酵母细胞固定化2

同时，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
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高考链接
1. （2009.江苏）下列关于固定化酶和固定化细胞的 叙述，正确的是（ ）A A. 固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明 显
B. 固定化酶的应降解水体中有机磷农药，需提供适宜的 营养条件
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。
直至完全溶化，用蒸馏水定容至10ml。
②注意事项 加热时要用( 小火)，或者(
，直到海藻酸钠溶化为止
间断加)热，反复几次
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；如果浓度过低，形成的凝 胶珠所包埋的酵母细胞的数目少。
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4.海藻酸钠溶液和酵母细胞混合
一种酶只能催化一 种化学反应，而在 生产实践中，很多 产物的形成都通过 一系列的酶促反应 才能得到
固定化细 胞
成本v 低
v
操作更容易,对酶 固定后的细胞与反
活性影响小、可
应物不容易接近， 可能导致反映效果
以使酶再利用。 下降等
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固定化细胞技术
1.固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将 酶或细胞固定在一定的空间内的技术，包括____包___埋_、法 __化__学__结__合__法______ 、_____物__理__吸__附__法__三种方法。

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。

二、实验操作——酵母细胞的固定化
（1）酵母细胞的活化： 〖思考1〗活化是指什么？ 方法？
• 〖思考2〗在活化酵母的过 程中要注意？
1、酵母细胞活化时体积会变大， 所用容器要大一些，防止活化液溢出； 2、选用的干酵母有较强的活性且物种单一；
二、实验操作——酵母细胞的固定化
（1）酵母细胞的活化： （2）配制CaCl2溶液：
（2）配制CaCl2溶液：
目的？使胶体聚沉。形成稳定 的结构
（3）配制海藻酸钠溶液： •如何判断固定化酵母细胞是否成
（4）酵海母藻细酸胞钠的溶混液合与：---功观？察凝胶珠的颜色和形状 ➢若凝胶珠颜色过浅，说
（5）固定化酵母细胞： 明海藻酸钠的浓度偏低， 固定的酵母细胞数目较少
➢凝胶珠不是圆形或椭圆
二、实验操作——酵母细胞的固定化
思考：用什么方法对酵母细胞的固定化？
包埋法
包埋法常用哪些载体？
明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸 纤维素、聚丙烯酰胺等
三、实验操作
（一）制备固定化酵母细胞
观看视频思考下列问题：
（1）制备过程包括哪几个步骤？ （2）你认为哪个步骤的操作是最 重要的一环？ （3）各步骤应当分别注意什么问 题？
二、实验操作——酵母细胞的固定化
（1）酵母细胞的活化： （2）配制CaCl2溶液：
• 是最重要的环节：
➢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
（3）配制海藻酸钠溶液：
（浓度要适宜？）
细胞的数目少，影响实 验效果。
• 注意事项：
加热时要用小火， 或者间断加热（目的？）
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。 还有其他方法吗？

生物 ・ 实验 天地
例 析 酵母 细 胞 的 固 定化 技 术
口 胡有 红
二 、制 备 固定 化 酵母 细 胞 的 步骤 求学生熟练掌握实验具体操作过程 ， 分析实验 及 注意 事项 注意事项 ， 还 要考查 实 验 的迁 移 ， 如 探究 固定 １ ． 酵母细胞的活化 ， 即让处于休 眠状态 化 酵母细胞 的强 度与海 藻酸 钠和Ｃ ａ Ｃ １ Ｓ ￣度 的 的微 生物重 新 恢复正 常 的生 活状 态 。 变化关系 、 固定化 酶 的酶活力 和海藻酸钠 的浓 酵母细胞活化时体积会变大，因此活化 度、 使用次数等的关系。下面将详细分析酵母 前应该选择体积足够大的容器 ，以避免酵母 细胞的固定化技 术的重难点及相关拓展 。 细胞 的活 化液溢 出容 器外 。 固定 化细胞 技 术 ２ ．配 置 物 质 的量 浓 度 为 ０ ． ０ ５ ｍｏ ｌ ／ Ｌ的 固定 化酶 和 固定 化细 胞技 术是 利用 物理 Ｃ ａ Ｃ １ ２ ￣液 。 或化 学方法 将 酶或细 胞 固定在 一定 空间 内 的 Ｃ ａ Ｃ １ ２ ￣液 作 用 ： 海藻 酸 钠溶 液 遇 到钙 离 技 术 ，包 括包埋 法 、化学 结合 法和 物理 吸附 子 ， 会 形 成凝胶 ， 从 而将酵母 细胞包埋 在凝 胶 法。 因为 酶分 子很小 容易从 包埋 材料 中漏 出 ， 中， 达到 固定化 效果 。 因此常采用化学结合法 和物理 吸附法 固定 ３ ．配制 海 藻酸钠溶 液 。 （ １ ）海 藻 酸钠 在水 中溶解 的速 度 较 慢 ， 化， 而细胞个大 ， 难 以被吸附或结合 ， 多采用 包埋 法 固定化 。 需 要 加热 促 进其 溶解 。 溶 解 海 藻酸 钠 最好 用 小 火 间断加 热 或 水浴 加 热 。如 果 加 热过 快 ， 例 １ 试 分析 下 图 ， 与 用海 藻酸 钠 海 藻 酸 钠会 发 生焦 糊 。 （ ２ ）海 藻酸 钠 的浓 度 作栽 体制备 的 固定化 酵母 细胞相 似 的是 涉及 到 固定化 细 胞 的质 量 ， 因为海 藻 酸 钠 的 （ ） 浓 度 可 以 改 变 凝 胶 珠 的 孔 径 ：如 果 浓 度 过 高， 形 成的凝胶珠 不成圆形或椭 圆形 ； 如果 浓度 过 低 ， 形 成 的凝 胶 珠所 包 埋 的 酵母 细胞 数 目少 ， 因为 海 藻 酸 钠 浓 度 低 ， 海 藻 酸 钠 凝 胶 结 构 中 的间 隙偏 大 ， 会 有 一部 分 细胞 从 间 Ａ． Ｂ． Ｃ 隙 中漏 出 ， 会 导 致 包 埋 的酵 母 细 胞 少 ， 影 响 实 验效 果 。 解 析 本 题 考 查 固定 化 细 胞 的方 ４ ． 海 藻酸钠 溶液 与酵母 细 胞混合 。 法， Ａ 选项是物理吸附法 ， Ｂ 选项是化学结合 将溶化好 的海藻酸钠溶液冷却至室温 ， 法， 以上两 种方 法 常用 于酶 的 固定化 。Ｃ 和Ｄ 加 入 已活化 的酵母 细胞 ， 温度 不 能太低 ， 因为 选项 是 包埋 法 ， ｃ 是 将 酶 包 埋 在 微 网格 里 ， Ｄ 海藻酸钠溶液容易凝固， 温度不能太高， 会杀 是包 埋 在凝 胶 中 ，所 以Ｄ 与用 海 藻 酸钠 作 载 死酵母细胞。然后要充分搅拌 ，使其混合均 体制 备 的 固定 化 酵母 细胞相 似 。 匀， 防止 出现气泡 而影 响实 验结 果 的观 察 。 最 答案 Ｄ 后转 移至注 射器 中 。