2019-2020年新人教版高中生物选修1《课题4.3酵母细胞的固定化》详细教案设计附课堂练习
人教版高中生物选修1基础过关+对点训练：专题4.课题3 酵母细胞的固定化 Word版含解析
人教版高中生物选修1基础过关+对点训练专题4 酶的研究与应用课题3 酵母细胞的固定化理一理判一判1.活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
(√)2．固定化细胞相当于固定了一系列酶。
(√)3．酶分子相对较小，常用包埋法进行固定。
(×)4．将固定好的酶放于反应柱后，底部筛板上的小孔能使酶通过而反应物无法通过。
(×)5．固定化酵母细胞需要用到CaCl2溶液和海藻酸钠溶液。
(√) 6．生产高果糖浆时所固定的葡萄糖异构酶可以无休止重复使用下去。
(×)7．细胞的固定化不需要无菌操作。
(×)8．用固定化细胞进行酒精发酵时，不受温度的影响。
(×)悟一悟1.在缺水状态下，微生物处于休眠状态。
活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
酵母细胞需要的活化时间较短，一般为0.5～1 h，但实验时需要提前做好准备。
2．酵母细胞活化时体积会变大，因此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。
3．加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，关系到实验的成败，一定要按照教材的提示进行操作。
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。
4．海藻酸钠的浓度关系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，可影响实验效果。
5．溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，否则会因温度过高而导致酵母菌死亡。
6．可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠，用作对照。
7．海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质的作用下，发生聚沉，形成凝胶珠，需稳定30 min左右。
8．细胞的固定化要在严格无菌的条件下进行；反复使用固定化酵母细胞时，酵母菌种要纯，用具和材料要严格消毒，同时要注意控制温度，营养液中成分应全面，还需要避免其他微生物的污染。
感悟体会：练一练1.[2018·江苏高考真题]下列关于酵母细胞固定化实验的叙述，正确的是( )A．用温水使海藻酸钠迅速溶解，待其冷却到室温后用于包埋细胞B．进行包埋时，用于悬浮细胞的CaCl2溶液浓度要适宜C．注射器(或滴管)出口应尽量贴近液面以保证凝胶珠成为球状D．包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性解析：在酵母细胞固定化实验中，应该用小火、间断加热的方式使海藻酸钠缓慢溶解，A项错误；将混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液进行酵母细胞的固定化，CaCl2的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠，B项错误；注射器(或滴管)出口应与液面保持适当的距离，以保证凝胶珠成为球状，C项错误；包埋酵母细胞的凝胶珠为淡黄色半透明状，并具有一定的弹性，D项正确。
人教版高中生物选修一4.3《酵母细胞的固定化》
优点
酵
应用实例
母
细
胞 的
固定化酶和固定化细胞技术
包埋法 化学结合法
固 定 化 固定化酵母细胞的制备
物理吸附法
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的混合
固定化酵母细胞
巩固练习
1、酶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
3、配制海藻酸钠溶液 ① 过程
称取0.7g海藻酸钠，放入50ml小烧杯 中，加入10ml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。
②注意事项
加热时要用 小火，或者 间断反加复热几次，直 到海藻酸钠溶化为止。
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。
4.3 酵母细胞的固定化
学习内容：
1.说出固定化酶的作用和原理。（重点） 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。（难点）
酶的应用
优点：催化效率高、低耗能、低污染。
缺点：
如何解决？
1、对环境条件敏感、易失活；
2、难回收、不能再次利用、成本高；
3、反应后，酶混在产物中，影响产品质量。
（3）在生产中直接使用酶有什么缺点？
酶溶解于葡萄糖溶液后，无法回收， 造成浪费
固定化酶的反应柱示意图
葡萄糖
上端注入
反应柱
下端流出
人教版选修1生物技术实践《酵母细胞的固定化》教案及教学反思
人教版选修1生物技术实践《酵母细胞的固定化》教案及教学反思一、背景介绍生物技术是将生物学原理和应用技术相结合的一门科学。
生物技术研究的是如何利用生物学现有的知识、工具和技术来开发新的产品或改进现有产品。
生物技术已经广泛应用于医学、农业、工业和环境等领域。
选择本科目中《酵母细胞的固定化》这一实验教学内容，主要是希望学生能够从中学习到酵母及其生长规律的基本概念和实验操作技能，以及掌握生物技术固定化技术在酵母培养中的使用。
二、实验目的通过该实验，学生应能够：1.了解酵母的生物学特性，掌握酵母的生长规律。
2.了解酵母固定化技术的理论基础和作用机理，了解其在生物技术中的应用。
3.能够正确掌握酵母固定化技术的操作步骤，制备出稳定的酵母培养物。
