高中生物选修一制备固定化酵母细胞
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。
酵母细胞固定化实验中的几点体会
酵母细胞固定化实验中的几点体会作者：周晓梅来源：《新课程·教师》2012年第11期摘要：酵母细胞固定化实验是高中生物选修一中的一个操作实验。
本实验旨在通过学生动手操作了解固定化细胞的包埋法，并在活动中理解和体会生物技术的魅力和与生活的密切关系。
正确地选择实验材料和配方，合理地改良实验步骤是实验成功的关键。
关键词：酵母细胞固定化；实验；体会酵母细胞固定化实验是高中生物选修一中的一个操作实验。
通过必修一和选修一的学习，学生已经掌握了酶的概念、特性、影响活性的因素、传统发酵技术等有关知识和酶制剂在生产中的一些应用，也了解了固定化酶和固定化细胞技术及其应用。
本实验旨在通过学生动手操作了解固定化细胞的包埋法，并在活动中理解和体会生物技术的魅力和与我们生活的密切关系。
经过几轮学生实验和师生探讨研究，我们认为正确地选择实验材料和试剂配方，合理地改良实验步骤是实验成功的关键。
下面谈谈我的几点体会。
一、选择适合配方本试验成功的关键是海藻酸钠溶液的配置，其配方在不同的教材中存在差异。
苏教版教材中海藻酸钠溶液的配方是：4克聚乙烯醇和0.2克海藻酸钠，加入40ml无菌水，适当加热至完全溶化。
聚乙烯醇是一种胶黏剂，它和海藻酸钠构成的联合载体包埋效果较好，但是聚乙烯醇对人体有害，吸入、摄入或经皮肤吸收后对身体有害，对眼睛和皮肤有刺激作用。
人教版上的配方：称取0.7g海藻酸钠，放入10ml水加热溶解。
由于人教版的配方简单易行，我们选择了人教版的配方。
二、实验操作中遇到的问题1.关于加热本实验中海藻酸钠为固体粉末，需要加热促进其溶解。
人教版中直接用酒精灯对烧杯进行加热，为防止海藻酸钠焦糊要用小火，或者间断加热。
通过学生实验我们发现中这种方法不易操作，学生不好掌握间断加热的时间间隔，造成加热时间延长，是整个实验时间加长。
经过探讨我们改用水浴加热：在酒精灯石棉网上放一个500ml大烧杯，向烧杯中注入事先加热至70℃～80℃的热水，另取一个50ml小烧杯，向小烧杯中加入海藻酸钠和蒸馏水，将小烧杯放入大烧杯中水浴加热，并边加热边搅拌，可大大缩短加热时间。
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
(人教版)高中生物选修一全册：4.3酵母细胞的固定化课件
课堂合作探究
问题导学
一、固定化酶的应用和固定化细胞技术
活动与探究 1 1.葡萄糖和果糖有何异同点?葡萄糖异构酶的作用是什么? 提示:葡萄糖和果糖的相对分子质量相同,都为 180,但分子结构有 所不同。葡萄糖异构酶的作用是将葡萄糖转化为果糖。 2.什么是固定化酶和固定化细胞技术? 提示:固定化酶和固定化细胞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。
目录 退出
(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,浸泡 30 min 左右。 2.用固定化酵母细胞发酵 (1)将固定好的酵母细胞用蒸馏水冲洗 2~3 次。 (2)发酵时的温度为 25 ℃,时间为 24 h。
目录 退出
预习交流 2
——何时向海藻酸钠溶液中加入酵母细胞? 用接种环对微生物进行接种操作时,需要使灼烧灭菌的接种环先 冷却再使用,由该操作你能设想一下何时向海藻酸钠溶液中加入酵母 细胞吗?请给予适当的解释。 提示:应等到海藻酸钠溶液冷却至室温后才能向其内加入酵母细 胞,因为温度过高的海藻酸钠溶液和温度过高的接种环一样,都可能杀 死菌种。
目录 退出
6.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 种对酶活性的影响更小?
