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。
酵母菌细胞的固定化技术
浓度太低：固定的酵母菌太少
第四步：将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合
① 过程 将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入以活化的酵 母细胞，进行充分搅拌，再转移至注射器中 ②注意事项 为什么要冷却至室温？
防止高温杀死酵母菌。恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴加到配制好的 CaCl2溶液中，浸泡30min左右。 ②注意事项 为什么要浸泡30分钟？
③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
第三步：配制海藻酸钠溶液
① 过程 称取0.2g海藻酸钠，放入40ml蒸馏水，用酒精灯小火间 断加热至完全溶化。 ②注意事项 为什么要小火间断加热？
防止海藻酸钠焦糊。 为什么说该步骤是实验成败的关键步骤？
浓度太高：得不到规则的凝胶珠
酵母菌细胞的固定化技术
一、基本步骤：
酵母细胞的活化 配制CaCl2溶液 配制海藻酸钠溶液 将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合 固定化酵母细胞
第一步：酵母细胞的活化
加水 活化
由于缺水，酵母处于 休眠状态
活化的干酵母
第二步：配制0.05mol/L的CaCl2
① 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 ② 目的 使胶体聚沉
以便凝胶珠形成稳定的结构
球形或椭 球形，浅 黄色
二、用固定化酵母发酵
1.将固定好的酵母细胞（凝胶珠）用_蒸__馏__水__冲洗2~3次。
2.发酵时的温度就为__2_5_℃___，时间_2_4_h____（底物为葡 萄糖） 3.将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后会发现有_气__泡___ 产生，同时有_酒__精__味散发。
实验一 酵母细胞的固定化
实验一酵母细胞的固定化一、实验原理与目的原理：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者细胞固定在一定空间的技术，包括包埋法,化学结合法（将酶分子或细胞相互结合，或将其结合到载体上）和物理吸附法固定化，细胞多采用包埋法固定化。
常用的包埋载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维和聚丙烯酰胺等。
本实验选用海藻酸钠作为载体包埋酵母菌细胞。
目的:了解细胞固定化的原理；掌握酵母细胞固定化实验操作.二、仪器与用具仪器:50ml烧杯、200ml烧杯、玻璃棒、量筒、酒精灯、石棉网、针筒、三角瓶、水浴锅、恒温箱.化学材料：活化酵母菌(酵母悬液)、蒸馏水、无水CaCl2、海藻酸钠、葡萄糖。
三、试剂配制1、0.05mol/L的CaCl2溶液150ml；2、海藻酸钠溶液：每0.7g海藻酸钠加入10ml水加热溶液成糊状；3、10％葡萄糖溶液150ml。
四、实验方法与步骤1、干酵母活化：1g干酵母+10ml蒸馏水→50ml烧杯→搅拌均匀→放置1h，使之活化。
2、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，加入已经活化的酵母细胞,用玻璃棒充分搅拌混合均匀。
3、固定化酵母细胞：用20ml注射器吸取海藻酸钠与酵母细胞混合液，在恒定的高度（建议距液面12~15cm处，过低凝胶珠形状不规则，过高液体容易飞溅），缓慢将混合液滴加到CaCl2中，观察液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠的情形。
将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。
4、固定化酵母细胞发酵：用5ml移液器吸取蒸馏水冲洗固定好的凝胶珠2～3次，然后加入装有150ml10％葡萄糖溶液的三角瓶中，置于25℃发酵24h,观察结果。
实验开始时，凝胶球是沉在烧杯底部,24h后，凝胶球浮在溶液悬浮在上层,而且可以观察到凝胶球并不断产生气泡，说明固定化的酵母细胞正在利用溶液中的葡萄糖产生酒精和二氧化碳,结果凝胶球内包含的二氧化碳气泡使凝胶球悬浮于溶液上层.五、结果观察：打开瓶盖，闻气味,观察葡萄糖液中的变化。
酵母细胞固定化技术
解析例题
• 1．关于酵母细胞活化的说法，不正确的是 A ______ • A．酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧 呼吸 • B．活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生 活状态 • C．酵母细胞活化所需要的时间较短
• D．酵母细胞活化后体积增大
2.对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是
C ______
A．加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要
