人教版选修一生物酵母细胞的固定化PPT
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定在载体上的酶可以反复利用
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
（二）固定化酶和固定化细胞技术 人教版选修一生物4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT) 1.定义？
2.固定酶或细胞的方法有哪些？ 各种方法的原理是什么？分别适 用于哪种固定对象？尝试列表归 纳出来。
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人教版Hale Waihona Puke Baidu修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
（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。
缺水，处于 休眠状态
让处于休眠状态的 微生物重新恢复正
常的生活状态。
含有高果糖浆 这种甜味剂！
高果糖浆是指果糖含量为42%左右的糖浆。
稳定性好，可以 持续发挥作用
优点
葡萄糖异构酶
葡萄糖
果糖
固 定 化 酶 的 反 注意该装置的各 应 部分名称。 柱 示 你能说出这种方 意 法的优点和不足 图 吗？
葡萄糖异构酶固定 在颗粒状的载体上
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
溶液浓度过高，将很难
浓度过低，凝胶珠包埋的
形成圆形或椭圆形凝胶珠； 酵母细胞数量较少，凝胶珠
颜色过浅，呈白色。
4、溶化好的海藻酸钠溶液为何要冷却至室温方可 加入已活化的酵母？
5、凝胶珠的制作如何操作？浸泡的目的？如何检 验凝胶珠的制作是否合格？
6、利用固定好的酵母细胞（凝胶珠）进行酒精发 酵之前，需要怎样处理？有何目的？
解析：固定化细胞所固定的酶是在细胞内起作用的
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5、固定化细胞对酶的活性影响最小，根本
原因是( D )。
A．避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程 B．固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥 作用 C．促化反应结束后，能被吸收和重复利用 D．细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反 应中有效的发挥作用
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4、下列有关固定化酶和固定化细胞的说法中不 正确的是：
A．固定化酶活性的发挥仍需要适宜的温度和pH B．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 C．固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的 酶都在细胞外起作用 D．固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶 的活性可能下降
细胞内的一系列酶 4.如果将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应当选择 固定__细__胞__（酶、细胞）
5.如果反应物是大分子物质，应该采用哪种技术？ 固定化酶技术。 大分子物质难以自由通过细胞膜， 因此固定化细胞技术一般作用于小分 子物质。
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葡萄糖溶液浓度 过高，酵母菌会 失水过多而死亡。
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课堂小结：
一、固定化酶和固定化细胞技术：
1.定义、固定方法及固定对象
2.与直接使用酶比较，其优点和不足：
二、制备固定化酵母细胞及发酵
5、凝胶珠的制作如何操作？浸泡的目的？如何检 验凝胶珠的制作是否合格？
6、利用固定好的酵母细胞（凝胶珠）进行酒精发 酵之前，需要怎样处理？有何目的？
7、能否用30%或50%葡萄糖溶液？葡萄糖有什么作 用？如何判断发酵与否？
3、配制海藻酸钠溶液 —实验成败的关键步骤 小火或间断加热，并不断搅拌
防止海藻酸钠 发生焦糊
（一）制备固定化酵母细胞
酵母细 胞的活 化
配制
饱和
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
利用固定化的酵母 细胞进行酒精发酵
蒸馏水冲洗固定好的 酵母细胞（凝胶珠）
（二）用固定化酵母细胞发酵
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3、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
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7、能否用30%或50%葡萄糖溶液？葡萄糖有什么作 用？如何判断发酵与否？
4、海藻酸钠溶液和酵母细胞混合
