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。
固定化
固定化技术及其应用 摘要固定化细胞技术是酶工程的核心技术之一，它将酶工程提高到一个新水平。该技术简化了工业分离纯化的步骤，并使酶反应的连续生产成为现实。目前，该技术已经广泛应用于食品、发酵、三废处理等行业，经济效益显著。首先分析了固定化细胞的优缺点，介绍了近年来在食品、发酵和三废处理行业的应用，最后对其应用进行了展望。 关键词固定化酶；食品；发酵；三废处理；应用 引言 固定化细胞就是被限制自由移动的细胞，既细胞受到物理化学等因素约束或限制在一定的空间界限内，但细胞仍保留催化活性并具备能被反复或连续使用的活力。是在酶固定化基础上发展起来的一项技术。【1】 固定化微生物技术使用化学或物理手段，将游离细胞或者酶定位于限定的区域，使其保持活性并可反复利用的方法。最初主要用于发酵生产，70年代后期，被利用到水处理领域，近年来则成为各国学者研究的热点【2】。固定化微生物技术克服了生物细胞太小，与水溶液分离较难，易造成二次污染的缺点，保持了效率高、稳定性强、能纯化和保持高效菌种的优点，在废水处理领域有广阔的应用前景。在实际应用过程中，如何固定、何种载体，才能使固定化微生物能较长时间的保持一定的强度和活度，才能降低固定化成本，延长固定微生物的使用寿命，是该技术在污水处理中得到广泛应用的关键。 固定化技术作为实现动物细胞大规模培养的重要途径, 相对悬
浮培养而言具有细胞生长密度高、抗剪切力和抗污染能力强、产物易于收集和分离纯、对贴壁型和非贴壁型细胞【3】都适用的优点, 因此在动物细胞的大规模培养上得到越来越广泛的应用,相继出现了微载体、中空纤维及微囊化等多种固定化培养技术。本文作者将结合动物细胞的培养特性,介绍目前动物细胞大规模培养中的固定化技术。 酶作为一种蛋白质，其催化活性与空间结构密切相关，在大多数情况下固相酶的催化活性较低，以固定化氨基酰化酶为例，选择比较好的载体材料和固定化方法，其活性一般也仅为游离酶的50％～60％。而固定化细胞是将动植物或微生物细胞固定于合适的不溶性载体上的一种技术，它可以提高生产效率，延长生产周期，并易于细胞的分离和回收。目前，固定化细胞技术已应用于食品工业、发酵工业和三废处理工业，经济效益显著【4】。 1.固定化技术发展 1.1 固定化技术起始 1953年，德国的格鲁布霍费（Grubhofer）和施莱思（Schleith）首次制成固定化酶。 1969~1973年，日本的千畑一郎首次在工业生产上连续生产L-氨基酸、L-天冬氨酸，开创了固定化酶和固定化微生物细胞应用于工业生产的先例； 1976年，法国首次用固定化酵母细胞生产啤酒和酒精。 1.2 固定化技术现状 在工业上使用的固定化酶还仅限于葡萄糖异构酶、葡萄糖氧化酶
2018-2022年高考真题汇编——发酵工程(选择题)
2018-2022年高考真题汇编 ——发酵工程（选择题） 1．（2022·山东·高考真题）青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是（） A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖 B．可用深层通气液体发酵技术提高产量 C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中 D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌 【答案】D 【解析】 【分析】 培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等四类营养物质。配制培养基时除了满足基本的营养条件外，还需满足微生物生长对特殊营养物质、pH、O2的要求。 【详解】 A、青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌；提供相同含量的碳源，葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多，会导致细胞失水，发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，乳糖是二糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生长的最佳碳源，可以被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件，A正确； B、青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B正确； C、选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C 正确； D、为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染，获得纯净的青霉素，发酵罐仍需严格灭菌，D错误。 故选D。 2．（2022·山东·高考真题）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（）A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质 【答案】B
