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。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化
时。
（2）影响实验成败的关键步骤是，海藻酸钠在水中的溶解速度较慢，需要通过加热促进其溶解，最好采用的加热方法是________________。
（3）观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明，如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明。
（4）该实验中CaCl2溶液的作用是。反馈矫正：
1．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
2．关于酵母细胞活化的说法，不正确的是 ( ) A．酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸B．酵母细胞休眠有利于菌种保存C．活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态 D．酵母细胞活化后体积增大
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4．下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是 ( ) A．酶分子很小，易采用包埋法B．酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定
C．细胞个大，难被吸附或结合 D．细胞易采用包埋法固定
5．(多选题)对配制海藻酸钠溶液的叙述准确的是 ( ) A．加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环
B. 海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的数量C．海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠
D．海藻酸钠的浓度过低，形成凝胶珠内包埋细胞过少
7.上个世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个
生产领域，到了70年代又发明了固定化酶与固定
化细胞技术。
（1）在实际生产中，固定化酶技术的优点是
。
与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是酶。
（2）制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是，使用了上图中方法〔〕（填出号码及名称）。
（3）制作固定化酵母菌细胞时，充分混合均匀的酵母细胞胶液可在饱和溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因
是。迁移创新：
1．固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是 ( ) A．避免了酶的使用，从而使酶不受影响
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
2．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
3．如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制 ( ) A．直接使用酶 B．使用化学方法结合的酶
C．使用固定化细胞D．使用物理吸附法固定的酶
4．下列有关固定化酵母细胞制备步骤不恰当的是（） A．应使干酵母与水混合并搅拌，以利于酵母菌活化
B．配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热方法
C．向刚溶化好的海藻酸钠溶液加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均匀
D．将与酵母混匀的海藻酸钠液注入CaCl2溶液中，会观察到CaCl2溶液有凝胶珠形成5．（10江苏）(多选题)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．下列叙述正确的是 ( )
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为了使培养液与酵母菌充分接触
D．图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中
酵母细胞的固定化技术
课前导学：
一、1．酶固相载体 2. 吸附法包埋法
二、1．细胞一定的载体 2. 包埋法
三、(一)1．休眠2．小火间断加热焦糊4．冷却5．恒定
(二)2．蒸馏水3．25
质疑讨论：
1．酶适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。