提示:固定化细胞技术。 7.固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶?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? 提示:固定化细胞可以催化一系列反应,所以固定的是一系列酶。固 定化细胞技术。
目录 退出
目录 退出
目录 退出
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
酵母细胞固定化实验的改进和拓展探究
同的探究 。在 实 验 过 程 中 ， 学 生 真正 体 验 科 学 使 探究 过程 ， 掌握 科 学 的探 究 方法 ， 高科学 探究 能 提
力。
（ ） 高 了学生 的综合 实践技 能 ４提 组培 实验 其实 是许 多学科 知 识 的融合 。例如
实验 过程 中的改进 方法 、 失败 原 因进行 了归 纳 、 总 结和 优化 ， 在此 基 础 上 由易 到难 开 展 了一 系列 并 的实 验拓 展探 究 。 １ 实验过 程 的注意 事项 和 改进方 法 （） １ 药品称 量 时的 注意 事项
的实 验流 程 清 晰 ， 于 学 生重 复 实 验 。在 实 际教 便 学 中我们 发现 ： 一些 小组 学生 生 搬硬套 操 作步 骤 ，
摘 要 针 对 酵 母 细 胞 固定 化 实验 中存在 的 问题 ， 出 了有 针 对 性 的 改进 建 议 ， 在 此基 础 上 开 展 了 一 系列 的 实验 拓 展 探 提 并
究。
关 键 词 细 胞 固定 化 实验 改 进
拓 展探 究
酵母 细 胞 固 定 化 实 验 是 人 教 版 高 中 生 物 选 修 １ 生 物技 术 实 践 》 的实 验 课 题 ， 材 中安 排 《 中 教
本实验需要 多次称量药 品 ， 因此要求学 生在称
量 药 品时应 在天平两侧 托盘上各放 置一 张称量纸 ，
称 量不 同药 品时要更换 称量纸 ， 防止 不 同药 品使用 同一托盘而 相互混杂 ， 响实验效果 。这一 细节可 影
《 学仪 器 与实验 》 ２ 教 第 ７卷 ２ １ ０ １年 第 ７期
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。
高三生物酶的应用试题答案及解析
高三生物酶的应用试题答案及解析1.下列有关制备固定化酵母细胞叙述错误的是A．在向溶化好的海藻酸钠溶液中加入的必须是已活化的酵母细胞B．溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，才能加入细胞C．溶解海藻酸钠，最好采用小火，或者持续加热的方法D．在固定化酵母细胞的过程中，要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【答案】C【解析】向溶化好的海藻酸钠溶液中加入的必须是已活化的酵母细胞，A正确。
溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，才能加入细胞，否则细胞会死亡，B正确。
溶解海藻酸钠，采用小火，或者间断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶解，如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊，C错。
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，观察液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠的情形，D正确。
【考点】本题考查制备固定化酵母细胞相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构能力。
2.下列有关生物技术实践应用的叙述，正确的是（）A．固定化酶技术在多步连续催化反应方面优势明显B．与自然发酵相比，人工接种发酵获得的产品品质更好C．相同pH时，加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉D．向鸡血细胞中加入冷却的95%的酒精，可以获得无杂质的DNA【答案】B【解析】固定化酶技术固定的是一种酶只能催化一种或一类反应，不能多步连续催化反应，A错误；人工接种发酵所用的菌种好于自然菌种，所以发酵获得的产品品质更好，B正确；适宜PH条件下加酶洗衣粉洗涤效果才能好于普通洗衣粉，C错误；向鸡血细胞中加入冷却的95%的酒精，可以对DNA进行粗提纯，D错误。
【考点】本题考查有关生物技术实践应用的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构的能力。
3.下列对果胶酶的作用的叙述中,错误的是( )A．果胶酶是一种催化剂,可以改变反应速度B．在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清C．果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸D．果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层【答案】C【解析】果胶酶是一种催化剂,可以改变反应速度,在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清,果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层,果胶酶不能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸,因为酶具有专一性。
固定化酵母细胞 方法
固定化酵母细胞方法固定化酵母细胞是一种将酵母细胞固定在载体上，以提高酵母细胞稳定性和生产活性的方法。
固定化酵母细胞有许多应用领域，包括发酵工业、制药工业和环境保护等。
下面将详细介绍固定化酵母细胞的方法及其应用。
固定化酵母细胞的方法有许多种，其中最常用的方法包括凝胶化、包埋法和吸附法。
凝胶化是一种将酵母细胞悬浮液与凝胶材料混合后，形成固体凝胶的方法。
常用的凝胶材料包括明胶、琼脂、海藻酸钠等。
在凝胶化过程中，酵母细胞会被凝胶材料捕获并固定在凝胶内部。
凝胶化方法简单易行，在实际应用中有广泛的应用。
凝胶化固定化酵母细胞可用于发酵工业中的酒精生产，如啤酒、白酒等。
包埋法是一种将酵母细胞包裹在固体载体内部的方法。
常用的载体包括明胶、蛋白质、聚酰胺等。
在包埋过程中，酵母细胞悬浮液和载体按照一定比例混合，形成固体颗粒。
