课题酵母细胞的固定化
酵母细胞的固定化(定)
作用： 将葡萄糖转化为果糖
如何改进？
特点： 酶稳定性好，可持续发挥作用
直接使用酶时的缺点： 酶溶于葡萄糖溶液后，就无法 从糖浆中回收，造成很大①反应柱能连续使用半 年，大大降低了生产成 本。
②提高了果糖的产量和 品质。
三、实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 （二）用固定化酵母细胞发酵
（一）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。
〖思考〗活化是指什么？
在缺水状态下，微生物处于休眠状态。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。 操作提示
五、结果分析与评价
（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：
说明海藻酸钠的浓度偏高。 二者都说明制作失败，需要再作尝试。
（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
〖思考〗 1、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〗 2、锥形瓶中的气泡和酒精是怎么形成的？ 酵母菌进行无氧呼吸产生的
本请 并
节 结
完 成 习
做 好 复
束题 习
！
谢谢！
〖思考〗为什么要将海藻酸钠冷却至室温？
以免海藻酸钠温度过高杀死酵母菌
操作提示 海藻酸钠溶液必须冷却至室温，搅拌要彻底充分， 使两者混合均匀，以免影响实验结果的观察。
（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。
酵母细胞的固定化
酵母细胞的固定化课题5 酵母细胞的固定化1. 游离酶、固定化酶和固定化细胞的⽐较(1) 物理吸附法(吸附法)是将酶吸附在载体表⾯的⼀种固定⽅法。
特点是⼯艺简便且条件温和，应⽤⼴泛。
实质是利⽤酶与载体之间的范德华⼒实现吸附。
(2) 化学结合法(交联法)是利⽤酶与载体之间形成的共价键将酶进⾏固定的。
2. 酵母细胞的固定化（1）活化:在缺⽔状态下，微⽣物处于休眠状态。
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。
（2）⽤蒸馏⽔配制CaCl溶液,⽽不⽤⾃来⽔。
原因是防⽌⾃来⽔中各种2离⼦影响实验结果。
溶液的作⽤：使胶体聚沉，凝胶珠形成稳定的结构。
（3）CaCl2（4）海藻酸钠的作⽤：包埋细胞。
溶液中浸泡⼀段时间，以便形成稳定的结（5）刚形成的凝胶珠应在CaCl2构。
（6）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。
（7）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. ⽤固定化酵母细胞发酵（1）配制麦芽汁或葡萄糖溶液:注意浓度适宜，过⾼会造成固定的酵母细胞失⽔，甚⾄死亡。
（2）葡萄糖的作⽤：既可以作为发酵底物，也作为酵母菌细胞的营养物质。
（3）固定化酵母凝胶珠的处理:固定好的凝胶珠从氯化钙溶液取出后要⽤蒸馏⽔冲洗2~3次。
洗去氯化钙溶液的⽬的是防⽌凝胶珠硬度过⼤，影响通透性。
（4）发酵:开始时凝胶珠沉在发酵液的底部，⼀段时间后慢慢上浮且有⽓泡产⽣，发酵液有酒味。
思考：1.发酵过程中锥形瓶为什么要密封？2.锥形瓶中的⽓泡和酒精是怎么形成的？3.发酵时为什么要将温度控制在25℃？例题：为了探究啤酒酵母固定化的最佳条件，科研⼈员研究了氯化钙浓度对固定化酵母发酵性能的影响，结果如下图所⽰。
高中生物酵母细胞的固定化 (3)
↓ 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
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。
(3)影响实验成败的关键步骤是________________。 (4)海藻酸钠溶化过程的注意事项是______________。 (5)如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞 数目_____。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形 ，说明 ______。 (6)该实验中CaCl2溶液的作用是__________。