2．海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，如果海藻酸钠溶液的浓度过高，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。
3．凝胶珠制作是否成功的判断方法是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，用手挤压，如果凝胶珠破裂，有液体流出，说明海藻酸钠溶液浓度偏低；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠溶液浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。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。
例题精讲：
1．B2．D3．D
4．（1）缺水正常的生活体积会增大
（2）配制海藻酸钠溶液小火间断加热
（3）固定化酵母细胞数目较少海藻酸钠溶液浓度偏高，制作失败
（4）使胶体聚沉
反馈矫正：
1．D2．A3．C4．A5．ABD
7. （1）酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复利用
多酶系统（或一系列酶、多种酶）
（2）海藻酸钠③包埋法
（3）CaCl2 海藻酸钠浓度过高（或针筒离液面过近，高度不够）
迁移创新：
1．D 2．C 3．C 4．C 5．BCD
酵母细胞的固定化 一、固定化酶与固定化细胞及应用实例 1、固定化酶 （1）含义：将酶固定在不溶于水的载体上。 （2）实例：利用固定化酶技术生产“高果糖浆”。 （3）优点：酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。 （4）缺点：一种酶只能催化一种化学反应，而在实际生产中，很多产物的形成是通过一系列的酶促反应才能得到。 （5）应用实例：生产高果糖浆 ①原料：葡萄糖 ②原理：葡萄糖 果糖 ③生产过程及示意图： a.反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本。 b.提高了果糖的产量和品质。 2、固定化细胞 （1）含义：将细胞固定在一定空间内的技术。 （2）优点：成本低、操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收 （3）缺点：固定后的细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降，由于大分子物质难以自由通过细胞膜，因此固定化细胞的应用也受到限制。 二、固定化酶或固定化细胞技术的常用方法 1、固定化酶或固定化细胞：指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物理吸附法 ：将酶（或细胞）吸附在载体表面上 ②包埋法：将酶（或细胞）包埋在细微网格里 ③化学结合法：将酶（或细胞）相互结合，或将其结合到载体上。 葡萄糖异构酶
三、固定化酵母细胞的制备与发酵 （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。 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→溶解备用 3、配制海藻酸钠溶液 0.7g海藻酸钠＋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。 注：加热时要用小火，或者间断加热，并搅拌，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止 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，加入以活化的酵母细胞，进行充分搅拌，再转移至注射器中 注：1、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。 2、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。高浓度海藻酸钠只能用粗针头注射，针头粗也会粘着，难促使形成液滴。且高浓度海藻酸钠不易形成滴状下落，形成条状，不是圆形或是椭圆形，品相极差，并且凝胶珠容易破裂。 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、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。