如何通过凝胶珠的特点来判断细胞固定化是否成功？ （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 ； 如果形成的凝胶珠 海藻酸钠浓度过低，固定的酵母细胞过少 不是圆形或椭圆形，则说明 ，制作失败， 海藻酸钠浓度过高 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 ，同时会闻到 。
酵母细胞的细胞的固定化技术
等级要求
B
温故知新
• 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，包 括 吸附法、 交联法和 包埋 法。一般来说，酶更适 合采用 吸附法 和 交联 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； 包埋剂 容易从 中漏出。 • 包埋法固定化细胞即将微生物细胞 整个 包埋在 不溶于水的 载体 中。常用的载体 有 琼脂 、 海藻酸钠 、 角叉菜胶 、 明胶 和 醋酸纤维素 等。 • 酵母菌是（单 ）细胞（ 真核）生物，代谢形式为 （异氧兼性厌氧型 ）。
气泡 酒味
知识小结 一、固定化酵母细胞的流程
蒸馏水 酵母细胞的活化（将休眠的酵母细胞加入 中） ↓ 配制CaCl2溶液（作用： 使胶体聚沉 ） ↓ 配制海藻酸钠（钙）溶液 （注意点：①浓度高时， 凝胶珠不能成形 ；浓度低 固定化酵母细胞过少 时， ，影响实验效果。②小火或间断加热，避免焦糊。） ↓ 海藻酸钠与酵母菌混合（注意点： 海藻酸钠冷却后再与酵母菌混合 。） ↓ 固定化酵母细胞 二、注意点 1．固定化细胞要在严格的无菌 条件下进行。 2．反复使用固定化酵母细胞时，需要避免 微生物的污染 。
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。
酵母细胞的固定化教案
酵母细胞的固定化教案第一章：引言1.1 课程背景本课程旨在介绍酵母细胞的固定化技术，通过学习让学生了解固定化细胞技术在生物工程领域的应用及其重要性。
1.2 教学目标1. 了解固定化细胞技术的概念及其优势；2. 掌握酵母细胞固定化的基本方法；3. 了解固定化酵母细胞在实际应用中的案例。
第二章：固定化细胞技术的基本概念2.1 固定化细胞技术的定义固定化细胞技术是将微生物细胞或细胞群体固定在一定空间内的技术，使其在连续生产过程中保持生物活性，实现重复使用。
2.2 固定化细胞技术的优势2.2.1 提高产品质量：固定化细胞可以降低产品污染，提高产品纯度；2.2.2 提高生产效率：固定化细胞可实现连续化生产，提高生产速率；2.2.3 降低生产成本：固定化细胞可实现设备的重复利用，降低能耗；2.2.4 简化工艺流程：固定化细胞可简化生产步骤，便于自动化控制。
第三章：酵母细胞的固定化方法3.1 包埋法包埋法是将酵母细胞包裹在固定化材料中，使其形成固定化酵母细胞。
常用的包埋材料有明胶、海藻酸钠、聚丙烯酰胺等。
3.2 化学结合法化学结合法是通过化学反应将酵母细胞与固定化材料结合在一起，形成固定化酵母细胞。
常用的固定化材料有聚合物、离子交换树脂等。
3.3 物理吸附法物理吸附法是将酵母细胞吸附在固定化材料的表面，形成固定化酵母细胞。
常用的吸附材料有活性炭、硅胶、氧化铝等。
第四章：固定化酵母细胞的应用案例4.1 发酵酒精固定化酵母细胞在发酵酒精生产中具有较高的稳定性和重复使用性能，可提高酒精产率。
4.2 发酵食品固定化酵母细胞在发酵食品生产中具有重要作用，如面包、啤酒、葡萄酒等，可提高产品质量和生产效率。
4.3 生物制药固定化酵母细胞在生物制药领域具有广泛应用，如利用固定化酵母细胞生产抗生素、维生素等。
第五章：总结与展望5.1 固定化细胞技术在生物工程领域的应用具有重要意义；5.2 酵母细胞的固定化技术具有广泛的应用前景；5.3 今后研究和发展方向：优化固定化方法，提高固定化酵母细胞的性能；拓展固定化酵母细胞在更多领域的应用。
酵母细胞的固定化技术
酵母细胞的固定化技术学习目标：1.简述固定化酶、固定化细胞的应用、原理和意义；2.说出制备固定化酶、固定化细胞的一般方法；3.尝试用包埋法制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行发酵。
课前导学：一、固定化酶技术的应用1．固定化酶：是指用物理学或化学的方法将___________与_______________结合在一起形成的仍具有酶活性的酶复合物。
2. 制备固定化酶的方法主要有：______________、交联法、______________等。
二、固定化细胞技术1．固定化细胞：通过各种方法将________与_________结合，使细胞仍保持原有的生物活性。
2. 固定化细胞的方法：吸附法和两大类。
3．直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点比较(一)制备固定化酵母细胞1．活化酵母细胞：活化就是处于________状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
2．配制CaCl2溶液：3．配制海藻酸钠溶液：溶解海藻酸钠，最好采用酒精灯的方法，直至海藻酸钠完全融化。
如果加热太快，海藻酸钠会发生。
