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1、酵母细胞的固定化,基础知识,（一）固定化酶的应用实例生产高果糖浆,（1）高果糖浆的生产原理：,葡萄糖异构酶,果糖,葡萄糖,(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。,2.固定化酶的反应柱示意图,（二）固定化细胞技术,1.将酶或细胞固定化的方法,（二）固定化细胞技术,1.将酶或细胞固定化的方法,包埋法,（二）固定化细胞技术,1.将酶或细胞固定化的方法,将酶（或细胞）包埋在细微网格里,包埋法,（二）固定化细胞技术,1.将酶或细胞固定化的方法,将酶（或细胞）包埋在细微网格
2、里,包埋法,化学结合法,（二）固定化细胞技术,1.将酶或细胞固定化的方法,将酶（或细胞）包埋在细微网格里,将酶（或细胞）相互连接起来,包埋法,化学结合法,（二）固定化细胞技术,1.将酶或细胞固定化的方法,将酶（或细胞）包埋在细微网格里,将酶（或细胞）相互连接起来,包埋法,化学结合法,吸附法,（二）固定化细胞技术,1.将酶或细胞固定化的方法,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）吸附在载体表面上,包埋法,化学结合法,吸附法,【比较】酶和细胞的固定方法和特点,2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别,2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别,联系：应用相同，都能催化某些
3、反应,2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别,联系：应用相同，都能催化某些反应,区别：,1)固定化细胞技术操作容易，成本低，容易回收；,2)固定化细胞技术对酶活性影响更小；,3)固定化细胞固定的一系列酶；,4)由于大分子难以通过细胞膜，因此固定化细胞的应用有一定的限制；,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）。,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）。,3.固定化细胞的材料：固定化细胞时应当选用不溶于水的多孔性载体材料，如明胶、琼
4、脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等,1.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。,2.实验设计,思考2活化是指什么？,1.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。,2.实验设计,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。,思考2活化是指什么？,1.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。,2.实验设计,（2）配制CaCl2溶液：0.83gCaCl2150mL蒸馏水 200mL烧杯溶解
5、备用。,（3）配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸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。,（3）配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸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。,思考3微火加热并不断搅拌的目的是什么？,防止海藻酸钠焦糊。,（3）配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸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。,思考3微火加热并不断搅拌的目的是什么？,(4)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，搅拌后吸入到注
6、射器中。,(4)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，搅拌后吸入到注射器中。,思考4为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？,(4)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，搅拌后吸入到注射器中。,思考4为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？,防止高温杀死酵母细胞。,（5）固定化酵母细胞：以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，形成凝胶珠状颗粒。,（6）冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗23次。,（二）固定化酵母细胞的发酵,（二）固定化酵母细胞的发酵,（6）冲洗：将固定的酵母细胞
7、凝胶珠用蒸馏水冲洗23次。（7）发酵：150mL10葡萄糖固定化酵母细胞200mL锥形瓶密封25发酵24h。,实验录像,思考5发酵过程中锥形瓶为什么要密封？思考6锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？思考7在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作吗？,思考5发酵过程中锥形瓶为什么要密封？思考6锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？思考7在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作吗？,酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。,思考5发酵过程中锥形瓶为什么要密封？思考6锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？思考7在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作吗？,酵母菌的酒精发酵
8、需要缺氧条件。,酵母菌进行无氧呼吸产生的。,思考5发酵过程中锥形瓶为什么要密封？思考6锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？思考7在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作吗？,酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。,酵母菌进行无氧呼吸产生的。,需要。,例1下列有关固定化技术的叙述，正确的是（）A.固定化酶只是在细胞内才能发挥作用B.固定化酶能提高酶的利用率C.酶的固定是酶分离纯化的常用方法D.固定化酶的固定化方式就是吸附在固体表面上。,例1下列有关固定化技术的叙述，正确的是（）A.固定化酶只是在细胞内才能发挥作用B.固定化酶能提高酶的利用率C.酶的固定是酶分离纯化的常用方法D.固定化酶的固
9、定化方式就是吸附在固体表面上。,例2.关于固定化细胞的叙述，正确的是A.催化效率高，低耗能、低污染B.对环境的条件非常敏感，容易失活C.既能与反应物充分接触，又能与产物分离D.成本低、操作简单，但反应效果可能很低,例2.关于固定化细胞的叙述，正确的是A.催化效率高，低耗能、低污染B.对环境的条件非常敏感，容易失活C.既能与反应物充分接触，又能与产物分离D.成本低、操作简单，但反应效果可能很低,例3.溶解海藻酸钠，最好采用_加热的方法A.小火间断B.小火持续 C.大火间断D.大火持续,例3.溶解海藻酸钠，最好采用_加热的方法A.小火间断B.小火持续 C.大火间断D.大火持续,例4.关于酵母菌的叙
10、述，正确的是A.酵母菌在营养物质充足时、环境适宜时，依靠有性生殖进行繁殖B.酵母菌的代谢类型时异养厌氧型C.酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种的细胞器膜等膜D.用酵母菌酿酒时，应先密封后通气,例4.关于酵母菌的叙述，正确的是A.酵母菌在营养物质充足时、环境适宜时，依靠有性生殖进行繁殖B.酵母菌的代谢类型时异养厌氧型C.酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种的细胞器膜等膜D.用酵母菌酿酒时，应先密封后通气,例5.将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺氧状态，下面加快的一项是A.CO2的释放B.丙酮酸的氧化 C.葡萄糖的利用D.ATP的形成,例5.将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺氧状态，下面加快
11、的一项是A.CO2的释放B.丙酮酸的氧化 C.葡萄糖的利用D.ATP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,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,例7 下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是A琼脂糖B醋酸纤维素 C聚丙烯酰胺D聚乙烯树脂,例7 下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是A琼脂糖B醋酸纤维素 C聚丙烯酰胺D聚乙烯树脂,例8固定化细胞技术不包括A包埋法B化学结合化C物理法D生物法,例8固定化细胞技术不包括A包埋法B化学结合化C物理法D生物法,巩固练习,1、酶
12、固定化技术与细胞固定化技术的关系是A 酶固定化技术是细胞固定化技术的基础B 细胞固定化技术是酶固定化技术的基础C 酶固定化技术与细胞固定化技术是同时发展起来的D 固定化细胞技术先于酶固定化技术,2、固定化酶技术常采用A 包埋法 B 化学结合和物理吸附法C 活化法 D 微囊化法3、海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要经过加热促进其溶解，采用的最好加热方法是A 快速加热 B 持续高温加热C 小火间断加热 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,5、细胞固定化技术与酶固定化技术相比，所具备的特点是A 成本更低、操作更容易、不能连续性生产B 成本更高、操作更难、不能连续性生产C 成本更低、操作更容易、能连续性生产D 成本更低、操作更难、能连续性生产,