什么是酶固定化？ 哪些方法适于细胞的固定化？ 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。 在讨论的基础上加以总结如下： 常用方法操作缺陷 1.酶包埋法酶分子一般相对较小，容易从大分子有机物网格中逸出；如果反应物分子较大，则不易进入网格中与酶接触 2.吸附法将酶吸附在不溶于水的载体上比较困难，同时酶也容易从载体上脱落结合法 需要改变酶的某些结构（基团），酶的催化作用受到一定程度的影响细胞 包埋法 处于中心的细胞容易缺氧而受到损害，同时，反应原料不易进入到这些细胞之中 【比较】酶和细胞的固定方法和特点固定对象 酶 细胞适宜固定法化学结合法、物理吸附法包埋法 特点 体积小，固定一种酶。包埋法容易丢失 体积大，固定一系列酶。难以化学结合和吸附 〖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）。（二）固定化细胞技术学习内容：1.将酶或细胞固定化的方法；2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别；3.固定化酶和固定化细胞常用的载体材料。 教学：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。在教学过程中，可以通过提问的方式，引导学生认识这三种方法的特点与适用范围。此外，还可以引导学生思考课本中提出的问题，引导学生理解固定化细胞和固定化酶这两种技术的区别与联系，辩证地认识这两种技术的优势与不足。例如，固定化细胞操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收等，但由于大分子物质难以自由通过细胞膜，因此固定化细胞的应用也受到限制。 要点3 固定化细胞技术 （1）将酶或细胞固定化的方法 ①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。②酶或细胞固定化的方法包括包埋法、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。 ③酶适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个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。④酶的几种固定方式 将酶包埋在细微网格里；将酶相互连接起来；将酶吸附在载体表面。⑤包埋法固定化细胞将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中。（2）固定化酶和固定化细胞的联系与区别 联系：都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。在生产中都容易与产物分离，固定在载体上的酶或细胞可以反复利用。 区别：适宜的固定方法不同；固定化细胞技术更适宜于生产实际。（3）固定化细胞常用的载体材料
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。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化 时。 （2）影响实验成败的关键步骤是，海藻酸钠在水中的溶解速度较慢，需要通过加热促进其溶解，最好采用的加热方法是________________。 （3）观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明，如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明。 （4）该实验中CaCl2溶液的作用是。反馈矫正： 1．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 ( )
课题5 酵母细胞固定化 1. 游离酶、固定化酶和固定化细胞比较 (1) 物理吸附法(吸附法)是将酶吸附在载体表面一种固定方法。特点是工艺简便且条件温和，应用广泛。实质是利用酶及载体之间范德华力实现吸附。 (2) 化学结合法(交联法)是利用酶及载体之间形成共价键将酶进行固定。 2. 酵母细胞固定化 （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微生物重新恢复正常生活状态过程。 （2）用蒸馏水配制CaCl2溶液,而不用自来水。原因是防止自来水中各种离子影响实验结果。（3）CaCl2溶液作用：使胶体聚沉，凝胶珠形成稳定结构。 （4）海藻酸钠作用：包埋细胞。 （5）刚形成凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定结构。 （6）检验凝胶珠质量是否合格，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，也能表明制备凝胶珠是成功。 （7）如果制作凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠浓度偏低，固定酵母细胞数目较少；
如果形成凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠浓度偏高，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，过高会造成固定酵母细胞失水，甚至死亡。（2）葡萄糖作用：既可以作为发酵底物，也作为酵母菌细胞营养物质。 （3）固定化酵母凝胶珠处理:固定好凝胶珠从氯化钙溶液取出后要用蒸馏水冲洗2~3次。洗去氯化钙溶液目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.锥形瓶中气泡和酒精是怎么形成？ 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影响，结果如下图所示。请回答: (1) 及利用游离酵母生产啤酒相比，利用固定化酵母优点有。 (2) 本实验结果表明，随氯化钙浓度增大，凝胶珠机械强度增大，完整率。 (3) 结合发酵性能分析，制备凝胶珠适宜氯化钙浓度为。当氯化钙浓度过高时，发酵液中糖度升高，酒精度下降，发酵受到影响，原因是。 (4) 用海藻酸钠作载体包埋酵母细胞，溶解海藻酸钠时最好采用方法，以防发生焦糊。溶化好海藻酸钠溶液应后，再及已活化酵母细胞充分混合。若海藻酸钠浓度过低，会导致，固定效果大大降低。