将溶化好的海藻酸钠 溶液冷却至室温，加 入进移以至行活注充化射分的器搅酵中拌母，细再胞转，以 溶 杀死免 液海 温酵藻 度母酸 过菌钠 高
5、凝胶珠的制作如何操作？浸泡的目的？如何检 验凝胶珠的制作是否合格？
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包埋法固定细胞常用的载体材料：
聚丙烯酰胺
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明胶
海藻酸钠作载体包埋酵母细胞的操作步骤： 人教版选修一生物4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
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直接使用酶 固定化酶
酶的种类 固定方法
是否需要 营养物质
反应底物 （大或小） 优点
缺点
固定化细胞
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包埋法固定细胞 将微生物细胞均匀地包 埋在不溶于水的多孔性 的载体中。
6、利用固定好的酵母细胞（凝胶珠）进行酒精发 酵之前，需要怎样处理？有何目的？
7、能否用30%或50%葡萄糖溶液？葡萄糖有什么作 用？如何判断发酵与否？
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。在 CaCl2溶液中浸泡30min左右。
以便凝胶珠形成稳 定的结构，使酵母 菌固定更为牢固。
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1.固定化酶技术和固定化细胞技术，从操作角度来考虑， 哪种更容易？ 2.从固定技术、酶的固定方法看，哪种对酶活性影响更小？
物理吸附法。该方法不影响酶分子结构。化学结合法可 能影响酶的活性部位而影响反应效果 3.固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？
钙凝胶珠，从而将酵母细胞包埋在凝胶珠中，
达到固定效果。
注意：
CaCl2溶液浓度过大，凝胶珠硬度大，易开裂； 浓度过小，不易形成凝胶珠。
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3.海藻酸钠溶液浓度过高过低有何影响？加热促使 海藻酸钠溶化时如何控制火候？为何不能用大火？
4、溶化好的海藻酸钠溶液为何要冷却至室温方可 加入已活化的酵母？
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 的活化液溢出容器外。
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2、CaCl2溶液有何作用？为何用蒸馏水溶解？ 3.海藻酸钠溶液浓度过高过低有何影响？加热促使 海藻酸钠溶化时该如何控制火候？为何不能用大火？ 4、溶化好的海藻酸钠溶液为何要冷却至室温方可 加入已活化的酵母？ 5、凝胶珠的制作如何操作？浸泡的目的？如何检 验凝胶珠的制作是否合格？ 6、利用固定好的酵母细胞（凝胶珠）进行酒精发 酵之前，需要怎样处理？有何目的？ 7、能否用30%或50%葡萄糖溶液？葡萄糖有什么作 用？如何判断发酵与否？
例1、下图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：
(1)请在横线上填出各标号的名称。①__反_应__柱__；② ___固__定化__酶；③__分__布_着_ 小_孔的筛_板； ④ 果糖 。 (2)与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是 __既__能__与_反__应物接触，又能与反应物分离，同时，固 。
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2、下列说法不正确的是（ D ）
A、葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触，转 化成的是果糖 B、从固定化酶反应柱下端流出的是果糖 C、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 D、酶溶解于葡萄糖溶液，可以从糖浆中回 收
速度一定要恒定且缓慢，以便形成均匀的圆 形或椭圆形的凝胶珠。 距离液面15—30cm。过近：凝胶珠会带尾巴； 过高：CaCl2溶液溅出。
检测凝胶珠制作是否合格方法：
1.目测法： 合格的凝胶珠应该是淡 黄色，圆形或椭圆形。
2.机械法： （1）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。 （2）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。
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（一）制备固定化酵母细胞
酵母细 胞的活 化
配制
饱和
CaCl2 溶液
配制海 藻酸钠 溶液
关键步骤
海藻酸钠 溶液与酵 母细胞混 合
固定化酵 母细胞
利用固定化的酵母 细胞进行酒精发酵
蒸馏水冲洗固定好的 酵母细胞（凝胶珠）
