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)
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人教版高中生物选修一4.3《酵母细胞的固定化》ppt课件
（5）一般来说，酶更适合用吸附法和交联法固定，而细 胞多采用包埋法固定，想想看为什么？
思考：直接使用酶、固定化酶与固定化细胞各有什么优缺点？
类型
优点
不足
直接使用酶
对环境条件非常敏感，
容易失活；溶液中的
催化效率高，低耗能、 低污染等。
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
实地听完整堂课。
•
3、课前预习
•
课前预习新课内容，找出不理解的地方标记下来。预习后尝试做课后练习题，不要怕出错，因为老师还没有讲，出错也是正常的。
•
关键是，出错了你就知道上课时应该重点听哪里，注意力自然就能集中了。
•
4、即便上课时不理解也不要放弃
•
有些同学觉得老师讲的听不懂，就干脆不再听讲，按照自己的方法去学习。其实这样做真的很傻，因为不听讲就非常容易和同学们的学习进度脱节，这就会直接导致考试时成绩下降。原因是，老师讲的内容不一定都在教材中体现，有相当一部分重点内容
响产品质量。
固定化酶 固定化细胞
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。
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 酶促反应才能得到的。
固定后的酶或细胞与
成本低，操作更容易。
反应物不容易接近， 可能导致反应效果下
降等。
课堂讨论： 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？哪一种方法对酶活性的影响 更小？
■高中生物课件（人教课标版）
课题2： 酵母细胞的固定化
思考：通过课题背景分析，你有何体会？
酶： 优点：摧化效率高，低耗能，低污染
思考：直接使用酶、固定化酶与固定化细胞各有什么优缺点？
类型
优点
不足
直接使用酶
对环境条件非常敏感，
容易失活；溶液中的
催化效率高，低耗能、 低污染等。
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
实地听完整堂课。
•
3、课前预习
•
课前预习新课内容，找出不理解的地方标记下来。预习后尝试做课后练习题，不要怕出错，因为老师还没有讲，出错也是正常的。
•
关键是，出错了你就知道上课时应该重点听哪里，注意力自然就能集中了。
•
4、即便上课时不理解也不要放弃
•
有些同学觉得老师讲的听不懂，就干脆不再听讲，按照自己的方法去学习。其实这样做真的很傻，因为不听讲就非常容易和同学们的学习进度脱节，这就会直接导致考试时成绩下降。原因是，老师讲的内容不一定都在教材中体现，有相当一部分重点内容
响产品质量。
固定化酶 固定化细胞
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。
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 酶促反应才能得到的。
固定后的酶或细胞与
成本低，操作更容易。
反应物不容易接近， 可能导致反应效果下
降等。
课堂讨论： 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？哪一种方法对酶活性的影响 更小？
■高中生物课件（人教课标版）
课题2： 酵母细胞的固定化
思考：通过课题背景分析，你有何体会？
酶： 优点：摧化效率高，低耗能，低污染
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
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
人教版高二生物选修一教学课件《专题4课题3酵母细胞的固定化》共24张PPT
课堂练习
3、关于酵母菌的叙述，正确的是（ C ) 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
P50课堂讨论
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？哪一种方法对酶活性的 影响更小？ 固定化细胞技术 固定化细胞技术 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，又应该选择哪种方法？ 固定化酶技术
（二）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。
课堂练习
1、下列有关固定化技术的叙述，正确的是 （ B） 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。 2、关于固定化细胞的叙述，正确的是（ C 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 ）
四、结果分析与评价
1．观察并描述形成的凝胶珠的颜色和形状。 2．观察利用固定化酵母细胞发酵的葡萄糖溶液，看看 是否有气泡产生，闻闻是否有酒味。 （一）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。
（2）常用方法：包括包埋法、化学结合法和物理 吸附法。
