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1、专题专题4 酶的研究与应用酶的研究与应用课题课题3 酵母细胞的固定化酵母细胞的固定化1固定化酶、固定化细胞技术固定化酶、固定化细胞技术2酵母细胞固定化酵母细胞固定化考点：考点：P49专题专题4 酶的研究与应用酶的研究与应用课题课题3 酵母细胞的固定化酵母细胞的固定化一、酶制剂的优点：1.酶制剂的优点：酶制剂的优点：一、酶制剂的优点：1.酶制剂的优点：酶制剂的优点：催化效率高、低能耗、低污染等。催化效率高、低能耗、低污染等。一、酶制剂的优点：2.酶制剂的酶制剂的缺缺点：点：一、酶制剂的优点：2.酶制剂的酶制剂的缺缺点：点：（1）通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件）通常对强酸、强碱、高温和有机
2、溶剂等条件 非常敏感，容易失活；非常敏感，容易失活；一、酶制剂的优点：2.酶制剂的酶制剂的缺缺点：点：（1）通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件）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；非常敏感，容易失活；（2）溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提）溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提 高了生产成本；高了生产成本；一、酶制剂的优点：2.酶制剂的酶制剂的缺缺点：点：（1）通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件）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；非常敏感，容易失活；（2）溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提）溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，
3、提 高了生产成本；高了生产成本；（3）反应后会混在产物中，可能影响产品质量。）反应后会混在产物中，可能影响产品质量。二、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：高果糖浆的生产原理：二、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：高果糖浆的生产原理：葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶果糖果糖葡萄糖葡萄糖二、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：高果糖浆的生产原理：葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶果糖果糖葡萄糖葡萄糖2.固定化酶技术：固定化酶技术：二、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：高果糖浆的生产原理：葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶果糖果糖葡萄糖葡萄糖2.固定
4、化酶技术：固定化酶技术：用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术。用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术。二、固定化酶的应用实例生产高果糖浆3.固定化酶技术的优点：固定化酶技术的优点：二、固定化酶的应用实例生产高果糖浆3.固定化酶技术的优点：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。在载体上的酶可以被反复利用。二、固定化酶的应用实例生产高果糖浆3.固定化酶技术的优点：固定化酶技术的优点：4.固定化酶技术的固定化酶技术的缺缺点：点：使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；固定使酶既能与反应物接触，又能与
5、产物分离；固定在载体上的酶可以被反复利用。在载体上的酶可以被反复利用。二、固定化酶的应用实例生产高果糖浆3.固定化酶技术的优点：固定化酶技术的优点：4.固定化酶技术的固定化酶技术的缺缺点：点：使酶既能与反应物接触，又能与产物分离；固定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。在载体上的酶可以被反复利用。一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实际中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。行，所以操作比较麻烦。三、固定化细胞技术1.概念：概念：三、固定化细胞技术1.