三、教学材料1.酵母2.培养基3.固定化剂四、教学过程实验1 酵母培养1.准备好酵母、培养基和所需的实验仪器及玻璃器皿。
2.准备好细菌接种环，先将其蘸入无菌水中消毒，再蘸入酵母培养物中，取出后转化成无菌接种环。
3.将接种环温和地铺满在已灭菌的培养基表面上。
4.将培养皿使用无菌方法密封，并存放在适当的温度下，观察酵母生长情况。
实验2 酵母固定化1.准备好酵母培养物、固定化剂以及所需的实验仪器及玻璃器皿。
2.将准备好的培养物液体分装到已经消毒过的玻璃器皿中。
3.将已经消毒过的固定化剂逐滴滴入到培养皿之中，轻轻旋转，使其充分混合。
4.将培养皿密封，采用适当的方法进行培养和观察其生长情况。
实验3 静态培养和摇床培养1.准备好酵母固定化材料、培养基和所需的实验仪器及玻璃器皿。
2.涂抹好的酵母材料，分别进行静态培养和摇床培养，观察其生长情况。
五、教学反思通过本次酵母细胞的固定化实验教学，我发现实验操作步骤和材料的准备都是相对简单的。
但是在实施过程中，学生对固定化技术的理论知识掌握不够深入，在实验分析和结果表述方面还需要加强。
因此，我认为在后续的教学实践中，应该提前安排足够的时间，让学生深入了解所需实验知识的相关理论知识，带领他们进行小组讨论，解决掉他们在理论和操作方面出现的疑惑。
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
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课题3 酵母细胞的固定化
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知识梳理
HISHISHULI
重难聚焦
HONGNANJUJIAO
典例透析
IANLITOUXI
题型一 题型二 题型三
题型三 固定化酶和固定化酵母细胞的研究与应用
【例题3】 下列关于固定化酶和固定化酵母细胞的研究与应用 的叙述,错误的是( )
A.从酶的固定方式看,物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小 B.作为消化酶使用时,蛋白酶制剂以口服方式给药 C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶,可以反复使用 D.将海藻酸钠凝胶珠用蒸馏水冲洗,目的是洗去CaCl2和杂菌 解析:用化学结合法固定化酶,可能会使部分酶的分子结构发生 变化,从而影响到酶的活性;作为消化酶时,以口服方式给药,蛋白酶 制剂才可进入消化道起作用;试纸使用后被污染,不可以反复使用; 海藻酸钠凝胶珠是在CaCl2溶液中形成的,在制备过程中也可能混 入了杂菌,因而要用蒸馏水冲洗。 答案:C
HONGNANJUJIAO
典例透析
IANLITOUXI
题型一 题型二 题型三
题型二 固定化酶或固定化细胞的制备过程 【例题2】 下图1表示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,下列叙述错误的是( )
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课题3 酵母细胞的固定化 题型一 题型二 题型三
5.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到配制好的CaCl2溶 液中,液滴形成凝胶珠状后,将这些凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡 30 min左右。
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课题3 酵母细胞的固定化 一二三
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知识梳理
HISHISHULI
(人教版)高中生物选修一全册：4.3酵母细胞的固定化课件
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课前预习导学
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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。
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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。
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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
直接使用酶
固定化酶技术 固定化细胞技术
酶的 种数
一种或几种
一种
一系列酶
常用 载体
无
高岭土、皂土、 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、
硅胶、凝胶
醋酸纤维素、聚丙烯酰胺
制作 方法
无
化学结合固定 化、物理吸附固 包埋法固定化 定化
是否
需要 营养
否
否
是
物质
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(4)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。
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当堂检测
1.关于固定化酶和一般酶制剂应用效果的说法中,错误的是( )。
