实验一酵母细胞的固定化

生产高果糖浆需要： 葡萄糖异构酶
作用： 将葡萄糖转化为果糖
如何改进？
特点： 酶稳定性好，可持续发挥作用
直接使用酶时的缺点： 酶溶于葡萄糖溶液后，就无法 从糖浆中回收，造成很大①反应柱能连续使用半 年，大大降低了生产成 本。
②提高了果糖的产量和 品质。
三、实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 （二）用固定化酵母细胞发酵
（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。 操作提示
五、结果分析与评价
（一）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： 说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少； 如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形：
说明海藻酸钠的浓度偏高。 二者都说明制作失败，需要再作尝试。
（二）观察发酵的葡萄糖溶液 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
〖思考〗 1、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〗 2、锥形瓶中的气泡和酒精是怎么形成的？ 酵母菌进行无氧呼吸产生的
本请 并
节 结
完 成 习
做 好 复
束题 习
！
谢谢！
〖思考〗为什么要将海藻酸钠冷却至室温？
以免海藻酸钠温度过高杀死酵母菌
操作提示 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。
（5）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。

酵母细胞的固定化课题5 酵母细胞的固定化1. 游离酶、固定化酶和固定化细胞的⽐较(1) 物理吸附法(吸附法)是将酶吸附在载体表⾯的⼀种固定⽅法。

特点是⼯艺简便且条件温和，应⽤⼴泛。

实质是利⽤酶与载体之间的范德华⼒实现吸附。

(2) 化学结合法(交联法)是利⽤酶与载体之间形成的共价键将酶进⾏固定的。

2. 酵母细胞的固定化（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的微⽣物重新恢复正常⽣活状态的过程。

（2）⽤蒸馏⽔配制CaCl溶液,⽽不⽤⾃来⽔。

原因是防⽌⾃来⽔中各种2离⼦影响实验结果。

溶液的作⽤：使胶体聚沉，凝胶珠形成稳定的结构。

（3）CaCl2（4）海藻酸钠的作⽤：包埋细胞。

溶液中浸泡⼀段时间，以便形成稳定的结（5）刚形成的凝胶珠应在CaCl2构。

（6）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。

（7）如果制作的凝胶珠颜⾊过浅、呈⽩⾊，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数⽬较少；如果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，过⾼会造成固定的酵母细胞失⽔，甚⾄死亡。

（2）葡萄糖的作⽤：既可以作为发酵底物，也作为酵母菌细胞的营养物质。

（3）固定化酵母凝胶珠的处理:固定好的凝胶珠从氯化钙溶液取出后要⽤蒸馏⽔冲洗2~3次。

洗去氯化钙溶液的⽬的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的底部，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.锥形瓶中的⽓泡和酒精是怎么形成的？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的最佳条件，科研⼈员研究了氯化钙浓度对固定化酵母发酵性能的影响，结果如下图所⽰。

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。

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。

Thanks
一、实验原理
3.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有什么缺点？ 酶溶解于葡萄糖溶液后，无法回收，造成浪费
●本实验利用海藻酸钙凝胶包埋酵母生长细胞。
二、实验器材 干酵母、小烧杯、大烧杯、 0.05mo1/L的CaCl2溶液、海藻酸 钠溶液、酒精灯、蒸馏水、注射 剂、10%的葡萄糖溶液、200mL的 锥形瓶。
三、实验步骤
6、使用固定化酵母细胞发酵 a)将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2-3次。 b)将150mL质量分数为10%的葡萄糖溶液转移到200mL的锥形瓶中， 再加入固定好的酵母细胞，置于25℃下发酵24h。 【补充】 发酵过程中锥形瓶密封的原因是酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。 锥形瓶中的气泡和酒精是酵母菌进行无氧呼吸产生的。
三、实验步骤
1、细胞的活化 称取lg干酵母，放入50 mL的小烧杯中，加人蒸馏水10 mL，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。 【注】活化：让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态
2、配制物质的量浓度为0.05mo1/L的CaCl2溶液 称取无水CaCl2 0.83g放人200mL的烧杯中，加入150mL的蒸馏水， 使其充分溶解，待用。 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10 mL。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。
四、注意事项
1.配制海藻酸钠溶液：小火、间断加热、定容，如果加热太快，海 藻酸钠会发生焦糊。 2.海藻酸钠溶液与酶母细胞混合：冷却后再混合，注意混合均匀， 不要进入气泡。 3.制备固定化酵母细胞：高度适宜，并匀速滴入。 4．刚形成的凝胶珠应在CaCL2溶液中浸泡一段时间，以便Ca2+与Na+ 充分交换，形成的凝胶珠稳定。检验凝胶珠是否形成，可用下列方 法：用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压，如果不容易破 裂，没有液体流出就表明成功地制成了凝胶珠，还可以用手将凝胶 珠在实验桌上用力摔打，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝 胶珠是成功的。 5．凝胶珠的颜色和形状 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低， 固定的酵母细胞数目较少；如果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，需要再作尝试。