精讲课件之高二生物人教版选修1 4-3 酵母细胞的固定化
高果 糖浆
反复 多次
葡萄糖再 次异构化
分离果糖 果葡糖浆
和葡萄糖
一、基础知识
3.固定化细胞 ①定义：利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间
的技术 ②固定方式：包埋法、化学结合法、物理吸附法 ③优点和不足：操作较容易、对酶活性影响小、可催
化一系列反应等；大分子底物不能通过细胞膜 ④固定酶与固定细胞的比较 ➢固定化酶--化学结合法和物理吸附法、
较小，根本原因是( D )
A．避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程
栏
B．固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用 目
C．催化反应结束后，能被吸收和重复利用
链 接
D．细胞结构保证了各种酶在细胞内的化学反应中有
效地发挥作用
5.试分析下图中哪一种与用海藻酸钠作载体制备的 固定化酵母细胞相似？( D )
3.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是 （B ） A. 固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用 B. 溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素 C. 固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物 D. 凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合
变式
训练 4．相对固定化酶而言，固定化细胞对酶的活性影响
3．如果想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，又应该选择哪种方法？ 固定化酶技术(因为大分子物质不能进入细胞)
5.直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化细胞催 化反应各有哪些优点和不足？
二、实验操作
1.酵母细胞的活化(干酵母+蒸馏水)
酵母细胞活化时体积会变大，所用容器应足够大
随堂练习
1.下面是制备固定化酵母细胞的步骤，正确的是( D )
(人教版)高中生物选修酵母细胞的固定化 PPT
2.固定化酶的应用实例 (1)高果糖浆 高果糖浆是指果糖含量为 42%左右的糖浆。 (2)固定化酶反应的过程
将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上
↓ 放入底部有许多小孔的反应柱 (酶颗粒不能通过,反应液能通过)
↓ 葡萄糖溶液从反应柱的上端注入
↓ 流经反应柱
↓ 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 3.固定化细胞技术 (1)固定化技术的类型:包埋法、化学结合法和物理吸附法。 (2)包埋法 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。
缺点
优点பைடு நூலகம்
单一或多种
单一
各种物质(大分子、小 各种物质(大分子、小
分子)
分子)
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
不利于催化一系列的 酶促反应
催化效率高、耗能低、 低污染
①既能与反应物接 触,又能与产物分 离;②可以反复利用
一系列
小分子物质 反应物不易与酶接 近,尤其是大分子物 质,反应效率下降
课前预习导学
目标导航
学习目标
重点难点
1.说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。 2.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。
重点:制备固定化酵 母细胞。 难点:制备固定化酵母细 胞。
预习导引
一、固定化酶的应用实例和固定化细胞技术
1.课题背景 (1)酶应用时存在的实际问题 ①对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感,易失活; 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反应后的酶会混在产物中,如不除去,会影响产品质量。 (2)固定化酶的优点:酶既能与反应物接触,又能与产物分离,还可以 被反复利用。 (3)固定化细胞的优点:与固定化酶技术相比,固定化细胞制备的成 本更低,操作更容易。
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20张PPT)
1 234
解析答案
题组二 固定化细胞的制备方法分析 3.某一实验小组欲通过制备固定化酵母菌细胞进行葡萄糖溶液的发酵实验， 装置如图所示，以下叙述不正确的是( )
A.图中标号a、b的名称分别为固定化酵母菌细胞、反 应柱
B.实验过程一定要在无菌条件下进行 C.装置中长导管的作用是释放CO2，防止空气(杂菌)进
海藻酸钠(%) 2 2.5 3
2
2.5 3
2
2.5 3
X溶液(%) 2 2 2
3
3
3
4
44
固定化强度 930 950 990 1 030 1 100 1 140 1 170 1 170 1 160