解析 (1)酵母细胞在缺水的状态下休眠。活化是加入水使酵 母菌恢复到生活状态。酵母细胞活化后体积会增大。(2)固定 化酶常用化学结合法和物理吸附法固定化。(3)实验的关键是 配制海藻酸钠溶液，得到凝胶珠。(4)海藻酸钠溶化过程要小 火加热(小火间断加热)不断搅拌，使海藻酸钠完全溶化，又 不会焦糊。(5)海藻酸钠浓度过低，包埋的酵母菌就过少；海 藻酸钠浓度过高，不易与酵母菌混合均匀。(6)氯化钙能使海 藻酸钠形成聚沉。
反应物不易 与酶接近， 尤其是大分 子物质，反 应效率下降
酵母固定化 实验报告
酵母固定化实验报告
酵母固定化是将酵母细胞固定在一定载体上的过程。
这种方法可以使酵母在酶反应中重复使用，提高产量和效率。
在本次实验中，我们使用凝胶微珠作为载体，通过将酵母细胞培养在微珠表面上，使其固定化。
本实验的目的是探究酵母固定化对酵母细胞生长和代谢的影响。
首先，我们准备了酵母固定化实验所需的材料。
包括酵母细胞悬浮液、凝胶微珠、培养基和培养设备等。
接下来，我们按照实验流程进行操作。
首先，我们将凝胶微珠浸泡在无菌水中，以去除可能存在的污染物。
然后，将凝胶微珠放入培养基中，在摇床上以适当的速度和时间进行搅拌，使酵母细胞均匀地附着在微珠表面上。
接下来，我们将固定化的酵母细胞收集并洗涤，以去除未附着的细胞，并将其转移到新的培养基中。
然后，我们在恒温恒氧条件下进行培养，并定期观察酵母细胞的生长情况。
在实验过程中，我们对比了未固定化的酵母细胞和固定化的酵母细胞的生长速率和代谢活性。
结果显示，固定化的酵母细胞在培养基中生长得更快，并且具有更高的酶活性。
这表明固定化技术可以提高酵母细胞的代谢效率。
此外，我们还测试了固定化酵母细胞的稳定性。
结果显示，固定化酵母细胞在多
次重复使用后仍能保持较高的活性，而未固定化的酵母细胞的活性逐渐下降。
这进一步证实了固定化技术的可行性和有效性。
综上所述，酵母固定化技术可以提高酵母细胞的生长速率和代谢活性，增加产量和效率。
此外，固定化的酵母细胞还具有较好的稳定性，可以重复使用。
因此，酵母固定化技术具有广阔的应用前景，在工业生产和科研领域有着重要的意义。
人教版高中生物选修一《生物技术实践》 酵母细胞的固定化及其应用说课稿
酵母细胞的固定化及其应用一、使用教材人教版生物选修一《生物技术实践》专题四课题三。
二、实验器材干酵母粉、小球藻种、光合细菌、活性炭、海藻酸钠、琼脂、冰粉粉、卡拉胶、琼脂糖、亚甲基蓝、亚硝酸盐试剂盒、柠檬酸钠。
分光光度计、数码显微镜、电子天平、水浴锅三、实验创新要求/改进要点1、实验改进要点：降低海藻酸钠浓度，以提高固定化酵母细胞发酵效果和反复发酵次数。
2、实验创新要点：（1）自主创新建立凝胶珠质量量化评价标准（2）制作凝胶珠临时切片观察固定化细胞生长状况（3）利用活性炭吸附，将物理吸附法与包埋法结合固定原核细胞（4）利用固定化细胞技术对养鱼废水进行处理。
四、实验原理/实验设计思路通过预实验探索能够反复使用的固定化酵母细胞，并测定固定化酵母细胞连续使用的时间，并应用于废水处理，同时探究几种不同的固定化细胞对养鱼废水处理的效果。
五、实验教学目标1、在预实验中培养观察提问、实验设计能力，在正式实验中培养方案实施、合作交流等科学探究能力。
2、通过设定并实施酒精发酵实验方案体验固定化细胞反复使用的优点。
3、尝试使用“建模和模型”的科学思维方法构建酵母菌海藻酸钠混合溶液配比模型，为后续实验提供简化方案。
4、探索固定化技术对家庭养鱼废水的处理效果、培养环境保护的社会责任意识和稳态与平衡的生命观念，体会固定化技术易于固液分离的优点。
5、通过自主学习、自主探究，使用“批判与创造”的科学思维优化实验步骤，解决生活中真实的问题六、实验教学内容本节课是学习通过预实验发现教材实验中的问题，拟定探究课题在课上进行探究，从而改进方案制备固定化酵母细胞。
再比较几种固定化细胞对养鱼废水中亚硝酸盐的去除效果，选择合适的凝胶珠处理废水。
七、实验教学过程1、引入：教师按照教材步骤和配方制备的固定化酵母细胞酒精发酵后，凝胶珠易碎、松散。
给布置任务进行预实验，发现问题，从而改进实验。
2、探究：各小组学生按照本组探究课题进行实验3、解释：各组汇报交流结果，优化固定化酵母细胞制备的操作、改进海藻酸钠溶液的浓度。
酵母细胞的固定化
酵母细胞的固定化什么是酵母细胞的固定化？酵母细胞的固定化是通过某些物理或化学方式将酵母细胞固定在载体上，从而形成固定化酵母细胞。
固定化酵母细胞具有较高的代谢活性和稳定性，适合应用于许多生产和环境保护领域。
固定化酵母细胞可通过吸附、包埋、凝胶化和共价交联等方式实现。