包埋固定化酵母细胞可用于制药工业中的酶制剂生产，如乳酸酶、葡萄糖异构酶等。
吸附法是一种将酵母细胞直接吸附在固体载体表面的方法。
常用的载体包括活性炭、硅胶、氧化铁等。
在吸附过程中，酵母细胞与载体表面发生物理或化学吸附，实现细胞的固定化。
吸附固定化酵母细胞可用于环境保护领域中的废水处理和空气净化。
固定化酵母细胞具有许多优点。
首先，固定化酵母细胞能够提高酵母细胞的稳定性，降低外界环境变化对酵母细胞的影响。
其次，固定化酵母细胞可以重复使用，降低生产成本。
再次，固定化酵母细胞可提高酵母细胞的生产活性和产量。
此外，固定化酵母细胞还能够降低酵母细胞对生产介质的污染，并简化操作流程。
因此，固定化酵母细胞在工业生产中有广泛的应用前景。
固定化酵母细胞的应用领域十分广泛。
首先，在发酵工业中，固定化酵母细胞可用于醇类和酸类发酵的生产。
例如，在啤酒生产中，应用固定化酵母细胞可以提高发酵过程的稳定性和产酒效率。
其次，在制药工业中，固定化酵母细胞可用于酶制剂的生产。
例如，在乳酸酸奶生产中，应用固定化酵母细胞可以提高乳酸产量和产品质量。
生物选修一知识点总结（2）
生物选修一知识点总结（2）下列不属于酶制剂的是A.蛋白酶B.脂肪酶C.淀粉酶D.麦芽糖酶解析：目前常用的酶制剂有四大类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。
其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹从衣物上脱落。
脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更强的去污能力。
《酵母细胞的固定化》一、基础知识酶：优点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。
实际问题：对环境条件敏感，易失活;溶液中的酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本;反应后的酶会混合在产物中，如不除去，会影响产品质量。
设想：固定化酶：优点实际问题：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的设想：固定化细胞：优点二、固定化酶的应用实例高果糖浆是指能将葡萄糖转化为果糖的酶是。
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。
三、固定化细胞技术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;个大的细胞难以或，而个小的酶容易从中漏出。
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。
四、实验操作(一)制备固定化酵母细胞制备固定化酵母细胞需要的材料是、、、、、、、、和1.酵母菌的活化活化就是处于状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
人教版 高中生物 选修一 专题四 课题3 酵母细胞的固定化 学案
【情景创设】酶是由细胞合成的，于是，又有人设想，能否将合成酶的细胞直接固定？自20世纪70年代，在固定化酶技术的基础上，又发展出了细胞固定技术。
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。
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。
【问题设计】1、阅读课本p49回答：在葡萄糖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，会对生产过程产生哪些影响？2、什么叫固定化酶和固定化细胞技术？固定化酶和细胞的方法有哪些？酶和细胞分别多采用哪些方法固定？3、固定化酶催化的优点和缺点分别是什么？4、说说固定化细胞的优点和缺点？5、写出制备固定化酵母细胞的实验操作程序和配制海藻酸钠溶液时应该注意的事项？【达标检测】[必做]1、关于固定化酶技术说法正确的是（ ）A ．固定化酶技术就是固定反应物，将酶依附着载体围绕反应物旋转的技术B ．固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应C ．固定化酶中的酶无法重复利用D ．固定化酶是将酶固定在一定空间的技术2、研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。
如将从大肠杆菌得到的磷酸二酯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，与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的（ ）A ．温度B ．PHC ． 水分D ．营养3、下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是（ ）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【使用时间】 第 6 周 第 1 课时 【编辑】赵玉立 任丽伟【审核】刘萍萍 【编号】2262021 【主题】 专题四 课题3 酵母细胞的固定化 2012.03.22D．利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物4、下列不属于固定化酶在利用时的特点的是（）A．有利于酶与产物分离 B．可以被反复利用C．能自由出入依附的载体D．一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应[选做]某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具齐全。
固定化酵母细胞 方法
固定化酵母细胞方法固定化酵母细胞是一种将酵母细胞固定在载体上的方法，以便在工业生产过程中持续地产生酵母发酵产物。
这种方法的应用广泛，包括啤酒酿造、酒精生产、酮症饮食等。
固定化酵母细胞的方法有很多种，其中常见的有凝胶固定化、包埋固定化和交联固定化等。
凝胶固定化是将酵母细胞悬浮在凝胶质地的载体上，固定化后的酵母细胞能够在凝胶中发酵产生所需的产物。
这种方法的优点是载体与酵母细胞之间有相对大的接触面积，便于营养物质的供给和废物的排出，并且能够较好地保护酵母细胞免受外界环境的影响。
然而，凝胶固定化的缺点是酵母细胞在固定化过程中会被限制在凝胶中生长，导致细胞增殖相对较慢。
