酵母细胞的固定化要点

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张建尚江苏省赣榆高级中学

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。

（3）检测凝胶珠的方法：①观察法：凝胶珠呈圆球状，颜色在米白到米黄之间，表明制备的凝胶珠是成功的。如果凝胶珠形状不规则，可能是海藻酸钠溶液的浓度偏高或注射器与烧杯的距离太近，也可能是滴入的速度过快；如果颜色过浅，说明海藻酸钠溶液的浓度偏低，包埋的酵母菌细胞过少。②挤压法：用手挤压凝胶珠，如果凝胶珠不容易破裂，没有液体流出，就表明凝胶珠制作成功。③摔打法：在桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，表明制备的凝胶珠是成功的。

6.用固定化酵母细胞发酵

（1）冲洗凝胶珠：取出凝胶珠，用蒸馏水冲洗2～3次。目的是去除凝胶珠表面的氯化钙溶液和杂菌。

（2）方法：固定化酵母菌凝胶珠加入150mL的葡萄糖溶液中，置于25℃下发酵24h。（2）注意：①葡萄糖既是酵母菌细胞的发酵底物，又是酵母菌细胞的营养物质，如果葡萄糖的浓度过高，酵母菌细胞会因失水过多而死亡。②防止杂菌污染使发酵失败。③根据凝胶珠周围产生气泡的数量和酒味判断发酵效果。

A.利用固定化细胞进行发酵不需要进行灭菌处理

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发酵葡萄糖，葡萄糖既是原料，又能为酵母菌提供营养

【解析】利用固定化细胞进行发酵，如果不进行灭菌处理，会出现微生物污染现象，影响发酵产物的品质，A项错误；固定化酶的活性与溶解氧没什么关系，B项错误；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， C项错误；酵母细胞的生长和代谢需要营养，该营养可来自底物葡萄糖，D项正确。

【答案】D

【例2】（2015·江苏·T11）下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是（）

A.固定化酶的主要目的是实现酶的重复利用

B.溶解氧交换受阻是固定化酶应用的重要限制因素

C.固定化细胞用于生产能分泌到细胞外的产物

D.凝胶与被包埋细胞之间不是通过共价键结合

【解析】固定化酶实现了酶和底物的分离，酶可重复利用，A项正确；酶的催化作用不需要氧气，故固定化酶的应用不需要氧气，与溶解氧交换受阻没有影响，B项错误；固定化细胞可用于生产分泌到细胞外的产物，如分泌蛋白等，C项正确；凝胶与被包埋细胞之间没有化学键，不通过共价键结合，D项正确。

【答案】B