高中生物实验专题1酵母细胞固定化
酵母细胞的固定化(定)
作用： 将葡萄糖转化为果糖
如何改进？
特点： 酶稳定性好，可持续发挥作用
直接使用酶时的缺点： 酶溶于葡萄糖溶液后，就无法 从糖浆中回收，造成很大①反应柱能连续使用半 年，大大降低了生产成 本。
②提高了果糖的产量和 品质。
三、实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 （二）用固定化酵母细胞发酵
（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。 操作提示
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：
说明海藻酸钠的浓度偏高。 二者都说明制作失败，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
〖思考〗 1、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〗 2、锥形瓶中的气泡和酒精是怎么形成的？ 酵母菌进行无氧呼吸产生的
本请 并
节 结
完 成 习
做 好 复
束题 习
！
谢谢！
〖思考〗为什么要将海藻酸钠冷却至室温？
以免海藻酸钠温度过高杀死酵母菌
操作提示 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。
（5）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。
(2019版)高二生物酵母细胞的固定化
设想：酶是细胞合成的，能否将合成酶的
细胞直接固定？
固定化
细胞：成
本低，操作 更容易
一、课题目标 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。
思考：通过课题背景分析，你有何体会？
酶： 优点：摧化效率高，低耗能，低污染
实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶 很难收回，不能被再次利用，提高了生产成本； 反应后酶混在产物中，如不去除，会影响产品的品质
设想：将酶固定在不容于水的载体上
固定化
思考：1、如何利用固定 化酶生产高果糖浆的？
2、有哪些优点？
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高中生物选修一第三讲酵母细胞的固定化
第三讲酵母细胞的固定化★要点落实：1 .固定化酶(1)酶的应用：广泛应用于食品、化工、轻纺、医药等各个领域(2)应用普通酶的缺点①在、、和有机溶剂等环境下容易失活②溶液中的酶很难回收，不能被 ________ ，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，影响________ 。
(3)固定化酶的实例一高果糖浆的生产①反应机理：葡萄糖在 _____________________ 酶的催化下生成果糖。
②反应柱：酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到柱内，柱子底端装上分布着许多小孔的筛板，____________ 无法通过小孔，而___________ 溶液可自由出入。
③反应过程：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，从下端流出。
④反应柱的优点：能 ___________ 半年，大大降低成本，提高果糖的产量和质量。
2.固定化细胞(1)固定化技术：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)固定化方法①__________ 法：将酶或细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中(或细微网格里) 。
②__________ 法：将酶分子或相互结合，或将其结合到载体上。
③__________ 法：将酶吸附到载体表面上(3)固定化酶和固定化细胞的适用方法①酶更适合采用___________ 和 ____________ 法固定化，因为酶分子较小，容易从包埋材料中漏出；②细胞多采用______________ ，因为细胞体积大，难以被吸附或结合。
(4)常用的包埋细胞的多孔载体：明胶、琼脂糖、 ________________________ 、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等(5) ___________________________________________________ 固定化细胞的优点：与固定化酶相比，__________________________________________________ , ___________________ 。
