酵母细胞的固定化-201554讲解
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（大分子物质不能进入细胞）
（一）制备固定化酵母细胞 阅读P50～51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题？
（一）制备固定化酵母细胞 1、酵母细胞的活化 思考： 关于酵母菌你有哪些知识？
什么是活化？其本质是什么？ 活化的方法是什么？具体操作过程？ 操作过程中应注意什么？
4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
操作过程：
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，进行充分搅拌，使其混合 均匀，再转移至注射器中。 注意事项： ①溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温， 否则会因温度过高杀死酵母菌。 ②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。
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？
防止焦糊
特别提醒
①加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的 一环，涉及到实验的成败，一定要按照教 材的提示进行操作。
②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 的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 操作过程：
称取无水 CaCl2 0.83g，放入200ml的烧杯中， 加入150ml的蒸馏水，使其充分溶解，待用。
注意事项： 溶解物质要彻底，勿用自来水溶解，以防 自来水中各种离子影响实验结果。
3、配制海藻酸钠溶液
操作过程：
称取0.7g海藻酸钠，放入 50mL小烧杯中。加人10mL蒸 馏水，用酒精灯加热，边加 热边搅拌，将海藻酸钠调成 糊状，直至完全溶化，用蒸 馏水定容至10mL。 注意事项： 加热时要用小火，或者间断加热，反复几 次，直到海藻酸钠溶化为止。
3、酶和细胞固定方法的选择及原因？ （1）方法 ①酶适合采用化学结合和物理吸附法固定 ②细胞适合采用包埋法固定 （2）原因
①细胞体积大，酶分子很小
②体积大的细胞难以被吸附或结合，而体积 小的酶容易从包埋的材料中漏出 4、固定化酶和固定化细胞常用的载体材料 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚 丙烯酰胺等(其共同的特点是不溶于水的多孔性载体)
2、细胞（或酶）固定化的常用方法有哪些？ 3、酶和细胞固定方法的选择及原因？ 4、固定化细胞常用的不溶于水的多孔性载 体有哪些？
二、固定化细胞技术 1、什么是固定化酶或细胞技术？
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。
2、细胞（或酶）固定化的常用方法有哪些？
包
化学
吸源自文库
埋
结合
附
法
法
法
将酶（或细胞）将酶（或细胞） 将酶（或细胞）
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？哪一 种方法对酶活性的影响更小？
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
酵母细胞的固定化
通过课题背景分析，你有何体会？ 酶：优点：催化效率高，低耗能，低污染
实际 ①对强酸、强碱、高温等环境条件敏感，易失活； 问题：②溶液中的酶很难收回，不能被再次利用，提高
了生产成本；
③反应后酶混在产物中，如不去除，会影响产品的品质.
设想： 将酶固定在不溶于水的载体上. 固化定 酶：优实点际：酶 同 一既时 种能， 酶与还 只反可能应以催物反化接复一触利种，用化又学. 容反易应与，反而应在物生分产离实，践
一、固定化酶的应用实例 1、解决酶应用中存在问题的方法是什么？
固定化酶技术。即将酶固定在一定空间内的 技术（如固定在不溶于水的载体上）。 2、这种方法的优点是什么？
（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。 3、什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 高果糖浆是果糖含量为42%左右的糖浆。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、龋齿和心血管病，对人的健康 有利。
4、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什 么？这种酶有何特点？
生产高果糖浆需要葡萄糖异构酶； 其作用是将葡萄糖转化为果糖； 这种酶稳定性好，可持续发挥作用。
5、了解高果糖浆生产过程。 注意反应柱的各部分名称。
你能说出反应柱的优点吗？
反应柱能连续使用半年， 大大降低了生产成本，提 高果糖的产量和质量。
（一）制备固定化酵母细胞
1、酵母细胞的活化 活化：让处于休眠状 态的微生物重新恢复 正常的生活状态。 本质：加快新陈代谢。
方法：加入适量的水。
操作过程：
取1g干酵母，放入50ml的小烧 杯中，加入蒸馏水10ml，用玻 璃棒搅拌，使酵母细胞混合均 匀，成糊状，放置1h左右使其 活化。
注意事项： （1）所用容器要大一些； （2）要保证酵母菌的活性； （3）物种要单一； （4）注意水的用量。
包埋在细微网 相互连接起来 吸附在载体表
格里
面
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)固定化细胞固定的是一系列酶； (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；
问题：中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反 应才能完成的.
化固细定胞设：想：酶 固定是？细胞优合点成：的，成能本否低将，合操成作酶更的容细易胞. 直接.
一、固定化酶的应用实例
阅读P49，并思考： 1、解决酶应用中存在问题的方法是什么？ 2、这种方法的优点是什么？ 3、什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 4、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什 么？这种酶有何特点？ 5、了解高果糖浆生产过程。
思考：在生产实际中使用固定化酶技术
有什么不足?有什么解决办法?