(g/30个)
酒精量(%) 6.7 6.5 6.5 6.7 6.4 6.2 6.7 6.4 6.3
1 234
解析答案
归纳整合 1.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
项目 适用 方法
直接使用酶
固定化酶 物理吸附法或化 学结合法
固定化细胞 包埋法
营养
不需要
不需要
需要
酶易失活，难以回 只能催化一种化 反应物不易于接触，
缺点
收，影响产品质量 学反应
反应效率下降
催化效率高，低能耗，可以回收利用， 成本低，操作
答案
2.如图表示几种固定酶或细胞的方法，请问哪些适合固定酶？哪些适 合固定细胞？ 提示 酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化，如图中的甲、乙。 而细胞多采用包埋法固定化，如图中的丙。
答案
返回
解题探究
题组一 固定化酶的方法分析 1.某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定α-淀粉酶来探究固定化 酶的催化效果。实验结果见表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普 通α-淀粉酶量相同)。实验表明1号试管中淀粉未被水解，你认为最可 能的原因是( )
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？
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？
人教版高中生物选修一4-3《酵母细胞的固定化》ppt同步课件
营养物质 反应底物
否 各种物质(大分 子、小分子)
否 各种物质 (大分子、小分子)
是
小分子物质
①对环境条件非常
反应物不易与酶接
缺点
敏感，易失活②难 不利于催化一系列 近，尤其是大分子 回收，成本高，影 的酶促反应 响产品质量 催化效率高、耗能 低、污染低 ①既能与反应物接 触，又能与产物分 成本低、操作容易 物质，反应效率下 降
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
优点
离②可以反复利用
固定化葡萄糖异构 酶 固定化酵母细胞
实例 果胶酶
特别提醒 反复使用。
固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都可以
【巩固1】 固定化酶和固定化细胞的主要区别是 ( A．前者只能固定胞外酶，后者只能固定胞内酶 B．前者只能固定胞内酶，后者只能固定胞外酶
)。
C．前者可以固定胞内酶和胞外酶，后者只可以固定胞内酶 D．前者只可以固定胞外酶，后者可以固定胞外酶和胞内酶 解析 微生物产生的酶的种类很多，有的存在于细胞内，有
溶
[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，
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24张PPT)
阅读P50，并思考： 1.固定化技术的方法有哪些？ 2.酶和细胞固定化的选择方法及原因？ 3.固定化细胞常用的载体？
将酶或细胞固定化的方法 1、包埋法
☆2、化学结合法 （交联法）
☆3、物理吸附法
常用包埋载 体有：明胶、 琼脂糖、海 藻酸钠、醋 酸纤维素和 聚丙烯酰胺 等。
三、固定化细胞技术
一系列酶 葡萄糖 酵母菌 酒精+二氧化碳
让凝胶珠形成稳定的结构
探究实验
课题：探究海藻酸钠溶液浓度高低对凝胶珠质量的影响
海藻酸钠的量 1.0克
0.7克
0.4克
不呈圆形 大部分呈圆 圆形或 凝胶珠形状 或椭球形 形或椭球形 椭球形
凝胶珠颜色 浅黄色 浅黄色
滴加高度对凝胶珠质量有影响吗？ 滴加速度呢？
色浅浓度过高 注射器滴加速度过快 注射器距离CaCl2溶液液面太近
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，你能说出其优 点吗？
催化效率高、低能耗、低污染等。 酶制剂的使用有缺点吗？ 你能说出其缺点吗？
一、固定化酶的应用实例
生产高果糖浆：
高果糖浆是指果糖含量为42%左右的糖浆。 作为蔗糖的替代品， 不会诱发肥胖、糖尿病、 龋齿和心血管病，对人类 健康更有益。
评价凝胶珠的质量是否合格
一、观察凝聚珠的颜色和形状 ①颜色过浅，说明海藻酸钠浓度偏低，固定的细胞少 ②不是圆形或椭圆形，说明海藻酸钠浓度偏高，失败
二、挤压法：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。
三、摔打法：如果凝胶珠很容易弹起， 也能表明制备的凝胶珠是成功的。
学 以
（二）用固定化酵母细胞发酵
固定化植物细胞
请课后尝试设计固定番茄原生质体的实验流程
将酶或细胞固定化的方法 1、包埋法
☆2、化学结合法 （交联法）
☆3、物理吸附法
常用包埋载 体有：明胶、 琼脂糖、海 藻酸钠、醋 酸纤维素和 聚丙烯酰胺 等。
三、固定化细胞技术
一系列酶 葡萄糖 酵母菌 酒精+二氧化碳
让凝胶珠形成稳定的结构
探究实验
课题：探究海藻酸钠溶液浓度高低对凝胶珠质量的影响
海藻酸钠的量 1.0克
0.7克
0.4克
不呈圆形 大部分呈圆 圆形或 凝胶珠形状 或椭球形 形或椭球形 椭球形
凝胶珠颜色 浅黄色 浅黄色
滴加高度对凝胶珠质量有影响吗？ 滴加速度呢？
色浅浓度过高 注射器滴加速度过快 注射器距离CaCl2溶液液面太近
