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
（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。
（4）高果糖浆是果糖含量为42%左右的糖浆。作为蔗糖的替代品，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，对人的健康有利。
（5）生产高果糖浆需要葡萄糖异构酶；其作用是将葡萄糖转化为果糖；这种酶稳定性好，可持续发挥作用。
3、固定化技术的方法（识图4－6固定方法）：
课题4 酵母细胞的固定化
1、酵母细胞的活化是指（ ）
A．让酵母细胞恢复运动状态
B．让酵母细胞在缺水状态下更容易休眠
C．让酵母细胞内酶活性增强
D．让处于休眠状态的酵母细胞重新恢复正常的生活状态
2、高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构它能将葡萄糖转化成果糖，而
不能转化成其他物质。这是根据酶的特性中的（ ）
A．特异性 B．专一性 C．高效性 D．多样性
3、下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是 ( )
A．琼脂糖 B．醋酸纤维素 C．聚丙烯酰胺 D．聚乙烯树
脂
4、关于固定化酶的叙述不正确的是 ( )
A．既能与反应物接触，又能与反应物分离 B．固定在载体上的酶可
被反复利用
C．可催化一系列反应 D．酶的活性和稳定性受到限制
5、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的酶
C．细胞个大，难被吸附或结合
D．细胞易采用包埋法固定
6、制备固定化酵母细胞过程中，如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白
色，这说明（ ）
A．海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少
B．海藻酸钠的浓度偏高，固定的酵母细胞数目较多
Ｃ．海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较多
D．海藻酸钠的浓度偏高，固定的酵母细胞数目较少
7、下列关于固定化细胞的叙述，正确的是（ ）
A．催化效率高，低耗能、低污染
B．对环境的条件非常敏感，容易失活
C．既能与反应物充分接触，又能与产物分离
D．成本低、操作简单，但反应效率可能很低
8、下列有关固定化酵母细胞制备步骤正确的是（ ）（多选）
A．应使干酵母与自来水混合并搅拌，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的方法
C．向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并
混合均匀
D．将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液注入CaCl2溶液中，会观察到
CaCl2溶液中有球形或椭球形的凝胶珠形成
9、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
海藻酸钠固定酵母细胞实验资料
1实验原理
海藻酸钠是应用最广泛的水溶性海藻酸盐。海藻酸钠遇到钙离子可迅速发生离子交换，生成凝胶。利用这种性质，将海藻酸钠溶液滴入含有钙离子的水溶液中可产生海藻酸钙胶球。本实验便是将酵母细胞与海藻酸钠溶液混匀后，通过注射器或相似的滴注器将上述混合液滴入CaCl2溶液中，Ca2+从外部扩散进入海藻酸钠与细胞混合液珠内，使海藻酸钠转变为不溶于水的海藻酸钙凝胶，由此将酵母细胞包埋在其中。
2实验操作过程中的几个注意点
2．1控制好配制海藻酸钠溶液的火候、浓度，实验成败的关键步骤配置海藻酸钠溶液。加热使海藻酸钠溶化是操作中重要的一环，涉及到实验的成败。教材提示是要用小火或者间断加热，反复几次，直到完全熔化。在实验操作中，教师要提醒学生按照教材的提示进行，不然会发生焦糊现象。笔者多次实际操作发现酒精灯上隔石棉网加热，匀速搅拌基本不会发生焦糊现象，而且需要时间略长，为节省时间可选用电炉加热，加快熔化，但一定要间断加热，可以用试管夹移动烧杯。完全熔化的海藻酸钠成半透明状，最好要无颗粒无气泡，类似于平常家庭中冲调好食用的藕粉。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，影响后续实验效果。教材提示是0.7 g海藻酸钠，加入10 mL蒸馏水，边加热边搅拌，直至完全熔化，用蒸馏水定容至10 mL。实际操作中，很多学生忘记定容，也有教师认为不需要定容。其实在加热搅拌的过程中，蒸馏水会蒸发，加热时间越长失去的蒸馏水越多,所以加热熔化结束后一定要定容，不然浓度肯定偏大，影响后续步骤中凝胶珠的形状。
2.2控制海藻酸钠溶液与酵母细胞混合时的温度，保证酵母细胞的活性海藻酸钠溶液与酵母
细胞混合，一定要将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至40℃以下，通常让学生自己用手感觉烧杯壁，感觉不到烫手就差不多。再加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混合均匀。如果不等海藻酸钠溶液冷却就混合酵母细胞，大多数酵母细胞会被烫死，这样制作的凝胶珠用来发酵，葡萄糖发酵液几乎无酒味。
生物・实验天地
例析酵母细胞的固定化技术
口胡有红
酵母细胞的固定化技术在高考中不仅要
求学生熟练掌握实验具体操作过程，分析实验
注意事项，还要考查实验的迁移，如探究固定 化酵母细胞的强度与海藻酸钠和ＣａＣ１Ｓ￣度的
变化关系、固定化酶的酶活力和海藻酸钠的浓 度、使用次数等的关系。下面将详细分析酵母
细胞的固定化技术的重难点及相关拓展。
一、固定化细胞技术
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空间内的
技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附 法。因为酶分子很小容易从包埋材料中漏出，
因此常采用化学结合法和物理吸附法固定
化，而细胞个大，难以被吸附或结合，多采用
包埋法固定化。
例１试分析下图，与用海藻酸钠
作栽体制备的固定化酵母细胞相似的是
（ ）
黧
Ａ． Ｂ． Ｃ
解析本题考查固定化细胞的方
法，Ａ选项是物理吸附法，Ｂ选项是化学结合
法，以上两种方法常用于酶的固定化。Ｃ和Ｄ 选项是包埋法，ｃ是将酶包埋在微网格里，Ｄ
是包埋在凝胶中，所以Ｄ与用海藻酸钠作载 体制备的固定化酵母细胞相似。
答案Ｄ 二、制备固定化酵母细胞的步骤
及注意事项 １．酵母细胞的活化，即让处于休眠状态
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。
２．配置物质的量浓度为０．０５ ｍｏｌ／Ｌ的
ＣａＣ１２￣液。 ＣａＣ１２￣液作用：海藻酸钠溶液遇到钙离
子，会形成凝胶，从而将酵母细胞包埋在凝胶 中，达到固定化效果。
３．配制海藻酸钠溶液。 （１）海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，
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， 海藻酸钠会发生焦糊。（２）海藻酸钠的浓度
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