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2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液：
0.83gCaCl2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→充分溶解
防止自来水中各种
备用
离子影响实验结果
CaCl2溶液的作用： Ca2+ 使海藻酸钠溶液形成不溶于水的海藻酸
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（二）用固定化酵母细胞发酵
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及时巩固：
1、生产高果糖浆需要_葡___萄_ _糖___异__构__酶，该酶的固定不适 合用___包__埋____法， 原因：酶___分___子__太___小___，___容___易___从__包___埋___材___料___中__漏___出______________ 而固定酵母菌，则不宜采用_物___理__吸___附___和化学结___合___法， 原因： _细___胞___的___体___积___大__，___难___以___被___吸__附___或___结___合___________
归纳凝胶珠不是圆形或椭圆形的原因：
1.海藻酸钠浓度过高 2.注射器离液面过近 3.注射器推进过快
6、利用固定好的酵母细胞（凝胶珠）进行酒精发 酵之前，需要怎样处理？有何目的？ 7、能否用30%或50%葡萄糖溶液？葡萄糖有什么作 用？如何判断发酵与否？
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（二）用固定化酵母细胞发酵
1.将固定化酵母细胞（凝胶珠）用 蒸馏水冲洗2－3次。
洗去凝胶珠表面 多余的CaCl2溶液； 洗去杂菌
2.将150ml质量分数为10％的葡萄 糖溶液转移至200ml的锥形瓶中， 再加入固定好的酵母细胞，置于 25°C下发酵24h
可看是否有气 泡产生和闻是 否有酒味产生
既可以作为发酵底 物，也作为酵母菌 细胞的营养物质。
1、什么是活化？应注意什么？ 2、CaCl2溶液有何作用？为何用蒸馏水溶解？ 3.海藻酸钠溶液浓度过高过低有何影响？加热促使 海藻酸钠溶化时该如何控制火候？为何不能用大火？ 4、溶化好的海藻酸钠溶液为何要冷却至室温方可 加入已活化的酵母？ 5、凝胶珠的制作如何操作？浸泡的目的？如何检 验凝胶珠的制作是否合格？ 6、利用固定好的酵母细胞（凝胶珠）进行酒精发 酵之前，需要怎样处理？有何目的？ 7、能否用30%或50%葡萄糖溶液？葡萄糖有什么作 用？如何判断发酵与否？
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
（二）固定化酶和固定化细胞技术 人教版选修一生物4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT) 1.定义？
2.固定酶或细胞的方法有哪些？ 各种方法的原理是什么？分别适 用于哪种固定对象？尝试列表归 纳出来。
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（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。
缺水，处于 休眠状态
让处于休眠状态的 微生物重新恢复正
常的生活状态。
含有高果糖浆 这种甜味剂！
高果糖浆是指果糖含量为42%左右的糖浆。
稳定性好，可以 持续发挥作用
优点
葡萄糖异构酶
葡萄糖
果糖
固 定 化 酶 的 反 注意该装置的各 应 部分名称。 柱 示 你能说出这种方 意 法的优点和不足 图 吗？
葡萄糖异构酶固定 在颗粒状的载体上
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溶液浓度过高，将很难
浓度过低，凝胶珠包埋的
形成圆形或椭圆形凝胶珠； 酵母细胞数量较少，凝胶珠
颜色过浅，呈白色。
4、溶化好的海藻酸钠溶液为何要冷却至室温方可 加入已活化的酵母？
5、凝胶珠的制作如何操作？浸泡的目的？如何检 验凝胶珠的制作是否合格？
6、利用固定好的酵母细胞（凝胶珠）进行酒精发 酵之前，需要怎样处理？有何目的？
解析：固定化细胞所固定的酶是在细胞内起作用的
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
5、固定化细胞对酶的活性影响最小，根本
原因是( D )。
A．避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程 B．固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥 作用 C．促化反应结束后，能被吸收和重复利用 D．细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反 应中有效的发挥作用
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
4、下列有关固定化酶和固定化细胞的说法中不 正确的是：
