酵母细胞的固定化_万晓涛

专题4酶的研究及应用

课题3 酵母细胞的固定化

一、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

二、课题重点与难点

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。

三、课题背景分析

课题背景简单介绍了从酶到固定化酶、再到固定化细胞的发展过程。这一过程体现了科学技术的发展是不断地提出问题和解决问题的动态过程。在教学中，可以参考课题背景提供的素材，联系生产实践和学生已有的认识，引导学生认同上述观点，并进而认识到：科学知识既来源于科学实验，也来源于生产生活实践，知识的学习应该与生产实践相联系；人们在生产实践中所发现的问题能够促进科学技术的发展。在生物技术实践活动中，经常涉及技术原理和实践意义等内容，实验教学中要重视这些认知成分。自1969年世界上首次成功地将氨基酰化酶固定化用于拆分氨基酶以来，固定化酶和固定化细胞技术得到迅猛地发展，已广泛应用于氨基酸的拆分和提纯、葡萄糖和果糖的生产、诊断和分析试剂的制造、消除环境污染、特定的化学反应等等。教学中，不仅应遵循人类对固定化技术的研究历程来逐步引导学生理解固定化技术的意义，而且要重视用典型实例（高果糖浆的生产）的剖析来引导学生认识固定化技术的应用价值。以下为人类对固定化技术的认识历程。

四、基础知识分析与教学

【导学诱思】

1．高果糖浆的生产需要使用，它能将葡萄糖转化成果糖。这种酶的好，可以持续发挥作用。但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。2．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。

3．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。

4．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。

（一）教学方法：启发式教学

（二）教学工具：多媒体课件

（三）教学过程：

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。

1、进行新课

1．1固定化酶的应用实例――生产高果糖浆

学习内容：1.利用固定化酶技术生产高果糖浆的实例；2.固定化酶的反应柱示意图；3.固定化酶在生产实践中的优点

要点1 从酶到固定化酶、再到固定化细胞的发展过程

要点2 固定化酶的应用实例

（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）：

高果糖浆的生产需要使用葡萄糖异构酶，它能将葡萄糖转化成果糖。使用固定化酶技术，将这种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，使葡萄糖溶液渡过反应柱，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。

优点：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。

（2）固定化酶的反应柱示意图

（3）固定化酶在生产实践中的优点

酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，提高产品

质量；同时，固定在载体上的酶还可以反复利用，节

约成本。

1.2．固定化技术的方法（识图4－6固定方法）：

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。常用的固定化技术：包埋法、

吸附法和结合法，教学时先让学生讨论哪些方法适于

反应后酶会混合在产物中，如不除去，会影响产品质量。 优点：酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以反复利用。 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。

酶固定化？哪些方法适于细胞的固定化？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。

在讨论的基础上加以总结如下：

【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）。（二）固定化细胞技术

学习内容：1.将酶或细胞固定化的方法；2.固定化酶和固定化细胞的联系与区别；3.固定化酶和固定化细胞常用的载体材料。

教学：固定化酶和固定化细胞通常采用包埋法、化学结合法和物理吸附法。在教学过程中，可以通过提问的方式，引导学生认识这三种方法的特点与适用范围。此外，还可以引导学生思考课本中提出的问题，引导学生理解固定化细胞和固定化酶这两种技术的区别与联系，辩证地认识这两种技术的优势与不足。例如，固定化细胞操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收等，但由于大分子物质难以自由通过细胞膜，因此固定化细胞的应用也受到限制。

要点3 固定化细胞技术

（1）将酶或细胞固定化的方法

①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。

②酶或细胞固定化的方法包括包埋法、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。

③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。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的细胞难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。④酶的几种固定方式

将酶包埋在细微网格里；将酶相互连接起来；将酶吸附在载体表面。

⑤包埋法固定化细胞

将微生物细胞均匀地包埋在不溶于水的多孔性载体中。

（2）固定化酶和固定化细胞的联系与区别

联系：都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。在生产中都容易与产物分离，固定在载体上的酶或细胞可以反复利用。

区别：适宜的固定方法不同；固定化细胞技术更适宜于生产实际。

（3）固定化细胞常用的载体材料

常用的载体材料有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。

1.3．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

教学：课程标准中要求学生尝试制备和应用固定化酶，但考虑到制作固定化酶的技术要求比较高，中学生难以掌握，因此只要求学生制作技术难度较低的固定化酵母细胞，对于固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用，主要是让学生通过生产实例来了解。在教学时可以采用让学生阅读自学的方式，并在阅读之前，布置一些思考题让学生思考。例如，在葡萄糖的异构反应中，如果不将葡萄糖异构酶固定化，而是直接使用葡萄糖异构酶，会对生产过程产生哪些影响？