解析例题
• 1．关于酵母细胞活化的说法，不正确的是 A ______ • A．酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧 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
2.对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是
C ______
A．加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要
如何通过凝胶珠的特点来判断细胞固定化是否成功？ （一）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，说 明 ； 如果形成的凝胶珠 海藻酸钠浓度过低，固定的酵母细胞过少 不是圆形或椭圆形，则说明 ，制作失败， 海藻酸钠浓度过高 需要再作尝试。 （二）观察发酵的葡萄糖溶液 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生 了很多 ，同时会闻到 。
酵母细胞的细胞的固定化技术
等级要求
B
温故知新
• 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，包 括 吸附法、 交联法和 包埋 法。一般来说，酶更适 合采用 吸附法 和 交联 法固定，而细胞多采用 法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小； 包埋剂 容易从 中漏出。 • 包埋法固定化细胞即将微生物细胞 整个 包埋在 不溶于水的 载体 中。常用的载体 有 琼脂 、 海藻酸钠 、 角叉菜胶 、 明胶 和 醋酸纤维素 等。 • 酵母菌是（单 ）细胞（ 真核）生物，代谢形式为 （异氧兼性厌氧型 ）。
气泡 酒味
知识小结 一、固定化酵母细胞的流程
蒸馏水 酵母细胞的活化（将休眠的酵母细胞加入 中） ↓ 配制CaCl2溶液（作用： 使胶体聚沉 ） ↓ 配制海藻酸钠（钙）溶液 （注意点：①浓度高时， 凝胶珠不能成形 ；浓度低 固定化酵母细胞过少 时， ，影响实验效果。②小火或间断加热，避免焦糊。） ↓ 海藻酸钠与酵母菌混合（注意点： 海藻酸钠冷却后再与酵母菌混合 。） ↓ 固定化酵母细胞 二、注意点 1．固定化细胞要在严格的无菌 条件下进行。 2．反复使用固定化酵母细胞时，需要避免 微生物的污染 。

酵母固定化实验报告
酵母固定化是将酵母细胞固定在一定载体上的过程。

这种方法可以使酵母在酶反应中重复使用，提高产量和效率。

在本次实验中，我们使用凝胶微珠作为载体，通过将酵母细胞培养在微珠表面上，使其固定化。

本实验的目的是探究酵母固定化对酵母细胞生长和代谢的影响。

首先，我们准备了酵母固定化实验所需的材料。

包括酵母细胞悬浮液、凝胶微珠、培养基和培养设备等。

接下来，我们按照实验流程进行操作。

首先，我们将凝胶微珠浸泡在无菌水中，以去除可能存在的污染物。

然后，将凝胶微珠放入培养基中，在摇床上以适当的速度和时间进行搅拌，使酵母细胞均匀地附着在微珠表面上。

接下来，我们将固定化的酵母细胞收集并洗涤，以去除未附着的细胞，并将其转移到新的培养基中。

然后，我们在恒温恒氧条件下进行培养，并定期观察酵母细胞的生长情况。

在实验过程中，我们对比了未固定化的酵母细胞和固定化的酵母细胞的生长速率和代谢活性。

结果显示，固定化的酵母细胞在培养基中生长得更快，并且具有更高的酶活性。

这表明固定化技术可以提高酵母细胞的代谢效率。

此外，我们还测试了固定化酵母细胞的稳定性。

结果显示，固定化酵母细胞在多
次重复使用后仍能保持较高的活性，而未固定化的酵母细胞的活性逐渐下降。

这进一步证实了固定化技术的可行性和有效性。

综上所述，酵母固定化技术可以提高酵母细胞的生长速率和代谢活性，增加产量和效率。

此外，固定化的酵母细胞还具有较好的稳定性，可以重复使用。

因此，酵母固定化技术具有广阔的应用前景，在工业生产和科研领域有着重要的意义。

酵母细胞固定化实验的实验总结酵母细胞固定化实验是高中生物选修一中的一个操作实验。

通过必修一和选修一的学习，学生已经掌握了酶的概念、特性、影响活性的因素、传统发酵技术等有关知识和酶制剂在生产中的一些应用，也了解了固定化酶和固定化细胞技术及其应用。

