实验一-酵母细胞的固定化

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。

六、思考题

1、酵母细胞活化的目的是什么？

2、为什么凝胶珠需要在CaCl2溶液中浸泡一定时间？

3、观察结果说明了什么问题？

4、分析可能导致酵母细胞包埋效果不理想的原因。

2019-2020年新人教版高中生物选修1《课题4.3酵母细胞的固定化》详细教案设计附课堂练习

2019-2020年新人教版高中生物选修1《课题4.3酵母细胞的固定化》详细教案设计附课堂 练习 ★课题目标 （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 ★课题重点 制备固定化酵母细胞 ★课题难点 制备固定化酵母细胞 ★教学方法 启发式教学 ★教学工具 多媒体课件 ★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 （二）进行新课 1．基础知识

1．固定化酶的应用实例――生产高果糖浆 （1 （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。 2．固定化技术的方法（识图4－6固定方法）： 将酶和细胞固定化方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法。 〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？吸附法。 〖思考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应，应当固定（酶、细胞）；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定（酶、细胞）。 3．固定细胞的材料： 固定细胞时应当选用不溶于水的多孔性载体材料，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等 2．实验设计 1．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3〗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）配制CaCl2溶液： 0.83gCaCl2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解备用。 （3）配制海藻酸钠溶液： 0.7g海藻酸＋10mL水→50mL烧杯→酒精灯微火（或间断）加热，并不断搅拌，使之溶化→蒸馏水定容到10mL。

生物：4.3《酵母细胞的固定化》教案(新人教版选修1)

课题3 酵母细胞的固定化 ★课题目标 （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 ★课题重点 制备固定化酵母细胞 ★课题难点 制备固定化酵母细胞 ★教学方法 启发式教学 ★教学工具 多媒体课件 ★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

（二）进行新课 1．基础知识 1．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。 2．固定化技术的方法（识图4－6固定方法）： 将酶和细胞固定化方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法。 【比较】酶和细胞的固定方法和特点 〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？吸附法。 〖思考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应，应当固定（酶、细胞）；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定（酶、细胞）。 3．固定细胞的材料： 固定细胞时应当选用不溶于水的多孔性载体材料，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等 2．实验设计 1．制备固定化酵母细胞

高中生物选修一制备固定化酵母细胞

高中生物选修一制备固定化酵母细胞 制备固定化酵母细胞（教案） 一、教学目标 1比较直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的优点和缺点。 2、尝试制备固定化酵母细胞，并了解利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。 3、能运用该部分内容解决一些实际问题。 二、教学重点与难点制备固定化酵母细胞 三、导入新课反馈练习1、2、3题，强调实验的重要性 四、知识回顾 1、列表比较直接使用酶、使用固定化酶和使用固定化细胞催化反应，各有哪些优点和缺点, 并各举一例。 2、固定化酶和固定化细胞技术利用的方法有哪些？ 3、固定化细胞常用的方法是哪一种？为什么？ 4、催化大分子物质反应，应该采用固定化酶的方法还是固定化细胞的方法？为什么？ 五、实验操作步骤 1、酵母细胞的活化 称取1g干酵母，放入50ml的小烧杯中，加入蒸馏水10ml，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（问：什么是活化？活化后酵母细胞的体积会变） 2、配制0.05mol/L 的CaCl2 溶液 （问：为什么要配制CaCl2溶液？答：___________________________________________ ） 称取无水CaCl20.83g,放入200ml的烧杯中，加入150ml蒸馏水，使其充分溶解，待用。 3、配制海藻酸钠溶液（该实验成败的关键步骤）

