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1、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，你能举出一些吗？,催化效率高、低能耗、低污染等。,生产中直接使用酶存在哪些问题？你,知道吗？,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；,被,2,、溶液中的酶很难回收，不能,再次利用,，提高了生产成本；,能,3,、反应后会混在产物中，可,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？,固定化酶技术,一、基础知识,（一）、固定化酶的应用实例,阅读,P49,独立思考,3,分钟后小组合作讨论：,1,、解决酶应用中存在问题的方法是？,2,、什么是
2、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,、介绍一下反应柱及其优点,5,、了解高果糖浆生产过程。,6,、这种方法的优点是什么？,一、基础知识,（一）固定化酶的,应用实例,总结：固定化酶技术的,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。,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,。,包埋法是指将微生物的细胞均匀包埋在不溶于
3、水的多孔性,（二）固定化酶技术和固定化细胞技术,载体中,化学结合法是指将酶分子或细胞相互结合或将其结合,概念：利用物理或化学方法将,酶,或,到载体上,细胞,固定在一定空间的技术。,物理吸附法是指将酶吸附到固体吸附剂的表面,包埋法,化学,结合法,适用于,固定化酶,固定化细胞,或者,固定化细,固定化酶,胞,分别适用哪,些方法？原因,适用于,物理吸附法,思考？,1,从操作角度来考虑，你认为固定化酶技术与,固定化细胞技术哪一种方法更容易？,固定化细胞,哪一种方法对酶活性的影响更小？,固定化细胞,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
4、的酶反,应，应该选择哪种方法？,4,如果反应物是大分子物质，又应该选择哪种,方法？,固定化细胞技术,固定化酶技术,规律总结：,固定化酶,酶的种类：一种,所需条件：适宜的温度，,PH,值,酶的种类：多种,固定化细胞,所需条件：适宜的温度，,PH,值，营养,物质,?,练习：,1.,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,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
5、，,D,其作用不需要适宜的（,）,A,、温度,B,、,PH,C,、水分,D,、营养,3.,关于固定化酶的叙述不正确的是,C,。,(),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,二、实验操作,酵母细胞的固定化,思考：,用什么方法对酵母细胞的固定化？,包埋法,包埋法常用哪些载体？,明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸,纤维素、聚丙烯酰胺等,三、实验操作,（一）制备固定化酵母细胞,观看视频思考下列问题：,（,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
6、,题？,二、实验操作,酵母细胞的固定化,（,1,）酵母细胞的活化：,思考,1,活化是指什么？,方法？,?,思考,2,在活化酵母的过,程中要注意？,1,、酵母细胞活化时体积会变大，,所用容器要大一些，防止活化液溢出；,2,、选用的干酵母有较强的活性且物种单一；,二、实验操作,酵母细胞的固定化,（,1,）酵母细胞的活化：,（,2,）配制,CaCl,2,溶液：,二、实验操作,酵母细胞的固定化,?,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,细胞的数目少，影响实,验效果。,（,1,）酵母细胞的活化：,（,2,）配制,CaCl,2,溶液
7、：,（,3,）配制海藻酸钠溶液：,（浓度要适宜？）,?,注意事项：,加热时要用小火，,或者间断加热（目的？）,二、实验操作,酵母细胞的固定化,（,1,）酵母细胞的活化：,（,2,）配制,CaCl,2,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？搅拌的目的？,（,二、实验操作,酵母细胞的固定化,?,CaCl,2,溶液的作用？所形成的,（,1,）酵母细胞的活化：,凝胶柱在,CaCl2,溶液中浸泡的,目的？,使胶体聚沉。形成稳定,（,2,）配制,CaCl,2,溶液：,的结构,（,3,）配制海
8、藻酸钠溶液：,?,如何判断固定化酵母细胞是否成,功？,（,4,）海藻酸钠溶液与,-,观察凝胶珠的颜色和形状,酵母细胞的混合：,?,若凝胶珠,颜色过浅,，说,明海藻酸钠的,浓度偏低,，,（,5,）固定化酵母细胞：,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,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。,三、实验操作,用固定化
9、酵母进行发酵,思考发酵过程中锥形瓶为什么要密封？,酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。,思考锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？,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。,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？,课堂总结,?,1,、酶更适合采用,固定化，而,细胞多采用,固定化,?,2,、制定固定化酵母细胞的步骤：,?,3,、海藻酸钠溶液浓度过高,；,过低，,?,4,、固定化酶固定的是,种酶，固定化细,胞固定的是,酶,练习,:
10、,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,CaCl,2,溶液中浸泡,30 min,左右,2,、下列关于酶和细胞的固定叙述,A,。,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,3,、固定化细胞对酶的活性影响最小，,D,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
11、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,细胞结构保证了各种酶在细胞内,化学反应中有效的发挥作用,直接使用酶,酶的种类,营养物质,催化反应,反应底物,优点,一种或多种,不需要,一种或多种,固定化酶,一种,不需要,一种,固定在载体上,的酶可被反复,利用,固定化细胞,一系列,需要,大分子、小分子,大分子、小分子,催化效率高，低,耗能、低污染等,一系列,小分子,?,成本低，操,作更容易。,?,酶活性不易,受到影响,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。,不利于催,化一系列,的酶促反,应,反应物尤其,是大分子不,易与酶接近，,反应效果下,降等,
