酵母细胞的固定化(精心设计公开课使用)
酵母细胞的固定化课件课件
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。
酵母细胞的固定化ppt课件
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海藻酸钠
Ca2+
海藻酸钙
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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
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先匀速推，即将滴落时暂停
20
固定化酵母细胞凝胶珠
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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）
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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
酵母细胞的固定化课件演示文稿
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 利用固定化酵母细胞发酵
第29页，共41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
第33页，共41页。
简答题 1. 在实验过程中为什么要活化酵母细胞？ 答：在缺水的状态下，酵母细胞处于休眠状 态。将酵母细胞放入蒸馏水中1h，可以使处 于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状 态，以便于酵母细胞发酵葡萄糖溶液。
第34页，共41页。
2. 在葡萄糖的异构反应中，如果不将葡萄糖异构 酶固定，而是直接使用葡萄糖异构酶，会对生产 过程产生哪些影响？ 答：葡萄糖异构酶如果没有固定，溶液中的酶会 很难回收，不能再次利用，提高了生产成本；反 应后酶会混合在产物中，如不除去，会影响产品 质量。
酶 化学结合法
细胞 包埋法
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2. 实验设计
今天我们以酵母细胞为 实验材料，进行酵母细胞的 固定化实验。
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实验材料
干酵母 干酵母
CaCl2溶液
海藻酸钠
第14页，共41页。
实验过程
（1）制备固定化酵母细胞
配方
配置0.05mol/L的CaCl2溶液 配置海藻酸钠溶液
2. 正常情况下，凝胶珠的颜色___较__深___ ，形状 为__圆__形____或_椭__圆__形___ 。
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选择题
1.下列不属于酶的优点的是（ D ）
A. 催化效率高 C. 低污染
酵母细胞的固定化定课件
2、方法： ①物理吸附法
②包埋法
③化学结合法
酵母细胞的固定化定
10
固定化酶或固定化细胞采取的方法
包埋法
将酶（或细胞）包埋在细微网 格里
将酶（或细胞）相互结合， 或将其结合到载体上。
化学结合法
将酶（或细胞）吸附在载体表 面上
物理吸附法
酵母细胞的固定化定
1直接使用酶制剂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溶液中酶很难回收丌能再次利用提高了生产成本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1优点2缺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如何解决这些问题
课题3
酵母细胞的固定化
酵母细胞的固定化定
酵母细胞的固定化定
22
酵母细胞的固定化定
23
（5）固定化酵母细胞
以恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴加CaCl2 溶液中，将形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡 30min左右。
〖思考〗 CaCl2溶液有什么作用？ 使胶体聚沉，形成结构稳定的凝胶珠。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。
固定化酶技术
酵母细胞的固定化定
4
2、固定化酶 （1）含义：将酶固定在不溶于水的载体上。
（2）实例：利用固定化酶技术生产“高果糖浆”。
（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。
（4）缺点：
一种酶只能催化一种化学反应，而在实际生产中， 很多产物的形成是通过一系列的酶促反应才能得到。
操作提示
滴加注射器中的溶液时，速度一定要恒定且缓慢， 以便形成的凝胶珠呈均匀的圆形或椭圆形。
酵母细胞的固定化(上课用)
二、固定化细胞技术 阅读P50内容，思考以下问题： 1、什么是固定化酶或细胞技术？ 2、细胞（或酶）固定化的常用方法有哪些？ 3、酶和细胞固定方法的选择及原因？ 4、固定化细胞常用的不溶于水的多孔性载 体有哪些？
酵母细胞的固定化(上课用)
二、固定化细胞技术 1、什么是固定化酶或细胞技术？
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.
化固细定胞设：想：酶 固是 定细 ？胞优合酵点母成细：胞的的固，定成化能(本上否课低用将) ，合操成作酶更的容细易胞. 直接.