包埋固定化是将酵母细胞包裹在聚合物材料中，形成固定化的“小包裹”，在这种包埋固定化的载体中，酵母细胞可以自由生长和繁殖，并发挥酵母的发酵功能。
这种方法的优点是酵母细胞可以保持较自由的生长状态，增加了细胞的活性和稳定性。
同时，包埋固定化的载体也可以利用其自身的特性来调控发酵过程。
然而，包埋固定化的方法在实际应用过程中需要考虑到包埋材料的选择和酵母细胞的适应性等因素。
交联固定化是利用交联剂将酵母细胞固定在载体上，使其形成一定的空间结构。
这种方法的优点是可以使用多种交联剂来调整载体的特性，如孔隙度、孔径大小等，从而控制酵母细胞在载体中的分布和发酵反应。
交联固定化的缺点是交联剂可能对酵母细胞产生毒性影响，需要合理选择和使用交联剂。
除了以上提到的方法，还有其他一些固定化酵母细胞的方法，如电化学固定化、微胶囊化等。
这些方法在实际应用中都有各自的优缺点，需要根据具体的应用需求来选择合适的固定化方法。
总的来说，固定化酵母细胞是一种利用载体将酵母细胞固定化的方法，具有增强酵母细胞活性、稳定性和生产效率等优点。
在工业生产和生物技术应用中有广泛的应用前景。
“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。
高中生物选修一专题四课题三
3．生产操作：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，与固定化 葡萄糖异构酶 接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。
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。
包埋法：多适于细胞的固定化
2．方法
化物学理结吸合附法法多适于酶的固定化
3．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，可 以反复利用。 (2)固定化细胞技术制备的成本 低 、操作更 容易 。 5．实例：用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆。
①对环境条件非常
与酶接触，
敏感，易失活
不利于催化一系
尤其是大分
②难回收，成本 列的酶促反应
子物质，反
高，影响产品质量
应效率下降
优点
催化效率 高、耗能 低、低污染
①既能与反应物接 成本低、
触，又能与产物分离 操作容易
②可以反复利用
(1)固定化细胞使用的都是活细胞，应该为其提供一定的营 养物质，而固定化酶不需要。
(4)制作固定化葡萄糖异构酶所用的方式有________或
________。
(5)研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，
如将从大肠杆菌中得到的三磷酸酯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，与微生物降解相
比，其作用不需要适宜的( )
A．温度
B．酸碱度 C．水分
D．营养
3．刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，形成 稳定的结构。
2017-2018学年高中生物选修一教材用书：专题4酶的研究与应用课题3酵母细胞的固定化含答案
课题3酵母细胞的固定化 固定化酶和固定化细胞技术 [自读教材·夯基础]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．方法(1）包埋法：多适于细胞的固定化；（2） ｝化学结合法物理吸附法多适于酶的固定化。
3．载体包埋法固定化细胞常用的是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。
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．制备固定化酵母细胞的基本步骤是：酵母细胞的活化―→配制CaCl 2溶液―→配制海藻酸钠溶液―→海藻酸钠与酵母细胞混合―→固定化酵母细胞。
3．配制海藻酸钠溶液浓度过高，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。
4．配制海藻酸钠溶液应小火加热或间断加热。
5．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，又提高了产品质量.4．优点(1)固定化酶既能与反应物接触,又能与产物分离，可以反复利用.(2）固定化细胞技术制备的成本低，操作容易。
5．实例-—高果糖浆的生产（1）原理：葡萄糖错误!果糖。
(2）生产过程:①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转化成的果糖，从反应柱的下端流出.（3）反应柱：酶固定在一种颗粒状的载体上，再将其装入反应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板.酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由通过。
(4）优点：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。
1．酶能加快化学反应速率，但溶液中的酶难以回收，不能利用。
要想既降低生产成本,又不影响产品质量，该如何解决这一问题?提示：将酶固定于不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触,又能与反应物分离，还可重复利用。
2．固定化酶和固定化细胞一般采用什么方法？为什么?提示:固定化酶常用化学结合法或物理吸附法。
因酶分子小，易从包埋材料中漏出,故一般不用包埋法进行固定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四、实验操作步骤
1酵母细胞的活化
称取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（问：什么是活化？活化后酵母细胞的体积备固定化酵母细胞的实验过程：
A.将干酵母与蒸馏水混合并搅拌，使酵母菌活化
B.将无水氯化钙溶解在蒸馏水中，配成氯化钙溶液
C.用酒精灯大火连续加热海藻酸钠溶液
D.向溶化后冷却至室温的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀转
入注射器
E.将与酵母混匀的海藻酸钠溶液注入蒸馏水中，观察凝胶珠形成
3.下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是（单选）