2．实验设计

2.1．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。

加蒸馏水搅拌

干酵母活化酵母

〖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：配制物质的量浓度为0.05mol/L的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：③配制海藻酸钠溶液

称取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。

〖思考4〗微火加热并不断搅拌的目的是什么？防止海藻酸南焦糊。

（4）海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：

将海藻酸钠溶液冷却至室温→加入活化酵母细胞→充分搅拌→转移至注射器中。

〖思考5〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？

防止高温杀死酵母细胞。

（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，液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠，凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min。

2.2．固定化酵母细胞的发酵

（6）冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗2～3次。

（7）发酵：150mL10％葡萄糖＋固定化酵母细胞→200mL锤形瓶→密封→25℃发酵24h。〖思考6〗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7〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？酵母菌进行无氧呼吸产生的。

〖思考8〗在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作码？

需要。

2. 3操作的注意事项

本实验是一个定量实验，海藻酸钠溶液的浓度和酵母细胞溶液混合后的溶液浓度是决定实验成败的关键因素，这有赖于实验操作的各个环节严格按照要求进行。在具体的操作过程中，还应该注意下列问题。

(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0.5～1 h，需要提前做好准备。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外。

(2)加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，涉及到实验的成败，一定要提醒学生按照教材的提示进行操作。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，影响实验效果

(3) 因为Ca2+与Na+交换需要一定时间，刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，以便形成稳定的结构。只有形成稳定的凝胶珠，才能在后续反应中进行利用。

如何检验凝胶珠的质量是否合格？

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。

方法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。

教学时结合下图分析可能存在的操作误差。从下图看，成功的凝胶珠如珍珠状，色白而

溶液的位置通常是飘浮在溶液的上面或中间，这主要圆润，而那些不规则的凝胶珠在CaCl

2

是混合溶液的浓度过小或混入空气而造成的。

3．发酵操作

4.课堂总结、点评

五、实验安排

本课题可以安排2课时。第1课时完成课题背景和基础知识的学习，准备好基本的实验仪器，同时还可以组织学生提前配制好CaCl2溶液和用于发酵的葡萄糖溶液。第2课时进行酵母细胞的固定化操作。

六、课题成果评价

（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，则说明海藻酸钠的浓度偏高，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。

不仅要对学生制作的固定化酵母细胞进行评价，还要对学生的操作过程进行评价。此外，对酵母细胞固定化原理和实验操作方法的理解，也应是评价的有机组成部分。

★课余作业

1．什么是细胞的活化。

2．如何检验凝胶珠的质量是否合格。

★资料袋

固定化细胞的载体

固定化细胞技术所采用载体的物理化学性质直接影响所固定细胞的生物活性和体系传质性能。理想的载体材料应具有对微生物无毒性、传质性能好、性质稳定。寿命长、价格低廉等

特性。它可分为有机高分子载体、无机载体和复合载体三大类。

有机高分子载体又分为天然高分子凝胶载体和合成有机高分子凝胶载体。天然高分子凝胶一般对生物无毒，传质性能较好，但强度较低，在厌氧条件下易被生物分解。有机合成高分子凝胶载体一般强度较大，但传质性能较差，在进行细胞固定时对细胞活性有影响，易造成细胞失活。

无机载体大多具有多孔结构，在与微生物接触时，利用吸附作用和电荷效应，从而把微生物固定。它的操作方法是把载体放人含有一定微生物浓度的溶液中，固定一段时间（24h左右）即可。

由有机载体和无机载体材料组成的复合载体材料，可以改进载体材料的性能。Lin等将粉末活性炭和Phanerochaete chrysosporium联合包埋固定，结果表明了复合固定化体系能更加有效地用于降解五氮酚，显示出复合载体材料的优越性。