其中，共价交联是一种常见的方法，它使用化学物质使酵母细胞与载体形成共价键，从而增强稳定性和代谢活性。
固定化酵母细胞的应用食品加工酵母细胞是食品加工中广泛使用的微生物。
固定化酵母细胞可被应用于发酵、浸泡和食品增味等过程中，从而提高产品的质量和产量。
饲料添加剂固定化酵母细胞在饲料添加剂中也有广泛应用。
它可以增加畜禽的生长速度、增强抵抗力和改善肠道菌群，从而提高养殖生产效益。
生物医药固定化酵母细胞在生物医药领域中也有广泛应用。
它可以用于生产酵母蛋白、生物柴油、医药中间体等，从而为生产提供更高效的代谢平台。
环境保护固定化酵母细胞对环境压力的响应较强，可以用于处理废水中的有机污染物等。
通过将酵母细胞固定在载体上并将其与废水接触，可以使其代谢这些有机物质并将它们降解。
固定化酵母细胞的优势和劣势优势1.增强代谢活性和稳定性。
2.操作方便，可以重复使用。
3.保护环境和减少废弃物产生。
劣势1.成本较高。
2.可能出现酵母细胞和载体之间的界面问题。
3.缺乏对特定应用的优化。
固定化酵母细胞具有极高的应用价值，在不同领域中都有广泛的应用。
鉴于优势和劣势的影响因素，我们可以尝试优化不同的固定化方法，为实现性价比更高的酵母细胞固定化方案做出有效的基础研究工作。
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。
课题3 酵母细胞的固定化
2．配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 配制物质的量浓度为0.05mol/L的 0.05mol/L
思考： 、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液有什 思考：2、配制物质的量浓度为 的 么作用？ 么作用？
3．配制海藻酸钠溶液 ． 思考： 配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？ 思考：①配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？ 包埋酶或细胞 ②在加热的过程中，为什么要用小火，或者间断加热？ 在加热的过程中，为什么要用小火，或者间断加热？ 防止焦糊 4．海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 ． 5．固定化酵母细胞 ． 思考： 为什么刚形成的凝胶珠要在 思考：①为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中 溶液中 浸泡30min左右？ 左右？ 浸泡 左右 形成稳定的凝胶珠 ②如何检验凝胶珠的质量是否合格？ 如何检验凝胶珠的质量是否合格？
四．实验操作结果分析与评价
1．观察凝胶珠的颜色和形状问题思考： ．观察凝胶珠的颜色和形状问题思考： 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明什么？ ①如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明什么？ 如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明什么？ ②如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明什么？ 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色， 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； 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， 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。 制作失败，需要再作尝试。 2．观察发酵的葡萄糖溶液 ． 问题思考：当观察到哪些现象时，可说明实验获得成功？ 问题思考：当观察到哪些现象时，可说明实验获得成功？ 为什么？ 为什么？ 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精， 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。 很多气泡，同时会闻到酒味。
《课题3 酵母细胞的固定化》教学设计(江苏省市级优课)
专题 4 课题 3 酵母细胞的固定化