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。
课题 3 酵母细胞的固定化 ★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一一生产高果糖浆 （1）高果糖浆的生产原理： 葡萄糖―|葡萄糖异构酶_H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）蛋白质变成氨基 ；若将酸，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:
实验二酵母细胞固定化及乙醇发酵 一、实验目的要求 1、掌握微生物细胞固定化的原理和基本技术 2、学习酵母乙醇发酵过程 二、实验原理 （一）固定化细胞（immobilized cell ） 固定化细胞技术是指用物理或化学的手段将游离细胞定位于限定的空间区域，并使其保持催化活性、反复使用的方法。近十余年来生物工程研究的重点领域之一；固定化细胞与固定化酶技术一起组成了现代的固定化生物催化剂技术。 优点：细胞密度高、反应速度快、耐毒害能力强、产物分离容易、可反复使用、能实现连续操作，可大大提高生产能力。 应用：已涉及到食品、化学、医药、化学分析、环境保护、能源开发等领域。用于生产各种胞外产物，包括酒精酒类、氨基酸、有机酸、酶、辅酶、抗生素、甾体转化、废水处理；用于制造微生物传感器 （二）制备方法：吸附法；包埋法；共价结合法；交联法； 1、吸附法：又叫载体结合法，依据带电的微生物细胞和载体之间的静电、表面张力和黏附力的作用，使细胞固定在载体表面和内部； 简便，活力损失小；但细胞与载体作用力小，易脱落 2、包埋法：分为凝胶包埋法和半透膜包埋法。 凝胶包埋法是将细胞包埋在各种凝胶内部的微孔中而使细胞固定； 半透膜包埋法是将细胞包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内。 简单，条件温和，稳定性好，包埋细胞容量高。 3、共价结合法：细胞表面上功能团和固相支持物表面的反应基团之间形成化学共价键连接，从而形成为固定化细胞。 细胞与载体结合紧密，不易脱落；但制备较难，且活力损失较大。 4、交联法：利用双功能或多功能试剂，直接与细胞表面的反应基团（如氨基酸、羟基、咪唑基等）发生反应，使其彼此交联形成网状结构的固定化细胞，其结合力是共价键。 此法制备麻烦，活力损失较大；但细胞与载体结合较紧。 （三）载体 多糖类：纤维素、琼脂、葡萄糖凝胶、藻酸钙、K-角叉胶、DEAE-纤维素等 蛋白质：骨胶原、明胶等 无机载体：氧化铝、活性炭、陶瓷、磁铁、二氧化硅、高岭土、磷酸钙凝胶等 合成载体：聚丙稀酰胺、聚苯乙烯、酚醛树脂等 海藻酸盐是一种广泛应用的固定化介质，具有化学稳定性好、无毒、包埋效率高且价格低廉等优点。但是海藻酸钙包埋细胞时，凝胶颗粒易发生破损、软化等问题，凝胶颗粒的稳定性和机械强度较差，不利于固定化细胞的多次利用。 三、实验步骤 第一阶段酵母菌培养 1、培养基配制及分装
《酵母细胞的固定化》说课稿 一、使用教材：高中生物选修1生物技术实践（人民教育出版社）专题4课题3酵母细胞的固定化 二、实验龄材：酒精灯、烧杯、玻璃棒、试管、锥形瓶、蠕动泵、铁架台、祛码、一次性注射器、一次性输液器、酒精检测仪、培养皿、刀片 三、实验创新要点： （-）对教材实验的改进 1.直接加热促溶海藻酸钠改进为水浴加热 2.蒸储水活化酵母细胞改进为5固葡萄糖溶液活化 3.注射器改进为小型蠕动泵制作凝胶珠，实现了自动化、标准化 4.观察颜色、摔打法检测凝胶珠质量改进为祛码检测 5.锥形瓶发酵装置改进为注射器+输液器装置，将发酵时间由24h缩减至15min 6.对产物的检测由观察气泡、闻酒味改进为滨麝香草酚蓝水溶液检测CO及酸性重格酸钾溶液检 测酒精 （二）对教材实验的延伸探究 1.固定化酵母的发酵效率低于未固定酵母，但固定化酵母便于回收，可重复利用 2.圆形凝胶珠比拖尾状的异形凝胶珠发酵效率更高 3.提出了使用琼脂糖固定酵母细胞的完整方法 四、实验原理： 固定化细胞技术是将细胞固定于不溶于水的载体上，使细胞既能与反应物接触，又能与产物分离。同时，固定于载体上的细胞还可以反复利用。成本低，操作简单，广泛的应用于工业生产中。 海藻酸钠是一种无毒的亲水性物质，呈粉末状，遇水会形成粘性团块，通过加热可形成粘稠性胶状物质。溶化的海藻酸钠中的钠离子可迅速被钙离子置换，交联后形成多孔的、不溶于水的海藻酸钙结构，能够将细胞固定并有一定的机械强度。 酶 固定化酵母细胞以葡萄糖作为底物进行酒精发酵，产生CO及酒精，反应式如下所示： CHOf2CH0H+2C0+能量。 五、实验教学目标： 生命观念：认同酶是由活细胞产生的；理解细胞固定化原理 科学思维：通过对原有实验的改进培养创造性思维、批判性思维 科学探究：培养科学探究精神；领悟”设计实验、交流讨论”等科学探究方法 社会责任：致力于改善工业生产体系，设计工业生产装置 六、实验教学过程： 共分为三个环节：课前探究、课堂展示、课后延伸。 （一）课前探究：小组预实验，体验固定化酵母细胞的制备流程并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。在预实验中发现问题并合作探究，对实验加以改进。整个过程以学生为主体，教师为客体，教师仅推送相关拓展资料、提供完善的实验器材，在必要的时候加以引导，使学生们真正达到了自主、合作、探究式的学习。 预实验，发现问题：