称取0. 7g海藻酸钠，放入50ml小烧杯中，加入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10ml。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。 （问：为什么要小火或者间断叫热？_____________________________________________________ 海藻酸钠浓度不能太高，也不能太低。原因是：太高_______________ ,太低______________ ）4、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，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，使其混 合均匀，再转移至注射器中。（为什么要冷却？___________________________________ ） 5、固定化酵母细胞 以恒定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，观察液滴在CaCl2 溶液中形成凝胶珠的情形。将这些凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30分钟。 （为什么要浸泡30分钟？______________________________________________________ ） 五、反馈练习（见学案） 六、教学反思 1、学生的实验结果并不理想，凝胶珠基本上都带尾巴，可能是海藻酸钠浓度太高或太低。 而学生配的海藻酸钠浓度普遍太低，说明蒸馏水加得太多，做得较好的同学，加10ml蒸馏水溶解海藻酸钠后，再加3—5ml。每次买的海藻酸钠批次不同，需要加的蒸馏水的量也不同，所以在学生实验前老师都要预先做一遍。 2、学生在溶解海藻酸钠时加了蒸馏水还没充分搅拌就加热，所以出现海藻酸钠有的形成硬块没有溶化的现象，今后实验过程中要加强这方面的指导。

《酵母细胞的固定化》教案

学习好资料欢迎下载 课题３酵母细胞的固定化 ［课题目标］： 1、了解固定化酶和固定化细胞的作用和原理。 2、尝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。 ［课题重点］： 制备固定化酵母细胞 ［课题难点］： 制备固定化酵母细胞 ［学习过程］： 活动一：了解制备固定化酵母细胞的基本过程。 认真观看“制备固定化酵母细胞”的录象，总结实验的操作步骤。 活动二：学生制备固定化酵母细胞 1.酵母菌的活化：1g干酵母＋10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放置1h，使之活化。 2.配制CaCl2溶液：0.83gCaCl2＋150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解备用。 3.配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸＋10mL水→50mL烧杯→酒精灯微火（或间断）加热，并不断搅拌，使之溶化→蒸馏水定容到10mL(要补1mL左右的水)。 4.海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合：冷却至室温，加入活化酵母细胞液，搅拌 5.固定化酵母细胞：推注射器时，速度要恒定、缓慢。活动三：展示，评比所制作的凝胶珠。 通过实物投影仪展示自己制作的凝胶珠，比较凝胶珠的形状，颜色和多少。 活动四：总结、讨论、交流实验中的成败得失 1、凝胶珠质量从外型看哪种好？请展示你所做的凝胶珠，并作自我评价。 2.本实验中固定酵母细胞的技术所用的方法是哪一种？其中海藻酸钠的作用和特点是什么？ 3.如果配置的海藻酸钠溶液的浓度过高或过低，会对实验结果产生什么影响？ 4.你在实验中遇到的困难是什么？怎么解决的？ ［课堂反馈］ 1、与固定化酶相比，固定化细胞的优点是（） A催化效率高，低耗能，低污染 B 既能与反应物接触，又容易与产物分离 C 可以反复利用D成本低，操作更容易 2、固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，其原因是（） ①化学结合法和物理吸附法会破坏细胞的结构②细胞个大，酶分子很小 ③细胞难于被吸附或结合，而酶易从包埋材料中漏出④包埋材料可使酶失去活性 A ①②③④ B ①② C ②③ D ①④ 3、酵母细胞的活化是指（） A原来的酵母已经死亡，加水使它重新成活 B缺水时酵母细胞处于休眠状态，加水使它恢复正常生活状态 C酵母细胞的活化必须在无菌条件下 D 酵母细胞必须在一定的培养液或培养基中进行 4、下列有关固定化酵母细胞的制备步骤不正确的是（） A 应使干酵母与水混合并搅拌，以利于酵母细胞的活化 B配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法 C 向刚融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 将与酵母混匀的海藻酸钠液注入CaCl2溶液中，会观察到CaCl2溶液中有球形或椭球形的凝胶柱形成 5、海藻酸钠在水中溶解的速度较慢，需要通过加热促进其溶解，采用的最好加热方法是（） A 快速加热 B 持续高温加热 C 小火间断加热 D 灼烧加热

