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知识点总结
该知识点包括固定化酶的应用实例、固定化细胞技术、实验操作及操作提示等几个要点知识。
1. 固定化酶的应用实例：葡萄糖异构酶稳定性好，能将葡萄糖转化成果糖，生产高果糖浆时需要使用这种酶，但这种酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，会造成很大的浪费。而使用固定化酶技术，将这种酶固定在一种颗粒状载体上，再将这些颗粒装到一个反应柱内，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，与固定化葡萄糖异构酶接触，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。
2. 固定化细胞技术：固定化酶和固定化细胞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，包括包埋法、化学结合法、物理吸附法。一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材料中漏出。包埋法法固定化细胞即将微生物细胞包埋在不溶于水的多孔性载体中。常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。
3. 实验操作及操作提示：程序：酵母细胞的活化→配制物质的量浓度为0.05 mol/L的CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞→冲洗→发酵。
注意事项：
（1）酵母细胞的活化。酵母细胞所需要的活化时间较短，一般需要0.5～1 h。此外，酵母细胞活化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容器。
（2）海藻酸钠溶液的浓度对包埋酵母细胞数量的影响：①海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形成凝胶珠。②浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少。
（3）海藻酸钠溶液配制注意事项：①海藻酸钠溶化时要用小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊。②将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温杀死酵母细胞。③固定化酵母细胞时，应将海藻酸钠与酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影响凝胶珠的形成。
（4）成果评价：①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。②观察发酵的葡萄糖溶液：利用固定化的酵母细胞进行发酵，可以看到产生了很多气泡，同时会闻到酒味。
常见考法
在平常测试中，该知识点多以选择题或简答题的形式出现。通常考查固定化酶和固定化细胞的优缺点、固定方法等基础知识，制备固定化酵母细胞的具体程序和主要事项也是重要考查点。出题形式灵活，难度较小。在高考中，从近几年生物试题看，全国课标卷没有涉及到这个专题，只是生物单科命题的试卷以选择题的形式考查过这部分，如江苏卷（2013年第6题，2012年第17题）。
误区提醒
固定化酶和固定化细胞的优、缺点是易错的知识点，一定要把握住要点。固定化酶的优点是①既能与反应物接触，又能与产物分离；②可以重复利用；缺点是不利于催化一系列酶促反应。固定化细胞的优点是成本低、操作容易；缺点是反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降。此外，制备固定化酵母细胞的具体操作程序和主要事项也易错，需要同学们认真记忆，并加以区分。
【典型例题】
在20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的技术。
（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____________。
（2）制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是________，使用了下图中方法[ ]________（填出号码与名称）。
（3）制作固定化酵母细胞时，充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和________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，其主要原因是____________。
答案：（1）酶既容易与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复利用 多酶系统（或一系列酶、多种酶） （2）海藻酸钠 ③ 包埋法 （3）CaCl2 海藻酸钠溶液浓度过高（或针筒口离液面过近，高度不够）
解析：将酶固定化后，可使酶在催化反应之后不随产物流走，可以反复利用；将细胞固定化后，可以将一种细胞内的多种酶同时进行固定。海藻酸钠一般不能参与化学反应，同时，在高温下容易溶化，温度降低时又形成多孔性固体颗粒，是包埋酵母菌的好材料。图①为化学结合法，图②为物理吸附法，图③为包埋法。凝胶珠是高温下溶化的海藻酸钠与酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成的，若海藻酸钠浓度过高或制凝胶珠时离液面太近，可能形成片状或长条形，而不是圆形的凝胶珠。
