接触，又 能与产物分离； （2）固定在载体上的酶可以被反 复利用。
模型
将酶分子或细胞相互结合，
化学 结合法 或将其结合到载体上
多用于酶的固 定
物理 吸附法
将吸附到固体吸附剂的表面。
物理吸附法是利用吸附剂本身 的表面张力对附近的分子产生 吸附，与化学结合法相比，不 会使被吸附物质的性质发生改 变
固体吸附剂多为活性炭、多孔 玻璃等
酶分子体积小， 容易从包埋材 料中漏出
阅读P50前三段，回答下列问题：
1、什么是固定化细胞技术？固定化细 胞固定的是一种酶，还是一系列酶？ 2、如何将酶和细胞固定？这些方法有 什么区别？ 3、固定化细胞常用的载体？
合作探究
1、什么是固定化细胞技术？固定化细胞固定的 是一种酶，还是一系列酶？
固定化细胞技术利用物理或化学
方法将细胞固定在一定空间的技术。
学习目标
课程标准
1．说出固定化酶和固定化细胞 的作用和原理。
2．列举固定化技术的常用方法。尝试制备和 3．简述固定化细胞的制备过程。应用固定化 4．尝试制备固定化酵母细胞(重 酶 点和难点)，并利用固定化酵母 细胞进行酒精发酵。
温故知新
1、果汁生产中，人们使__果__胶__酶__和
_纤__维_素__酶___解决果汁的出汁率低。
合 作探 究
1、什么是高果糖浆？使用它有何好处？
高果糖浆（HFCS）也叫果 葡糖浆，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。
淀粉、蔗糖和果糖属于什 么糖?关系？
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？
5、固定化酶技术？
固定化酶技术指利用物理或 化学方法将酶固定在一定空间内 的技术（如不溶于水的载体上）。
在生产实际中使用固定化酶技术 的不足：
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。
怎么办？
可采用固定化细胞技术。
自主学习
二、固定化细胞技术
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。
2.将酶或细胞固定化的方法 包埋法
化学结合法 物理吸附法
方法 包埋法
定义
将酶或细胞包裹在 多孔的载体中。
常见的载体有明胶、琼脂 糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和 聚丙烯酰胺等
适用范围
多用于细 胞的固定
因为细胞个体大， 难以被吸附或 结合