生物技术实验

实验一酵母细胞的固定化 1.实验目的 掌握酵母细胞的固定化方法。 2.原理 利用固定包埋法将酵母物细胞用物理的方法包埋在载体之中。这种方法既操作简单，又不会明显影响生物活性，是比较理想的方法，目前应用最多。其理想的固定化载体应是应对微生物无毒性，传质性能好，性质稳定，不易被生物分解，强度高、寿命长，价格低廉等。通常选用海藻酸钙、角叉藻聚糖、聚丙烯酰胺凝胶、光硬化性树脂、聚乙烯醇等。 3.试剂和仪器设备 鲜酵母、海藻酸钠、无水氯化钙，烧杯、尼龙布、注射器带7号平针头、搅棒、恒温水浴、试管、分光光度计 4.实验步骤 （1）称取海藻酸钠0.75g于100mL烧杯中，加25mL蒸馏水搅匀，在沸水浴中溶胀15min，得A液。 （2）取一个50mL烧杯，加入鲜酵母5g和25 mL馏水，搅匀，得B液。 （3）待A液冷却后，将B液与A液混合，用尼龙布过滤，得C液。 （4）称取2.2g无水CaCl2，溶解于200 mL蒸馏水中。 （5）用注射器带7号平针头将C液垂直注入CaCl2溶液中制备固定化细胞，固化30min，过滤、洗涤，称重。 5.实验数据及其处理 记录固定化酵母细胞的质量。 固定化酵母细胞的质量为：0.75g 6.问题讨论 如何验证固定化酵母细胞的催化能力？ (1)观察制作的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，固定化的酵母细胞数目较少。如果形成的凝胶珠不是圆形或者椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败。 （2）观察发酵的葡萄糖溶液 利用固定酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生很多气泡，同时会闻到酒味。 （3）检查凝胶的黏性和弹性。

酵母细胞的固定化

课题5 酵母细胞固定化 1. 游离酶、固定化酶和固定化细胞比较 (1) 物理吸附法(吸附法)是将酶吸附在载体表面一种固定方法。特点是工艺简便且条件温和，应用广泛。实质是利用酶及载体之间范德华力实现吸附。 (2) 化学结合法(交联法)是利用酶及载体之间形成共价键将酶进行固定。 2. 酵母细胞固定化 （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微生物重新恢复正常生活状态过程。 （2）用蒸馏水配制CaCl2溶液,而不用自来水。原因是防止自来水中各种离子影响实验结果。（3）CaCl2溶液作用：使胶体聚沉，凝胶珠形成稳定结构。 （4）海藻酸钠作用：包埋细胞。 （5）刚形成凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定结构。 （6）检验凝胶珠质量是否合格，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，也能表明制备凝胶珠是成功。 （7）如果制作凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠浓度偏低，固定酵母细胞数目较少；

如果形成凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠浓度偏高，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，过高会造成固定酵母细胞失水，甚至死亡。（2）葡萄糖作用：既可以作为发酵底物，也作为酵母菌细胞营养物质。 （3）固定化酵母凝胶珠处理:固定好凝胶珠从氯化钙溶液取出后要用蒸馏水冲洗2~3次。洗去氯化钙溶液目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.锥形瓶中气泡和酒精是怎么形成？ 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影响，结果如下图所示。请回答: (1) 及利用游离酵母生产啤酒相比，利用固定化酵母优点有。 (2) 本实验结果表明，随氯化钙浓度增大，凝胶珠机械强度增大，完整率。 (3) 结合发酵性能分析，制备凝胶珠适宜氯化钙浓度为。当氯化钙浓度过高时，发酵液中糖度升高，酒精度下降，发酵受到影响，原因是。 (4) 用海藻酸钠作载体包埋酵母细胞，溶解海藻酸钠时最好采用方法，以防发生焦糊。溶化好海藻酸钠溶液应后，再及已活化酵母细胞充分混合。若海藻酸钠浓度过低，会导致，固定效果大大降低。