一、固定化酶的应用实例 阅读P49-50，并思考：
1、解决酶应用中存在问题的方法是什么？ 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。
酵母细胞的固定化(上课用)
一、固定化酶的应用实例 1、解决酶应用中存在问题的方法是什么？
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、这种方法的优点是什么？
（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。
3、什么是高果糖浆？使用它有何好处？
（一）制备固定化酵母细胞 阅读P50～51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？
酵母细胞的固定化(上课用)
（一）制备固定化酵母细胞 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？其本质是什么？ 活化的方法是什么？具体操作过程？ 操作过程中应注意什么？
于是，有人设想，将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既 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。现代的固定化酶技术已完全实现 了这一设想。高果糖浆的生产就是固定化酶技术成功地应 用于工业生产的实例。 酶是由细胞合成的，于是，又有人设想，能否将合成酶的 细胞直接固定？自20世纪70年代，在固定化酶技术的基础 上，又发展出了细胞固定化技术。与固定化酶技术相比， 固定化细胞制备的成本酵更母细低胞的，固定操化(上作课用更) 容易。本课题中，我 们将动手制备固定化酵母细胞，体会固定化酶的作用。
酵母细胞的固定化教案
酵母细胞的固定化教案第一章：引言1.1 课程背景本课程旨在介绍酵母细胞的固定化技术，通过学习让学生了解固定化细胞技术在生物工程领域的应用及其重要性。
1.2 教学目标1. 了解固定化细胞技术的概念及其优势；2. 掌握酵母细胞固定化的基本方法；3. 了解固定化酵母细胞在实际应用中的案例。
第二章：固定化细胞技术的基本概念2.1 固定化细胞技术的定义固定化细胞技术是将微生物细胞或细胞群体固定在一定空间内的技术，使其在连续生产过程中保持生物活性，实现重复使用。
2.2 固定化细胞技术的优势2.2.1 提高产品质量：固定化细胞可以降低产品污染，提高产品纯度；2.2.2 提高生产效率：固定化细胞可实现连续化生产，提高生产速率；2.2.3 降低生产成本：固定化细胞可实现设备的重复利用，降低能耗；2.2.4 简化工艺流程：固定化细胞可简化生产步骤，便于自动化控制。
第三章：酵母细胞的固定化方法3.1 包埋法包埋法是将酵母细胞包裹在固定化材料中，使其形成固定化酵母细胞。
常用的包埋材料有明胶、海藻酸钠、聚丙烯酰胺等。
3.2 化学结合法化学结合法是通过化学反应将酵母细胞与固定化材料结合在一起，形成固定化酵母细胞。
常用的固定化材料有聚合物、离子交换树脂等。
3.3 物理吸附法物理吸附法是将酵母细胞吸附在固定化材料的表面，形成固定化酵母细胞。
常用的吸附材料有活性炭、硅胶、氧化铝等。
第四章：固定化酵母细胞的应用案例4.1 发酵酒精固定化酵母细胞在发酵酒精生产中具有较高的稳定性和重复使用性能，可提高酒精产率。
4.2 发酵食品固定化酵母细胞在发酵食品生产中具有重要作用，如面包、啤酒、葡萄酒等，可提高产品质量和生产效率。
4.3 生物制药固定化酵母细胞在生物制药领域具有广泛应用，如利用固定化酵母细胞生产抗生素、维生素等。
第五章：总结与展望5.1 固定化细胞技术在生物工程领域的应用具有重要意义；5.2 酵母细胞的固定化技术具有广泛的应用前景；5.3 今后研究和发展方向：优化固定化方法，提高固定化酵母细胞的性能；拓展固定化酵母细胞在更多领域的应用。
酵母细胞的固定化(公开课)
酵母细胞的固定化(公开课)酵母细胞的固定化(公开课)介绍酵母是一种常见的微生物，被广泛应用于食品工业、酿酒工业和生物技术等领域。
酵母细胞的固定化是指将酵母细胞固定在一定的载体上，以便于对其进行分离和重复利用。
固定化技术可以有效提高酵母细胞的稳定性和生产效率，具有重要的实际应用价值。
1. 酵母细胞固定化的原理酵母细胞固定化的原理是利用一定的载体材料将细胞固定在固定床内，形成“细胞载体复合物”。
载体材料通常选择具有良好的稳定性和生物相容性的材料，如多孔陶瓷、海藻酸钙和高分子材料等。
载体表面的孔隙结构提供了良好的生长环境和微观结构，有利于细胞的附着和生长。
2. 酵母细胞固定化的优势相比于游离状态下的酵母细胞，固定化酵母细胞具有以下优势：- 稳定性提高：固定化酵母细胞不易受到环境条件的影响，能够在不同的温度、pH值和抑制物浓度下保持较高的活性。
- 操作简便：固定化酵母细胞可以灵活地进行操作和控制，方便分离和回收，减少了生产过程中的工艺复杂性。
- 循环利用：固定化酵母细胞能够重复利用，提高了酵母细胞的利用率和产能，减少了资源的浪费。
3. 酵母细胞固定化的应用酵母细胞固定化技术在食品工业、酿酒工业和生物技术等领域有着广泛的应用。
3.1 食品工业酵母细胞固定化在食品工业中常被用于发酵产品的生产，如面包、酸奶和啤酒等。
固定化酵母细胞能够提高发酵效率和产品品质，同时还能够减少生产过程中的能耗和废水排放。
3.2 酿酒工业在酿酒工业中，固定化酵母细胞能够提高酿酒过程中的稳定性和酒品质量。
固定化酵母细胞还可以在高温和高浓度的条件下继续进行发酵，从而减少了生产时间和成本。
3.3 生物技术在生物技术领域，固定化酵母细胞常被用于生产生物活性物质，如药物、酶和蛋白质等。
固定化酵母细胞能够提高生产效率和纯度，并且易于回收和再利用，有利于大规模生产。
4. 酵母细胞固定化的方法酵母细胞固定化的方法多种多样，常见的方法包括胶包固定化、吸附固定化、凝胶固定化和共价固定化等。
4.3酵母细胞的固定化课件