★教学反思：

(word完整版)微生物实验报告：啤酒酸奶泡菜

泡菜制作、固定化酵母细胞发酵实验与酸奶制作 一、实验目的 1.了解固定化细胞技术的方法和意义； 2.了解酵母发酵产生啤酒的过程； 3.学习酸奶和泡菜的制作方法； 4.了解纯种发酵和传统发酵在无菌操作方面的差别。 二、实验原理 1.泡菜中有丰富的活性乳酸菌，它可抑制肠道中腐败菌的生长，减弱腐败菌在肠道的产毒作用，并有 帮助消化、防止便秘、防止细胞老化、降低胆固醇、抗肿瘤等作用；泡菜中的辣椒，蒜、姜、葱等刺激性作料可起到杀菌,促进消化酶分泌的作用； 2．啤酒生产过程：分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等 几道工序.固定化技术：就是将生物酶或细胞固定在一定的基质上，比之传统的方 法，具有能多次使用菌体的特点。包埋法：固定化技术的一种。是将微生物细胞均 匀地包埋在水不溶性载体紧密结构中，细胞不易漏出.由于在制定固定化细胞时， 细胞和载体不起任何反映，细胞处于最佳生理状态；同时固定化细胞有载体为屏障， 可避免外界不利因素的影响，因此能迅速增殖，结果单位体积内的酵母数比通常液 体培养的高.增殖酵母凝集在凝胶表面形成浓厚的菌体层，因此酵母能迅速与基质 接触，从而缩短周期,提高啤酒的产量。 3．新鲜酸奶里含有大量的乳酸菌(每ml含40亿活菌以上）,可以使肠胃中的有益菌增加,抑制害菌成长,降低毒素产生的机会，有利于改善便秘现象，因此能强化肠胃 消化吸收功能。 三、实验器材 食盐,糖，姜,辣椒，水萝卜，胡萝卜,大白菜，莴笋,泡菜坛子； 啤酒酵母,100ml麦芽汁（8%~10％）,2。5%海藻酸钠溶液5ml，1。5% CaCl250ml，0.9％生理盐水50ml，灭菌； 三元鲜牛奶，三元酸奶，糖，电磁炉，一次性纸杯。 四、实验步骤 1．泡菜制作 新鲜蔬菜洗净，切片或块,放入泡菜坛，加入盐6-8%,糖5-6%，少许姜、辣椒，凉白开水。高浓度盐水封盖口(每2天检查水位）。室温发酵2周，品尝. 2．啤酒制作 1)菌体培养：将培养24h 的新鲜斜面菌种，接种于三角瓶中培养； 2)细胞固定化:在5mL海藻酸钠溶液中，加入2ml 预热至35℃的酵母培养液，混 合均匀,以无菌滴管吸取混合液,滴管口离液面5cm以上，缓慢而稳定滴加到 CaCl2溶液中，即可得到直径约3mm左右的凝胶珠;全部滴入.钙化30min; •3）在无菌玻璃棒帮助下倒掉CaCl2溶液,倒生理盐水于制得的固定化好的酵母细 •胞的瓶子中，洗一次凝胶珠,将100mL发酵培养基（麦芽汁）倒入制得的固定化 •小球的瓶子中， 25℃静止培养36小时；放置4 ℃冰箱中保存。 •4）品尝。

2019-2020学年重庆市巴蜀中学高三(上)月考生物试卷(二)(含答案解析)

2019-2020学年重庆市巴蜀中学高三（上）月考生物试卷（二） 一、单选题（本大题共6小题，共36.0分） 1.红细胞是血液中数量最多的一种血细胞，具有多种功能。下列有关红细胞的叙述，正确的是（） A. 红细胞的细胞膜主要由脂质、蛋白质和糖类组成 B. 人成熟红细胞中存在血红蛋白，该蛋白质主要起信息传递作用 C. 人成熟红细胞呈双凹的圆饼状形态与其功能相适应 D. 在体验制备细胞膜时，需要将新鲜的人成熟红细胞用蒸馏水稀释 2.加拿大的一种植物--糖枫的分泌液中含有较高浓度的蔗糖，人们采割其树液用于制成枫糖浆。下 列有关说法正确的是（） A. Mg、Cu、Fe、I是加拿大糖枫需要的微量元素 B. 可利用斐林试剂定量检测糖浆的蔗糖含量 C. 糖枫叶肉细胞中的核酸彻底水解后可得到8种不同的小分子物质 D. 糖枫细胞中的淀粉、糖原、纤维素彻底水解后的产物被称为“生命的燃料” 3.如图为高等植物细胞部分结构的概念图，下列相关叙述不正确的是（） A. h中嵴的形成扩大了其内膜面积，而g中基粒的形成扩大了其内膜面积 B. 图中所有的生物膜都是选择透过性膜，而d结构是全透性的 C. 图中c结构除了可以进行细胞间信息交流，也可进行物质运输 D. 图中e由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸和多种酶等组成，其中进行着多种化学反应 4.炭疽杆菌之所以能引起人类恐慌，原因之一是它能产生两种化学成分为蛋白质的内毒素。科学 家将该菌拟核区的大型DNA分子破坏，其仍然能产生内毒素。请分析推断，下列说法正确的是（） A. 炭疽杆菌内毒素的产生需要内质网和高尔基体的加工 B. 破坏该菌的核糖体，可以使它不再产生内毒素 C. 炭疽杆菌细胞中的细胞骨架具有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的功能 D. 炭疽杆菌所有的膜结构共同构成生物膜系统，这些生物膜的组成成分和结构很相似 5.下表是人体肌细胞受刺激后，细胞内钙含量和肌肉收缩力量随时间的变化关系。下列说法正确 的是（） 受刺激后时间/ms0255075100125150 钙含量/mmol?mL-107.5 2.00.7000 肌肉收缩力量/N0 1.8 4.8 4.0 2.00.50 人体血液中必须含有一定量的钙，如果含量过高，会出现抽搐等症状 B. 人体肌细胞在达到最大收缩力量之前有部分钙的释放 C. 钙元素在人体肌细胞内主要以各种化合物的形式存在 D. 肌肉收缩力量随时间变化，细胞内钙浓度和肌肉收缩力量成反比