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，你能说出其优 点吗？
催化效率高、低能耗、低污染等。 酶制剂的使用有缺点吗？ 你能说出其缺点吗？
一、固定化酶的应用实例
生产高果糖浆：
高果糖浆是指果糖含量为42%左右的糖浆。 作为蔗糖的替代品， 不会诱发肥胖、糖尿病、 龋齿和心血管病，对人类 健康更有益。
评价凝胶珠的质量是否合格
一、观察凝聚珠的颜色和形状 ①颜色过浅，说明海藻酸钠浓度偏低，固定的细胞少 ②不是圆形或椭圆形，说明海藻酸钠浓度偏高，失败
二、挤压法：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。
三、摔打法：如果凝胶珠很容易弹起， 也能表明制备的凝胶珠是成功的。
学 以
（二）用固定化酵母细胞发酵
固定化植物细胞
请课后尝试设计固定番茄原生质体的实验流程
(人教版)生物高二选修一：专题4-课题3-酵母菌细胞的固定化ppt课件(有答案)
高中生物必修一课件
一、固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产
阅读教材P49
葡萄糖异构酶
2．葡萄糖异构酶的固定：将葡萄糖异构酶固 定在颗粒状的__载__体____上，再将这些酶颗粒装入反 应柱中。
(3)葡萄糖转化成果糖，从反应柱的下端流出。
高中生物必修一课件
3．生产操作 (1)生产过程中，将_葡__萄__糖__溶__液___从反应柱的上 端注入。 (2) 使 葡 萄 糖 溶 液 流 过 反 应 柱 ， 与 固 定 化 __葡__萄__糖__异构酶 接触。 (3)葡萄糖转化成果糖，从反应柱的下端流出。 4．优点：反应柱可以连续使用半年，大大降 低 了 __生__产_ 成本 ， 提 高 了 果 糖 的 __产__量____ 和 __质__量____。
高中生物必修一课件
(2)在制备固定化酵母细胞过程中，CaCl2 溶液 使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。
(3)在配制海藻酸钠溶液时，小火加热并不断搅 拌的目的：防止海藻酸钠焦糊；已溶化好的海藻酸 钠溶液要冷却至室温再加入已活化的酵母细胞，防 止高温杀死酵母细胞。
高中生物必修一课件
(4)酵母菌的酒精发酵需要无氧条件，所以发酵 时锥形瓶要密封。
高中生物必修一课件
2．固定化酶的应用实例 (1)固定化酶的装置
将酶固定在一种颗粒状的载体(如 图中_②___)上，再将这些酶颗粒装到一 个反应柱(如图中_①___)内，柱子底端装 上分布着许多小孔的筛板(如图中 _③___)。酶颗粒无法通过筛板的小孔， 而反应溶液却可以自由出入。
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三、实验设计——固定化酵母细胞的制备
正常生活
蒸馏水
间断 小火 加热
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一、固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产
阅读教材P49
葡萄糖异构酶
2．葡萄糖异构酶的固定：将葡萄糖异构酶固 定在颗粒状的__载__体____上，再将这些酶颗粒装入反 应柱中。
(3)葡萄糖转化成果糖，从反应柱的下端流出。
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3．生产操作 (1)生产过程中，将_葡__萄__糖__溶__液___从反应柱的上 端注入。 (2) 使 葡 萄 糖 溶 液 流 过 反 应 柱 ， 与 固 定 化 __葡__萄__糖__异构酶 接触。 (3)葡萄糖转化成果糖，从反应柱的下端流出。 4．优点：反应柱可以连续使用半年，大大降 低 了 __生__产_ 成本 ， 提 高 了 果 糖 的 __产__量____ 和 __质__量____。
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(2)在制备固定化酵母细胞过程中，CaCl2 溶液 使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。
(3)在配制海藻酸钠溶液时，小火加热并不断搅 拌的目的：防止海藻酸钠焦糊；已溶化好的海藻酸 钠溶液要冷却至室温再加入已活化的酵母细胞，防 止高温杀死酵母细胞。
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(4)酵母菌的酒精发酵需要无氧条件，所以发酵 时锥形瓶要密封。
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2．固定化酶的应用实例 (1)固定化酶的装置
将酶固定在一种颗粒状的载体(如 图中_②___)上，再将这些酶颗粒装到一 个反应柱(如图中_①___)内，柱子底端装 上分布着许多小孔的筛板(如图中 _③___)。酶颗粒无法通过筛板的小孔， 而反应溶液却可以自由出入。
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三、实验设计——固定化酵母细胞的制备
正常生活
蒸馏水
间断 小火 加热
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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