本实验旨在通过学生动手操作了解固定化细胞的包埋法，并在活动中理解和体会生物技术的魅力和与我们生活的密切关系。

一、选择适合配方本试验成功的关键是海藻酸钠溶液的配置，其配方在不同的教材中存在差异。

苏教版教材中海藻酸钠溶液的配方是：4克聚乙烯醇和0.2克海藻酸钠，加入40 ml无菌水，适当加热至完全溶化。

聚乙烯醇是一种胶黏剂，它和海藻酸钠构成的联合载体包埋效果较好，但是聚乙烯醇对人体有害，吸入、摄入或经皮肤吸收后对身体有害，对眼睛和皮肤有刺激作用。

人教版上的配方：称取0.7 g海藻酸钠，放入10 ml水加热溶解。

二、实验操作中常遇到的问题1.关于加热本实验中海藻酸钠为固体粉末，需要加热促进其溶解。

直接用酒精灯对烧杯进行加热，为防止海藻酸钠焦糊要用小火，或者间断加热。

通过学生实验我们发现中这种方法不易操作，学生不好掌握间断加热的时间间隔，造成加热时间延长，是整个实验时间加长。

改用水浴加热：在酒精灯石棉网上放一个500ml大烧杯，向烧杯中注入事先加热至70℃～80℃的热水，另取一个50ml小烧杯，向小烧杯中加入海藻酸钠和蒸馏水，将小烧杯放入大烧杯中水浴加热，并边加热边搅拌，可大大缩短加热时间。