（一）教材与学情分析
本课题的课题背景简单地从酶在生产生活实践中遇到的一些实际问题提出了一些设想，从而引出“固定化酶” 技术，又从酶的专一性出发，考虑酶促反应往往是一系列的反应，由此又引出“固定化细胞技术”。这样从“酶 到固定化酶、再到固定化细胞”的发展过程，现了科学技术的发展是不断地提出问题和解决问题的动态过程，也 非常符合学生的认知规律。高二的学生已经具备了一定的生物学知识，比如有关酶的概念、特性；又掌握了用酵 母菌酿酒的原理，并掌握有一定的生物学常规实验操作技能，但要将原有的知识用到新知识中，以及迁移到实际 应用中还有所欠缺。本课题能够通过学生了解固定化细胞技术在社会生活生产中的应用，对学生进行 STS 教育， 重在培养学生动手操作能力和创新思维等，使学生体验科学技术和生活实际的密切联系。但“酵母细胞的固定化” 实验对教师和学生而言都是全新的。
【比较】酶和细胞的固定方法和特点
固定对象
酶
细胞
适宜固定 法
化学结合法、物理吸附法
包埋法
特
体积小，固定一种酶。
体积大，固定一系列酶。
点
包埋法容易丢失
难以化学结合和吸附
〖思考 1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？吸附法。
c．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）。
在实验教学中，利用手机、电脑、投影技术，将学生操作实时投影到屏幕上突破了实验课中，学生相互间信 息交流以及相互展示的障碍，该手段今后也可在其他实验教学中进行采用试行。
酒精发酵
冲洗凝胶珠
固定化酵母细胞
（三）课堂总结、点评
酵
专题4_课题3_酵母细胞的固定化
基础知识
(一 )
固定化酶的应用实例
我们以高果糖浆的生产为例来了解固定化酶技术在生产实践中 的应用。高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构
酶，它能将葡萄糖转化成果糖。这种酶的稳 定性好，可以持续发挥作用。但是，酶溶解 于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造 成很大的浪费。
思考： 如果你是工程技术人员，如何解决这一缺点？
直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点
类型 优点 不足
P52
催化效率高，低耗能、 对环境条件非常敏感，容易失活； 直接 低污染等 溶液中的酶很难回收，不能被再次 使用 利用，提高了生产成本；反应后酶 酶 会混在产物中，可能影响产品质量 酶既能与反应物接触， 一种酶只能催化一种化学反应，而 又能与产物分离，同 在生产实践中，很多产物的形成都 固定 时，固定在载体上的 通过一系列的酶促反应才能得到的 化酶 酶还可以被反复利用 成本低、操作容易。 固定 对酶活性的影响更小、 化细 可以催化一系列的反 胞 应、容易回收 固定后的酶或细胞与反应物不容易 接近，可能导致反应效果下降等。 由于大分子物质难以自由通过细胞 膜，因此固定化细胞的应用也受到 限制
基础知识
（二）固定化细胞技术
方法
原理
适用对象
1包埋法 是将聚合物的单体与酶溶液混 酶或细胞 合，再借助于聚合助进剂(包括 交联剂)的作用进行聚合，酶被 包埋在聚合物中以达到固定化 2化学 酶蛋白的侧链基团和载体表面 酶 结合法 上的功能基团之间形成共价键 而固定的方法 3物理 通过氢键、疏水作用和π电子 酶 吸附法 亲和力等物理作用，将酶固定 于水不溶载体上．从而制成固 定化酶
基础知识
（二）固定化细胞技术
1、从操作角度来考虑，你认为哪一种方法更容易? 2、哪一种方法对酶活性的影响更小? 3、固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶? 4、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? 5、如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法? 问：固定化酶和固定化细胞常用的载体材料？
“酵母细胞的固定化”实验中需注意的若干细节
建议 ： 采用水浴加热替代小火或 间断加 热 ， 使操作
更为简便 。 ４ 海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合 已活化 的酵母细胞不能立 即加到刚溶化好 的海藻