课题3 酵母细胞的固定化 课件(新人教版选修1)
高中生物·选修1·人教版
课题3 酵母细胞的固定化
【目标导航】 1.说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。 2.尝试制作固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒 精发酵。
一、 固定化酶和固定化细胞技术 1．固定化酶和固定化细胞技术是利用物理和化学方
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 。 2．固定化细胞多采用 包埋法 固定化，而固定化酶多采 用化学结合和 物理吸附法 。与固定化酶技术相比， 固定化细胞技术制备的成本 更低 ，操作 更容易 。
↓ 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至 配制好的 CaCl2 溶液中，形成凝胶珠，使其在溶液中浸泡 30 min 左右
↓ 冲洗：将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗 2～3 次
↓ 发酵：将 150 mL 质量分数为 10%的葡萄糖溶液转移至 200 mL 的锥形瓶中，加入固定好的酵母细胞，25 ℃下发酵 24 h
【问题导析】 (1)无论是固定酶还是细胞，目的都相同，即可以重复使 用 酶 ，降低 生产成本，但固定的对象不同，则采用的 固定方法 不同 。 (2)固定的对象如果较大(如细胞)，则常采用 包埋 法固定； 如果被固定的对象较小(如酶分子)，则一般采用 化学结合. 法和 物理吸附 法。
解析 由于细胞个大，酶分子很小，个大的细胞难以被吸附 或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。因此，细胞多 采用包埋法固定化，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法 固定化。 答案 C
3．用包埋法固定化细胞是将微生物细胞均匀地包埋于 不溶于水的多孔性载体 中，常用的包埋载体有
明胶 、 琼脂糖 、 海藻酸钠 、 醋酸纤维素 和 聚丙烯酰胺 等。 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 高果糖浆所需要的酶是 葡萄糖异构酶 ，所使用的反 应柱上的孔应满足 酶颗粒 不能通过筛板上的小孔， 而 反应溶液却可以自由出入。
课题3 酵母细胞的固定化
【目标导航】 1.说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。 2.尝试制作固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒 精发酵。
一、 固定化酶和固定化细胞技术 1．固定化酶和固定化细胞技术是利用物理和化学方
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 。 2．固定化细胞多采用 包埋法 固定化，而固定化酶多采 用化学结合和 物理吸附法 。与固定化酶技术相比， 固定化细胞技术制备的成本 更低 ，操作 更容易 。
↓ 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至 配制好的 CaCl2 溶液中，形成凝胶珠，使其在溶液中浸泡 30 min 左右
↓ 冲洗：将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗 2～3 次
↓ 发酵：将 150 mL 质量分数为 10%的葡萄糖溶液转移至 200 mL 的锥形瓶中，加入固定好的酵母细胞，25 ℃下发酵 24 h
【问题导析】 (1)无论是固定酶还是细胞，目的都相同，即可以重复使 用 酶 ，降低 生产成本，但固定的对象不同，则采用的 固定方法 不同 。 (2)固定的对象如果较大(如细胞)，则常采用 包埋 法固定； 如果被固定的对象较小(如酶分子)，则一般采用 化学结合. 法和 物理吸附 法。
解析 由于细胞个大，酶分子很小，个大的细胞难以被吸附 或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。因此，细胞多 采用包埋法固定化，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法 固定化。 答案 C
3．用包埋法固定化细胞是将微生物细胞均匀地包埋于 不溶于水的多孔性载体 中，常用的包埋载体有
明胶 、 琼脂糖 、 海藻酸钠 、 醋酸纤维素 和 聚丙烯酰胺 等。 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 高果糖浆所需要的酶是 葡萄糖异构酶 ，所使用的反 应柱上的孔应满足 酶颗粒 不能通过筛板上的小孔， 而 反应溶液却可以自由出入。
高中生物4.3酵母细胞的固定化课件新人教版选修1
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第一百页，共113页。
第一百零一页，共113页。
第一百零二页，共113页。
第一百零三页，共113页。