2.海藻酸钠的结块和粘壁问题海藻酸钠粉末在水中易结块不宜溶解，加热溶解后易粘到玻璃棒和烧杯壁上，使溶液不易定容至10ml。

解决方法：（1）注意试剂放入烧杯的顺序：配置海藻酸钠溶液时先称量海藻酸钠粉末放入烧杯中，再向烧杯中加入蒸馏水覆盖住海藻酸钠粉末。

（2）调整加入蒸馏水的量：教材中要求加入10ml蒸馏水，但加热溶解海藻酸钠时这个比例比较黏稠，搅拌不动。

而由于加热过程中水分的蒸发使烧杯中的蒸馏水减少，更增加了海藻酸钠的黏稠度，使之粘在玻璃棒和试管壁上，加热后不易定容。

酵母细胞的固定化什么是酵母细胞的固定化？酵母细胞的固定化是通过某些物理或化学方式将酵母细胞固定在载体上，从而形成固定化酵母细胞。

固定化酵母细胞具有较高的代谢活性和稳定性，适合应用于许多生产和环境保护领域。

固定化酵母细胞可通过吸附、包埋、凝胶化和共价交联等方式实现。

其中，共价交联是一种常见的方法，它使用化学物质使酵母细胞与载体形成共价键，从而增强稳定性和代谢活性。

固定化酵母细胞的应用食品加工酵母细胞是食品加工中广泛使用的微生物。

固定化酵母细胞可被应用于发酵、浸泡和食品增味等过程中，从而提高产品的质量和产量。

饲料添加剂固定化酵母细胞在饲料添加剂中也有广泛应用。

它可以增加畜禽的生长速度、增强抵抗力和改善肠道菌群，从而提高养殖生产效益。

生物医药固定化酵母细胞在生物医药领域中也有广泛应用。

它可以用于生产酵母蛋白、生物柴油、医药中间体等，从而为生产提供更高效的代谢平台。

环境保护固定化酵母细胞对环境压力的响应较强，可以用于处理废水中的有机污染物等。

通过将酵母细胞固定在载体上并将其与废水接触，可以使其代谢这些有机物质并将它们降解。

固定化酵母细胞的优势和劣势优势1.增强代谢活性和稳定性。

2.操作方便，可以重复使用。

3.保护环境和减少废弃物产生。

劣势1.成本较高。

2.可能出现酵母细胞和载体之间的界面问题。

3.缺乏对特定应用的优化。

固定化酵母细胞具有极高的应用价值，在不同领域中都有广泛的应用。

鉴于优势和劣势的影响因素，我们可以尝试优化不同的固定化方法，为实现性价比更高的酵母细胞固定化方案做出有效的基础研究工作。

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。

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。

4. 酵母细胞固定化的方法酵母细胞固定化的方法多种多样，常见的方法包括胶包固定化、吸附固定化、凝胶固定化和共价固定化等。

2．配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液 配制物质的量浓度为0.05mol/L的 0.05mol/L
思考： 、配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液有什 思考：2、配制物质的量浓度为 的 么作用？ 么作用？
3．配制海藻酸钠溶液 ． 思考： 配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？ 思考：①配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？ 包埋酶或细胞 ②在加热的过程中，为什么要用小火，或者间断加热？ 在加热的过程中，为什么要用小火，或者间断加热？ 防止焦糊 4．海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 ． 5．固定化酵母细胞 ． 思考： 为什么刚形成的凝胶珠要在 思考：①为什么刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中 溶液中 浸泡30min左右？ 左右？ 浸泡 左右 形成稳定的凝胶珠 ②如何检验凝胶珠的质量是否合格？ 如何检验凝胶珠的质量是否合格？
四．实验操作结果分析与评价
1．观察凝胶珠的颜色和形状问题思考： ．观察凝胶珠的颜色和形状问题思考： 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明什么？ ①如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明什么？ 如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明什么？ ②如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明什么？ 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色， 如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠 的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少； 的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较少；如果形成的 凝胶珠不是圆形或椭圆形， 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，需要再作尝试。 制作失败，需要再作尝试。 2．观察发酵的葡萄糖溶液 ． 问题思考：当观察到哪些现象时，可说明实验获得成功？ 问题思考：当观察到哪些现象时，可说明实验获得成功？ 为什么？ 为什么？ 利用固定的酵母细胞发酵产生酒精， 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。 很多气泡，同时会闻到酒味。

2019年第12期_她f⑩实验教学----------------关于“酵母细胞的固定化”实验的几点改进及教学建议广东省东莞市光正实验学校(523378) 赵双燕摘要就“酵母细胞的固定化”实验中常见难点进行改进，并对教学准备阶段给出了几点教学建 议，以得到更好的实验结果及教学效果。

关键词酵母细胞固定化；实验改进;教学建议文章编号 1005 -2259(2019)12-0049 -03“酵母细胞的固定化”实验是人教版《生物•选修1 •生物技术实践》专题4“酶的研究与应用”中的重要实验之一，该实验在2019年重新出现在 生物学考试大纲的要求中，其重要性不言而喻。

固定化细胞技术兴起于20世纪70年代，并在近几十 年来得到了迅速发展和应用[1]。

其中，固定化酵母 更是在果酒发酵生产上得到了越来越广泛的应用[2]。

学生可通过该实验，了解生物学与生产实践 间的联系，以培养学习的兴趣。

但严格按照教材操 作步骤，很难制作出符合要求的凝胶珠。

为了能够 让学生感受完整的实验过程,在一节课内顺利完成 此实验，笔者结合自己的实践，从教学准备阶段到 实验方案的设计总结出几点建议。

1实验步骤及教学中常见的问题1.1实验步骤中的问题1.1.1酵母细胞短时间内难以活化按照教材中的实验操作要求，1g干酵母加•+--»»♦ »---♦—H K--* •----1--♦11H技能:显微镜的操作使用；区分两种试剂:斐林试剂 与双缩脲试剂；生成一个概念:细胞中含有多种多 样的有机分子。

本节实验内容与生活联系密切，针对实验方法 及教学流程的创新设计也是立足于学生实际，将纯 粹的物质验证改变为引领探究，更能促进学生生物 学学科核心素养的提升。

通过教学实施观察，无论 是实验效果，还是学生参与教学的积极性和主动性10mL蒸馏水混合均匀放置1h。

教材中配图显示，活化后的酵母会产生大量气泡，体积膨胀。

但实践 表明，1h甚至2h后，溶在水中的酵母基本没有变化。

（包埋二法）是指固将定微生化物酶的技细胞术均和匀包固埋定在不化溶细于胞水的技多术孔性
载体中
化概学结念合：法利是指用将物酶分理子或或细化胞学相方互结法合将或将酶其或结合 到细载体胞上固定在一定空间的技术。
物理吸附法是指将酶吸附到包固埋体吸法附剂的表固或适 固面定者用 定化固于 化酶定细化胞细
化学
胞分别适用哪
一、基础知识
（一）固定化酶的 应用实例
总结：固定化酶技术的
优点：
•使酶既能与反应物接触， 又能与产物分离； •固定在载体上的酶可以 被反复利用。
在生产实际中使用固定化酶 技术有无不足?如有不足,怎么办?
有。一种酶只能催化一种化学 反应，而在生产实际中很多产 物的形成都通过一系列的酶促 反应才能进行，所以操作比较 麻烦。 可采用固定化细胞技术。
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：
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： （3）配制海藻酸钠溶液：
（4）海藻酸钠溶液与 酵母细胞的混合：
必须将溶化的海藻酸钠 溶液冷却至室温才能与 酵母细胞进行混合。 为什么？搅拌的目的？
二、实验操作——酵母细胞的固定化
（1）酵母细胞的活化：
•CaCl2溶液的作用？所形成的 凝胶柱在CaCl2溶液中浸泡的
2、下列关于酶和细胞的固定叙述 不正确的是( A)。 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