A．固定化酶活性的发挥仍需要适宜的温度和pH B．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 C．固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的 酶都在细胞外起作用 D．固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶 的活性可能下降
细胞内的一系列酶 4.如果将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应当选择 固定__细__胞__（酶、细胞）
5.如果反应物是大分子物质，应该采用哪种技术？ 固定化酶技术。 大分子物质难以自由通过细胞膜， 因此固定化细胞技术一般作用于小分 子物质。
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
葡萄糖溶液浓度 过高，酵母菌会 失水过多而死亡。
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
课堂小结：
一、固定化酶和固定化细胞技术：
1.定义、固定方法及固定对象
2.与直接使用酶比较，其优点和不足：
二、制备固定化酵母细胞及发酵
5、凝胶珠的制作如何操作？浸泡的目的？如何检 验凝胶珠的制作是否合格？
6、利用固定好的酵母细胞（凝胶珠）进行酒精发 酵之前，需要怎样处理？有何目的？
7、能否用30%或50%葡萄糖溶液？葡萄糖有什么作 用？如何判断发酵与否？
3、配制海藻酸钠溶液 —实验成败的关键步骤 小火或间断加热，并不断搅拌
防止海藻酸钠 发生焦糊
（一）制备固定化酵母细胞
酵母细 胞的活 化
配制
饱和
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
利用固定化的酵母 细胞进行酒精发酵
蒸馏水冲洗固定好的 酵母细胞（凝胶珠）
（二）用固定化酵母细胞发酵
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人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
3、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
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
7、能否用30%或50%葡萄糖溶液？葡萄糖有什么作 用？如何判断发酵与否？
4、海藻酸钠溶液和酵母细胞混合
将溶化好的海藻酸钠 溶液冷却至室温，加 入进移以至行活注充化射分的器搅酵中拌母，细再胞转，以 溶 杀死免 液海 温酵藻 度母酸 过菌钠 高
5、凝胶珠的制作如何操作？浸泡的目的？如何检 验凝胶珠的制作是否合格？
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
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包埋法固定细胞常用的载体材料：
聚丙烯酰胺
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明胶
海藻酸钠作载体包埋酵母细胞的操作步骤： 人教版选修一生物4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
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直接使用酶 固定化酶
酶的种类 固定方法
是否需要 营养物质
反应底物 （大或小） 优点
缺点
固定化细胞
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人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
包埋法固定细胞 将微生物细胞均匀地包 埋在不溶于水的多孔性 的载体中。
6、利用固定好的酵母细胞（凝胶珠）进行酒精发 酵之前，需要怎样处理？有何目的？
7、能否用30%或50%葡萄糖溶液？葡萄糖有什么作 用？如何判断发酵与否？
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。在 CaCl2溶液中浸泡30min左右。
以便凝胶珠形成稳 定的结构，使酵母 菌固定更为牢固。
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
1.固定化酶技术和固定化细胞技术，从操作角度来考虑， 哪种更容易？ 2.从固定技术、酶的固定方法看，哪种对酶活性影响更小？
物理吸附法。该方法不影响酶分子结构。化学结合法可 能影响酶的活性部位而影响反应效果 3.固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？
钙凝胶珠，从而将酵母细胞包埋在凝胶珠中，
达到固定效果。
注意：
CaCl2溶液浓度过大，凝胶珠硬度大，易开裂； 浓度过小，不易形成凝胶珠。
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3.海藻酸钠溶液浓度过高过低有何影响？加热促使 海藻酸钠溶化时如何控制火候？为何不能用大火？
4、溶化好的海藻酸钠溶液为何要冷却至室温方可 加入已活化的酵母？
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 的活化液溢出容器外。