高中生物选修一酵母细胞的固定化

课题3 酵母细胞的固定化 〖问题导思〗 1．固定化的方式有哪些？如何选用固定化方法？ 2．为什么酶适合采用化学结合和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化？ 〖典例解析〗 【例1】下面的流程图示意制备固定化酵母细胞的过程，请据图回答： 酵母细胞活化→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)图中酵母细胞活化就是 _____________________________________状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时________。 (2)影响此实验成败的关键步骤是 ___________________________________________， 此步的操作应采用 ________________________________________________ _____。 (3)CaCl2溶液在形成凝胶珠时的作用原理是 _________________________________ ________________________________________________ ________________________。 观察形成的凝胶珠颜色和形状：如果颜色过浅，说明__________________________ ________________________________________________ ________________________； 如果形成的凝胶珠不是 _____________________________________________，说明实验操作失败。 (4)本实验所用的固定化技术是________，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是 ________________________________________________ ________________________。 解析：本题考查制备固定化酵母细胞的过程。酵母细胞的活化即让处于休眠状态的酵母细胞恢复正常活性状态，进行酵母细胞固定化，其关键步骤是配制海藻酸钠溶液。由于酶分子很小，易从包埋材料中漏出，故不宜采用包埋法固定。 答案：(1)让酵母菌恢复正常生活体积增大较大(多) (2)配制海藻酸钠溶液小火间断加热 (3)Ca2＋与海藻酸根离子螯合成不溶于水的海藻酸钙凝胶固定化酵母细胞数目较少圆形或椭圆形 (4)包埋法酶分子很小，容易从包埋材料中漏出 【变式训练1】.对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是( )。 A．加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环 B.海藻酸钠的浓度涉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【例2】下列有关固定化酶和固定化细胞的说法正确的是() A．某种固定化酶的优势在于能催化系列生化反应 B．固定化细胞技术一次只能固定一种酶 C．固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都可在细胞外起作用 D．固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性迅速下降 解析：酶具有专一性，一种酶固定后也不可能催化系列生化反应；固定化细胞技术固定的是一系列酶；固定化酶和固定化

固定化酵母细胞 方法

固定化酵母细胞方法 固定化酵母细胞是一种将酵母细胞固定在载体上的方法，以便在工业生产过程中持续地产生酵母发酵产物。这种方法的应用广泛，包括啤酒酿造、酒精生产、酮症饮食等。 固定化酵母细胞的方法有很多种，其中常见的有凝胶固定化、包埋固定化和交联固定化等。 凝胶固定化是将酵母细胞悬浮在凝胶质地的载体上，固定化后的酵母细胞能够在凝胶中发酵产生所需的产物。这种方法的优点是载体与酵母细胞之间有相对大的接触面积，便于营养物质的供给和废物的排出，并且能够较好地保护酵母细胞免受外界环境的影响。然而，凝胶固定化的缺点是酵母细胞在固定化过程中会被限制在凝胶中生长，导致细胞增殖相对较慢。 包埋固定化是将酵母细胞包裹在聚合物材料中，形成固定化的“小包裹”，在这种包埋固定化的载体中，酵母细胞可以自由生长和繁殖，并发挥酵母的发酵功能。这种方法的优点是酵母细胞可以保持较自由的生长状态，增加了细胞的活性和稳定性。同时，包埋固定化的载体也可以利用其自身的特性来调控发酵过程。然而，包埋固定化的方法在实际应用过程中需要考虑到包埋材料的选择和酵母细胞的适应性等因素。 交联固定化是利用交联剂将酵母细胞固定在载体上，使其形成一定的空间结构。