4．海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合：一定要将溶化好的海藻酸钠溶液________，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，再转移至注射器。
5．固定化酵母细胞：以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，逐渐形成凝胶珠。
(二)用固定化酵母细胞发酵1．制备麦芽汁：2．将固定好的酵母细胞用冲洗2-3次。
3．将固定好的酵母细胞凝胶珠加入无菌麦芽汁中，温度为℃。
（三）实验结果的观察：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。
质疑讨论：1．在固定化酶时，一般宜采用什么方法？固定化细胞时，又适宜采用什么方法？2．海藻酸钠溶液的浓度对实验有什么影响？3．怎么判断凝胶珠制作是否成功？例题精讲：1．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2．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3．固定化细胞常用包埋法而不用吸附法固定化，原因是 ( ) A．包埋法固定化操作最简便 B．包埋法对酶的活性影响最小C．包埋法固定化具有普遍性D．细胞体积大，难以吸附或结合4．如下步骤是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答：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（1）在状态下，微生物处于休眠状态。
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。
生物学案：专题课题酵母细胞的固定化
课题3 酵母细胞的固定化问题导学一、固定化酶的应用和固定化细胞技术活动与探究11．葡萄糖和果糖有何异同点？葡萄糖异构酶的作用是什么？2．什么是固定化酶和固定化细胞技术?3．你能说出固定化酶的制备和作用原理吗？4．固定化酶是否可以永远地利用下去？5．对酶或细胞固定的方法有哪些？酶和细胞分别适合用哪种固定方法？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？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?迁移与应用1下列关于固定化酶的说法错误的是( ）。
A．固定化酶的活力也受强酸、高温等因素的影响B．酶固定化后会使酶的利用率提高C．利用固定化酶可降低生产成本D．反应结束后,固定化酶与产物混合成为杂质直接使用酶、固定化酶技术和固定化细胞技术的比较活动与探究21．写出固定化酵母细胞的制备流程。
2．讨论影响制备固定化酵母细胞实验的关键步骤是什么？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？4．发酵过程中锥形瓶为什么要密封？5．当观察到哪些现象时，可以说明实验获得成功?迁移与应用2下列有关制备固定化酵母细胞的叙述，错误的是( ）。
A．溶解海藻酸钠，最好采用持续加热的方法B．溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温才能加入酵母细胞C．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少D．制备凝胶珠时要缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中制备固定化酵母细胞的注意事项（1）酵母细胞的活化：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1 h左右，要提前作好准备。
此外，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容器。
（2）加热：加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一个环节,影响到实验的成败。
试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
?海藻酸钙凝固的颗粒能反复使用，细胞在空格中可新陈 代谢（固定活细胞），也可以利用细胞中的酶进行酶促 反应（固定死细胞）。
?本实验利用海藻酸钙凝胶包埋酵母生长细胞。
三、 实验材料和仪器
?固定化细胞材料 ?2.5％海藻酸钠溶液20mL，加热助溶，冷至45℃备用。 ?配制50mL 1.5％CaCl2。 ● 20毫升注射器，150ml 烧杯和50ml 烧杯各一个、三角瓶、
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！
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。
学案16：4.3 酵母细胞的固定化
酵母细胞的固定化一、学习目标1.认识在应用酶的过程中存在的实际问题及解决办法。
2.掌握固定化技术的方法及适合不同固定方法的材料。
3.掌握固定化酵母细胞的实验操作过程，并能够进行实际操作。
二、重点难点1.重点：制备固定化酵母细胞。