酵母菌细胞的固定化技术
浓度太低：固定的酵母菌太少
第四步：将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合
① 过程 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 ②注意事项 为什么要冷却至室温？
防止高温杀死酵母菌。恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴加到配制好的 CaCl2溶液中，浸泡30min左右。 ②注意事项 为什么要浸泡30分钟？
③注意事项 溶解物质要彻底，勿用自来水溶解，以防自来水中各种离 子影响实验结果
第三步：配制海藻酸钠溶液
① 过程 称取0.2g海藻酸钠，放入40ml蒸馏水，用酒精灯小火间 断加热至完全溶化。 ②注意事项 为什么要小火间断加热？
防止海藻酸钠焦糊。 为什么说该步骤是实验成败的关键步骤？
浓度太高：得不到规则的凝胶珠
酵母菌细胞的固定化技术
一、基本步骤：
酵母细胞的活化 配制CaCl2溶液 配制海藻酸钠溶液 将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合 固定化酵母细胞
第一步：酵母细胞的活化
加水 活化
由于缺水，酵母处于 休眠状态
活化的干酵母
第二步：配制0.05mol/L的CaCl2
① 过程 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 ② 目的 使胶体聚沉
以便凝胶珠形成稳定的结构
球形或椭 球形，浅 黄色
二、用固定化酵母发酵
1.将固定好的酵母细胞（凝胶珠）用_蒸__馏__水__冲洗2~3次。
2.发酵时的温度就为__2_5_℃___，时间_2_4_h____（底物为葡 萄糖） 3.将凝胶珠加入用于发酵的葡萄糖溶液后会发现有_气__泡___ 产生，同时有_酒__精__味散发。
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。
酵母固定化 实验报告
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。
酵母细胞固定化实验的实验总结
酵母细胞固定化实验的实验总结酵母细胞固定化实验是高中生物选修一中的一个操作实验。
通过必修一和选修一的学习，学生已经掌握了酶的概念、特性、影响活性的因素、传统发酵技术等有关知识和酶制剂在生产中的一些应用，也了解了固定化酶和固定化细胞技术及其应用。
本实验旨在通过学生动手操作了解固定化细胞的包埋法，并在活动中理解和体会生物技术的魅力和与我们生活的密切关系。
一、选择适合配方本试验成功的关键是海藻酸钠溶液的配置，其配方在不同的教材中存在差异。
苏教版教材中海藻酸钠溶液的配方是：4克聚乙烯醇和0.2克海藻酸钠，加入40 ml无菌水，适当加热至完全溶化。
聚乙烯醇是一种胶黏剂，它和海藻酸钠构成的联合载体包埋效果较好，但是聚乙烯醇对人体有害，吸入、摄入或经皮肤吸收后对身体有害，对眼睛和皮肤有刺激作用。
人教版上的配方：称取0.7 g海藻酸钠，放入10 ml水加热溶解。
二、实验操作中常遇到的问题1.关于加热本实验中海藻酸钠为固体粉末，需要加热促进其溶解。
直接用酒精灯对烧杯进行加热，为防止海藻酸钠焦糊要用小火，或者间断加热。
通过学生实验我们发现中这种方法不易操作，学生不好掌握间断加热的时间间隔，造成加热时间延长，是整个实验时间加长。
改用水浴加热：在酒精灯石棉网上放一个500ml大烧杯，向烧杯中注入事先加热至70℃～80℃的热水，另取一个50ml小烧杯，向小烧杯中加入海藻酸钠和蒸馏水，将小烧杯放入大烧杯中水浴加热，并边加热边搅拌，可大大缩短加热时间。
2.海藻酸钠的结块和粘壁问题海藻酸钠粉末在水中易结块不宜溶解，加热溶解后易粘到玻璃棒和烧杯壁上，使溶液不易定容至10ml。
解决方法：（1）注意试剂放入烧杯的顺序：配置海藻酸钠溶液时先称量海藻酸钠粉末放入烧杯中，再向烧杯中加入蒸馏水覆盖住海藻酸钠粉末。
（2）调整加入蒸馏水的量：教材中要求加入10ml蒸馏水，但加热溶解海藻酸钠时这个比例比较黏稠，搅拌不动。
而由于加热过程中水分的蒸发使烧杯中的蒸馏水减少，更增加了海藻酸钠的黏稠度，使之粘在玻璃棒和试管壁上，加热后不易定容。
酵母细胞的固定化(上课用)
二、固定化细胞技术 阅读P50内容，思考以下问题： 1、什么是固定化酶或细胞技术？ 2、细胞（或酶）固定化的常用方法有哪些？ 3、酶和细胞固定方法的选择及原因？ 4、固定化细胞常用的不溶于水的多孔性载 体有哪些？
酵母细胞的固定化(上课用)
二、固定化细胞技术 1、什么是固定化酶或细胞技术？
问题：中，很多产物的形成都是通过一系列的酶促反 应才能完成的.