6、概念：概念：用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术。用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术。三、固定化细胞技术1.概念：概念：用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术。用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术。2.将酶或细胞固定化的方法将酶或细胞固定化的方法三、固定化细胞技术1.概念：概念：用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术。用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术。2.将酶或细胞固定化的方法将酶或细胞固定化的方法三、固定化细胞技术1.概念：概念：用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术。用物理或化学方法将细胞固定在一定空间内的技术。2.将酶或细胞固定化的
7、方法将酶或细胞固定化的方法包埋法包埋法化学结合法化学结合法物理吸附法物理吸附法三、固定化细胞技术3.酶和细胞固定方法的选择酶和细胞固定方法的选择三、固定化细胞技术3.酶和细胞固定方法的选择酶和细胞固定方法的选择（1）方法）方法三、固定化细胞技术3.酶和细胞固定方法的选择酶和细胞固定方法的选择（1）方法）方法酶适合采用化学结合和物理吸附法固定酶适合采用化学结合和物理吸附法固定三、固定化细胞技术3.酶和细胞固定方法的选择酶和细胞固定方法的选择（1）方法）方法酶适合采用化学结合和物理吸附法固定酶适合采用化学结合和物理吸附法固定细胞适合采用包埋法固定细胞适合采用包埋法固定三、固定化细胞技术3.酶和细胞
8、固定方法的选择酶和细胞固定方法的选择（1）方法）方法酶适合采用化学结合和物理吸附法固定酶适合采用化学结合和物理吸附法固定细胞适合采用包埋法固定细胞适合采用包埋法固定（2）原因）原因三、固定化细胞技术3.酶和细胞固定方法的选择酶和细胞固定方法的选择（1）方法）方法酶适合采用化学结合和物理吸附法固定酶适合采用化学结合和物理吸附法固定细胞适合采用包埋法固定细胞适合采用包埋法固定（2）原因）原因细胞个大，酶分子很小细胞个大，酶分子很小三、固定化细胞技术3.酶和细胞固定方法的选择酶和细胞固定方法的选择（1）方法）方法酶适合采用化学结合和物理吸附法固定酶适合采用化学结合和物理吸附法固定细胞适合采用包埋法固
9、定细胞适合采用包埋法固定（2）原因）原因细胞个大，酶分子很小细胞个大，酶分子很小个体大的细胞难以被吸附或结合，个体大的细胞难以被吸附或结合，个小的酶容易从包埋的材料中漏出个小的酶容易从包埋的材料中漏出三、固定化细胞技术4.固定化细胞常用的载体固定化细胞常用的载体三、固定化细胞技术4.固定化细胞常用的载体固定化细胞常用的载体常用的不溶于水的多孔性载体常用的不溶于水的多孔性载体三、固定化细胞技术4.固定化细胞常用的载体固定化细胞常用的载体5.固定化细胞技术的优点固定化细胞技术的优点：常用的不溶于水的多孔性载体常用的不溶于水的多孔性载体三、固定化细胞技术4.固定化细胞常用的载体固定化细胞常用的载体5
10、.固定化固定化细胞细胞技术的优点：技术的优点：常用的不溶于水的多孔性载体常用的不溶于水的多孔性载体可催化一系列化学反应，成本低，操作容易。可催化一系列化学反应，成本低，操作容易。三、固定化细胞技术4.固定化细胞常用的载体固定化细胞常用的载体5.固定化固定化细胞细胞技术的优点：技术的优点：常用的不溶于水的多孔性载体常用的不溶于水的多孔性载体可催化一系列化学反应，成本低，操作容易。可催化一系列化学反应，成本低，操作容易。6.固定化细胞技术的缺点：固定化细胞技术的缺点：三、固定化细胞技术4.固定化细胞常用的载体固定化细胞常用的载体5.固定化固定化细胞细胞技术的优点：技术的优点：常用的不溶于水的多孔性
11、载体常用的不溶于水的多孔性载体可催化一系列化学反应，成本低，操作容易。可催化一系列化学反应，成本低，操作容易。6.固定化细胞技术的缺点：固定化细胞技术的缺点：固定后的细胞与反应物不容易接近，可能导致反应固定后的细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降。效果下降。四、固定化酵母细胞四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化（1）什么是活化？）什么是活化？四、固定化酵母细胞（一
12、）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化（1）什么是活化？）什么是活化？活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常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。生活状态的过程。四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化（1）什么是活化？）什么是活化？活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常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。生活状态的过程。（2）怎样活化？）怎样活化？四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化（1
13、）什么是活化？）什么是活化？活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常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。生活状态的过程。（2）怎样活化？）怎样活化？1g干酵母干酵母10mL蒸馏水蒸馏水50mL烧杯烧杯搅拌均匀搅拌均匀放置放置1h四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化2.配制物质的量浓度为配制物质的量浓度为0.05mol/L的的CaCl2溶液溶液四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化2.配制物质的量浓度为配制物质的量浓度为0.05mol/L的的CaCl2
14、溶液溶液3.配制海藻酸钠溶液配制海藻酸钠溶液四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化2.配制物质的量浓度为配制物质的量浓度为0.05mol/L的的CaCl2溶液溶液思考：微火加热并不断搅拌的目的是什么？思考：微火加热并不断搅拌的目的是什么？3.配制海藻酸钠溶液配制海藻酸钠溶液四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化2.配制物质的量浓度为配制物质的量浓度为0.05mol/L的的CaCl2溶液溶液思考：微火加热并不断搅拌的目的是什么？思考：微火加热并不断搅拌的目的是什么？3.配制海藻