大连理工大学科技成果——自絮凝酵母乙醇发酵工艺

大连理工大学科技成果——自絮凝酵母乙醇发酵工艺 一、产品和技术简介： 本成果以酵母细胞自絮凝形成毫米级松散颗粒作为细胞固定化方法，在成功选育酒精发酵性能优良且具有自絮凝特征酵母工程菌株的基础上，系统提出了利用（酵母）细胞自絮凝形成颗粒作为细胞固定化方法的无载体固定化细胞技术的新概念，开发了基于自絮凝颗粒细胞均匀悬浮原理的悬浮床生物反应器。在此基础上：建立了形状不规则、大小不均一、非刚性自絮凝颗粒酵母在线表征方法，研究了自絮凝颗粒酵母生长和酒精生成的本征和表观动力学，优化了酒精连续发酵工艺过程；先后在1000mL、500L和10m3规模悬浮床生物反应器中，系统研究了悬浮床生物反应器的流体力学，解决了反应器的工程放大问题；建立了单级悬浮床生物反应器有效容积100m3、1000m3多级串联、年产酒精20万吨级规模自絮凝颗粒酵母酒精连续发酵新技术产业化示范工程装置，并实现了稳定运行。 与国内现有带渣发酵工艺技术路线，特别是引进奥地利VOGELBUSCH的技术相比，达到相同发酵终点酒精浓度和残糖水平，所需的平均发酵时间缩短一倍以上，大型燃料酒精装置建设所需发酵罐总容积规模以相同比例减小，建设投资和运行费用均相应降低；同时，由于对原料进行前处理综合利用，对发酵副产酵母进行回收加工，发酵液酒精精馏后产生废糟液COD降低幅度达到60%以上，充分体现了资源合理利用、提高过程工艺技术水平、副产物深加工与污染物源头减废、清洁生产之间的关系。与国外清液发酵普遍采用碟片离心

机分离酵母的工艺技术路线相比，大型离心机设备投资、运行能耗、维护费用等均可节省。该技术在教育部组织的鉴定会上被评为国际先进技术，获教育部科学技术发明二等奖。 二、产品的应用范围： 自絮凝颗粒酵母酒精连续发酵新技术已经开始为国家规划发展的燃料酒精这一能源产业提供关键技术支撑，替代引进技术，其推广应用前景良好，经济效益和社会效益将十分显著。 与此同时，自絮凝颗粒酵母酒精连续发酵新技术还可以应用于现有酒精发酵行业的技术改造，在一定程度上解决这一传统产业面临的原料资源利用不合理和废糟液治理设备投资大、运行能耗高的突出问题，提升酒精发酵这一传统产业的工艺技术水平，降低生产成本，促进清洁生产。 三、规模与投资：按年产万吨燃料乙醇计算，成本投资约为2.5－3.0亿。成本估算： 玉米 原料成本4650 酶成本50-60 辅料成本132 设备折旧258 水，电，汽346 设备维护113 人力成本164 副产品冲减-765 总计5248 四、市场与效益：