化固细定胞设：想：酶 固是 定细 ？胞优合酵点母成细：胞的的固，定成化能(本上否课低用将) ，合操成作酶更的容细易胞. 直接.
一、固定化酶的应用实例 阅读P49-50，并思考：
1、解决酶应用中存在问题的方法是什么？ 2、这种方法的优点是什么？ 3、什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 4、生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什 么？这种酶有何特点？ 5、了解高果糖浆生产过程。
酵母细胞的固定化(上课用)
一、固定化酶的应用实例 1、解决酶应用中存在问题的方法是什么？
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）。
2、这种方法的优点是什么？
（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。
3、什么是高果糖浆？使用它有何好处？
（一）制备固定化酵母细胞 阅读P50～51思考下列问题：
（1）制备过程包括哪几个步骤？ （2）你认为哪个步骤的操作是最重要的一环？ （3）各步骤应当分别注意什么问题？
酵母细胞的固定化(上课用)
（一）制备固定化酵母细胞 1、酵母细胞的活化 思考： 关于酵母菌你有哪些知识？
什么是活化？其本质是什么？ 活化的方法是什么？具体操作过程？ 操作过程中应注意什么？
于是，有人设想，将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既 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。现代的固定化酶技术已完全实现 了这一设想。高果糖浆的生产就是固定化酶技术成功地应 用于工业生产的实例。 酶是由细胞合成的，于是，又有人设想，能否将合成酶的 细胞直接固定？自20世纪70年代，在固定化酶技术的基础 上，又发展出了细胞固定化技术。与固定化酶技术相比， 固定化细胞制备的成本酵更母细低胞的，固定操化(上作课用更) 容易。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。
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实验专题一酶的研究和应用
课题2 酵母细胞的固定化
一、实验原理
酶已经大规模应用于食品、化工、轻纺、医药等各领域。
在应用过程中，发现一些实际问题：酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，易失活；溶液中的酶很难回收，不能再利用提高了成本；反应后酶混在产物中，可能影响产品质量。
有人设想，将酶固定在不溶于水的载体上，使酶与反应物接触，又能与产物分离。
同时还能反复利用。
现代化的固定化酶技术完全实现了这一设想。
高果糖浆的生产就是固定化酶技术成功应用于工业生产的实例。
自20世纪70年代，在固定化酶技术基础上，又发展出细胞固定化技术。
制备成本更低，操作容易。
二、实验步骤
A.制备固定化酵母细胞
1.酵母细胞活化称取1g干酵母，放入烧杯，加入蒸馏水10ml，搅拌均匀，放置1h左右，使其活化
2.配置CaCl2溶液：称取无水CaCl20.83g，放入烧杯，加入150ml蒸馏水
3.配置海藻酸钠溶液称取0.7g海藻酸钠，放入小烧杯中，加入10ml水，用酒精灯加热，边加热边搅拌，至完全融化。
注意：小火加热或间断加热，反复几次
4.海藻酸钠溶液与酵母细胞混合海藻酸钠溶液冷却至室温，加入活化的酵母细胞，充分搅拌混合均匀
5.固定化酵母细胞以恒定的速度缓慢将溶液滴加到CaCl2溶液中，观察凝胶珠的形成。
将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30min左右。
B.用固定化酵母细胞发酵
1.将凝胶珠用蒸馏水冲洗2-3次
2.将150ml质量分数为10％的葡萄糖溶液转移到200ml的锥形瓶中，加入凝胶珠，置于25℃发酵24h
三、操作提示
海藻酸钠溶解速度慢，需要加热促进溶解。
最好采用小火间断加热的方法进行。
例如，加热几分钟后，从石棉网上取下烧杯冷却片刻，并不断搅拌，在将烧杯放回石棉网继续加热，反复几次至完全融化。
四、结果分析与评价
1.观察并描述形成的凝胶珠的颜色和形状________________________
2.观察利用固定化酵母细胞发酵的葡萄糖溶液，看是否有气泡产生，是否有酒味___________________________________________________________________ 五、课题延伸
搜集资料，了解工业生产中细胞固定化是如何进行的。