A.固定化酶生物活性强,可长久使用 B.一般酶制剂应用后和产物混在一起,产物的纯度不高 C.一般酶制剂参加反应后不能重复利用 D.固定化酶可以反复利用,降低生产成本,提高产量和质量 解析:固定化酶可反复利用,所以使用时间较长,并不是因为生物活性强 而可长久使用。单纯从生物活性方面分析,固定化酶与一般酶制剂的活 性差别不大。 答案:A
2019-2020学年人教版 选修一酵母细胞的固定化 课件 (40张)
分析：固定化细胞固定的是一系列特定的酶，可以催化一系列特定的化学
反应，而不是催化各种反应底物的反应。
6．反应物是大分子物质时最好采用固定化细胞技术。( × )
生
物 选
分析：大分子物质难以自由通过细胞膜，因此固定化细胞不易使反应物充
修
① 分反应，最好采用固定化酶技术。
人
教
版
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·
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专题四 酶的研究与应用
人 教
(2)固定化细胞技术制备的成本__低____，操作_简__便_____。
版
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专题四 酶的研究与应用
1．如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应选择哪一种方法？如
果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法？为什么？
提示：前者可选择固定化细胞技术，后者可选择固定化酶技术。固定化细
胞固定的是一系列酶，可以催化一系列反应；大分子物质难以自由通过细胞
生 物
分析：加酶洗衣粉添加了酶制剂，但没有固定化，因此不能反复利用。
选
修
①
人 教 版
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·
专题四 酶的研究与应用
3．酶分子很小，常采用包埋法固定。( × ) 分析：酶分子很小，容易从包埋材料中漏出，故酶更适合采用化学结合和
物理吸附法固定。
4．包埋法常用的载体是不溶于水的多孔性载体。( √ ) 5．固定化细胞是可以催化各种反应底物的一系列反应。( × )
教
版
图示
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专题四 酶的研究与应用
试分析图示中，哪一种与海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细 胞相似( D )
[解析] A、B选项适合于酶的固定化，C既用于酶固定，也可用于细胞固 定，制备固定化酵母细胞用的是包埋法，即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝
2019-2020年新人教版高中生物选修1《4.3酵母细胞的固定化》重点高中教案学案一体化精品
2019-2020年新人教版高中生物选修1《4.3酵母细胞的固定化》重点高中教案学案一体化精品【课题目标】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。
【课题重点与难点】1．课题重点：制备固定化酵母细胞。
2．课题难点：制备固定化酵母细胞【知识要点】1.利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例；2.固定化酶的反应柱示意图；3.固定化酶在生产实践中的优点【导学诱思】1．高果糖浆的生产需要使用，它能将葡萄糖转化成果糖。
这种酶的好，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。
2．使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的。
酶颗粒无法通过筛板的小孔，而反应溶液却可以自由出入。
生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。
反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。
3．固定化酶和固定化细胞是利用或方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括、和法。
一般来说，酶更适合采用和法固定，而细胞多采用法固定化。
这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被或，而个小的酶容易从中漏出。
4．包埋法法固定化细胞即将微生物细胞包埋在不溶于水的中。
常用的载体有、、、和等。
【疑难点拨】1．细胞的活化。
提示：在缺水的状态下，微生物会处于休眠状态。
活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.5～1小时。
2．如何检验凝胶珠的质量是否合格。
提示：检验凝胶珠的质量是否合格，可以采用以下方法。
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，也表明制备的凝胶珠是成功的。
高中生物选修1精品学案：4.3 酵母细胞的固定化
第12课时 酵母细胞的固定化[学习导航] 1.阅读教材P 49“课题背景”，认识在应用酶的过程中，存在的实际问题及解决办法。
2.通过阅读教材P 49“(一)”，了解高果糖浆及生产高果糖浆的固定化酶技术。
3.结合教材P 50“(二)”，掌握固定化技术的方法及适合不同固定方法的材料。
4.阅读教材P 50“实验操作”，掌握固定化酵母细胞的实验操作过程，达到能够进行实际操作的目的。
[重难点击] 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。
一、固定化酶和固定化细胞技术1．固定化酶的应用实例——生产高果糖浆 (1)反应原理：葡萄糖――――――→葡萄糖异构酶______。