酵母细胞的固定化

酵母细胞的固定化 一、固定化酶与固定化细胞及应用实例 1、固定化酶 （1）含义：将酶固定在不溶于水的载体上。 （2）实例：利用固定化酶技术生产“高果糖浆”。 （3）优点：酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。 （4）缺点：一种酶只能催化一种化学反应，而在实际生产中，很多产物的形成是通过一系列的酶促反应才能得到。 （5）应用实例：生产高果糖浆 ①原料：葡萄糖 ②原理：葡萄糖 果糖 ③生产过程及示意图： a.反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本。 b.提高了果糖的产量和品质。 2、固定化细胞 （1）含义：将细胞固定在一定空间内的技术。 （2）优点：成本低、操作容易、对酶活性的影响更小、可以催化一系列的反应、容易回收 （3）缺点：固定后的细胞与反应物不容易接近，可能导致反应效果下降，由于大分子物质难以自由通过细胞膜，因此固定化细胞的应用也受到限制。 二、固定化酶或固定化细胞技术的常用方法 1、固定化酶或固定化细胞：指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。 2、方法： ①物理吸附法 ：将酶（或细胞）吸附在载体表面上 ②包埋法：将酶（或细胞）包埋在细微网格里 ③化学结合法：将酶（或细胞）相互结合，或将其结合到载体上。 葡萄糖异构酶

三、固定化酵母细胞的制备与发酵 （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。 2、配制物质的量浓度为0.05mol/L的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海藻酸钠＋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。 注：加热时要用小火，或者间断加热，并搅拌，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止 4、海藻酸钠溶液和酵母细胞混合 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 注：1、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。 2、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。高浓度海藻酸钠只能用粗针头注射，针头粗也会粘着，难促使形成液滴。且高浓度海藻酸钠不易形成滴状下落，形成条状，不是圆形或是椭圆形，品相极差，并且凝胶珠容易破裂。 如果浓度过低：形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少。 4、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。

生物选修一知识点总结

选修一生物技术实践 知识点总结 专题 一 1、发酵：利用微生物或其他生物的细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累其代谢产物的过程。 类型：（1）根据是否需要氧气分为：需氧发酵和厌氧发酵。 （2）根据产生的产物可分为：酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵等 酵母菌是兼性厌氧微生物。 在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖 C 6H 12O 6＋6O 2→6CO 2＋6H 2O 在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵 C 6H 12O 6→2C 2H 5OH ＋2CO 2 酵母菌有氧呼吸时，产生能量多，可大量繁殖；无氧呼吸时，产生能量少，仅能满足自身代谢，基本不繁殖；所以利用酵母菌进行工业生产时先进行通气再密封。 2、20℃左右最适宜酵母菌繁殖酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃ 3、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在发酵过程中,随着酒精浓度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色.在缺氧、 呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。 4、醋酸菌是一种好氧细菌。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 C 2H 5OH ＋O 2→CH 3COOH ＋H 2O 5、醋酸菌最适生长温度为30～35℃。 6、酒精检验：果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。 7、装置各部位的作用 充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。 排气口：排出酒精发酵时产生的CO 2。 出料口：是用来取样的。 与瓶身相连的长而弯曲的胶管：加水后防止空气中微生物的污染。 该装置的使用方法:使用该装置制酒时，应该关闭充气口；留1/3的空间的目的是防止发酵时汁液益出。制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气（无菌空气） 8、过程： 9、多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌。 10、原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。 11、制作泡菜所用微生物是乳酸菌 ，乳酸菌是厌氧细菌。在无氧条件下，将葡萄糖分解为乳酸 。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸杆菌常用于生产酸奶。 12、亚硝酸盐检测：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N －1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。 专题 二 1、培养基按照物理性质可分为液体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂后，制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。 2、按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴别培养基。 在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称做选择培养基。 鉴别培养基是根据微生物的特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品（如刚果红）配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。 3、培养基的化学成分包括 水 、碳源 、 氮源和无机盐 。 4、培养基还要满足微生物生长对pH 、特殊营养物质以及氧气的要求。 5、无菌技术：获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，要注意以下几个方面（选修一教材P15） 6、消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法还有化学药剂消毒（如酒精、氯气、石炭酸等）、紫外线消毒。 7、灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。灭菌方法有灼烧灭 挑选新鲜的水果(如葡萄) → 冲洗 → 榨汁 → 酒精发酵 → 醋酸 发酵 果酒 果醋