这种方法的优点是可以使用多种交联剂来调整载体的特性，如孔隙度、孔径大小等，从而控制酵母细胞在载体中的分布和发酵反应。交联固定化的缺点是交联剂可能对酵母细胞产生毒性影响，需要合理选择和使用交联剂。 除了以上提到的方法，还有其他一些固定化酵母细胞的方法，如电化学固定化、微胶囊化等。这些方法在实际应用中都有各自的优缺点，需要根据具体的应用需求来选择合适的固定化方法。 总的来说，固定化酵母细胞是一种利用载体将酵母细胞固定化的方法，具有增强酵母细胞活性、稳定性和生产效率等优点。在工业生产和生物技术应用中有广泛的应用前景。

高中生物选修一《酵母细胞的固定化》教案

课题 3 酵母细胞的固定化 ★课题目标 （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 ★课题重点 制备固定化酵母细胞 ★课题难点 制备固定化酵母细胞 ★教学方法 启发式教学 ★教学工具 多媒体课件 ★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

（二）进行新课 1.基础知识 1?固定化酶的应用实例一一生产高果糖浆 （1）高果糖浆的生产原理： 葡萄糖―|葡萄糖异构酶_H果糖 （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。 2?固定化技术的方法（识图4 —6固定方法）： 将酶和细胞固定化方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法。 〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？吸附法。 〖思考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应，应当固定（酶、细胞）蛋白质变成氨基 ；若将酸，应当固定（酶、细胞）。 3.固定细胞的材料： 固定细胞时应当选用不溶于水的多孔性载体材料，如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯 酰胺等 2?实验设计 1?制备固定化酵母细胞 (1)酵母细胞的活化:

实验一 酵母细胞的固定化

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。 六、思考题 1、酵母细胞活化的目的是什么？ 2、为什么凝胶珠需要在CaCl2溶液中浸泡一定时间? 3、观察结果说明了什么问题？ 4、分析可能导致酵母细胞包埋效果不理想的原因。

高中生物选修1教学设计10：4.3 酵母细胞的固定化教案

酵母细胞的固定化 【教学目标】 1、知道从酶到固定化酶技术，再到固定化细胞技术的发展过程以及生产中遇到的问题及固定化技术带来的巨大效益； 2、知道常用的固定化技术及适用范围，明确固定化技术的应用原理，理解固定化细胞的具体步骤、会解释各种现象。 【教学重难点】固定化酶与固定化细胞的制备原理及方法；制备固定化细胞的操作步骤。【教学过程】 一、基础知识 （一）固定化酶的应用实例 1.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的缺点：无法回收，造成浪费 2.固定化酶的反应 固定化酶的反应柱示意图与反应过程。 使用固定化酶技术，将这种酶（葡萄糖异构酶）固定在一种颗粒状的载体上，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筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，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，与固定化葡萄糖异构酶接触，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 1.概念 利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间的技术。细胞中含有一系列酶，在细胞正常生

命活动的过程中，通过代谢产生所需要的代谢产物。 2.将酶或细胞固定化的方法 （1）包埋法：将酶（或细胞）包埋在细微网格里。 （2）化学结合法：将酶（或细胞）相互连接起来。 （3）吸附法：将酶（或细胞）吸附在载体表面上。 【方法点拨】酶和细胞固定方法的选择 酶适合采用化学结合和物理吸附法固定，细胞适合采用包埋法固定。 原因：细胞个大，酶分子很小，个体大的细胞难以被吸附或结合而个小的酶容易从包埋的材料中漏出。 (三）固定化酶和固定化细胞的联系与区别 （1）联系：应用相同，都能催化某些反应。 （2）区别： ①固定化细胞技术操作容易，成本低，容易回收； ②固定化细胞技术对酶活性影响更小； ③固定化细胞固定的是一系列酶； ④由于大分子难以通过细胞膜，固定化细胞的应用有一定的限制。 （四）固定化酶和固定化细胞常用的载体材料 明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等，其共同的特点是不溶于水的多孔性载体。 二、实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 1．酵母细胞的活化 活化：让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态； 本质：加快新陈代谢；方法：加入适量的水。 步骤：取1g干酵母，放入50ml的小烧杯中，加入蒸馏水10ml，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。 2.配制物质的量浓度为0.05mol/L的CaCl2溶液[来源:学_科_网] 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。[来源:https://www.sodocs.net/doc/9d19184084.html,] 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10mL。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。 4.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合