固定化技术应用-酶和细胞的固定化
固定化技术应用－酶和细胞的固定化 试题中出现固定酶能不能催化一系列反应，查找资料，没有权威 资料认为已经存在催化系列反应的酶，应该是研究方向。 选修知识的考查已经出现应用方向，也拓展到了技术的前景。也就 是说，需要在教学中创设情境适当扩大知识面，结合试题进行教学 会收到很好的效果，如固定化酶技术可以拓展到固定化细胞。 问题：固定化技术以及发展前景如何？什么是固定化酶？什么是固 定化细胞？ 01 1.固定化酶技术 固定化酶技术是用物理或化学手段。将游离酶封锁住固体材料或限制在一定区域内进行活跃的、特有的催化作用，并可回收长时间使用的一种技术。 酶的固定化技术已经成为酶应用领域中的一个主要研究方向。经固定化的酶与游离酶相比具有稳定性高、回收方便、易于控制、可反复使用、成本低廉等优点，在生物工业、医学及临床诊断、化学分析、环境保护、能源开发以及基础研究等方面发挥了重要作用。 2.固定化酶技术的发展 以前，固定化酶技术是把从生物体内提取出来的酶，用人工方法固定在载体上。
1916年Nelson和GrImn最先发现了酶的固定化现象。科学家们就开始了同定化酶的研究工作。 1969年日本一家制药公司第一次将固定化的酰化氨基酸水解酶用于从混合氨基酸中生产L－氮基酸，开辟了固定化酶在工业生产中的新纪元。 我国的固定化酶研究开始于1970年，首先是微生物所和上海生化所的工作者开始了固定化酶的研究。 当今，固定化酶技术发展方向是无载体的酶固定化技术。 邱广亮等用磁性聚乙二醇胶体粒子作载体，采用吸附－交联法，制备出具有磁响应性的固定化糖化酶，简称磁性酶(M I E)一方面由于载体具有两亲性，M I E可稳定的分散于水相或有机相中，充分的进行酶催化反应；另一方面，由于载体具有磁响应性，M I E又可借助外部磁场简单地回收，反复使用，大大提高酶的使用效率。 Puleo等将钛合金表面用丙烯酸胺等离子体处理引入氨基，然后将含碳硝化甘油接枝于钛合金表面，或者将等离子体处理的钛合金先由琥珀酸酐处理，再用含碳硝化甘油接枝，进而将溶菌酶和骨形态蛋白进行固定，实现了生物分子在生物惰性金属上的固定化。 3.现阶段固定化酶技术存在的缺点 （1）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。 （2）固定化酶一般只适用于水溶性的小分子底物；大分子底物常受载体阻拦，不易接触酶，致使催化活力难以发挥。 （3）首次使用时投入成本较高。
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。
酵母菌的培养与分离
微生物学大实验 实验指导 编者： 生物技术教研室 2007.3
目录 实验一酵母菌的培养与分离‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥2 实验二酵母菌的鉴定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7 实验三酵母菌耐受能力的测定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥19 实验四酵母菌发酵工艺条件的优化‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥22 实验五耐高温酵母菌株的诱变选育‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥24 实验六酿酒酵母细胞固定化与酒精发酵‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥27