(2)生产过程将____________固定在颗粒状载体上 ↓放入底端装有分布着许多小孔的筛板的______内(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 ↓ 流过反应柱 ↓与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖 ↓果糖从反应柱的______流出 2．固定化酶和固定化细胞技术(1)概念：利用__________方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。
(2)方法及适用范围⎩⎪⎨⎪⎧包埋法：多适用于 的固定化 ：多适用于酶的固定化 (3)优点①固定化酶：酶既能与________接触，又能与______分离，可以反复利用。
②固定化细胞：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。
1．固定化酶和固定化细胞的原理(1)根据教材“高果糖浆的生产”分析固定化酶依据的原理与其优点分别是什么？(2)固定化细胞多采用哪种方法？该方法的原理与优点是什么？2．固定化酶和固定化细胞的特点分析(1)一种酶只能催化一种或一类化学反应，而在实际生产中很多产物的形成都需要通过一系列的酶促反应才能进行，怎样解决这一问题？(2)固定化细胞与固定化酶所固定的酶种类有何区别？(3)如果反应物是大分子，能否采用固定化细胞技术？为什么？(4)固定化酶和固定化细胞活性的维持需要的条件有何异同？归纳总结固定化酶和固定化细胞的两个区别(1)固定方法的区别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，但容易从包埋材料中漏出。
人教版高中生物选修1-4.3《酵母细胞的固定化》教案
课题3 酵母细胞的固定化【学习目标】1.通过阅读教材，结合教师引导性讲解，能够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，能够利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。
【教学重点、难点】固定化酶与固定化细胞的制备方法及优缺点【教学方法】教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
【教学手段】多媒体【课时安排】1课时【教学过程】温故知新，引出课题：（1）说一说：酶的概念、特性、影响酶活性的因素、应用（2）加酶洗衣粉中常用的酶制剂有哪些？这些酶能直接加入洗衣粉么？（3）在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，请你归纳使用酶制剂的优点？（4）酶制剂的使用有哪些缺陷？师生归纳，小结：酶制剂应用的缺陷：（1）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；（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）反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。
提出问题：如果你是工程技术人员，你如何解决这些问题？合作探究，解决问题：资料探究1：在应用酶的过程中，人们发现了一些实际问题：酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，提高了生产成本；反应后的酶会混在产物中，可能影响影响产品质量。
由于酶的分离与提纯有许多技术性难题，造成酶制剂来源有限、成本高、不利于大规模使用。
因此，酶在大规模生产中，使酶能反复使用，是很有经济价值的课题。
固定化酶的使用，推动了酶在生产上的应用。
固定化酶，就是将酶分子结合在特定的支持物上且不影响酶的功能。
用于固定酶的底物有琼脂糖、丙烯酰胺、藻酸钠等。
固定化酶技术的应用，一是可循环反复使用酶制剂。
据报道，在某些情况下可使用上千次，极大地降低生产成本。
二是在生产中，可通过离心法或过滤法把酶与反应液相互分开，在大规模的生产中所需工艺设备比较简单易行。
三是稳定性能好等。
固定化酶(Immobilized Enzyme）是20世纪60年代发展起来的—项新技术。
高中人教版生物选修1课件专题4课题3酵母细胞的固定化
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课题3 酵母细胞的固定化
课标阐释
思维脉络
1.结合具体实例,分析固定化
酶和固定化细胞的作用和原
理。
2.列举固定化技术的常用方
法,认识到技术对科学的促
进作用。
3.归纳概括固定化细胞的制
备流程。
4.制订实验方案,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。
课前篇自主预习 课堂篇探究学习
胞的活性,溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却到室温后再与酵母细胞 混合。若海藻酸钠浓度过低,会导致酵母细胞从颗粒中漏出。
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课题3 酵母细胞的固定化
探究点
当堂检测 本课必记
课前篇自主预习 课课堂堂篇篇探探究究学学习习
某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下。 ①活化酵母细胞:称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌,使酵 母细胞活化。 ②配制CaCl2溶液:将无水CaCl2溶解在定量蒸馏水中,配制成一定浓 度的CaCl2溶液。 ③配制海藻酸钠溶液:将定量的海藻酸钠直接溶解在定量的蒸馏水 中,配制成溶液。 ④海藻酸钠溶液和酵母细胞混合:将活化的酵母细胞迅速加入刚配 制成的海藻酸钠溶液中,充分搅拌混合均匀。 ⑤固定化酵母细胞:用注射器以恒定的速度缓慢将海藻酸钠和酵母 细胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中,观察凝胶珠的形成。