15、酸钠溶液配制海藻酸钠溶液防止海藻酸钠焦糊防止海藻酸钠焦糊四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化2.配制物质的量浓度为配制物质的量浓度为0.05mol/L的的CaCl2溶液溶液思考：微火加热并不断搅拌的目的是什么？思考：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混合海藻酸钠溶液与酵母细胞混合3.配制海藻酸钠溶液配制海藻酸钠溶液防止海藻酸钠焦糊防止海藻酸钠焦糊四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化2.配制物质的量浓度为配制物质的量浓度为0.05mol/L的的CaC
16、l2溶液溶液思考：微火加热并不断搅拌的目的是什么？思考：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混合海藻酸钠溶液与酵母细胞混合3.配制海藻酸钠溶液配制海藻酸钠溶液防止海藻酸钠焦糊防止海藻酸钠焦糊思考：为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入思考：为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入 酵母细胞？酵母细胞？四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化2.配制物质的量浓度为配制物质的量浓度为0.05mol/L的的CaCl2溶液溶液思考：微火加热并不断搅拌的目的是什么？思考：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混合海
17、藻酸钠溶液与酵母细胞混合3.配制海藻酸钠溶液配制海藻酸钠溶液防止海藻酸钠焦糊防止海藻酸钠焦糊思考：为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入思考：为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入 酵母细胞？酵母细胞？防止高温杀死酵母细胞防止高温杀死酵母细胞四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化2.配制物质的量浓度为配制物质的量浓度为0.05mol/L的的CaCl2溶液溶液4.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合海藻酸钠溶液与酵母细胞混合3.配制海藻酸钠溶液配制海藻酸钠溶液思考：为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入思考：为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入 酵母细胞？酵母
18、细胞？防止高温杀死酵母细胞防止高温杀死酵母细胞5.固定化酵母细胞固定化酵母细胞四、固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞（一）制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化酵母细胞的活化2.配制物质的量浓度为配制物质的量浓度为0.05mol/L的的CaCl2溶液溶液4.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合海藻酸钠溶液与酵母细胞混合3.配制海藻酸钠溶液配制海藻酸钠溶液思考：为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入思考：为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入 酵母细胞？酵母细胞？防止高温杀死酵母细胞防止高温杀死酵母细胞5.固定化酵母细胞固定化酵母细胞CaCl2溶液溶液 凝胶珠凝胶珠四、固定化酵母细胞（二）用固定化细胞发酵（二）
19、用固定化细胞发酵四、固定化酵母细胞（二）用固定化细胞发酵（二）用固定化细胞发酵1.冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗23次。次。四、固定化酵母细胞（二）用固定化细胞发酵（二）用固定化细胞发酵1.冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗23次。次。如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻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；酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；四、固定化酵母细胞（二）用固定化细胞发酵（二）用固定化细胞发酵1.冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲
20、洗冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗23次。次。如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻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；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。藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。四、固定化酵母细胞（二）用固定化细胞发酵（二）用固定化细胞发酵1.冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗23次。次。如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻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；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。藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。2.发酵：发酵：150mL10葡萄糖固定化酵母细胞葡萄糖固定化酵母细胞200mL锤形瓶锤形瓶密封密封25发酵发酵24h。