1、专题专题3 3 酵母细胞的固定化酵母细胞的固定化一、为什么要固定化酶一、为什么要固定化酶 思考1、细胞中的酶，有的是游离的，也有的附着在生物膜上。有序排列在生物膜上的一系列酶可以催化连续的化学反应，这有什么好处？分析：使生命活动更为_和_。思考2、应用酶的过程中，人们发现了一些实际问题，例如：酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易_；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_中，可能影响产品质量。思考3、有什么方法，可以使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时还可以被反复利用？分析：将酶固定在_上，或者直接固定_。有序高效失活再次利用不溶于水的载体产物细胞
2、二、固定化酶的应用实例固定化酶的应用实例生产高果糖浆生产高果糖浆 高果糖浆是指_含量为42%左右的糖浆。作为蔗糖的替代品，高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病，对人类的健康更有益。高果糖浆的生产需要使用_酶，它能将_转化成_。这种酶的稳定性好，可以持续发挥作用。但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，_，造成很大的浪费。使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种颗粒状的_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_。_无法通过筛板上的小孔，而_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，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱
3、的下端流出。果糖葡萄糖异构葡萄糖果糖无法从糖浆中回收载体筛板酶颗粒反应溶液三、固定化酶和固定化细胞技术固定化酶和固定化细胞技术概念：利用_或_方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。物理化学包埋化学结合物理吸附 思考4、一般而言，固定化酶更适合采用化学结合和物理吸附法，而固定细胞多采用包埋法。原因是？分析：体积大的_难以被_，而体积小的_容易从包埋材料中_。思考6、哪一种方法对酶活性的影响更小？_ 思考7、固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶？_ 思考8、如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应该选择哪种方法？_ 思考9、如果反应物是大分子物质，又应该采用哪种方法？_细胞吸附或结合酶漏出包埋
4、法一系列包埋法物理吸附法或化学结合法不溶于水的多孔性载体四、固定化酵母细胞的实验操作四、固定化酵母细胞的实验操作1、制备固定化酵母细胞的流程活化CaCl2海藻酸钠海藻酸钠蒸馏水休眠正常生活搅拌间断冷却至室温已活化CaCl2不溶于水的多孔性载体 思考11、什么叫活化？为什么要提前完成？如何提高活化效果？分析：活化是指_。活化需要一定的时间，所以要提前完成。适当提高_、加入一定量_、延长活化_，可提高活化效果。思考12、活化时为什么要选用较大的容器？分析：酵母菌活化时_，较大的容器可以避免活化液_。思考13、本实验中，CaCl2溶液的作用是什么？分析：氯化钙溶液主要起聚沉的作用。刚形成的凝胶珠在氯
5、化钙溶液中浸泡一段时间，钙离子可与海藻酸根离子鳌合成不溶于水的海藻酸钙凝胶，形成稳定的结构，使酵母菌更易固定。让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态温度葡萄糖时间体积会变大溢出 思考14、本实验中，海藻酸钠的浓度对凝胶珠的形态和颜色有哪此影响？分析：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_，固定的酵母细胞数量_；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_，制作失误，需要再做尝试。思考15、将海藻酸钠与酵母细胞混合前为什么要冷却？如何缩短冷却的的时间？分析：冷却的目的是_。将盛有海藻酸钠溶液的烧杯放到_中可缩短冷却时间。思考16、若形成的凝胶珠不是圆形或椭圆
6、形，成长条状或拖着小尾巴，可能的原因是？分析：海藻酸钠的浓度偏_；滴加混合液速度过_；滴加混合液高度太_。低较少高防止高温杀死酵母菌装有冰块的冷水高快低2 2、用固定化酵母细胞发酵、用固定化酵母细胞发酵 将固定好的酵母细胞（凝胶珠）用蒸馏水冲洗2-3次。将150mL质量分数为10%的_溶液转移到240mL的锥形瓶中，再加入固定好的酵母细胞，置于25下发酵24h。思考17、葡萄糖溶液的浓度不宜太高，原因是？分析：葡萄糖溶液浓度太高会导致_。思考18、发酵时，培养箱的温度控制在_，因为_。思考19、如何评价发酵是否成功？分析：如果原本沉在锥形瓶底部的凝胶珠_，并不断有_产生，且打开塑料膜还能闻到_
7、，说明发酵是成功的。葡萄糖酵母菌渗透失水甚至死亡18-2520左右最适合酵母菌繁殖逐渐上浮到溶液的上层气泡酒香 思考20、结合专题2的无菌操作技术，想一想如果要求制作反复使用的固定化酵母细胞，应该在实验过程中注意哪些问题？分析：如果希望反复使用固定化酵母细胞，就需要避免_。在工业生产中，细胞的固定化是在严格_的条件下进行的。例如，配置好的CaCl2溶液、溶化后的海藻酸钠溶液、葡萄糖溶液都需要经过_处理；制备好的凝胶珠用_水冲洗等。其他微生物的污染无菌高压蒸汽灭菌无菌Ca2+图9 海藻酸钠中加入酵母菌液图10 混合均匀的海藻酸钠和酵母菌液先匀速推，即将滴落时暂停固定化酵母细胞凝胶珠凝胶珠弹性测试几组凝胶珠对比低浓度海藻酸钠凝胶珠（左1g/100mL和右2g/100mL）高浓度海藻酸钠凝胶珠（3.5g/100mL即教材浓度和2g/100mL）未包埋酵母菌凝胶珠（2g/100mL）图12 固定化酵母细胞发酵（开始）图13 固定化酵母细胞发酵（结束）