酸钠溶液 中 ， 以免高温杀死酵母细胞 ， 一定 要等海藻酸 钠溶 液冷却 至室温后 才能加 入 。加 入酵母 细胞 后 ， 还 要进行充分搅 拌 ， 使其 混合 均匀 。如 果觉得 常温 冷却
珠易开裂。
建议 ： 在距氯 化钙液 面 １ ５～３ ０ ｅ ｍ 处缓 慢滴加 ， 形
环。首先 ， 要控制好海藻酸钠溶液 的浓度 ， 配制的浓度 既不 能太高 ， 也 不能太低 。如果配制 的浓 度过高 ， 很难 酶活最大 ， 所 以答案 是蔗糖 ； （ ２ ） 题要求 学生根 据一定 的实 验 目的进 行实验 设计 ， 因为此题 的 目的是 为 了获 得碳 源的最 佳 浓 度 ， 因此 设 计 时碳 源 浓度 分 别 是 ０ ．
冰块 的冷水 中加速冷却 ， 以缩短冷 却时 间。 建议 ： 用冰水来冷却溶化好 的海藻 酸钠溶液 ， 以节
约实验时间。 ５ 固定 化 酵 母 细 胞
常用方法是 ： 海 藻酸钠 溶液 与酵 母细胞 混 合均匀
段时间 ， 钙 离子可 与海藻酸 根离子螯 合成 不溶 于水 的 海藻酸钙凝 胶 ， 形成 稳定 的结构 ， 使酵 母菌 更易 固定 。 另外 ， 氯化钙 还可 以增加 酵母菌 细胞壁 的通透 性 。需 要注意的是 ， 配制的氯化钙溶液浓度不能 过高 ， 否则会 导致 形成的凝胶珠硬度过大 ， 容易 开裂 。如果有条件 ， 也 可用饱 和的硼 酸 一氯化 钙溶液来替 代 ， 这样 制备 出 的凝胶珠结 构更加稳定 ， 发酵效果更好 。 建议： 用饱 和的硼酸 一氯化钙溶液代替 ０ ． ０ ５ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ
“酵母细胞固定化实验”的教学设计
“酵母细胞固定化实验”的教学设计酵母细胞固定化实验是一种比较复杂的细胞生物学实验，是细胞生物学研究中的重要技术方法。
它的实现需要不同的步骤，包括细胞的分离、细胞的识别、细胞的培养和细胞的固定化。
酵母细胞固定化实验，既简单又有效，是研究细胞生物学和病毒生物学的重要基础。
二、实验目的酵母细胞固定化实验的目的是将细胞的膜分离为水溶性的膜质量和非水溶性的膜质量，以及使用不同技术观察和研究它们的结构和功能。
三、试验材料酵母细胞固定化实验需要以下材料：普通电镜，细胞培养基，培养环境，手持显微镜，透明硅胶切片，透明膜，碳化钛制备膜片。
四、试验原理酵母细胞固定化实验首先是将细胞经过细胞分离和细胞识别，然后细胞进行培养，最后使用碳化钛或透明硅胶固定，这样可将细胞的膜分离为水溶性的膜质量和非水溶性的膜质量。
五、实验步骤（1）细胞分离：把已经培养好的酵母细胞用普通光镜观察，与其他细胞进行区分，以确定研究的酵母细胞；（2）细胞培养：将细胞培养在放大倍数为400-1000倍的手持显微镜的培养环境中，如使用乙醇作为培养液，进行温度和PH等方面的控制，使细胞处于一定的条件下进行营养维持；（3）细胞固定：将细胞用碳化钛或透明硅胶制备成膜片，使细胞膜分离为溶性和不溶性的膜质量；（4）细胞观察：使用透明膜用显微镜观察细胞结构，观察细胞形态变化，病毒分布情况以及其它有关信息。
六、安全须知（1）操作实验前应穿戴抗化学污染服装，佩戴口罩，戴手套和眼罩；（2）操作时应将细胞培养基和培养环境放在操作台上，不要放置在易燃的地方，以免引发消防火灾；（3）操作实验结束后，应彻底清洁和消毒实验室，把细胞培养基和培养环境处理掉。
七、结论酵母细胞固定化实验是一种能够识别细胞的复杂实验，它需要仔细操作，严格控制环境，正确操作，正确处理细胞培养基和培养环境，才能获得良好的实验效果。
通过酵母细胞固定化实验，我们可以更加清楚地观察和研究细胞的结构和功能规律，从而帮助我们深入地了解细胞的生命科学。
实验：酵母细胞的固定化
在CaCl2溶液中钙化30min，即可使用。
五、注意事项
加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环
一定要溶解彻底，在溶解过程中不断搅拌，在降温过程中不能低于45
实验四 酵母细胞的固定化
高大响
一、 实验目的和要求
了解固定化细胞的原理。 掌握用海藻酸钠制备固定化酵母细胞的方法。
二、 实验原理
工业上常用包埋法固定微生物细胞。根据包埋剂的特性 ，海藻酸钠在水相中加热溶解呈溶液状。将细胞加入混 匀，滴入氯化钙溶液中，由于离子的转移作用而凝固， 形成凝胶颗粒，凝胶颗粒中的微小空格将细胞固定。
玻璃棒、温度计、镊子
四、 实验方法和步骤
酵母细胞的活化 取市售干酵母按1g投入到20ml 36～38℃的温水中活化15～
20分钟，酵母细胞活化时体积会变大，活化前应该选择体 积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器外。
