《酵母细胞的固定化》学案

江苏省睢宁高级中学 高二生物学习单

酵母细胞的固定化

学习目标： 1．说出固定化酶和固定化细胞的作用、原理和方法。

2 ．试试制备固定化酵母细胞， 并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。 学习要点：制备固定化酵母细胞。

学习难点： 制备固定化酵母细胞。 学讲过程

一、固定化酶的应用实例（ P49）

1、高果糖浆是指 。

2、能将葡萄糖转变为果糖的酶是 。使用固定化酶技术，将这

种酶固定在一种 上，再将这些酶颗粒装到一个反响柱内， 柱子底

端装上散布着很多小孔的 。酶颗粒没法经过筛板的 ，而

却能够自由进出。生产过程中，将葡萄糖溶液从反响柱的上端注入，使

葡萄糖溶液流过反响柱，与 接触，转变为就糖，从反响柱

的下端流出。反响柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提升了果糖的

产量和质量。

二、固定化细胞技术（ P50）

1、固定化酶和固定化细胞是利用 或 方法将酶或细胞固定在一

定空间内的技术，包含 、 和 法。

2、一般来说，酶更合适采纳 和 法固定，而细胞多采纳

法固定化。这是由于细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被

或 ，而个小的酶简单从 中漏出。

3、包埋法法固定化细胞马上微生物细胞 包埋在不溶于水的 中。

常用的载体有 、 、 、 和 等。

【怀疑拓展】

〖思虑 1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么

〖思虑 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响，应该固

定（ ）；若将蛋白质变为氨基酸， 应该固定（ ）。

【合作研究】

三、实验操作

( 一) 制备固定化酵母细胞（ P50）

制备固定化酵母细胞需要的资料是 、 和

1. 酵母菌的活化

活化就是处于 状态的微生物从头恢复正常的生活状态。

2. 配制物质的量试试为 L 的 Cacl 2 溶液 3. 配制海藻酸钠溶液

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加热熔解海藻酸钠时要注意：

4. 海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混淆 5. 固定化酵母细胞

以恒定的速度迟缓地将注射器中的溶液滴加到配制好的 溶液中，

并浸泡 ( 时间)。

( 二) 用固定化酵母细胞（凝胶珠）发酵

1. 将固定好的酵母细胞用 冲刷 2-3 次。

2. 发酵时的温度就为 ，时间 。

【怀疑拓展】

〖思虑 3〗加热熔解海藻酸钠时微火加热其实不停搅拌的目的是什么

〖思虑 4〗为何要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞

〖思虑 5〗发酵过程中锥形瓶为何要密封

〖思虑 6〗锥形瓶中的气泡和酒精是如何形成的

〖思虑 7〗在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作吗

四、结果剖析与评论

1. 察看凝胶珠的颜色和形状

假如制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数量较少；

假如形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再作试试。 2. 察看发酵的葡萄糖溶液

利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，能够看到产生了好多 ，同时会

闻到 。

稳固练习

1、使用固定化细胞的长处是 ( )

A. 能催化大分子物质的水解 B．可催化一系列化学反响

C. 与反响物易靠近 D ．有益于酶在细胞外发挥作用

2、酶的固定方法不包含 ( )

A. 将酶吸附在固体表面上 B ．将酶互相连结起来

C ．将酶包埋在细微网格里 D. 将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶

3、以下对于酶制剂的表达错误的选项是 ( )

A ．酶制剂是包含酶的制品 B ．包内酶和包外酶均可用于制成酶制品

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C ．酶制品的生产包含酶的生产、提取、分别纯化和固定化等 D ．固定化细胞不属于酶制剂

4、假如反响物是大分子物质，采纳那种方法催化受限制 ( )

A ．直接使用酶 B ．使用化学方法联合的酶

C ．使用固定化细胞 D ．使用物理吸附法固定的酶

5. 以下对于酶和细胞的固定表达不正确的选项是 ( )

A ． 酶分子很小，易采纳包埋法

B ．酶分子很小，易采纳化学联合或物理吸附法固定的酶 C ．细胞个大，难被吸附或联合 D ．细胞易采纳包埋法固定

6、对于固定化酶的表达不正确的选项是 ( )