《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

高中生物选修一生物技术实践(高考新增)知识点总结

高中生物选修一生物技术实践 (高考新增内容）知识点总结 课题1 果胶酶在果汁生产中的作用 由水果制作果汁要解决两个主要问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。 1、植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分有纤维素和_果胶_。并且两者不溶于水，在果汁加工中，既影响出汁率，又使果汁浑浊。 2、果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶的作用是能够将果胶_分解成可溶性的_半乳醛酸，瓦解植物的细胞壁及胞间层，并且使果汁变得澄清。 3、果胶酶是一类酶总称，包括_果胶分解酶、多聚半乳糖醛酸酶、果胶酯酶_等。 4、酶的活性是指酶催化一定化学反应的的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。在科学研究与工业生产中，酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减小量或产物的增加量来表示。 5、影响酶活性的因素包括：温度、PH、酶的抑制剂等。 （二）．实验设计 〔设计一〕探究温度对酶活性的影响 当酶处于最适温度或最适pH时，酶的活性最高；若温度过高、过酸或过碱，则导致酶变性失活。在一定范围内，果肉的出汁率和果汁的澄清度与果胶酶的活性成正比。 此实验的自变量是温度 _；根据单一变量原则，你应确保各实验组相同的变量有_PH 底物浓度底物量实验器材酶的用量等等_。 〔设计二〕探究PH对酶活性的影响 探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。 〔设计三〕探究果胶酶的用量 探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持不变。实验时可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可。需要注意的是，反应液的pH必须相同，否则将影响实验结果的准 旁栏思考题 1．为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？ 提示：将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。 2．在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？ 提示：需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。 3．A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？B同学呢？ 提示：A同学将温度或pH作为变量，控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。B同学对于变量的处理应该与A同学相同，只是观察因变量的角度不同。 4．想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？ 提示：果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。 5．当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变量，哪些因素应该保持不变？ 提示：温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。

酵母细胞的固定化技术

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。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化 时。 （2）影响实验成败的关键步骤是，海藻酸钠在水中的溶解速度较慢，需要通过加热促进其溶解，最好采用的加热方法是________________。 （3）观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明，如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明。 （4）该实验中CaCl2溶液的作用是。反馈矫正： 1．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物降解相比，其作用不需要适宜的 ( )

酵母细胞的固定化_万晓涛

专题4酶的研究及应用 课题3 酵母细胞的固定化 一、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 二、课题重点与难点 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。 三、课题背景分析 课题背景简单介绍了从酶到固定化酶、再到固定化细胞的发展过程。这一过程体现了科学技术的发展是不断地提出问题和解决问题的动态过程。在教学中，可以参考课题背景提供的素材，联系生产实践和学生已有的认识，引导学生认同上述观点，并进而认识到：科学知识既来源于科学实验，也来源于生产生活实践，知识的学习应该与生产实践相联系；人们在生产实践中所发现的问题能够促进科学技术的发展。在生物技术实践活动中，经常涉及技术原理和实践意义等内容，实验教学中要重视这些认知成分。自1969年世界上首次成功地将氨基酰化酶固定化用于拆分氨基酶以来，固定化酶和固定化细胞技术得到迅猛地发展，已广泛应用于氨基酸的拆分和提纯、葡萄糖和果糖的生产、诊断和分析试剂的制造、消除环境污染、特定的化学反应等等。教学中，不仅应遵循人类对固定化技术的研究历程来逐步引导学生理解固定化技术的意义，而且要重视用典型实例（高果糖浆的生产）的剖析来引导学生认识固定化技术的应用价值。以下为人类对固定化技术的认识历程。 四、基础知识分析与教学 【导学诱思】 1．高果糖浆的生产需要使用，它能将葡萄糖转化成果糖。这种酶的好，可以持续发挥作用。但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。2．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。 3．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。 4．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。

2017-2018学年高中生物选修一教材用书：专题4酶的研究与应用课题3酵母细胞的固定化含答案

课题3酵母细胞的固定化 固定化酶和固定化细胞技术 [自读教材·夯基础] 1．概念 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。 2．方法 (1）包埋法：多适于细胞的固定化； （2） ｝化学结合法 物理吸附法多适于酶的固定化。 3．载体 包埋法固定化细胞常用的是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。 1．固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法，而 固定化细胞则常采用包埋法。 2．制备固定化酵母细胞的基本步骤是：酵母细胞 的活化―→配制CaCl 2溶液―→配制海藻酸钠溶 液―→海藻酸钠与酵母细胞混合―→固定化酵 母细胞。 3．配制海藻酸钠溶液浓度过高，则难以形成凝胶 珠;若浓度过低，则固定的酵母细胞少，影响 实验效果。 4．配制海藻酸钠溶液应小火加热或间断加热。 5．固定化酶和固定化细胞技术既实现了对酶的重 复利用，降低了成本，又提高了产品质量.

