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- 2023-03-18 01:25:02 发布
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课题 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
1.酵母菌的活化
活化就是处于状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
2.配制物质的量尝试为 0.05mol/L 的 Cacl2 溶液
3.配制海藻酸钠溶液
加热溶化海藻酸钠时要注意：
4.海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合
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
溶液中，并浸泡 (时间)。
(2)用固定化酵母细胞发酵
1.将固定好的酵母细胞用冲洗 2-3 次。
2.发酵时的温度就为，时间。
〖思考 4〗加热溶化海藻酸钠时微火加热并不断搅拌的目的是什么？
〖思考 5〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？
〖思考 6〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封？
〖思考 7〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？
〖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？
（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，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 ，同时会闻到 。
反馈练习
1.使用固定化细胞的优点是( )
A.能催化大分子物质的水解 B．可催化一系列化学反应
C．与反应物易接近 D．有利于酶在细胞外发挥作用
2.酶的固定方法不包括( )
A.将酶吸附在固体表面上
B．将酶相互连接起来
C．将酶包埋在细微网格里
D． 将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶
3.下列关于酶制剂的叙述错误的是( )。
A． 酶制剂是包含酶的制品 B．包内酶和包外酶均可用于制成酶制品
C．酶制品的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化等
D．固定化细胞不属于酶制剂
4.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．使用物理吸附法固定的酶
5.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的酶...
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
1.酵母菌的活化
活化就是处于状态的微生物重新恢复正常的生活状态。
2.配制物质的量尝试为 0.05mol/L 的 Cacl2 溶液
3.配制海藻酸钠溶液
加热溶化海藻酸钠时要注意：
4.海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合
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
溶液中，并浸泡 (时间)。
(2)用固定化酵母细胞发酵
1.将固定好的酵母细胞用冲洗 2-3 次。
2.发酵时的温度就为，时间。
〖思考 4〗加热溶化海藻酸钠时微火加热并不断搅拌的目的是什么？
〖思考 5〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？
〖思考 6〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封？
〖思考 7〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？
〖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？
（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，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 ，同时会闻到 。
反馈练习
1.使用固定化细胞的优点是( )
A.能催化大分子物质的水解 B．可催化一系列化学反应
C．与反应物易接近 D．有利于酶在细胞外发挥作用
2.酶的固定方法不包括( )
A.将酶吸附在固体表面上
B．将酶相互连接起来
C．将酶包埋在细微网格里
D． 将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶
3.下列关于酶制剂的叙述错误的是( )。
A． 酶制剂是包含酶的制品 B．包内酶和包外酶均可用于制成酶制品
C．酶制品的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化等
D．固定化细胞不属于酶制剂
4.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．使用物理吸附法固定的酶
5.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的酶...