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课题3 酵母细胞的固定化
探究点
当堂检测 本课必记
课前篇自主预习 课课堂堂篇篇探探究究学学习习
①图1中X溶液为
,其作用
是
。
②图1中刚制备的凝胶珠应在
中浸泡一段时间,然后用
洗涤后再转移到图2装置中。图2发酵过程中搅拌的目的
生物：4-3酵母细胞的固定化(选修1)(优秀课件)
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，制作失败，需要再作尝试。
固定化酶 一种 化学结合固定
固定化细胞 一系列酶
制作方法
化、物理吸附
固定化
包埋法固定化
是否需要
否 营养物质 反应底物 各种物质(大分 否 是
各种物质
小分子物质
缺点
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
反应物不易与酶接近， 不利于催化一系列的酶促 尤其是大分子物质，反 反应 应效率下降
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 葡萄糖异构酶 酶颗粒 酶是 ，所使用的反应柱上的孔应满足 不能 反应溶液 通过筛板上的小孔，而 却可以自由出入。
[思维激活1]
日常生活中人们用来蒸馒头的发酵粉在浸泡宜用凉水、温水还是
开水？
[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，搅拌均匀，放置1 h
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。
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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
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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
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课题3 酵母细胞的固定化
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Z Z D 知识梳理 HISHISHULI
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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。
新课标人教版高中生物选修一专题4课题3《酵母细胞的固定化》精品学案
新课标人教版高中生物选修一专题4课题3《酵母细胞的固定化》精品学案教学设计思想由于在选修2中已经学习过酶制剂和固定化酶，所以对教材中固定化酶的应用实例的学习以学生自主探究为主，教师加以归纳总结。
而固定化酵母细胞属于新知识，又属于实验部分，为了避免学生在操作时，忘记步骤而不知该做什么，所以选择以放录像、教师讲解和学生阅读教材三者并行的方法让学生掌握并熟记操作步骤从而达到顺利开展实验的目的。
具体的操作留到下一节课在实验室进行。
二、教学目标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。
三、教学重点与难点1．重点：制备固定化酵母细胞。
2．难点：制备固定化酵母细胞。
四、课题背景分析课题背景简单介绍了从酶到固定化酶、再到固定化细胞的发展过程。
这一过程体现了科学技术的展是不断地提出问题和解决问题的动态过程。
教师教学中，可以参考课题背景提供的素材，联系生产实践和学生已有的认识，引导学生认同上述观点，并进而认识到：科学知识既来源于科学实验，也来源于生活实践，知识的学习应该与生产实践相联系；人们在生产实践中所发现的问题能够促进科学技术的展。
五、教学准备VCD机酵母细胞固定化光盘六、教学过程引言：如今，酶已经大规模地应用于食品、化工、医药等各个领域。
在应用酶的过程中，人们发现一些实际问题：酶对环境条件非常敏感，容易失活，溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。
于是人们将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以反复利用，这就是固定化酶。
但是一种酶只能催化一种反应，而在实际生产实践中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才得到的。
于是人们设想将产生酶的细胞直接固定，这就是固定化细胞。
这节课我们主要来探讨酵母细胞的固定化。
（板书）师：请同学们阅读教材第一、二段了解固定化酶的优点，并解决以下几个问题：1.高果糖浆与蔗糖相比优点有哪些？ 2.高果糖浆生产中用到的主要酶是什么？ 3.画出反应简图（三分钟后提问，并让一生板演）教师给出正确答案：1.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类的健康更有益 2.葡萄糖异构酶 3.如图师：大家回忆一下我们以前学习过固定化酶有哪些常用方法呢？生：包埋法、化学结合法和物理吸附法。
【人教版】高二生物选修一4.3《酵母细胞固定化》教案设计