四、 实验方法和步骤
酵母细胞的固定化 在冷却至45～50℃左右海藻酸钠溶液中，加入5mL预热至
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。
谢谢！
℃，否则会凝固。
五、注意事项
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
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2020/11/4
4
过程与方法
通过实验与理论知识相结合的方法， 在实验中掌握酵母细胞固定化的知识。
情感态度与价值观
1. 培养学生动手实验能力。 2.培养在实验过程中的团结互助的精神。
2020/11/4
5
教学重难点
课题重点
制备固定化酵母细胞。
课题难点
制备固定化酵母细胞。
2020/11/4
6
内容解析
B选项固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高， 耐受性比较好，和溶解氧没什么关系；
C选项利用固定化酶降解水体中有机磷农药，纯粹 的化学反应，不需要提供营养条件，固定化细胞发 挥作用需要。
D选项利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用 作为反应底物也为碳源来调节酵母菌的代谢方式。
2020/11/4
31
课堂练习
1. 基础知识
从酶到固定化酶再到 固定化细胞的发展史
2020/11/4
7
存在问题：
• 容易失活 • 不能再次
利用 • 产物中的
酶影响产 品质量
设想：
将酶固定在 不溶于水的 载体上
固定化酶出现
2020/11/4
8
存在问题：
固定化酶
设想：
• 一种酶只能 催化一种化 学反应
• 生产实践中， 产物需要一系 列酶促反应得到
填空题
1.固定化酶和固定化细胞通常采用_包__埋__法___、 ___化__学__结__合__法_____ 、___物__理__吸__附__法____三种方法。 法其中，酶更适合采用_化__学__结__合__法__、__物__理__吸__附___， 细胞更适合采用_包__埋__法___。
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
B. 低耗能 D.可以反复利用
2. 在固定化酵母细胞中，海藻酸钠溶液的作用是 （A）
A. 固定化酵母细胞 B. 悬浮酵母细胞 C. 回收酵母细胞 D. 催化化学反应
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简答题
1. 在实验过程中为什么要活化酵母细胞？
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固定化细胞技术 包埋法
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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
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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. 固定化酶的应用中，要控制好pH、温
度和溶解氧
C. 利用固定化酶降解水体中有机磷农药，
需提供适宜的营养条件
D. 利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的
作用只是作为反应物
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解析：
本题考查固定化酶和固定化细胞的相关知识。
酶来自细胞， 能否将合成细胞 的酶直接固定
固定化细胞出现
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思考下面的问题
如何使酶或者细胞既能在反应过程 中与反应物接触，又能在反应结束后与 反应物分离？
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包埋在网格中
用化学键结合起来
物理吸附在载体上
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通常情况下，酶和细胞固定采用不同的方法
