酵母细胞的固定化

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。

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。

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。

酵母细胞的固定化教案第一章：引言1.1 课程背景本课程旨在介绍酵母细胞的固定化技术，通过学习让学生了解固定化细胞技术在生物工程领域的应用及其重要性。

1.2 教学目标1. 了解固定化细胞技术的概念及其优势；2. 掌握酵母细胞固定化的基本方法；3. 了解固定化酵母细胞在实际应用中的案例。

第二章：固定化细胞技术的基本概念2.1 固定化细胞技术的定义固定化细胞技术是将微生物细胞或细胞群体固定在一定空间内的技术，使其在连续生产过程中保持生物活性，实现重复使用。

2.2 固定化细胞技术的优势2.2.1 提高产品质量：固定化细胞可以降低产品污染，提高产品纯度；2.2.2 提高生产效率：固定化细胞可实现连续化生产，提高生产速率；2.2.3 降低生产成本：固定化细胞可实现设备的重复利用，降低能耗；2.2.4 简化工艺流程：固定化细胞可简化生产步骤，便于自动化控制。

第三章：酵母细胞的固定化方法3.1 包埋法包埋法是将酵母细胞包裹在固定化材料中，使其形成固定化酵母细胞。

常用的包埋材料有明胶、海藻酸钠、聚丙烯酰胺等。

3.2 化学结合法化学结合法是通过化学反应将酵母细胞与固定化材料结合在一起，形成固定化酵母细胞。

常用的固定化材料有聚合物、离子交换树脂等。

3.3 物理吸附法物理吸附法是将酵母细胞吸附在固定化材料的表面，形成固定化酵母细胞。

常用的吸附材料有活性炭、硅胶、氧化铝等。

第四章：固定化酵母细胞的应用案例4.1 发酵酒精固定化酵母细胞在发酵酒精生产中具有较高的稳定性和重复使用性能，可提高酒精产率。

4.2 发酵食品固定化酵母细胞在发酵食品生产中具有重要作用，如面包、啤酒、葡萄酒等，可提高产品质量和生产效率。

4.3 生物制药固定化酵母细胞在生物制药领域具有广泛应用，如利用固定化酵母细胞生产抗生素、维生素等。

第五章：总结与展望5.1 固定化细胞技术在生物工程领域的应用具有重要意义；5.2 酵母细胞的固定化技术具有广泛的应用前景；5.3 今后研究和发展方向：优化固定化方法，提高固定化酵母细胞的性能；拓展固定化酵母细胞在更多领域的应用。

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。

课题3 酵母细胞的固定化问题导学一、固定化酶的应用和固定化细胞技术活动与探究11．葡萄糖和果糖有何异同点？葡萄糖异构酶的作用是什么？2．什么是固定化酶和固定化细胞技术?3．你能说出固定化酶的制备和作用原理吗？4．固定化酶是否可以永远地利用下去？5．对酶或细胞固定的方法有哪些？酶和细胞分别适合用哪种固定方法？6．从操作角度来考虑，你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种对酶活性的影响更小？7．固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种方法?迁移与应用1下列关于固定化酶的说法错误的是( ）。

A．固定化酶的活力也受强酸、高温等因素的影响B．酶固定化后会使酶的利用率提高C．利用固定化酶可降低生产成本D．反应结束后,固定化酶与产物混合成为杂质直接使用酶、固定化酶技术和固定化细胞技术的比较活动与探究21．写出固定化酵母细胞的制备流程。

2．讨论影响制备固定化酵母细胞实验的关键步骤是什么？3．配制海藻酸钠时小火间断加热并不断搅拌的目的是什么？4．发酵过程中锥形瓶为什么要密封？5．当观察到哪些现象时，可以说明实验获得成功?迁移与应用2下列有关制备固定化酵母细胞的叙述，错误的是( ）。

A．溶解海藻酸钠，最好采用持续加热的方法B．溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温才能加入酵母细胞C．如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目少D．制备凝胶珠时要缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中制备固定化酵母细胞的注意事项（1）酵母细胞的活化：在缺水的状态下,微生物会处于休眠状态。

活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。

酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要1 h左右，要提前作好准备。

此外，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。

（2）加热：加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一个环节,影响到实验的成败。

酵母细胞的固定化一、学习目标1.认识在应用酶的过程中存在的实际问题及解决办法。

2.掌握固定化技术的方法及适合不同固定方法的材料。

3.掌握固定化酵母细胞的实验操作过程，并能够进行实际操作。

二、重点难点1.重点：制备固定化酵母细胞。

2.难点：制备固定化酵母细胞。

三、学习过程【基础知识】（一）固定化酶的应用实例高果糖浆是指能将葡萄糖转化为果糖的酶是。

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应柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的。

酶颗粒无法通过筛板的小孔，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，包括、和法。

一般来说，酶更适合采用和法固定，而细胞多采用法固定化。

这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的细胞难以被或，而个小的酶容易从中漏出。

包埋法法固定化细胞即将微生物细胞包埋在不溶于水的中。

常用的载体有、、、和等。

（三）实验操作制备固定化酵母细胞1.酵母细胞的活化（1）在缺水的状态下，微生物会处于_______状态。

活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复___________状态的过程。

（2）酵母细胞所需要的活化时间_____，一般需要0.5～1h，需要提前做好准备。

此外，酵母细胞活化时体积会变____，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。

（3）操作过程：1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放置1h2.配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液（1）作用：使凝胶______。

（2）操作过程：0.83g无水CaCl2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解备用。

3.配制海藻酸钠溶液（1）加热使___________溶化是操作中最重要的一环，涉及实验的成败。

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“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。