《酵母细胞的固定化》生物教案

《酵母细胞的固定化》生物教案 《酵母细胞的固定化》生物教案1 【教学目标】 1、知道从酶到固定化酶技术，再到固定化细胞技术的发展过程以及生产中遇到的问题及固定化技术带来的巨大效益； 2、知道常用的固定化技术及适用范围，明确固定化技术的的应用原理，理解固定化细胞的具体步骤、会解释各种现象。 【教学重点、难点】固定化酶与固定化细胞的制备方法及优缺点 【教学方法】教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 【教学手段】多媒体 【课时安排】1课时 【教学过程】 温故知新，引出课题： （1）说一说：酶的概念、特性、影响酶活性的因素、应用 （2）加酶洗衣粉中常用的酶制剂有哪些？这些酶能直接加入洗衣粉么？ （3）在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，请你归纳使用酶制剂的优点？ （4）酶制剂的使用有哪些缺陷？ 师生归纳，小结：

酶制剂应用的缺陷： （1）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； （2）溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本； （3）反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。 提出问题：如果你是工程技术人员，你如何解决这些问题？ 合作探究，解决问题： 资料探究1： 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；反应后的酶会混在产物中，可能影响影响产品质量。 由于酶的分离与提纯有许多技术性难题，造成酶制剂________有限、成本高、不利于大规模使用。因此，酶在大规模生产中，使酶能反复使用，是很有经济价值的课题。固定化酶的使用，推动了酶在生产上的应用。固定化酶，就是将酶分子结合在特定的支持物上且不影响酶的功能。用于固定酶的底物有琼脂糖、丙烯酰胺、藻酸钠等。固定化酶技术的应用，一是可循环反复使用酶制剂。据报道，在某些情况下可使用上千次，极大地降低生产成本。二是在生产中，可通过离心法或过滤法把酶与反应液相互分开，在大规模的生产中所需工艺设备比较简单易行。三是稳定性能好等。 固定化酶是20世纪60年代发展起来的—项新技术。以往使用的酶绝大多数是水溶性的酶。这些水溶性酶催化结束后，极难回收，因而阻碍了酶工业的进一步发展。60年代后，在酶学研究领域内涌现出固定化酶。它是通过物理的或化学的手段，将酶束缚于水不溶的载体上，或将酶束缚在一定的空间内，限制酶分子的自由流动，但能使酶充分发挥催化作用；过去曾称其为水不溶酶或固相酶。1953年德国科学家采用聚氨基苯乙烯树脂为载体，与胃蛋白酶、核糖核酸酶等

海藻酸钙固定化酵母细胞实验报告

海藻酸钙固定化酵母细胞实验报告 实验名称：海藻酸钙固定化酵母细胞实验报告 实验目的： 1. 研究海藻酸钙固定化酵母细胞的效果和稳定性。 2. 评估固定化酵母细胞在生物催化反应中的应用潜力。 实验步骤： 1. 准备培养基：将适量的海藻酸钙溶解于适量的培养基中，并加入必要的营养物质。 2. 准备固定化载体：将海藻酸钙固定化载体放入适量的培养基中，使其浸泡一段时间，以使载体充分饱和。 3. 基础菌种培养：选取一定量的酵母菌种，接种到含有培养基的培养皿中，用摇床进行培养。 4. 固定化酵母细胞制备：将培养好的酵母细胞与固定化载体一起混合，轻轻摇晃，使酵母细胞充分接触和附着在载体表面。 5. 固定化酵母细胞培养：将固定化酵母细胞转移至培养皿中，放入恒温摇床中培养一段时间。 6. 实验结果记录：记录固定化酵母细胞的生长情况、细胞密度和生理参数的变化。 实验结果： 1. 观察到固定化酵母细胞在培养基中生长良好，细胞数量逐渐增多。 2. 可以看到固定化酵母细胞与载体之间有明显的结合现象，细胞附着在载体表面。 3. 比较于自由生长的酵母细胞，固定化酵母细胞具有更好的稳