4．优点 (1)固定化酶既能与反应物接触,又能与产物分离，可以反复利用. (2）固定化细胞技术制备的成本低，操作容易。 5．实例-—高果糖浆的生产 （1）原理：葡萄糖错误!果糖。 (2）生产过程: ①将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入. ②使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触。 ③转化成的果糖，从反应柱的下端流出. （3）反应柱：酶固定在一种颗粒状的载体上，再将其装入反应柱内，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通过。 (4）优点：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。 1．酶能加快化学反应速率，但溶液中的酶难以回收，不能利用。要想既降低生产成本,又不影响产品质量，该如何解决这一问题? 提示：将酶固定于不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触,又能与反应物分离，还可重复利用。

酵母细胞固定化及乙醇发酵

实验二酵母细胞固定化及乙醇发酵 一、实验目的要求 1、掌握微生物细胞固定化的原理和基本技术 2、学习酵母乙醇发酵过程 二、实验原理 （一）固定化细胞（immobilized cell ） 固定化细胞技术是指用物理或化学的手段将游离细胞定位于限定的空间区域，并使其保持催化活性、反复使用的方法。近十余年来生物工程研究的重点领域之一；固定化细胞与固定化酶技术一起组成了现代的固定化生物催化剂技术。 优点：细胞密度高、反应速度快、耐毒害能力强、产物分离容易、可反复使用、能实现连续操作，可大大提高生产能力。 应用：已涉及到食品、化学、医药、化学分析、环境保护、能源开发等领域。用于生产各种胞外产物，包括酒精酒类、氨基酸、有机酸、酶、辅酶、抗生素、甾体转化、废水处理；用于制造微生物传感器 （二）制备方法：吸附法；包埋法；共价结合法；交联法； 1、吸附法：又叫载体结合法，依据带电的微生物细胞和载体之间的静电、表面张力和黏附力的作用，使细胞固定在载体表面和内部； 简便，活力损失小；但细胞与载体作用力小，易脱落 2、包埋法：分为凝胶包埋法和半透膜包埋法。 凝胶包埋法是将细胞包埋在各种凝胶内部的微孔中而使细胞固定； 半透膜包埋法是将细胞包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内。 简单，条件温和，稳定性好，包埋细胞容量高。 3、共价结合法：细胞表面上功能团和固相支持物表面的反应基团之间形成化学共价键连接，从而形成为固定化细胞。 细胞与载体结合紧密，不易脱落；但制备较难，且活力损失较大。 4、交联法：利用双功能或多功能试剂，直接与细胞表面的反应基团（如氨基酸、羟基、咪唑基等）发生反应，使其彼此交联形成网状结构的固定化细胞，其结合力是共价键。 此法制备麻烦，活力损失较大；但细胞与载体结合较紧。 （三）载体 多糖类：纤维素、琼脂、葡萄糖凝胶、藻酸钙、K-角叉胶、DEAE-纤维素等 蛋白质：骨胶原、明胶等 无机载体：氧化铝、活性炭、陶瓷、磁铁、二氧化硅、高岭土、磷酸钙凝胶等 合成载体：聚丙稀酰胺、聚苯乙烯、酚醛树脂等 海藻酸盐是一种广泛应用的固定化介质，具有化学稳定性好、无毒、包埋效率高且价格低廉等优点。但是海藻酸钙包埋细胞时，凝胶颗粒易发生破损、软化等问题，凝胶颗粒的稳定性和机械强度较差，不利于固定化细胞的多次利用。 三、实验步骤 第一阶段酵母菌培养 1、培养基配制及分装

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。

海藻酸钠固定酵母细胞实验资料

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容液中,Ca2+从外部扩散进入海藻酸钠与细胞混合液珠内,使海藻酸钠转变为了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,教师要提醒学生根据教材的提示进行,不然会发生焦糊现象.笔者屡次实际操作发现酒精灯上隔石棉网加热,匀速搅拌根本不会发生焦糊现象,而且需要时间略长,为了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水平.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,参加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,也有教师认为了不需要定容. 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40C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.再参加已活化的酵母细胞,进行充分搅拌,使其混合均匀.