专题 4酶的研究与应用课题 4.3酵母细胞的固定化一、【课题目标】（一）知识与技术1、识记固定化技术的常用方法2、理解固定化酵母细胞的制备过程3、知道固定化酶的实例（二）过程与方法1、固定化细胞技术2、制备固定化酵母细胞的过程（三）感情、态度与价值观经过固定化技术的发展过程，培育科学研究精神，同时领悟研究的科学方法二、【课题要点】制备固定化酵母细胞三、【课题难点】制备固定化酵母细胞四、【教课方法】启迪式教课五、【教课工具】多媒体课件六、【教课过程】（一）引入新课在应用酶的过程中，人们发现了一些实质问题：酶往常对强酸、强碱、高平和有机溶剂等条件特别敏感，简单失活；溶液中的酶很难回收，提升了生产成本，也可能影响产质量量。
在本课题中，我们将着手制备固定化酵母细胞，领会固定化酶的作用（二）进行新课1．基础知识1．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：葡萄糖葡萄糖异构酶果糖（ 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，装入反响柱中。
（ 3）高果糖浆的生产操作（识图4－ 5 反响柱）：从反响柱上端注入葡萄糖溶液，从下端流出果糖溶液，一个反响柱可连续使用半年。
2．固定化技术的方法（识图4－6 固定方法）：将酶和细胞固定化方法有包埋法、化学联合法和物理吸附法。
【比较】酶和细胞的固定方法和特色固定对酶细胞象适合固定化学联合法、物理吸附包埋法法法特体积小，固定一种酶。
体积大，固定一系列酶。
点包埋法简单丢掉难以化学联合和吸附〖思虑 1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？吸附法。
〖思虑2〗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响，应该固定（酶、细胞）；若将蛋白质变为氨基酸，应该固定（酶、细胞）。
3．固定细胞的资料：固定细胞时应入采纳不溶于水的多孔性载体资料，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等2．实验设计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→搅拌平均→搁置1h，使之活化。
高中生物选修一学案10：4.3 酵母细胞的固定化
酵母细胞的固定化[知识点提炼]1.固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法，而固定化细胞则常采用包埋法。
2．固定化酶和固定化细胞技术既实现了对酶的重复利用，降低了成本，又可使酶与产物分离，提高了产品质量。
3．固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要有机营养的供应。
4．配制海藻酸钠溶液时应小火加热或间断加热，溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温，才能加入已活化的酵母细胞。
5．配制的海藻酸钠溶液若浓度过高，则难以形成凝胶珠；若浓度过低，则固定的酵母细胞少，影响实验效果。
[预习巩固]一、酶和细胞的固定化技术1.方法：吸附法、交联法和包埋法。
2.一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。
这是因为细胞体积比酶分子的体积大；体积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。
二、酵母细胞的固定化1.活化酵母菌细胞（1）目的：让休眠状态的酵母细胞重新恢复正常的生活状态。
（2）方法：1g干酵母加10mL蒸馏水，搅拌后放置1h。
2.配置物质的量浓度为0.05mol/L的CaCI2溶液（1）方法：0.83无水CaCI2+150mL蒸馏水→充分溶解。
（2）作用：使海藻酸钠胶体聚沉，形成凝胶珠。
3.配制海藻酸钠溶液（1）方法：0.7g海藻酸钠+10mL水→加热溶化→蒸馏水定容至10mL。
（2）注意：①要边加热边搅拌，最好采用小火间断加热的方法，以防出现焦糊现象。
②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。
4.海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合（1）方法：向冷却至室温的海藻酸钠溶液加入已活化的酵母菌，混匀后倒入注射器中。
（2）注意：高温会杀死酵母菌细胞。
5.固定化酵母菌细胞（1）方法：以恒定的速度将注射器中的溶液滴加到氯化钙溶液中。
（2）注意：将注射器中的溶液滴入饱和的氯化钙溶液时不能过快；注射器与烧杯的距离不能太近，一般以30cm为宜；刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。
生物选修一43酵母细胞的固定化教案设计
生物选修一43酵母细胞的固定化教案设计教案设计：酵母细胞的固定化一、教学目标1.了解酵母细胞的固定化的概念和方法。
2.了解酵母细胞的固定化的应用领域。
3.掌握酵母细胞的固定化实验的步骤和操作方法。
4.培养学生的实验观察和实验设计的能力。
5.培养学生的团队协作和沟通能力。
二、教学内容1.酵母细胞的固定化的概念。
2.酵母细胞的固定化的方法。
3.酵母细胞的固定化的应用领域。
4.酵母细胞的固定化实验的步骤和操作方法。
三、教学过程1.导入（10分钟）向学生提问：你们知道酵母细胞的固定化是什么意思吗？解释酵母细胞的固定化的概念，引导学生思考酵母细胞的固定化有哪些方法。
2.知识讲解（20分钟）介绍酵母细胞的固定化的方法，包括包埋法、吸附法和细胞固定化等，解释各种方法的原理和优缺点。
介绍酵母细胞的固定化的应用领域，包括酒精发酵、面包制作、生物能源开发等。
3.实验操作（30分钟）分为团队实验和个人实验两个环节。
团队实验：学生分成若干小组，每个小组设计一个酵母细胞的固定化实验，并准备实验所需的材料和设备。
个人实验：每个小组中的学生轮流操作实验，并记录实验数据和观察结果。
4.实验结果分析和讨论（20分钟）学生根据实验结果和观察数据，进行实验结果的分析和讨论。