耐高温酒精酵母菌的选育及发酵条件的研究 实验一酵母菌的培养与分离 一、实验目的 学习培养和分离酵母菌的技术和方法 二、基本原理 大多数酵母菌为腐生，其生活最适pH为4.5－6，常见于含糖分较高的环境中，例如果园土、菜地土及果皮等植物表面。酵母菌生长迅速，易于分离培养，在液体培养基中，酵母菌比霉菌生长得快。 利用酵母菌喜欢酸性环境的特点，常用酸性液体培养基获得酵母菌的培养液（这样做的好处是酸性培养条件则可抑制细菌的生长），然后在固体培养基上用划线法分离之。 三、实验主要内容和要求 （一）本次实验的方案由同学们自己制定，实验包括： 1．马铃薯葡萄糖培养基, 乳酸马铃薯葡萄糖培养液的配制。 2.菌株的筛选,根据一定的生产目的并从特定的样品筛选出高产酒精的适宜的酵母菌株。 3.酵母菌的分离,要求接种一次, 28-30℃，培养24小时，转接一次，28-30℃，培养24小时，并用镜检的方法独立判定所分离菌株是否为酵母菌。 4.用划线分离法对酵母菌进行纯化，要求每组挑取单个菌落，连续划线分离4代，镜下为单一纯菌株，每组扩繁10支斜面菌种，备用。 四、实验的准备 1、甘蔗、成熟葡萄或苹果等果皮、0.1%美蓝染液、1ml的无菌吸管、无菌培养皿等。 2、马铃薯葡萄糖琼脂培养基： 原料：马铃薯（200克）、葡萄糖（20克）、琼脂（15-20克）、蒸馏水（1000ml）。 配制方法：
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。
酵母菌的分离纯化
酵母菌的分离纯化、固定化和酒精发酵 第一部分酵母菌的分离纯化 一、实验目的 应用酵母菌的生理生化和生态学的特点，从自然环境中分离酵母菌，并掌握微生物分离纯化的基本方法。 二、实验原理 酵母菌常见于含糖份比较高的环境中，如果园土、菜园土及果皮等的表面。多数酵母菌喜欢偏酸条件，最适pH为4.5-6.0.酵母菌生长迅速，容易分离培养。在液体培养基中，酵母菌比霉菌生长快，利用酸性条件则可以抑制细菌的生长。因此常用酸性液体培养基获得酵母菌的加富培养，然后在固体培养基上划线分离纯化。 三、器材和用品 1、甘蔗、苹果皮、葡萄皮、果园土、菜园土等。 2、马铃薯葡萄糖琼脂培养基：马铃薯200g（煮开10min后过滤取汁），葡萄糖20g，琼脂20g，水1000ml，pH自然。分装三角瓶；试管斜面1支/组 3、乳酸马铃薯葡萄糖培养液：配方同上，不加琼脂加乳酸，按1000ml培养基加入5ml乳酸，pH为5.5左右，再分装试管9ml2支/组。 4、无菌吸管3支/组、无菌培养皿、100ml无菌水1瓶/组、涂棒、美兰染液、显微镜、接种环等。 四、实验方法 1、接种：取果皮（不需冲洗）或土壤5克，加入到100ml无菌水中，充分搅拌后，用无菌吸管取1ml接入到9ml乳酸马铃薯葡萄糖培养液中，在28-30℃培养箱中培养24h，可见培养液变浑浊。 2、加富培养：用无菌吸管取上述培养液1m l，注入另1管乳酸马铃薯葡萄糖培养液中，在28-30℃培养箱中培养24h。 3、镜检：用无菌操作法用接种环取少量菌液置于载玻片上，中央滴一滴美兰染液，混合均匀后制成水浸片，在高倍镜下观察酵母菌的形态及出芽方式，并可根据菌体是否染色来区分酵母菌的死活细胞，因活细胞使美兰染液还原，故菌体不着色。 4、涂皿：用马铃薯葡萄糖琼脂培养基溶化后制成平板，用无菌吸管取0.1ml 加富培养液到平板中，用涂棒涂匀后培养24h。 5、分离纯化：用接种环挑取单个酵母菌菌落，在平板上四区划线，培养后
酶和血红蛋白的提取和分离学案 2
选修一专题4 酶的研究与应用 一、关于酶活性 1. 什么是酶活性？酶活性是指。 2. 酶活性的指标：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 来表示。 3.酶的反应速度：酶的反应速度用单位时间内、单位体积中或 来表示。 4.影响酶活性的因素：。 5.影响酶促反应的因素：。 二、果胶与果胶酶 1.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由聚合而成的一种高分子化合物，溶于水。 2.果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称。包括酶、 酶和酶等。 三、固定化酶和固定化细胞 1.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细胞固定在一定空间内的技术。固定化酶技术的优点是：。 2.固定化酶和固定化细胞的比较： （1）一般来说，更适合采用化学结合和物理吸附法固定化的是： （2）一般来说，更适合采用包埋法固定化的是： （3）从操作角度来考虑，哪种方法更容易： （4）哪种方法对酶活性影响更小： （5）固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶： （6）若将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应选用哪种方法： （7）如果反应物是大分子物质，采用哪种方法： (见练习1) 四、制备固定化酵母细胞的实验操作 酵母细胞的活化→配置CaCl2溶液→配制溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