高中生物教案新版-边做边学 酵母菌…-市赛

《酵母细胞的固定化》教学设计 敖倩 【教材与学情分析】 本课题的重点在于酵母细胞的固定化实验及其相关内容。课题背景从酶在生产生活实践中遇到的一些实际问题，从而引出“固定化酶”技术，又从酶的专一性出发，考虑酶促反应往往是一系列的反应，由此又引出“固定化细胞技术”。此阶段的学生已经具备了一定的生物学知识，比如有关酶的概念和特性、酵母细胞酿酒的原理，并掌握一定的生物学常规实验操作技能和结果分析能力，但要将原有的知识用到新知识中，以及迁移到实际应用中还有所欠缺。本课题能够通过学生了解固定化细胞技术在社会生活生产中的应用，以及进行酵母细胞的固定化实验的操作和结果分析，重在培养学生动手操作能力和创新思维等，使学生体验科学技术和生活实际的密切联系。 【教学策略】 为了使学生达到本课题的教学目标，我采用启发式教学法和实验法，用生活中直接用酵母菌酿酒与固定后的酵母细胞酿酒进行比较，从而引入固定化酵母细胞，以“酵母细胞的固定化”为重点，启发学生积极思考，从常识走向科学，从感性认识提升到理性认识。对学生则进行：1、指导学生积极认真阅读课本及学案，对本课题的内容有初步的认识。2、课堂上跟随老师的问题，积极的思考，将原有知识应用到新知识中来，完成知识的迁移。3、带着明确的目的进行实验，锻炼实验操作能力和结果分析能力。 【课时计划】1课时 【教学目标】 （一）知识与技能 1、说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理 2、尝试制作固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵 （二）过程与方法 通过实验，培养学生的动手操作能力以及对实验结果进行评价，培养学生的批判性思维和探究实验的能力 （三）情感、态度与价值观 让学生体验生物科学、生物技术与生活实际的联系 【教学重点】酵母细胞的固定化 【教学难点】酵母细胞的固定化 【教学方法】：启发式教学、实验法 【教学工具】：多媒体课件、酵母细胞的固定化实验材料和器材 【教学过程】： 创设情境，引入新课 首先，每组准备一杯酵母细胞直接加入葡萄糖溶液中后无氧呼吸酿造的酒，让学生观察。并拿出用固定化酵母细胞酿造的酒，让学生观察并提问： 1、这两杯酒有什么区别 学生答：直接酿酒酿出来的更浑浊，用固定化技术酿酒更清澈。

酵母细胞的固定化-教案

酵母细胞的固定化-教案 LT

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

（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。 〖思考4〗微火加热并不断搅拌的目的是什么？防止海藻酸南焦糊。 （4）海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入活化酵母细胞液，搅拌后吸入到注射器中。 〖思考5〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？ 防止高温杀死酵母细胞。 （5）固定化酵母细胞：以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中，形成凝胶珠状颗粒。5.2固定化酵母细胞的发酵 （6）冲洗：将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗2～3次。 （7）发酵：150mL10％葡萄糖＋固定化酵母细胞→200mL锤形瓶→密封→25℃发酵24h。 〖思考6〗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7〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？酵母菌进行无氧呼吸产生的。

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。

广东省普通高中学2024年高三第一次模拟考试生物试卷含解析

广东省普通高中学2024年高三第一次模拟考试生物试卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题(本大题共7小题,每小题6分,共42分。) 1．滚环式复制是噬菌体DNA常见的复制方式，其过程如图。相关叙述错误的是() A．a链可作为DNA复制的引物 B．b链不作为DNA复制的模板 C．两条子链的延伸方向都是从5′到3′ D．该过程需要DNA聚合酶和DNA连接酶的催化 2．研究发现，当果蝇的一条常染色体上的隐性基因t纯合时，雌蝇即转化为不育的雄蝇。现将基因t位点杂合的雌蝇与纯合隐性雄蝇作为亲本杂交，则2F理论上性别比例（♂∶♀）是（） A．9∶7 B．3∶1 C．13∶3 D．11∶5 3．选取洋葱鳞片叶外表皮探究植物细胞吸水和失水，下列叙述不正确的是（） A．水可以通过被动运输跨膜 B．水通过原生质层进出液泡 C．紫色色素存在于表皮细胞的细胞液中 D．外界溶液浓度高于细胞液浓度，细胞吸水 4．螳螂是一种中至大型昆虫。肉食性，在田间和林区能消灭不少害虫，因而是益虫。有些种类进行孤雌生殖（未受精的卵细胞单独发育成个体）。性残暴好斗，缺食时常有大吞小和雌吃雄的现象。体色与其所处环境相似，借以捕食多种害虫。下列说法正确的是 A．螳螂为了适应环境，体色朝与环境相似的颜色变异，得以进化 B．螳螂常有大吞小，雌吃雄的现象，体现了种间激烈的竞争关系 C．孤雌生殖说明了未受精的卵细胞具有全能性 D．螳螂捕蝉黄雀在后，从食物链上看，螳螂属于初级消费者