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2019版生物人教版选修1课件：专题4 课题3 酵母细胞的固定化 .pptx
解析:制备固定化酶和固定化细胞常用物理或化学方法,如包埋
法、化学结合法和物理吸附法。
答案:C
反思领悟制备固定化酶和固定化细胞通常采用包埋法、化学结
合法和物理吸附法。海藻酸钠作载体制备的是固定化酵母细胞。
-11-
课题3 酵母细胞的固定化
目标导航
Z Z D 知识梳理 HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
典例透析
IANLITOUXI
A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液 B.图1中X溶液为CaCl2溶液,其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠 C.图2发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母菌充分接触 D.图1中制备的凝胶珠应用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中 解析:刚溶化的海藻酸钠应冷却后再与酵母菌混合,否则温度过 高会导致酵母菌死亡。
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课题3 酵母细胞的固定化 题型一 题型二 题型三
目标导航
Z Z D 知识梳理 HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
典例透析
IANLITOUXI
题型一 酶或细胞固定化的方法
【例题1】 制备固定化酶和固定化细胞常用的方法不包括( )
A.包埋法
B.化学结合法
C.物理结合法
D.物理吸附法
-3-
课题3 酵母细胞的固定化
目标导航
Z Z D 知识梳理 HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
典例透析
IANLITOUXI
一二三
二、固定化技术 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 胞固定在一定空间内的技术,包括包埋法、化学结合法和物理吸附 法。 2.一般来说,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化,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。 3.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。
(人教版)高中生物选修一全册ppt课件：4.3酵母细胞的固定化
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2.常用包埋法固定细胞,需要用不溶于水的多孔性载体,下列不能充当 载体的是( )。 A.琼脂糖 B.蔗糖 C.海藻酸钠 D.明胶 解析:用包埋法来固定细胞是将微生物细胞用物理方法包埋在多孔性 载体内部,常用的载体有琼脂糖、海藻酸钠、明胶和聚丙烯酰胺等。 答案:B
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3.试分析下图中,哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相 似?( )
否
是
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催 化 反应 反 应 底物 缺点
单一或多种 各种物质(大分子、小 分子) 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
单一 各种物质(大分子、 小 分子) 不利于催化一系列的 酶促反应
一系列 小分子物质 反应物不易与酶接 近 , 尤其是大分子物 质,反应效率下降 成本低、操作容易
优点
①既能与反应物接 催化效率高、耗能低、 触,又能与产物分 低污染 离;②可以反复利用
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二、固定化酵母细胞的实验操作
活动与探究 2 1.写出固定化酵母细胞的制备流程。 提示: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。 2.讨论影响制备固定化酵母细胞实验的关键步骤是什么? 提示:海藻酸钠溶液的配制。 3.配制海藻酸钠时小火间断加热并不断搅拌的目的是什么? 提示:防止海藻酸钠焦糊。 4.发酵过程中锥形瓶为什么要密封? 提示:酵母菌的酒精发酵需要无氧条件。 5.当观察到哪些现象时,可以说明实验获得成功? 提示: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。
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直接使用酶、固定化酶技术和固定化细胞技术的比较
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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？