选修一专题5 课题3 血红蛋白的提取和分离蛋白质的各种特性的差异，如、、溶解度、吸附性质和对其他分子的亲和力等，可以用来分离不同种类的蛋白质。 一、凝胶色谱法 1、概念：也称________________________，是根据________________________分离蛋白质的有效方法。 2、原理： 相对分子质量较的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较，移动速度______；相对分子质量较_____的蛋白质无法进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外移动，路程___________，移动速度________。(见练习2) 二、电泳 1、概念：___________在电场作用下发生___________的过程。 2、原理：利用待分离样品中各种分子______________________________以及分子本身的___________、__________不同，使带电分子产生不同的___________________。 3、常用的电泳方法：_________________________和_______________________________。在测定蛋白质分子量时通常使用__________________________________；测定DNA时通常使用_______________________________。(见练习3、9/11) 三、血红蛋白的提取和分离实验 1、样品处理和粗分离： ①红细胞洗涤。目的：___________________。洗涤用的试剂是___________________ ② ________________释放：在_______和作用下，红细胞破裂释放血红蛋白。 ③分离血红蛋白溶液：离心后溶液分4层，从上往下数，第_____层是血红蛋白水溶液；用_______________分出该层。 ④ ____________：血红蛋白溶液装入__________，将其放入20mmol/L_______________中透析12h，除去血红蛋白溶液中相对分子质量________的杂质。 2、纯化：用____________________法分离相对分子质量不同的蛋白质。步骤如下： 凝胶色谱柱的制作→凝胶色谱柱的装填→样品的加入和洗脱 3、纯度鉴定 (见练习4~8) 注意事项：样品加到色谱柱的。 加入到适当高度，并连接缓冲液洗脱瓶。待时，用试管收集流出液。
酶及细胞固定化技术
酶及细胞固定化技术 酶作为生物体内的催化剂，具有高效性和高特异性的特点。但在工业生产中，酶稳定性差、易流失，造成成本过高，限制其广泛应用。因此将酶采用固定化技术，使酶在发挥其高效、专一性同时，还能增强酶的贮存稳定性，提高了生产效率，节约了成本。本文对酶和细胞的固定化技术进行综述。 【关键词】酶细胞固定化载体应用 酶及细胞固定化技术是生物技术的重要组成部分。20世纪60年代出现了固定化酶技术，60年代末固定化酶技术用于工业生产，70年代出现了固定化细胞技术，80年代又发展了固定化增殖细胞技术以及包括辅助因子在内的固定化多酶反应体系技术。工程技术日益成熟，成为近代工业生产中不可缺少的组成部分。 所谓固定化技术，是指利用化学或物理手段将游离的酶或细胞（微生物），定位于限定的空间区域并使其保持活性和可反复使用的一种基本技术，包括固定化酶技术和固定化细胞技术。固定化细胞的制备方法是多种多样的，任何一种限制细胞自由流动的技术，都可以用于制备固定化细胞。一般来说，固定化技术大致可以分成吸附法、共价结合法、交联法和包埋法等4大类，其中以包埋法使用最为普遍。
一、固定化技术分类 1.吸附法 很多细胞都有吸附到固体物质表面的能力，这种吸附能力可以是天生具有的，也可以是经过处理诱导产生的，依靠这种吸附能力，人们发展起许多廉价而又有效的固定化方法。吸附法可分为物理吸附法和离子吸附法，前者是使用具有高度吸附能力的硅胶、活性炭、多孔玻璃、石英砂和纤维素等吸附剂将细胞吸附到表面上使之固定化，是一种最古老的方法，操作简单、反应条件温和、载体可以反复利用，但结合不牢固，细胞易脱落。后者根据细胞在解离状态下可因静电引力（即离子键合作用）而固着于带有相异电荷的离子交换剂上，如DEAE-纤维素、DEAE-Sephadex、CM-纤维素等。 2.共價结合法 共价结合法是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，从而成为固定化细胞。该法细胞与载体之间的连接键很牢固，使用过程中不会发生脱落，稳定性好，但反应条件激烈、操作复杂、控制条件苛刻。有人用此法将卡尔酵母固定在已活化的多孔玻璃珠上，虽然细胞已经死亡，但仍然保留生产尿酐酸的活性。利用此法制备的固定化细胞，细胞大多死亡。 3.交联法 交联法与共价结合法一样，都是靠化学结合的方法使细胞固