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。 六、思考题 1、酵母细胞活化的目的是什么？ 2、为什么凝胶珠需要在CaCl2溶液中浸泡一定时间? 3、观察结果说明了什么问题？ 4、分析可能导致酵母细胞包埋效果不理想的原因。
酵母细胞的固定化 【教学目标】 1、知道从酶到固定化酶技术，再到固定化细胞技术的发展过程以及生产中遇到的问题及固定化技术带来的巨大效益； 2、知道常用的固定化技术及适用范围，明确固定化技术的应用原理，理解固定化细胞的具体步骤、会解释各种现象。 【教学重难点】固定化酶与固定化细胞的制备原理及方法；制备固定化细胞的操作步骤。【教学过程】 一、基础知识 （一）固定化酶的应用实例 1.利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例 （1）高果糖浆的生产需要葡萄糖异构酶。 （2）葡萄糖异构酶的优点：稳定性好、可以持续发挥作用。 （3）在生产中直接使用酶的缺点：无法回收，造成浪费 2.固定化酶的反应 固定化酶的反应柱示意图与反应过程。 使用固定化酶技术，将这种酶（葡萄糖异构酶）固定在一种颗粒状的载体上，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。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 1.概念 利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间的技术。细胞中含有一系列酶，在细胞正常生
命活动的过程中，通过代谢产生所需要的代谢产物。 2.将酶或细胞固定化的方法 （1）包埋法：将酶（或细胞）包埋在细微网格里。 （2）化学结合法：将酶（或细胞）相互连接起来。 （3）吸附法：将酶（或细胞）吸附在载体表面上。 【方法点拨】酶和细胞固定方法的选择 酶适合采用化学结合和物理吸附法固定，细胞适合采用包埋法固定。 原因：细胞个大，酶分子很小，个体大的细胞难以被吸附或结合而个小的酶容易从包埋的材料中漏出。 (三）固定化酶和固定化细胞的联系与区别 （1）联系：应用相同，都能催化某些反应。 （2）区别： ①固定化细胞技术操作容易，成本低，容易回收； ②固定化细胞技术对酶活性影响更小； ③固定化细胞固定的是一系列酶； ④由于大分子难以通过细胞膜，固定化细胞的应用有一定的限制。 （四）固定化酶和固定化细胞常用的载体材料 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等，其共同的特点是不溶于水的多孔性载体。 二、实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 1．酵母细胞的活化 活化：让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态； 本质：加快新陈代谢；方法：加入适量的水。 步骤：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。 2.配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液[来源:学_科_网] 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。[来源:https://www.doczj.com/doc/8119195650.html,] 3.配制海藻酸钠溶液 称取0.7g海藻酸钠，放入50mL小烧杯中.加人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。 4.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合
酵母细胞的固定化 一、研究背景 酶是生物细胞产生的具有催化作用的一种有机物，对于细胞的代谢极其重要。同学们知道，理论上催化剂在反应前后物质的质量等均不改变，那么酶应该可以为人们所反复利用。而实际上，大多数情况下，人们发现： 1、酶对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感； 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、反应后的酶混在产物中，可能影响产品质量。 怎样解决这样的问题呢？ 二、设想 将酶固定在不溶于水的载体中，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以反复利用。 三、实际操作 1、固定化细胞技术： a、概念：固定化酶和固定化细胞技术是医用物理或化学技术将酶或细胞固定在一定空间的技术 b、操作方法： 包埋法：适合固定化细胞，酶分子太小； 常用的包埋材料为：琼脂糖，醋酸纤维素，聚丙烯酰胺，明胶和海藻酸钠。 物理吸附法和化学结合法 c、特点： 固定化酶技术优点：既能与反应物接触，又能与产物分离，可反复利用； 固定化酶技术不足：只能催化一类反应； 固定化细胞技术优点：能催化一系列反应，成本低，操作容易 固定化细胞技术不足：与反应物不容易接触，可能导致催化效率下降 2、酵母细胞的固定化操作