（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。
二、固定化技术原理和常用方法
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。 (1)常用的几种固定方式
包埋法
化学结合法 物理吸附法
2、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
3、发酵过程中锥形瓶为什么要密封？ 酵母菌的酒精发酵需要无氧条件
4、锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？ 酵母菌无氧呼吸产生
5、如果希望反复使用固定化酵母细胞，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？ 需要
6、CaCl2的作用是什么? 使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠
一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固 定化，而细胞多采用包埋法固定。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)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 多孔性物质 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。
结果分析与评价
1、观察凝胶珠的颜色和形状: 合格的凝胶珠应该是淡黄色、圆形或椭圆形的
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 ，酵母细胞易从包埋材料中 漏出 ，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 ，或注射器推进速度太快或距CaCl2溶液液面太近 ， 制作失败。
酵母细胞在高考命题中的重要位置 命题方向主要有 • 酵母细胞结构（如图） • 酵母细胞呼吸（兼性厌氧） • 酵母菌的计数（抽样检测） • 酵母菌在生态系统中的地位（作为分解者） • 果酒制作（传统发酵技术） • 基因工程作为受体细胞与细菌相比更具有优势 • 酵母细胞固定（尝试实验一下吧！）
实验操作 （一）制备固定化酵母细胞
酵母细胞的固定化
优点
高效性，低耗能，低污染
酶
缺点
易失活，难回收，不能再次利用
优点
固定化酶
缺点
优点
固定化细胞
实例
固定
化？
缺点
可反复利用 酶具有专一性
实例
成本低，操作更容易
固定化酵母细胞
与反应物不容易接近，可 能导致反应效果下降
一、固定化酶的应用实例
固定化酶技术生产高果糖浆选）右图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实
验结果，出现此结果的可能原因有（ ACD ）
A．海藻酸钠浓度过高 B．酵母细胞已经死亡 C．注射器中的溶液推进速度过快 D．注射器距离CaCl2溶液液面太近
例4：图1是制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化 酵母细胞进行酒精发酵的示意图，请回答以下相关问题： （1）图1中X溶液为 CaCl2溶液，其 作用是使 海藻酸钠形成凝胶珠 。 （2）图1中制备的凝胶球通常还 需用 蒸馏水 洗涤后再转移到图2 装置中，图2发酵过程中搅拌的 目的是使 培养液与酵母菌充分接触。 （3）在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解 海藻酸钠时需注意用 小火间断 加热，然后将溶化好的海藻酸钠 溶液 冷却至室温 后，加入酵母菌充分搅拌混合均匀。 （4）图2装置中的葡萄糖除了作为酵母菌发酵的原料以外，还 具有 为酵母菌的生长发育提供营养 作用。
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，使其活化
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。 活化后溶液体积增大
配制0.05mol/L CaCl2 溶液 0.7g 海藻酸钠＋10mL 水→50mL 烧杯→酒
精灯小火（或间断）加热，并不断搅拌，
浸泡30min目的：使形成的凝胶珠稳定
（二）用固定化酵母细胞发酵
固定化酵母细胞
冲洗
将固定的酵母细胞凝胶珠用 蒸馏水冲洗 2～3 次。目的？
洗去CaCl2和杂菌
发酵
150mL10％葡萄糖＋固定化酵母细胞→200mL 锥形瓶→ 密封→25℃发酵 24h。
葡萄糖作用： 1.作为酵母菌发酵的原料 2.为酵母菌的生长发育提供营养(能量）
例2：（2015苏州二模）. 下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述
中，正确的是（ C ）
A. 从酶的固定方式看, 化学结合法比物理吸附法对酶活性影响小 B. 刚溶化的海藻酸钠溶液应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液 C. 海藻酸钠凝胶珠用蒸馏水冲洗的目的是洗去CaCl2和杂菌 D. 固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性迅速下降
