酵母细胞的固定化技术

1、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仍具有酶活性的酶复合物。2.制备固定化酶的方法主要有： 二、固定化细胞技术1 固定化细胞：通过各种方法将2.固定化细胞的方法：吸附法和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、交联法、等。与结合，使细胞仍保持原有的生物活性。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类型优点不足直接使用酶催化效率咼，低耗能、低污染 等。对环境条件非常

2、敏感，容易失活；溶液 中的酶很难回收，不能被再次利用，提 咼了生产成本；反应后酶会混在产物 中，不易分离，可能影响产品质量。固定化酶酶既能与反应物接触，又能与 产物分离，冋时，固定在载体 上的酶还可以被反复利用。一种酶只能催化一种化学反应，而在生 产实践中，很多产物的形成都通过一系 列的酶促反应才能得到的。固定化细胞成本低，操作更容易。固定后的酶或细胞与反应物不容易接 近，可能导致反应效果下降等。三、实验操作程序（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CaCb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

3、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 C。(三) 实验结果的观察：禾U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.

4、 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C.有利于提高反应速度2 酶的固定化常用的方式不包括A. 吸附B .包埋 C()B .有利于产物的纯化D.有利于酶发挥作用().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t配制 CaCb溶液t配制海藻酸钠溶液t海藻酸钠溶液与酵母细胞混合t固定化酵母细胞(1) 在状

5、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CaCb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()A.温度 B.酸碱度C .水分D.营

6、养（）B.酵母细胞休眠有利于菌种保存D 酵母细胞活化后体积增大2关于酵母细胞活化的说法，不正确的是A酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸C.活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态 3下列不属于固定化酶在利用时的特点的是A有利于酶与产物分离B可以被反复利用C.能自由出入依附的载体D 一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应4. 下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是（）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C. 细胞个大，难被吸附或结合D 细胞易采用包埋法固定5. （多选题）对配制海藻酸钠溶液的叙述准确的是（）A加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环B.

7、 海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的数量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 7.上个世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个 生产领域，到了 70年代又发明了固定化酶与固定 化细胞技术。（1）在实际生产中，固定化酶技术的优点是与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是 酶。（2 ）制备固定化酵母细胞， 常用的包埋材料是 ，使用了上图中方 法 （填出号码及名称）。（3）制作固定化酵母菌细胞时， 充分混合均匀的酵母细胞胶液可在饱和 溶液中形成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因迁移创新：1固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是（）

8、A避免了酶的使用，从而使酶不受影响B. 固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用C. 促化反应结束后，能被吸收和重复利用D. 细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用2下列有关制备固定化酵母细胞叙述错误的是（）A在向溶化好的海藻酸钠溶液中加入的必须是已活化的酵母细胞B. 溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，才能加入细胞C. 溶解海藻酸钠，最好采用小火，或者持续加热的方法D. 在固定化酵母细胞的过程中，要以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCb溶液中3如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制（）A直接使用酶B.使用化学方法结合的酶C. 使用固定化细胞D.使用物理吸

9、附法固定的酶4.下列有关固定化酵母细胞制备步骤不恰当的是（）A .应使干酵母与水混合并搅拌，以利于酵母菌活化B .配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热方法C 向刚溶化好的海藻酸钠溶液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溶液有凝胶珠形成5. ( 10江苏)(多选题)图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图下列叙述正确的是()A 刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液B .图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠C 图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与

10、酵母菌充分接触D 图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中酵母细胞的固定化技术课前导学：一、1.酶固相载体 2.吸附法包埋法二、1.细胞一定的载体 2. 包埋法三、(一 )1休眠2小火间断加热焦糊 4 冷却 5 恒定(二)2 .蒸馏水3. 25质疑讨论：1. 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。2. 海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，如果海藻酸钠溶液的浓度过高，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量少。3. 凝胶珠制作是否成功的判断方法是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，用手挤压，如果凝胶珠破裂，有液体流出，说明海藻酸钠溶液浓度偏低；如果形成的 凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠溶液浓度偏高，制作失败，需要再作尝试。在实验 桌上用力摔打凝胶珠，如果凝胶珠很容易弹起，也表明制备的凝胶珠是成功的。例题精讲：1. B 2. D3. D4. ( 1)缺水正常的生活体积会增大(2) 配制海藻酸钠溶液小火间断加热(3 )固定化酵母细胞数目较少海藻酸钠溶液浓