a 酵母细胞的活化：称取1g干酵母，置于50ml小烧杯中，加10ml水，搅拌均匀，放置1h，活化 b 配置物质的量浓度为0.05mol/l的CaCl2溶液：称取0.83g无水CaCl，置于200ml小烧杯中，加入150ml水，充分溶解备用； c 配置海藻酸钠溶液：取0.7g海藻酸钠置于50ml小烧杯中，加入10ml水，用酒精灯小火或间断加热，并充分搅拌，反复几次，直至海藻酸钠溶化，并定容至10ml（保证海藻酸钠溶液浓度：过高，很难形成凝胶珠；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。） d 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。 e 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置好的CaCl2溶液中，形成凝胶珠。 3、用固定化酵母细胞发酵 a 将凝胶珠用蒸馏水冲洗2—3次； b 置于25度下发酵24h 4、检测 观察凝胶珠的颜色和形状：颜色过浅，呈白色，浓度低；不能成形，浓度过高
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。
高中生物人教版酵母细胞的固定化实验教案 一、实验目的 通过本实验，学生将了解酵母细胞固定化的过程及原理，并能够掌握固定化酵母细胞的方法和应用。 二、实验原理 酵母细胞的固定化是将活性酵母细胞固定在固体载体上，使其形成一定形态结构。固定化酵母细胞可以提高酵母细胞的稳定性和使用寿命，广泛应用于生物技术、酿造和制药等领域。 三、实验器材和试剂 器材：试管、移液管、显微镜 试剂：酵母细胞悬浮液、琼脂糖、有机溶剂、无菌培养基 四、实验步骤 1. 准备工作： a. 取一定量的酵母细胞悬浮液，用显微镜观察酵母细胞形态和数量。 b. 准备适量的琼脂糖和有机溶剂，制备琼脂糖凝胶。 2. 酵母细胞固定化： a. 取一支试管，加入适量的琼脂糖凝胶。
b. 将酵母细胞悬浮液加入试管中，充分搅拌均匀。 c. 将试管放置在恒温水浴中，保持适宜的温度。 d. 观察酵母细胞固定化的过程，记录下固定化后的酵母细胞形态和数量。 3. 酵母细胞固定化效果观察： a. 取一滴固定化酵母细胞悬液，放置在玻片上。 b. 用显微镜观察固定化酵母细胞的形态和数量。 4. 实验讨论： a. 分析酵母细胞固定化实验的结果，探讨不同因素对固定化效果的影响。 b. 探究固定化酵母细胞在生物技术、酿造和制药等领域的应用。 五、实验总结 通过本次实验，我们学习了酵母细胞固定化的方法和原理，并观察了固定化酵母细胞的效果。固定化酵母细胞在生物技术、酿造和制药等领域具有广泛的应用前景。本实验为我们进一步了解酵母细胞固定化提供了实践基础。 六、拓展延伸 1. 除了琼脂糖凝胶，还有哪些固体载体可以用于酵母细胞固定化？ 2. 酵母细胞固定化在制造啤酒中有何作用？
固定化酵母在啤酒连续后发酵中的应用 固定化酵母在啤酒连续后发酵中的应用 前言 啤酒是一种古老而丰富的酿造饮料，以其独特的风味和消费者的喜爱而广为人知。传统的啤酒制作过程通常采用活性酵母进行一次性发酵，然后分离酒液和酵母。然而，这种方法存在一些问题，例如酵母使用效率低、工艺控制困难、发酵周期长等。为了克服这些问题，近年来固定化酵母在啤酒制作中的应用逐渐受到关注。 一、固定化酵母的概念和制备方法 固定化酵母指的是将酵母细胞固定在载体上，使其成为固定化的生物催化剂。固定化酵母在啤酒连续发酵中的应用主要通过提高酵母重新利用率，减少发酵周期，提高产品质量。其制备方法多种多样，常用的有包埋法、微胶囊法、交联法等。 二、固定化酵母在啤酒发酵中的优势 1. 提高酵母的再利用性 相对于传统的批次发酵，固定化酵母可以在发酵结束后通过简单的分离和洗涤过程进行再利用。这不仅提高了酵母使用效率，降低了生产成本，还减少了废弃物的产生，对环境更加友好。 2. 缩短发酵周期 固定化酵母的固定化载体提供了更大的表面积，增加了酵母细胞的附着面积，从而提高了酵母的活性和生长速度。这使得发酵过程更加迅速，缩短了发酵周期，提高了生产效率。 3. 提高产品质量 固定化酵母的使用可以减少乙醇生成速率，改善酒液的品