A ． 既能与反响物接触，又能与反响物分别

B ．固定在载体上的酶可被频频利用

C ．可催化一系列反响

D ．酶的活性和稳固性遇到限制

7、固定化细胞对酶的活性影响最小，根来源因是 ( )

A ．防止了细胞破裂、酶的提取纯化过程 B ．固定化细胞在多种酶促反响中连续发挥作用 C ．促化反响结束后，能被汲取和重复利用 D ．细胞构造保证了各样酶在细胞内化学反响中有效的发挥作用

8、对于酵母细胞活化的说法，不正确的选项是 ( )

A ．酵母细胞活化就是由无氧呼吸变为有氧呼吸 B ．活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态 C ．酵母细胞活化所需要的时间较短 D ．酵母细胞活化后体积增大

9、以下对于酶的表达中正确的选项是 ( )

A ．酶都提取于动植物细胞 B ．酶制剂能够重复利用 C ．果酒和果汁能够用酶制剂澄清 D ．酶固定后称为酶制剂

10、对配制海藻酸钠溶液的表达不正确的是 ( )

A ．加热使海藻酸钠熔解是操作中最重要的一环

B. 海藻酸钠的浓度波及固定化细胞的质量

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

11、当前，日用化工厂大批生产的酶制剂，此中的酶多数来自 （ ）

A ．化学合成 B. 动物体内

C. 植物体内 D. 微生物体

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12. 以下图为固定化酶的反响柱表示图，请据图回答：

(1) 请请在横线上填出各标号名称 .

① ________②_________ ③ _________ (2) 与一般酶制剂对比，固定化酶的突出长处

是 和

固定化细胞的长处是

(3) ③的作用是

①

②

③

(4) 制作固定葡萄糖异构酶所用的方式有 __________

或 _______________。 (5) 据图说出反响柱的作用原理

13. 以下图是制备固定化酵母细胞实验步骤图解，请据图回答：

酵母细胞活化→配制 CaCl2 溶液→配置海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混淆→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恢复 _________状态。活化前应选择足够大的容器，由于酵母细

胞活化 。

(2) 影响实验成败的要点步骤是 。

(3) 假如海藻酸钠浓度过低，形成凝胶珠包埋酵母细胞数量 。

(4) 察看形成凝胶珠的颜色和形状，假如颜色过浅，说明 假如形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，

说明 。

(5) 制备固定化酶不宜用包埋法，为何

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参照答案

（一）可否有一种方法使酶发挥它的长处，而没有这些弊端

酶既能与反响物接触， 又能与产物分别， 同时，固定在载体上的酶还能够被频频利用。

细胞中有多种酶，可否用固定化酶近似的技术来办理细胞成本低，操作更简单

（二）果糖含量为 42%的糖浆 葡萄糖异构酶 颗粒状的载体上 筛板

葡萄糖异构酶

（三）物理 化学 包埋 化学联合法 物理吸附法

化学联合法、 物理吸附法 包埋法 难以化学联合 吸附

包埋猜中 平均 多孔性载体 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素

和聚丙烯酰胺等

（四）干酵母 CaCl 2 海藻酸钠溶液 休眠

微火加热其实不停搅拌，防备海藻酸南焦糊

CaCl 2 30 分钟 25 ℃ 24h 。

思虑 1 吸附法

思虑2 细胞酶

思虑 3 防备海藻酸南焦糊

思虑 4 防备高温杀死酵母细胞

思虑 5 酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件

思虑 6 酵母菌进行无氧呼吸产生的。

思虑 7 需要。

BDDCA CDACC D

12、答案：

（1）反响柱； 固定化酶； 散布着小孔的筛板

（2）既能与反响物接触，又能与反响物分别；

能被频频利用，成本更低，操作更简单

（3）酶颗粒没法经过筛板上的小孔，反响溶液可自由进出。

（4）将酶互相连结起来；将酶吸附在载体表面上

（5）反响物溶液从反响柱上端注入，使反响物溶液流过反响柱，与固定化酶接触，获得产物，从反响柱下端流出。

13、答案：

（1）缺水； 正常生活状态； 体积增大

（2）配制海藻酸钠溶液；

(3) 少

（4）固定化酵母细胞数量较少； 海藻酸钠浓度偏高，制作失败

（5）由于酶分子很小，简单从包埋资猜中露出

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