酵母表面展示技术简介
浅谈酵母表面展示技术 摘要：酵母表达体系同时具有真核细胞翻译后蛋白加工修饰的过程与原核表达体系的特点，因此，以酵母为基础的表面展示体系在诸多展示系统中有独特的优势。本文主要对酵母细胞展示的理论基础、展示体系类型及应用研究的进展等进行了初步探讨。 关键字：酵母、表面展示、凝聚素、GPI Scott 和Smith 在1985年通过发现短肽链可以融合到丝状噬菌体的锚定蛋白上，却不影响其感染大肠杆菌的能力，最早提出表面展示技术，促进了噬菌体表面展示系统的发展[1]。自从丝状噬菌体表面展示技术创立以来，表面展示技术在很短的一段时间内得到快速发展，不同的实验室又分别发展T4 噬菌体、T7噬菌体、细菌、杆状病毒、酵母等表面展示系统。微生物细胞表面展示是通过将靶蛋白基因序列与特定的载体蛋白基因序列融合后导入微生物宿主细胞，靶蛋白在载体蛋白的引导下表达并定位于微生物细胞表面，保持相对独立的空间构象和原有的生物学活性。微生物细胞表面展示系统包括细菌展示系统、噬菌体展示系统以及酵母展示系统。最早研究且比较成熟的系统是噬菌体展示系统，它是将外源的多肽与丝状噬菌体的次要外壳蛋白融合并展示在外壳表面，噬菌体展示系统目前主要用于从复杂的文库中分离特异性的配体、抗原、抗体，由于噬菌体颗粒较小，展示蛋白的大小和数量均有限。原核蛋白主要用细菌展示系统展示，革兰氏阴性菌外表面有外膜，外源蛋白与暴露在细胞表面的外膜蛋白、脂蛋白、菌毛蛋白或鞭毛蛋白的末端融合后得到展示[2]。酵母展示系统是比较理想的、应用最广泛的展示系统，其优势在于：遗传操作方便；能对表达的外源蛋白进行折叠、糖基化等翻译后修饰，因而适宜表达真核蛋白；另外，酵母可以在廉价的培养基中培养达到很高的细胞密度。 1 酵母表面展示系统原理 细胞表面是细胞内外的功能界面。一些表面蛋白横穿过质膜，另一些以共价或非共价结构与细胞表面复合物结合一起。细胞能够锚定特定的表面蛋白，并且能将其限制在细胞表面的特定区域。在生物技术中，细胞表面通常用于研究蛋白跨膜的机理。酵母细胞表面展示技术是近年来发展较快的一种真核蛋白表达系统，其基本原理是将外源靶蛋白基因(外源蛋白)与特定的载体基因序列融合后导入酵母细胞，利用酵母细胞内蛋白转运到膜表面的机制使靶蛋白固定化表达在酵母细胞表面，在医药、食品、生物燃料等多个工业领域都有广泛的应用前景[3]。 2 酵母表面展示系统基本组成 2.1 宿主细胞 酿酒酵母一直被认为是安全的模式生物（GRAS）而广泛应用于食品工业和医药工业，也是目前常见的用于酵母表面展示的宿主细胞。除酿酒酵母外，近年来酵母展示平台已被拓展至某些能利用甲醇作为单一碳源和能量来源的细胞株，如巴斯德毕赤酵母、汉逊酵母。与酿酒酵母相比，嗜甲醇酵母细胞株具有更优越的发酵特性，如能够在廉价的碳源中生长和更高的细胞培养密度，这些特性使其在需要大规模发酵的应用中更具优势，例如展示异源酶作为全细胞催化剂[4]。另外，毕赤酵母对外源蛋白的O-糖基化程度更高，因而对展示的外源酶具有更好的稳定效果。 2.2 载体蛋白 酵母细胞表面包被着一层坚硬的细胞壁，由内层的葡聚糖骨架和外层的甘露糖蛋白构成。甘露糖蛋白主要包括两类蛋白质：一种以非共价方式松散地结合于细胞壁，可以用SDS 抽提；另一类蛋白必需以β-1,3 或β-1,6 葡聚糖酶消化细胞壁后才能抽提，这类蛋白常含有GPI 锚定区域。α-凝集素和絮凝素以及细胞壁蛋白如Cwp1p，Cwp2p，Tip1p 等都属于
酵母蔗糖酶固定化及应用
酵母蔗糖酶固定化及应用 酵母蔗糖酶是一种重要的酶类，在生物技术、制药和食品加工行业中有着广泛的应用。对于酵母蔗糖酶的固定化技术，近年来研究逐渐深入。基于此，本文将探讨酵母蔗糖酶固定化的相关技术及其应用。 一、酵母蔗糖酶的固定化技术 1. 常用的固定化技术 酵母蔗糖酶的固定化技术主要包括物理吸附、共价键结、包埋化、交联和细胞包埋等方法。其中，物理吸附、共价键结和包埋化方法操作简单，但稳定性较差。而交联和细胞包埋方法稳定性较高，但操作繁琐、耗时长。 2. 固定化载体的选择 对于酵母蔗糖酶固定化，选择合适的载体是十分重要的。固定化载体应具有良好的生物相容性、化学稳定性、机械强度和比表面积，以保证固定化酶的稳定性和活性。目前，常用的载体有聚丙烯酰胺凝胶、海藻酸钙凝胶、硅胶、磁性微粒子、生物纤维素、玻璃等。 3. 固定化条件的优化