未来研究方向与发展前景
深入研究固定化机理
开发新型固定化载体
进一步探究酵母细胞固定化的机理，为优 化固定化条件和提高固定化效率提供理论 支持。
研发具有优异性能的新型固定化载体，提 高载体的稳定性和生物相容性。
拓展应用领域
加强技术集成与优化
将固定化酵母细胞技术应用于更多领域， 如生物制药、生物传感器等，发掘其更多 的应用价值。
点。
生产食品添加剂
固定化酵母细胞可用于生产食品 添加剂，如柠檬酸、谷氨酸等， 能够提高生产效率和产品质量。
生产生物燃料
固定化酵母细胞可用于生产生物 燃料，如生物柴油、生物乙醇等 ，有助于减少对化石燃料的依赖
。
在生物传感器中的应用
葡萄糖传感器
固定化酵母细胞可用于制作葡萄糖传 感器，通过检测葡萄糖的浓度变化来 监测血糖水平，为糖尿病患者的治疗 提供帮助。
02
将溶解好的海藻酸钠溶液转移至 离心管中，备用。
酵母细胞的活化与离心
将干酵母加入适量清水中，搅拌均匀 ，使酵母细胞充分活化。
将活化好的酵母细胞溶液进行离心处 理，去除上清液，得到较为纯净的酵 母细胞沉淀。
固定化凝胶珠的制备
将制备好的海藻酸钠溶液和活化好的酵母细胞混合均匀，缓慢滴入无水氯化钙溶 液中，观察到混合液逐渐形成凝胶珠。
用于制备固定化凝胶珠，应选择优质的海藻酸钠粉末，以保证制备出 的凝胶珠具有良好的固定效果。
无水氯化钙
用于促进海藻酸钠凝胶珠的固化，应选择分析纯的无水氯化钙，以保 证固化的效果。
离心管、烧杯、磁力搅拌器等实验器材
用于制备过程中材料的混合、离心和搅拌等操作。
制备海藻酸钠溶液
01
在烧杯中加入适量清水，将海藻 酸钠粉末缓慢加入清水中，边加 入边搅拌，直至海藻酸钠完全溶 解。

“酵母细胞固定化实验”的教学设计酵母细胞固定化实验是一种比较复杂的细胞生物学实验，是细胞生物学研究中的重要技术方法。

它的实现需要不同的步骤，包括细胞的分离、细胞的识别、细胞的培养和细胞的固定化。

酵母细胞固定化实验，既简单又有效，是研究细胞生物学和病毒生物学的重要基础。

二、实验目的酵母细胞固定化实验的目的是将细胞的膜分离为水溶性的膜质量和非水溶性的膜质量，以及使用不同技术观察和研究它们的结构和功能。

三、试验材料酵母细胞固定化实验需要以下材料：普通电镜，细胞培养基，培养环境，手持显微镜，透明硅胶切片，透明膜，碳化钛制备膜片。

四、试验原理酵母细胞固定化实验首先是将细胞经过细胞分离和细胞识别，然后细胞进行培养，最后使用碳化钛或透明硅胶固定，这样可将细胞的膜分离为水溶性的膜质量和非水溶性的膜质量。

五、实验步骤（1）细胞分离：把已经培养好的酵母细胞用普通光镜观察，与其他细胞进行区分，以确定研究的酵母细胞；（2）细胞培养：将细胞培养在放大倍数为400-1000倍的手持显微镜的培养环境中，如使用乙醇作为培养液，进行温度和PH等方面的控制，使细胞处于一定的条件下进行营养维持；（3）细胞固定：将细胞用碳化钛或透明硅胶制备成膜片，使细胞膜分离为溶性和不溶性的膜质量；（4）细胞观察：使用透明膜用显微镜观察细胞结构，观察细胞形态变化，病毒分布情况以及其它有关信息。

六、安全须知（1）操作实验前应穿戴抗化学污染服装，佩戴口罩，戴手套和眼罩；（2）操作时应将细胞培养基和培养环境放在操作台上，不要放置在易燃的地方，以免引发消防火灾；（3）操作实验结束后，应彻底清洁和消毒实验室，把细胞培养基和培养环境处理掉。

七、结论酵母细胞固定化实验是一种能够识别细胞的复杂实验，它需要仔细操作，严格控制环境，正确操作，正确处理细胞培养基和培养环境，才能获得良好的实验效果。

通过酵母细胞固定化实验，我们可以更加清楚地观察和研究细胞的结构和功能规律，从而帮助我们深入地了解细胞的生命科学。