2.难点：制备固定化酵母细胞。
三、学习过程【基础知识】（一）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。
（二）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；个大的细胞难以被或，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。
（三）实验操作制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化（1）在缺水的状态下，微生物会处于_______状态。
活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复___________状态的过程。
（2）酵母细胞所需要的活化时间_____，一般需要0.5～1h，需要提前做好准备。
此外，酵母细胞活化时体积会变____，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容器外。
（3）操作过程：1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放置1h2.配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液（1）作用：使凝胶______。
（2）操作过程：0.83g无水CaCl2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解备用。
3.配制海藻酸钠溶液（1）加热使___________溶化是操作中最重要的一环，涉及实验的成败。
高中生物课件《酵母细胞的固定化》
未来研究方向与发展前景
深入研究固定化机理
开发新型固定化载体
进一步探究酵母细胞固定化的机理，为优 化固定化条件和提高固定化效率提供理论 支持。
研发具有优异性能的新型固定化载体，提 高载体的稳定性和生物相容性。
拓展应用领域
加强技术集成与优化
将固定化酵母细胞技术应用于更多领域， 如生物制药、生物传感器等，发掘其更多 的应用价值。
点。
生产食品添加剂
固定化酵母细胞可用于生产食品 添加剂，如柠檬酸、谷氨酸等， 能够提高生产效率和产品质量。
生产生物燃料
固定化酵母细胞可用于生产生物 燃料，如生物柴油、生物乙醇等 ，有助于减少对化石燃料的依赖
。
在生物传感器中的应用
葡萄糖传感器
固定化酵母细胞可用于制作葡萄糖传 感器，通过检测葡萄糖的浓度变化来 监测血糖水平，为糖尿病患者的治疗 提供帮助。
02
将溶解好的海藻酸钠溶液转移至 离心管中，备用。
酵母细胞的活化与离心
将干酵母加入适量清水中，搅拌均匀 ，使酵母细胞充分活化。
将活化好的酵母细胞溶液进行离心处 理，去除上清液，得到较为纯净的酵 母细胞沉淀。
固定化凝胶珠的制备
将制备好的海藻酸钠溶液和活化好的酵母细胞混合均匀，缓慢滴入无水氯化钙溶 液中，观察到混合液逐渐形成凝胶珠。
用于制备固定化凝胶珠，应选择优质的海藻酸钠粉末，以保证制备出 的凝胶珠具有良好的固定效果。
无水氯化钙
用于促进海藻酸钠凝胶珠的固化，应选择分析纯的无水氯化钙，以保 证固化的效果。
离心管、烧杯、磁力搅拌器等实验器材
用于制备过程中材料的混合、离心和搅拌等操作。
制备海藻酸钠溶液
01
在烧杯中加入适量清水，将海藻 酸钠粉末缓慢加入清水中，边加 入边搅拌，直至海藻酸钠完全溶 解。
“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。
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制作方法
是否需要 营养物质 催化反应
包埋法
是 一系列
比较项目 直接使用酶
固定化酶
固定化细胞 小分子
各种物质 反应底物 (大分子、 小分子)
优点
各种物质(大 分子、小分 子)
配制海藻酸钠溶液为什么是固定化酵母细胞的 关键？
提示：因为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量少，也会影响实验效
果。
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。 检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用 下列方法： 一是挤压法 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。 二是摔打法 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。
↓
气泡 产生,同时有酒味散发 发现有_____
3.实验结果：
(1)凝胶珠的颜色和形状：浅黄色的圆形或椭圆形。
气泡 产生 有_____ 酒味 闻到有_____
(2)发酵现象
试剂或操作
海藻酸钠 CaCl2 用蒸馏水冲洗凝胶珠
作用或目的
作为载体包埋酵母细 胞 使海藻酸钠胶体发生 聚沉，形成凝胶珠。 洗去CaCl2 和杂菌
果糖。
2.传统生产方法的优缺点: 稳定性 好,能持续发挥作用。 (1)优点:_______ (2)缺点。
①酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条 失活 敏感 件非常_____,容易_____。