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2、CaCl2溶液有何作用？为何用蒸馏水溶解？ 3.海藻酸钠溶液浓度过高过低有何影响？加热促使 海藻酸钠溶化时该如何控制火候？为何不能用大火？ 4、溶化好的海藻酸钠溶液为何要冷却至室温方可 加入已活化的酵母？ 5、凝胶珠的制作如何操作？浸泡的目的？如何检 验凝胶珠的制作是否合格？ 6、利用固定好的酵母细胞（凝胶珠）进行酒精发 酵之前，需要怎样处理？有何目的？ 7、能否用30%或50%葡萄糖溶液？葡萄糖有什么作 用？如何判断发酵与否？
例1、下图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：
(1)请在横线上填出各标号的名称。①__反_应__柱__；② ___固__定化__酶；③__分__布_着_ 小_孔的筛_板； ④ 果糖 。 (2)与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是 __既__能__与_反__应物接触，又能与反应物分离，同时，固 。
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2、下列说法不正确的是（ D ）
A、葡萄糖与固定化葡萄糖异构酶接触，转 化成的是果糖 B、从固定化酶反应柱下端流出的是果糖 C、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 D、酶溶解于葡萄糖溶液，可以从糖浆中回 收
速度一定要恒定且缓慢，以便形成均匀的圆 形或椭圆形的凝胶珠。 距离液面15—30cm。过近：凝胶珠会带尾巴； 过高：CaCl2溶液溅出。
检测凝胶珠制作是否合格方法：
1.目测法： 合格的凝胶珠应该是淡 黄色，圆形或椭圆形。
2.机械法： （1）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。 （2）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。
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（一）制备固定化酵母细胞
酵母细 胞的活 化
配制
饱和
CaCl2 溶液
配制海 藻酸钠 溶液
关键步骤
海藻酸钠 溶液与酵 母细胞混 合
固定化酵 母细胞
利用固定化的酵母 细胞进行酒精发酵
蒸馏水冲洗固定好的 酵母细胞（凝胶珠）
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2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液：
0.83gCaCl2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→充分溶解
防止自来水中各种
备用
离子影响实验结果
CaCl2溶液的作用： Ca2+ 使海藻酸钠溶液形成不溶于水的海藻酸
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（二）用固定化酵母细胞发酵
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及时巩固：
1、生产高果糖浆需要_葡___萄_ _糖___异__构__酶，该酶的固定不适 合用___包__埋____法， 原因：酶___分___子__太___小___，___容___易___从__包___埋___材___料___中__漏___出______________ 而固定酵母菌，则不宜采用_物___理__吸___附___和化学结___合___法， 原因： _细___胞___的___体___积___大__，___难___以___被___吸__附___或___结___合___________
归纳凝胶珠不是圆形或椭圆形的原因：
1.海藻酸钠浓度过高 2.注射器离液面过近 3.注射器推进过快
6、利用固定好的酵母细胞（凝胶珠）进行酒精发 酵之前，需要怎样处理？有何目的？ 7、能否用30%或50%葡萄糖溶液？葡萄糖有什么作 用？如何判断发酵与否？
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
人教版选修一生物 4.3-酵母细胞的固定化(共33张PPT)
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（二）用固定化酵母细胞发酵
1.将固定化酵母细胞（凝胶珠）用 蒸馏水冲洗2－3次。
洗去凝胶珠表面 多余的CaCl2溶液； 洗去杂菌
2.将150ml质量分数为10％的葡萄 糖溶液转移至200ml的锥形瓶中， 再加入固定好的酵母细胞，置于 25°C下发酵24h
可看是否有气 泡产生和闻是 否有酒味产生
既可以作为发酵底 物，也作为酵母菌 细胞的营养物质。
1、什么是活化？应注意什么？ 2、CaCl2溶液有何作用？为何用蒸馏水溶解？ 3.海藻酸钠溶液浓度过高过低有何影响？加热促使 海藻酸钠溶化时该如何控制火候？为何不能用大火？ 4、溶化好的海藻酸钠溶液为何要冷却至室温方可 加入已活化的酵母？ 5、凝胶珠的制作如何操作？浸泡的目的？如何检 验凝胶珠的制作是否合格？ 6、利用固定好的酵母细胞（凝胶珠）进行酒精发 酵之前，需要怎样处理？有何目的？ 7、能否用30%或50%葡萄糖溶液？葡萄糖有什么作 用？如何判断发酵与否？