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底物
4.为提高葡萄酒的品质并降低生产成本，许多厂家使用固定化酵母细胞进行发酵。下面是
溶液中形成凝胶珠的情形。将这些凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30分钟。
（为什么要浸泡30分钟？）
五、 反馈练习（见学案）
六、教学反思
1、学生的实验结果并不理想，凝胶珠基本上都带尾巴，可能是海藻酸钠浓度太高或太低。
而学生配的海藻酸钠浓度普遍太低，说明蒸馏水加得太多，做得较好的同学，加10ml蒸馏
水溶解海藻酸钠后，再加3—5ml。每次买的海藻酸钠批次不同，需要加的蒸馏水的量也不 同，所以在学生实验前老师都要预先做一遍。
（问：为什么要小火或者间断叫热？
海藻酸钠浓度不能太高， 也不能太低。原因是：太高,太低）4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
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。（为什么要冷却？）
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，观察液滴在CaCl2
并各举一例。
2、固定化酶和固定化细胞技术利用的方法有哪些？
3、固定化细胞常用的方法是哪一种？为什么？
4、催化大分子物质反应，应该采用固定化酶的方法还是固定化细胞的方法？为什么？
五、实验操作步骤
1、酵母细胞的活化
称取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（问：什么是活化？活化后酵母细胞的体积会 变）
2、尝试制备固定化酵母细胞，并了解利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。
3、能运用该部分内容解决一些实际问题。
二、 学习重点与难点制备固定化酵母细胞
三、知识回顾
1、列表比较直接使用酶、 使用固定化酶和使用固定化细胞催化反应，各有哪些优点和缺点，
并各举一例。
2、固定化酶和固定化细胞技术利用的方法有哪些？
3、固定化细胞常用的方法是哪一种？为什么？
（问：为什么要配制CaCl2溶液？答：）
称取无水CaCl20.83g,放入200ml的烧杯中，加入150ml蒸馏水，使其充分溶解，待用。
3、 配制海藻酸钠溶液（该实验成败的关键步骤
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。注意，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。
溶液中形成凝胶珠的情形。将这些凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30分钟。
（为什么要浸泡30分钟？ _
五、反馈练习
1•下列有关实验及显色结果的叙述，错误的有（多选）
A.水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀
B•沸水浴条件下，脱氧核苷酸与二苯胺发生作用呈现蓝色
C•常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色
D•常温条件下，核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色
2.下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有（多选）
A.提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞
B.用不同浓度NaCI溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质
C•蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的DNA
D•蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化
2、配制0.05mol/L的CaCl2溶液
（问：为什么要配制CaCl2溶液？答：）
称取无水CaCl20.83g,放入200ml的烧杯中，加入150ml蒸馏水，使其充分溶解，待用。
3、 配制海藻酸钠溶液（该实验成败的关键步骤）
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。注意，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。
请你改正其中错误的操作：
5、酵母菌与人们的日常生活密切相关，也是现代生物技术研究常用的模式生物，生物兴趣 小组对酵母细胞的固定化进行了究。请你根据他们的研究内容回答问题：
（问：为什么要小火或者间断叫热？
海藻酸钠浓度不能太高， 也不能太低。原因是：太高,太低）
4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
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。 （为什么要冷却？）
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，观察液滴在CaCl2
制备固定化酵母细胞（教案）
一、教学目标
1比较直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的优点和缺点。
2、尝试制备固定化酵母细胞，并了解利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。
3、能运用该部分内容解决一些实际问题。
二、 教学重点与难点制备固定化酵母细胞
三、 导入新课反馈练习1、2、3题，强调实验的重要性
四、知识回顾
1、列表比较直接使用酶、 使用固定化酶和使用固定化细胞催化反应，各有哪些优点和缺点,
2、学生在溶解海藻酸钠时加了蒸馏水还没充分搅拌就加热，所以出现海藻酸钠有的形成硬 块没有溶化的现象，今后实验过程中要加强这方面的指导。
3、用高考题引入，效果较好，强调实验的重要性很有说服力。
2009-6-12
制备固定化酵母细胞（学案）
班级
一、学习目标
1、比较直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的优点和缺点。