在固定化过程中，对于固定化条件的优化也是非常重要的。其中，主要包括pH 值、温度、离子强度、连接剂种类和浓度等因素。通过优化固定化条件，可以提高固定化酶的稳定性和活性，延长固定化酶的使用寿命。 二、酵母蔗糖酶固定化的应用 1. 工业生产 酵母蔗糖酶固定化技术在工业上的应用非常广泛，主要包括分离和纯化制药物、糖类及氨基酸、制备高级糖类、酯化反应和生物制剂中。此外，酵母蔗糖酶固定化还可以用于生产检测试剂、医用葡萄糖监测仪、食品生产和货币伪造检测等。 2. 生物技术 酵母蔗糖酶固定化在生物技术中的应用主要包括预测抗体、分子诊断、生物传感器和草药分析等方面。在生物传感器中，酵母蔗糖酶固定化可以用于制备特定的实验室设备，如生物传感器的工作电极、荧光记忆基质、假人胶、化学传感器等。 三、总结 酵母蔗糖酶固定化技术应用非常广泛，因此具有非常重要的意义。本文简要介绍了酵母蔗糖酶固定化技术的相关内容和应用。随着科技的不断进步，这种固定化
5.1《DNA的粗提取与鉴定》教案
DNA的粗提取与鉴定 【考试说明要求】 1.制备和应用固定化酶（A） 2. 酵母细胞的固定化（B） 【课堂活动】 ［基础回顾］ 一、实验原理 1．DNA的溶解性 DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，利用这一特点，选择适当的盐浓度（如2mol/L）就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反(DNA在浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中，溶解度最小)，以达到分离目的。 此外，DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。 2．DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性 蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60—80o C的高温，而DNA在80o C以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。 3．DNA的鉴定 在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。 二、实验材料的选取 凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大，如鸡血（原因：DNA含量丰富，材料易得，鸡血细胞吸水易胀破）。若用动物组织如猪肝，则需研磨。三、过程 1．破碎细胞，获取含DNA的滤液 动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜。例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。 注意： ①为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂？ 蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞胀裂，再加上搅拌的机械作用，就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)，从而释放出DNA。 ②加入洗涤剂和食盐的作用分别是什么？ 洗涤剂是一些离子去污剂，能溶解细胞膜，有利于DNA的释放；食盐的主要成分是NaCl，有利于DNA 的溶解。 ③如果研磨不充分，会对实验结果产生怎样的影响? 研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少，影响实验结果，导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。 ④此步骤获得的滤液中可能含有哪些细胞成分？ 可能含有核蛋白、多糖和RNA等杂质。 2．去除滤液中的杂质 方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。 注意： ①为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质？ 用高盐浓度的溶液溶解DNA，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低盐浓度使DNA析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此，通过反复溶解与析出DNA，就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。 ②方案二与方案三的原理有什么不同？ 方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的DNA与蛋白质分开；方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与DNA分离（60～75℃的恒温水浴保温10～15min）。3．DNA的析出与鉴定 将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液，静置2～3min，溶液中会出现白色丝状物，这就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。