不足：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。
解决 可采用固定化细胞技术。 办法：
二、固定化细胞技术
阅读P50内容，思考以下问题： 1、什么是固定化酶或细胞技术？
（一）制备固定化酵母细胞 阅读P50～51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题？
（一）制备固定化酵母细胞 1、酵母细胞的活化 思考： 关于酵母菌你有哪些知识？
什么是活化？其本质是什么？ 活化的方法是什么？具体操作过程？ 操作过程中应注意什么？
4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
操作过程：
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，进行充分搅拌，使其混合 均匀，再转移至注射器中。 注意事项： ①溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温， 否则会因温度过高杀死酵母菌。 ②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。
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？
防止焦糊
特别提醒
①加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的 一环，涉及到实验的成败，一定要按照教 材的提示进行操作。
②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 的酵母细胞的数目少，影响实验效果。
2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 操作过程：
称取无水 CaCl2 0.83g，放入200ml的烧杯中， 加入150ml的蒸馏水，使其充分溶解，待用。
注意事项： 溶解物质要彻底，勿用自来水溶解，以防 自来水中各种离子影响实验结果。
3、配制海藻酸钠溶液
操作过程：
称取0.7g海藻酸钠，放入 50mL小烧杯中。加人10mL蒸 馏水，用酒精灯加热，边加 热边搅拌，将海藻酸钠调成 糊状，直至完全溶化，用蒸 馏水定容至10mL。 注意事项： 加热时要用小火，或者间断加热，反复几 次，直到海藻酸钠溶化为止。
3、酶和细胞固定方法的选择及原因？ （1）方法 ①酶适合采用化学结合和物理吸附法固定 ②细胞适合采用包埋法固定 （2）原因
①细胞体积大，酶分子很小
②体积大的细胞难以被吸附或结合，而体积 小的酶容易从包埋的材料中漏出 4、固定化酶和固定化细胞常用的载体材料 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚 丙烯酰胺等(其共同的特点是不溶于水的多孔性载体)
2、细胞（或酶）固定化的常用方法有哪些？ 3、酶和细胞固定方法的选择及原因？ 4、固定化细胞常用的不溶于水的多孔性载 体有哪些？
二、固定化细胞技术 1、什么是固定化酶或细胞技术？
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。
2、细胞（或酶）固定化的常用方法有哪些？
包
化学
吸源自文库
埋
结合
附
法
法
法
将酶（或细胞）将酶（或细胞） 将酶（或细胞）
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？哪一 种方法对酶活性的影响更小？
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
酵母细胞的固定化
通过课题背景分析，你有何体会？ 酶：优点：催化效率高，低耗能，低污染
实际 ①对强酸、强碱、高温等环境条件敏感，易失活； 问题：②溶液中的酶很难收回，不能被再次利用，提高
了生产成本；
③反应后酶混在产物中，如不去除，会影响产品的品质.
设想： 将酶固定在不溶于水的载体上. 固化定 酶：优实点际：酶 同 一既时 种能， 酶与还 只反可能应以催物反化接复一触利种，用化又学. 容反易应与，反而应在物生分产离实，践
一、固定化酶的应用实例 1、解决酶应用中存在问题的方法是什么？
固定化酶技术。即将酶固定在一定空间内的 技术（如固定在不溶于水的载体上）。 2、这种方法的优点是什么？
（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。 3、什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 高果糖浆是果糖含量为42%左右的糖浆。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、龋齿和心血管病，对人的健康 有利。
4、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什 么？这种酶有何特点？
生产高果糖浆需要葡萄糖异构酶； 其作用是将葡萄糖转化为果糖； 这种酶稳定性好，可持续发挥作用。
5、了解高果糖浆生产过程。 注意反应柱的各部分名称。
你能说出反应柱的优点吗？
反应柱能连续使用半年， 大大降低了生产成本，提 高果糖的产量和质量。
（一）制备固定化酵母细胞
1、酵母细胞的活化 活化：让处于休眠状 态的微生物重新恢复 正常的生活状态。 本质：加快新陈代谢。
方法：加入适量的水。
操作过程：
取1g干酵母，放入50ml的小烧 杯中，加入蒸馏水10ml，用玻 璃棒搅拌，使酵母细胞混合均 匀，成糊状，放置1h左右使其 活化。
注意事项： （1）所用容器要大一些； （2）要保证酵母菌的活性； （3）物种要单一； （4）注意水的用量。
包埋在细微网 相互连接起来 吸附在载体表
格里
面
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)固定化细胞固定的是一系列酶； (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；
问题：中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反 应才能完成的.
化固细定胞设：想：酶 固定是？细胞优合点成：的，成能本否低将，合操成作酶更的容细易胞. 直接.
一、固定化酶的应用实例
阅读P49，并思考： 1、解决酶应用中存在问题的方法是什么？ 2、这种方法的优点是什么？ 3、什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 4、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什 么？这种酶有何特点？ 5、了解高果糖浆生产过程。
思考：在生产实际中使用固定化酶技术
有什么不足?有什么解决办法?
不足：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。
解决 可采用固定化细胞技术。 办法：
二、固定化细胞技术
阅读P50内容，思考以下问题： 1、什么是固定化酶或细胞技术？