使其混合均匀
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固定化酵母细胞 ➢ 将溶液转移至注射器中 ➢ 将注射其中的溶液滴加
到配置好的CaCl2溶液中 ➢ 液滴在CaCl2溶液中形成
凝胶珠
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固定化酵母细胞 ➢ 将这些凝胶珠在CaCl2
溶液中浸泡30min左右
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（2）用固定化酵母细胞发酵
➢将凝胶珠用蒸馏水冲洗2~3次
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3. 将葡萄糖溶液从反应柱上端注入
葡萄糖 葡萄糖异构酶 果糖
4. 果糖溶液从下端流出，葡 萄糖异构酶仍保留在反应柱内
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我们采取这种方法，成功 地实现了酶与反应物的自由接 触与分离。
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固定化技术
课堂小结
固定酶技术
化学结合法
物理吸附法
课题酵母细胞的固定 化
在日常生活中，我们无法将酵母菌反复使用。
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有什么办法可以 使酵母菌反复使用？
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专题4 酶的研究与应用
教学目标
知识与能力
1. 了解固定化酶在生产实践中的优点。
2. 掌握固定化酶和固定化细胞的作用 和原理。
3. 掌握固定化酶或细胞的方法。
4. 产是指被固定化酵母细胞，并利用 固定化酵母细胞进行酒精发酵。
CaCl2 0.83g 150mL H2O
海藻酸钠 0.7g 10mL水 小火加热
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干酵母活化 ➢ 取1g干酵母，放10mL水中，
用玻璃棒搅拌成糊状， 放置1h左右使其活化
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固定化酵母细胞 ➢ 将已经活化的酵母细胞加
入到海藻酸钠溶液中 ➢ 用玻璃棒进行充分搅拌，
原因 固定的 酵母细胞过 多，海藻酸 钠浓度偏高
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失败
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3.2 固定化酵母细胞发酵结果分析
葡萄糖溶液中产 生许多气泡，同时闻 到酒味
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4. 相关链接
固定化酶技术高果糖浆生产中的应用
1. 将葡萄糖异构酶固定在颗粒 状载体上
2. 将酶颗粒装入到反应柱内，反 应柱地段有筛孔，可以使反应溶液通 过，而酶颗粒不能通过
物理吸附法 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
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CaCl2溶液
海藻酸钠
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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
➢将凝胶珠放入10%葡萄糖溶 液中，25℃发酵24h
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3. 结果结果分析与评价
3.1 制备固定化酵母细胞结果分析
形成凝胶珠的颜色较深，形状为圆形或椭圆形
成功
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凝胶珠颜色过浅，呈白色
原因 固定的
酵母细胞过 少，海藻酸 钠浓度偏低
失败
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凝胶珠不是椭圆形或圆形，呈其它形状