• 2．实验设计 ． • 1．制备固定化酵母细胞 ． • （1）酵母细胞的活化： ）酵母细胞的活化： 1g干酵母＋10mL蒸馏水 干酵母＋ 蒸馏水→50mL烧杯 搅拌 烧杯→搅拌 干酵母 蒸馏水 烧杯 均匀→放置 放置1h，使之活化。 均匀 放置 ，使之活化。 • 〖思考 〗活化是指什么？ 思考3〗活化是指什么？ 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。 恢复正常生活状态的过程。 • （2）配制 溶液： ）配制CaCl2溶液： • 0.83gCaCl2＋150mL蒸馏水 蒸馏水→200mL烧杯 烧杯→ 蒸馏水 烧杯 溶解备用。 溶解备用。
基础知识： 基础知识： 1．固定化酶的应用实例 ．固定化酶的应用实例――生产高果糖浆 生产高果糖浆 （1）高果糖浆的生产原理： ）高果糖浆的生产原理：
葡萄糖 葡萄糖异构酶 果糖
2）葡萄糖异构酶固定： （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。 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（识图 反应柱 ）高果糖浆的生产操作（识图--反应柱 ）： 从反应柱上端注入葡萄糖溶液， 从反应柱上端注入葡萄糖溶液，从下端流 出果糖溶液， 出果糖溶液，一个反应柱可连续使用半年 。
例5． 将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺 ． C 氧状态， 氧状态，下面加快的一项是 A．CO2的释放 B．丙酮酸的氧化 ． 的释放 ． C．葡萄糖的利用 D．ATP的形成 ． ． 的形成 例6．固定化酶的优点是 ． A．有利于增加酶的活性 ． B．有利于产物的纯化 ． C．有利于提高反应速度 ． D．有利于酶发挥作用 ． B
固定化酶的反应柱示意图
2．固定化技术的方法： ．固定化技术的方法： 将酶和细胞固定化方法有 包埋法、化学结合法和物理吸附法。 包埋法、化学结合法和物理吸附法。 【比较】酶和细胞的固定方法和特点 比较】
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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：
• 是最重要的环节：
➢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
（3）配制海藻酸钠溶液：
细胞的数目少，影响实 验效果。
• 注意事项： 加热时要用小火， 或者间断加热
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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：
（4）海藻酸钠溶液与 酵母细胞的混合：
必须将溶化的海藻酸钠 溶液冷却至室温才能与 酵母细胞进行混合。 为什么？
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二、实验操作——酵母细胞的固定化
（1）酵母细胞的活化： •CaCl2溶液的作用？
（2）配制CaCl2溶液： （3）配制海藻酸钠溶液：
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（二）固定化细胞技术包埋法Fra bibliotek适用于
固固定定化化细酶胞
或者
固定化细胞
化学 分别适用哪
结合法 些适方用法于？
固定化酶
物理吸
附. 法
练习：
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
课题3 酵母细胞的固定化
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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_________。
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（一）固定化酶的应用实例
阅读P49-50，并思考：
1、解决酶应用中存在问题的方法是？ 2、什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 3、生产高果糖浆需要什么酶？其作用 是什么？这种酶有何特点？ 4、了解高果糖浆生产过程。 5、这种方法的优点是什么？
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2、下列叙述不正确的是（ C ） 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
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练习： 3.使用固定化细胞的优点是( B )。 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
使胶体聚沉 •如何判断固定化酵母细
胞是否成功？
（4）酵海母藻细酸胞钠的溶混液合与：---观察凝胶珠的颜色和形状 ➢若凝胶珠颜色过浅，说
（5）固定化酵母细胞： 明海藻酸钠的浓度偏低， 固定的酵母细胞数目较少
➢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
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练习:
1、制备固定化酵母细胞的过程中错误的 是（ B ） 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
中回收
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2、下列关于酶和细胞的固定叙述 不正确的是( A)。 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
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二、实验操作——酵母细胞的固定化
（1）酵母细胞的活化：
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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：