质。与传统发酵相比，固定化酵母产生的酵母副产物更少，酒液更加纯净，风味更加浓郁。 三、固定化酵母在啤酒连续后发酵中的实际应用 固定化酵母在啤酒连续后发酵过程中的应用已经在工业生产中得到了验证。以大规模啤酒厂为例，这些厂家通常使用专门设计的发酵器来实现固定化酵母的连续发酵。发酵器中的固定化酵母通过流经系统进行啤酒发酵，同时实现酵母的再生。 固定化酵母的连续后发酵可以大大提高啤酒生产的效率。通过控制发酵器的温度、pH值和氧气供应等参数，可以精确地控制发酵过程，使得啤酒的质量更加稳定。同时，固定化酵母可以在一定程度上抵抗外界的压力和污染，提高了发酵的可靠性。 结论 固定化酵母在啤酒连续后发酵中具有明显的优势。其可以提高酵母的再利用性，缩短发酵周期，改善产品质量。在工业生产中，固定化酵母的应用已经取得了良好的效果。然而，仍然有一些问题有待解决，例如固定化载体的选择和制备方法的改进。未来的研究应该致力于解决这些问题，进一步推动固定化酵母在啤酒制作中的应用 固定化酵母在啤酒连续后发酵中的应用已经被工业生产所验证，并展现出明显的优势。其可以提高酵母的再利用性，减少发酵周期，改善产品质量。通过精确控制发酵过程的参数，固定化酵母可以提高啤酒生产效率和质量的稳定性。然而，固定化载体的选择和制备方法的改进仍然是需要解决的问题。未来的研究应该致力于解决这些问题，进一步推动固定化酵母在啤酒制作中的应用
海藻酸钙固定化酵母细胞实验报告 实验名称：海藻酸钙固定化酵母细胞实验报告 实验目的： 1. 研究海藻酸钙固定化酵母细胞的效果和稳定性。 2. 评估固定化酵母细胞在生物催化反应中的应用潜力。 实验步骤： 1. 准备培养基：将适量的海藻酸钙溶解于适量的培养基中，并加入必要的营养物质。 2. 准备固定化载体：将海藻酸钙固定化载体放入适量的培养基中，使其浸泡一段时间，以使载体充分饱和。 3. 基础菌种培养：选取一定量的酵母菌种，接种到含有培养基的培养皿中，用摇床进行培养。 4. 固定化酵母细胞制备：将培养好的酵母细胞与固定化载体一起混合，轻轻摇晃，使酵母细胞充分接触和附着在载体表面。 5. 固定化酵母细胞培养：将固定化酵母细胞转移至培养皿中，放入恒温摇床中培养一段时间。 6. 实验结果记录：记录固定化酵母细胞的生长情况、细胞密度和生理参数的变化。 实验结果： 1. 观察到固定化酵母细胞在培养基中生长良好，细胞数量逐渐增多。 2. 可以看到固定化酵母细胞与载体之间有明显的结合现象，细胞附着在载体表面。 3. 比较于自由生长的酵母细胞，固定化酵母细胞具有更好的稳
定性和较高的细胞密度。 实验结论： 1. 海藻酸钙固定化酵母细胞具有良好的固定效果，可以将酵母细胞牢固地固定在载体上。 2. 固定化酵母细胞在培养条件下具有较高的生长速率和细胞密度，适用于大规模生产。 3. 固定化酵母细胞具有较好的稳定性，可以重复使用多次，节约生产成本。 实验不足和改进： 1. 实验中只观察了固定化酵母细胞的生长情况和细胞密度变化，未对其代谢产物进行分析。 2. 下一步可以考虑对固定化酵母细胞的代谢产物进行分析和评估，以进一步研究其在生物催化反应中的应用潜力。 3. 可以进一步探索其他固定化方法和载体材料，以提高固定效果和稳定性。
酵母细胞的固定化-教案 LT
教学准备 1. 教学目标 （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。 2. 教学重点/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 3. 教学用具 教学课件 4. 标签 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。如果你是工程技术人员，你如何解决这个问题？ （二）进行新课 1、基础知识 1.1固定化酶技术。即将酶固定在一定空间内的技术（如固定在不溶于水的载体上）。固定化酶是指限制或固定于特定空间位置的酶，具体来说，是指经物理或化学方法处理，使酶变成不易随水流失即运动受到限制，而又能发挥催化作用的酶制剂。 1.2固定化酶技术的优点： （1）使酶既能与反应物接触，又能与产物分离； （2）固定在载体上的酶可以被反复利用。 2、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
（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。5.2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。
《酵母细胞的固定化》生物教案 《酵母细胞的固定化》生物教案1 【教学目标】 1、知道从酶到固定化酶技术，再到固定化细胞技术的发展过程以及生产中遇到的问题及固定化技术带来的巨大效益； 2、知道常用的固定化技术及适用范围，明确固定化技术的的应用原理，理解固定化细胞的具体步骤、会解释各种现象。 【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________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。 固定化酶是20世纪60年代发展起来的—项新技术。以往使用的酶绝大多数是水溶性的酶。这些水溶性酶催化结束后，极难回收，因而阻碍了酶工业的进一步发展。60年代后，在酶学研究领域内涌现出固定化酶。它是通过物理的或化学的手段，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚在一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶充分发挥催化作用；过去曾称其为水不溶酶或固相酶。1953年德国科学家采用聚氨基苯乙烯树脂为载体，与胃蛋白酶、核糖核酸酶等