定性和较高的细胞密度。 实验结论： 1. 海藻酸钙固定化酵母细胞具有良好的固定效果，可以将酵母细胞牢固地固定在载体上。 2. 固定化酵母细胞在培养条件下具有较高的生长速率和细胞密度，适用于大规模生产。 3. 固定化酵母细胞具有较好的稳定性，可以重复使用多次，节约生产成本。 实验不足和改进： 1. 实验中只观察了固定化酵母细胞的生长情况和细胞密度变化，未对其代谢产物进行分析。 2. 下一步可以考虑对固定化酵母细胞的代谢产物进行分析和评估，以进一步研究其在生物催化反应中的应用潜力。 3. 可以进一步探索其他固定化方法和载体材料，以提高固定效果和稳定性。

高二导学案 选修一《酵母细胞的固定化》

考点2组成细胞的无机物 课题： 4.3 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；了解利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例 2．说出固定化酶在生产实践中的优点；了解固定化酶和固定化细胞的方法及二者的联系与区别【新课导学】 1．能将葡萄糖转化为果糖的酶是______________。 2．固定化酶技术使用的反应柱上的孔应满足酶颗粒________通过，反应溶液________通过，若反应颗粒过大则不能通过。 3．固定化酶和固定化细胞技术是利用________或________方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括________、______________和______________。其中细胞多采用__________固定化，而酶多采用__________和________固定化。 4．用包埋法固定化细胞，即将微生物细胞均匀地包埋于____________________中。常用的包埋微生物的载体有________、________、________、________和__________等。 5．活化就是让处于______状态的微生物重新恢复正常的生活状态。 6．制备固定化酵母细胞需要的试剂是________、__________和__________。 7．固定化酶和一般酶制剂的主要区别是_____________________________________。 【知识点解读】 知识点一高果糖浆 1．定义 高果糖浆是指果糖含量在42% 左右的糖浆(果糖浆)。作为蔗糖替代品，高果糖浆具有甜度高，但又不像蔗糖那样易诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病等，对人类健康更有益。 2．高果糖浆的生产原则 以葡萄糖为原料，在葡萄糖异构酶的作用下，将葡萄糖转化为其同分异构体—果糖，而葡萄糖则是由淀粉制得的。 3．制备过程 (1)含淀粉的浆液在α淀粉酶的作用下形成糊精(其中含有大量麦芽糖)。 (2)糊精经过糖化酶(麦芽糖酶)的作用，形成葡萄糖。

酵母细胞的固定化 教案

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

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。 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）： 细胞中含有一系列酶，在细胞正常生命活动的过程中，通过代谢产生所需要的代谢产物。 利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间的技术。 将酶和细胞固定化方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法。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。

《酵母细胞的固定化》学案答案

《酵母细胞的固定化》学案 学习目标 1．说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。 2．尝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。 学习重点：制备固定化酵母细胞。 学习难点：制备固定化酵母细胞。 学习过程 （一）课题背景 酶：优点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。 实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶很难回收，不能再次利用，提高了生产成本；反应后的酶会混合在产物中，如不除去，会影响产品质量。 设想： 固定化酶：优点 实际问题：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 是通过一系列的酶促反应才能得到的 设想： 固定化细胞：优点 （二）、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。 （三）、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。 〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？ 〖思考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应，应当固定（）；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定（）。 （四）、实验操作 (1)制备固定化酵母细胞 制备固定化酵母细胞需要的材料是、和