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？
（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。
二、固定化技术原理和常用方法
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。 (1)常用的几种固定方式
包埋法
化学结合法 物理吸附法
2、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
3、发酵过程中锥形瓶为什么要密封？ 酵母菌的酒精发酵需要无氧条件
4、锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？ 酵母菌无氧呼吸产生
5、如果希望反复使用固定化酵母细胞，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？ 需要
6、CaCl2的作用是什么? 使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠
一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固 定化，而细胞多采用包埋法固定。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)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 多孔性物质 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。
结果分析与评价
1、观察凝胶珠的颜色和形状: 合格的凝胶珠应该是淡黄色、圆形或椭圆形的
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 ，酵母细胞易从包埋材料中 漏出 ，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 ，或注射器推进速度太快或距CaCl2溶液液面太近 ， 制作失败。
酵母细胞在高考命题中的重要位置 命题方向主要有 • 酵母细胞结构（如图） • 酵母细胞呼吸（兼性厌氧） • 酵母菌的计数（抽样检测） • 酵母菌在生态系统中的地位（作为分解者） • 果酒制作（传统发酵技术） • 基因工程作为受体细胞与细菌相比更具有优势 • 酵母细胞固定（尝试实验一下吧！）
实验操作 （一）制备固定化酵母细胞
酵母细胞的固定化
优点
高效性，低耗能，低污染
酶
缺点
易失活，难回收，不能再次利用
优点
固定化酶
缺点
优点
固定化细胞
实例
固定
化？
缺点
可反复利用 酶具有专一性
实例
成本低，操作更容易
固定化酵母细胞
与反应物不容易接近，可 能导致反应效果下降
一、固定化酶的应用实例
固定化酶技术生产高果糖浆选）右图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实
验结果，出现此结果的可能原因有（ ACD ）
A．海藻酸钠浓度过高 B．酵母细胞已经死亡 C．注射器中的溶液推进速度过快 D．注射器距离CaCl2溶液液面太近
例4：图1是制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化 酵母细胞进行酒精发酵的示意图，请回答以下相关问题： （1）图1中X溶液为 CaCl2溶液，其 作用是使 海藻酸钠形成凝胶珠 。 （2）图1中制备的凝胶球通常还 需用 蒸馏水 洗涤后再转移到图2 装置中，图2发酵过程中搅拌的 目的是使 培养液与酵母菌充分接触。 （3）在用海藻酸钠包埋酵母菌形成凝胶珠的过程中，加热溶解 海藻酸钠时需注意用 小火间断 加热，然后将溶化好的海藻酸钠 溶液 冷却至室温 后，加入酵母菌充分搅拌混合均匀。 （4）图2装置中的葡萄糖除了作为酵母菌发酵的原料以外，还 具有 为酵母菌的生长发育提供营养 作用。
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，使其活化
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。 活化后溶液体积增大
配制0.05mol/L CaCl2 溶液 0.7g 海藻酸钠＋10mL 水→50mL 烧杯→酒
精灯小火（或间断）加热，并不断搅拌，
浸泡30min目的：使形成的凝胶珠稳定
（二）用固定化酵母细胞发酵
固定化酵母细胞
冲洗
将固定的酵母细胞凝胶珠用 蒸馏水冲洗 2～3 次。目的？
洗去CaCl2和杂菌
发酵
150mL10％葡萄糖＋固定化酵母细胞→200mL 锥形瓶→ 密封→25℃发酵 24h。
葡萄糖作用： 1.作为酵母菌发酵的原料 2.为酵母菌的生长发育提供营养(能量）
例2：（2015苏州二模）. 下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述
中，正确的是（ C ）
A. 从酶的固定方式看, 化学结合法比物理吸附法对酶活性影响小 B. 刚溶化的海藻酸钠溶液应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液 C. 海藻酸钠凝胶珠用蒸馏水冲洗的目的是洗去CaCl2和杂菌 D. 固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性迅速下降