引导学生思考固定化方法对酵母细胞生长和代谢的影响，以及不同固定化方法的优劣之处。
5.总结和评价（10分钟）让学生总结本次实验的结果和收获，并从实验设计、实验操作和实验结果等方面对自己的表现进行评价。
引导学生思考酵母细胞的固定化在生物工程领域的应用前景和意义。
四、教学评价1.实验报告：学生根据实验记录和观察结果，撰写实验报告，包括实验目的、实验步骤、实验结果和实验结论等。
2.小组讨论：每个小组进行实验结果的讨论，按小组为单位提交讨论记录，包括实验结果的分析和小组成员的贡献等。
3.个人评价：学生对自己的实验设计、操作和结果进行评价，包括实验思路的创新性、实验操作的准确性和实验结果的可靠性等。
高中生物选修一学案11：4.3 酵母细胞的固定化
酵母细胞的固定化[知识点提炼]1. 固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法，而固定化细胞则常采用包埋法。
2．固定化酶和固定化细胞技术既实现了对酶的重复利用，降低了成本，又可使酶与产物分离，提高了产品质量。
3．固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要有机营养的供应。
4．配制海藻酸钠溶液时应小火加热或间断加热，溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温，才能加入已活化的酵母细胞。
5．配制的海藻酸钠溶液若浓度过高，则难以形成凝胶珠；若浓度过低，则固定的酵母细胞少，影响实验效果。
[学习过程]一、固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产1．反应原理：葡萄糖葡萄糖异构酶,果糖。
2．生产过程二、固定化酶和固定化细胞技术1．概念：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．固定方法[连线]3．常用载体：包埋法固定化细胞常用的是不溶于水的多孔性载体，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
4．优点(1)固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用。
(2)固定化细胞制备成本更低，操作更容易。
三、固定化酵母细胞的实验操作1．活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
2．配制海藻酸钠溶液时，要使用小火或者间断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。
3．溶化好的海藻酸钠溶液要先冷却至室温，再加入已活化的酵母细胞。
4．在CaCl2溶液中形成的凝胶珠需在CaCl2溶液中浸泡30min左右。
[核心要点]核心要点(一)| 固定化酶和固定化细胞技术1．固定化酶或固定化细胞的方法分为交联法、核心要点(二)| 固定化酵母细胞的实验操作1．实验操作流程2．注意事项(1)酵母细胞活化时体积会变大，因此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。
(2)CaCl2要称量准确，不能用自来水配制溶液；CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠，因此需将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min左右，以便形成稳定的结构。
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2019-2020年新人教版高中生物选修1《课题4.3酵母细胞的固定化》详细教案设计附课堂
练习
★课题目标
（一）知识与技能
1、识记固定化技术的常用方法
2、理解固定化酵母细胞的制备过程
3、知道固定化酶的实例
（二）过程与方法
1、固定化细胞技术
2、制备固定化酵母细胞的过程
（三）情感、态度与价值观
通过固定化技术的发展过程，培养科学探究精神，同时领会研究的科学方法
★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
★教学方法
启发式教学
★教学工具
多媒体课件
★教学过程
（一）引入新课
在应用酶的过程中，人们发现了一些实际问题：酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，提高了生产成本，也可能影响产品质量。
在本课题中，我们将动手制备固定化酵母细胞，体会固定化酶的作用
（二）进行新课
1．基础知识
1．固定化酶的应用实例――生产高果糖浆
（1
（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（识图4－5反应柱）：
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．固定化技术的方法（识图4－6固定方法）：
将酶和细胞固定化方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法。
〖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。
〖思考2〗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．固定细胞的材料：
固定细胞时应当选用不溶于水的多孔性载体材料，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等
2．实验设计
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。