固定化细胞技术综述
固定化细胞技术综述及其应用 张弘扬1401024103 高娟丽1401024122 天津农学院农学与资源环境生物技术（1）班 摘要固定化细胞是将动植物或微生物细胞固定于合适的不溶性载体上的一种技术，它既可以提高生产效率和生产能力、延长生产周期，又易于细胞的分离和回收。在生物、医药、环境保护、食品工业等方面得到了广泛应用。本文主要介绍了固定化细胞技术的方法，载体的选择与应用，综述了固定化细胞技术在工业、环境中的应用，并对其发展前景进行展望。 关键词细胞固定化固定化方法细胞固定载体生物反应器酒精发酵环境治理 固定化技术包括固定化酶技术与固定化细胞技术。固定化细胞技术起步较晚，在20世70年代后才从固定化酶技术发展而来，它是指通过物理或化学的方法将分散、游离的微生物细胞固定在某一限定空间区域内，以提高微生物细胞的浓度，使其保持较高的生物活性并反复利用的方法。相对于固定化酶技术，该方法不需把酶从细胞中提取出来，且无需纯化，酶活力损失小。目前，固定化细胞技术的应用范围涵盖生物学、生化工程、有机化学、合成化学、高分子化学、食品与发酵工业、环境净化、能源生产等多个领域，已经成为生物技术中十分活跃的跨学科研究领域。本文主要对该技术及其应用进行了简单介绍，并对其发展前景进行展望。 一、生物细胞固定化技术 1、细胞固定化的原理及方法 固定化技术是使生物催化剂更广泛、更有效应用的一种重要手段，任何一种限制生物催化剂自由流动的技术都可以用于制备固定化生物催化剂。由于细胞的种类多种多样，大小和特性各不相同，故此细胞固定化的方法有很多种。Karel 等人将其归纳为表面吸附、多介质包埋、隔离和自凝集4大类；王建龙把目前常用的固定化方法分为吸附法、包埋法、胶联法和截留法；杨文英等介绍了吸附法、包埋法、共价结合法、胶联法、多孔物质包络法、超过滤法、多种固定化方法联用等7种常用方法；成庆利等按有无外加载体将细胞固定化方法分为有载体固定
人教版生物选修一知识点内容总结归纳
人教版生物选修一知识点内容总结归纳有很多同学的生物成绩不是很好的，那么他们怎么才能提高自己的生物成绩呢，下面是为大家整理的有关人教版生物选修一知识点内容总结，希望对你们有帮助!人教版生物选修一知识点内容总结:生物技术实践一、传统发酵技术1.果酒制作：1)原理：酵母菌的无氧呼吸反应式：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量。2)菌种来源：附着在葡萄皮上的野生酵母菌或人工培养的酵母菌。3)条件：18-25℃，密封，每隔一段时间放气(CO2)4)检测：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。2、果醋制作：1)原理：醋酸菌的有氧呼吸。O2，糖源充足时，将糖分解成醋酸O2充足，缺少糖源时，将乙醇变为乙醛，再变为醋酸。C2H5OH+O2CH3COOH+H2O2)条件：30-35℃，适时通入无菌空气。3、腐乳制作：1)菌种：青霉、酵母、曲霉、毛霉等，主要是毛霉(都是真菌)。2)原理：毛霉产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和aa;脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸。3)条件：15-18℃，保持一定的湿度。4)菌种来源：空气中的毛霉孢子或优良毛霉菌种直接接种。5)加盐腌制时要逐层加盐，随层数加高而增加盐量，盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。4、泡菜制作：1)原理：乳酸菌的无氧呼吸，反应式：C6H12O62C3H6O3+能量2)制作过程：①将清水与盐按质量比4：1配制成盐水，将盐水煮沸冷却。煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。②将新鲜蔬菜放入盐水中后，盖好坛盖。向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证乳酸菌发酵的无氧环境。3)亚硝酸
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。