被再次利用 提高了 ②溶液中的酶很难回收,不能___________,
生产成本。 产物 中,可能影响产品质量。 ③反应后会混在_____
1.制备固定化酵母细胞:
包埋法 。 (1)固定方法:_______
多孔性 载体,如_____ 明胶、 (2)常用载体:一些不溶于水的_______ 海藻酸钠 、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。 琼脂糖、_________
三、固定化酵母细胞的制备及发酵
(3).实验操作流程：
酵母细胞的活化：称取干酵母放入小烧杯中，
蒸馏水 使其活化。 加入_______
↓
配制CaCl2溶液：称取无水CaCl2放入烧杯中，
蒸馏水 加入 _______，使其充分溶解。
↓
小火或间断 加热的方 配制海藻酸钠溶液：要用___________
法。(影响实验成败的关键步骤)
↓
海藻酸钠溶液与酵母细胞混合：先将溶化好的海
室温 ，再加入已活化的酵母 藻酸钠溶液冷却至_____
催化效率高、 被固定的酶 低耗能、低 可重复使用 污染等
①酶不能回 收利用,增 一种酶只能 加了生产成 催化一种化 本②酶混在 学反应 产物中影响 产品质量
成本低,操作更 容易,可以催化 一系列化学反 应
固定后的细胞 与反应物不容 易接近,尤其是 大分子物质,可 能导致反应效 率下降等
缺点Байду номын сангаас
三、实验操作
思考：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
实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶
很难收回，不能被再次利用，提高了生产成本； 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
固定化酶：优点：酶即能与反应物接触，又容易
与反应物分离，同时，还可以反复利用 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完成的 设想：酶是细胞合成的，能否将合 成酶的细胞直接固定？
4.生产操作:
上端 注入。 (1)将葡萄糖溶液从反应柱的_____
(2)使葡萄糖溶液流过反应柱,与
固定化葡萄糖异构酶 接触。 ___________________
下端 流出。 (3)转化成的果糖从反应柱的_____
二、固定化酶和固定化细胞技术 物理 或_____ 化学 方法将酶或细胞固定 1.概念:利用_____ 在一定空间内的技术。
方法
原 理 适用对象 将聚合物的单体与酶溶液混合， 包埋 再借助于聚合助进剂(包括交联剂) 酶或细胞 法 的作用进行聚合，酶被包埋在聚 合物中以达到固定化 酶蛋白的侧链基团和载体表面 化学结 上的功能基团之间形成共价键 合法 而固定的方法 通过氢键、疏水作用和π电子 物理吸 亲和力等物理作用，将酶固定 附法 于水不溶载体上。从而制成固 定化酶
细胞。
↓
CaCl2溶液中形 固定化酵母细胞：将混合物滴在_____
成凝胶珠。
2.用固定化酵母细胞发酵:
蒸馏水 冲洗2～3 将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用_______
次 ↓
葡萄糖 溶液转移到锥形 将150 mL质量分数为10%的_______
瓶中 ↓
加入固定好的酵母细胞(凝胶珠)
↓
置于25℃下发酵24 h
固定化细胞技术。因为固定化细胞保证了细胞的完整性， 酶环境改变小，对其活性影响小。
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
一、直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
这一阶段成功与否呢？怎样评价？
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。
酶
酶
2.常用方法:
序号 ① ② ③ 固定方法 _____ 包埋 法 _________法 化学结合 _________法 物理吸附 固定对象 固定化_____ 细胞 固定化___ 酶 固定化___ 酶 图例
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：成
本低，操作 更容易
课题3
酵母细胞的固定化
【学习目标】
1.举例说明固定化技术的种类及应用。 2.比较直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的
异同点。
3.初步学会制备固定化酵母细胞并用其进行酒
精发酵。
【自主预习】
一、固定化酶的应用实例——生产高果糖浆
1.生产高果糖浆的原理:
葡萄糖
葡萄糖异构酶
3.使用固定化酶的生产原理:
(1)制备固定化酶:将葡萄糖异构酶固定在颗粒状
载体 上。 的_____
(2)制备固定化酶反应柱:将这些酶颗粒装入
反应柱 中,柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。 _______ 酶颗粒 无法通过筛 (3)酶与反应液分离的原理:_______ 反应溶液 可以自由出入。 板上的小孔,而_________