〖思考3〗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）配制CaCl2溶液：
0.83gCaCl2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解备用。
（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。
〖思考4〗微火加热并不断搅拌的目的是什么？防止海藻酸南焦糊。
（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5〗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。
2．固定化酵母细胞的发酵
（6）冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗2～3次。
（7）发酵：150mL10％葡萄糖＋固定化酵母细胞→200mL锤形瓶→密封→25℃发酵24h。
〖思考6〗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7〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？酵母菌进行无氧呼吸产生的。
〖思考8〗在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作码？
需要。
3．发酵操作
（三）课堂总结、点评
（四）实例探究
例1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．酵母菌的代谢类型是异养厌氧型
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
解析：酵母菌在环境适宜时进行出芽生殖，环境不良时进行孢子生殖。
代谢类型为异养兼性厌氧型。
酵母菌细胞为真核细胞，因此具有生物膜系统。
在酿酒时，应当先通气后密封。
答案：C
例2研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物降解相比，其作用不需要适宜的
A．温度 B．酸碱度 C．水分 D．营养
解析：本题考察酶和细胞的比较，二者的正常活动都需要一定的条件，如温度、酸碱度、水份等，但是酶本身是一种大分子物质，不需要营养，而细胞的生活离不开营养物质。
答案：D
☆综合应用
例3．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。
解析：制成固定化酶的步骤是：酶的生产、提取、酶的分离纯化、酶的固定化，制成固定化酶的方法有吸附在固体表面，有将酶相互连接起来．将酶包埋在细微的网格里等；这样的固定化酶能重复利用，从而提高了酶的利用率；而酶在条件适宜时，既可在细胞内起作用，也能在细胞外起作用，制成的固定化酶，更是主要在细胞外发挥作用。
答案选B
（五）巩固练习
1．酶的固定化常用的方式不包括
A．吸附B．包埋C．连接D．将酶加工成固体
2．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
3．高果糖浆生产需要的酶是
A．葡萄糖异构酶B．蔗糖酶C．麦芽糖酶D．果糖酶
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
5．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物降解相比，其作用不需要适宜的
A．温度B．酸碱度C．水分D．营养
6．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
7．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
8．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
9．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
10．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
答案：
1．D 2．A 3．A 4．B 5．D 6．C 7．B 8．D 9.C 10.D
★课余作业
1．什么是细胞的活化。
2．如何检验凝胶珠的质量是否合格。
★教学体会
固定化酶的技术要求比较高，因此在教学过程中重点介绍固定化酵母细胞的操作。
对于固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用，主要是让学生通过生产实例来了解。
教师在教学时可以采用让学生能够阅读自学的方式。
例如，在葡萄糖的异构反应中，如果不将葡萄糖异构酶固定化，而是直接使用葡萄糖异构酶，会对生产产生哪些影响？
★资料袋
固定化细胞的载体
固定化细胞技术所采用载体的物理化学性质直接影响所固定细胞的生物活性和体系传质性能。
理想的载体材料应具有对微生物无毒性、传质性能好、性质稳定。
寿命长、价格低廉等特性。
它可分为有机高分子载体、无机载体和复合载体三大类。
有机高分子载体又分为天然高分子凝胶载体和合成有机高分子凝胶载体。
天然高分子凝胶一般对生物无毒，传质性能较好，但强度较低，在厌氧条件下易被生物分解。
有机合成高分子凝胶载体一般强度较大，但传质性能较差，在进行细胞固定时对细胞活性有影响，易造成细胞失活。
无机载体大多具有多孔结构，在与微生物接触时，利用吸附作用和电荷效应，从而把微生物固定。
它的操作方法是把载体放人含有一定微生物浓度的溶液中，固定一段时间（24h 左右）即可。
由有机载体和无机载体材料组成的复合载体材料，可以改进载体材料的性能。
Lin等将粉末活性炭和Phanerochaete chrysosporium联合包埋固定，结果表明了复合固定化体系能更加有效地用于降解五氮酚，显示出复合载体材料的优越性。