制备固定化酵母细胞及用固定化酵母细胞发酵

母细胞发酵

(2016·江苏卷，29)为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响，以及固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，科研人员用筛选到的一株绿球藻进行试验，流程及结果如下。请回答下列问题：

制备固定化清洗培养液取适量凝胶球柠檬酸钠溶液溶解

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绿球藻凝胶球2～3次中培养凝胶球，测定藻数量

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(1)实验中的海藻酸钠作用是________，CaCl2的作用是________。

(2)为洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性，宜采用________洗涤。图1中1.0%海藻酸钠培养24 h后，移去凝胶球，溶液呈绿色，原因是___________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (3)为探索固定化藻对含Zn2＋污水的净化作用，应选用浓度为________海藻酸钠制备凝胶球。

(4)图2中空白凝胶球组Zn2＋浓度下降的原因是____________________________。结合图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48 h间Zn2＋浓度下降速度较快的主要原因是__________________________________________________________； 72～96 h间Zn2＋浓度下降速度较慢的原因有____________________________ __________________________________________________________________。 解析 (1)海藻酸钠溶液在CaCl2溶液中形成凝胶球，包埋绿球藻。(2)可采用培养液或生理盐水洗去凝胶球上残余的CaCl2和其他污染物，并保持绿球藻活性。溶液呈绿色，说明固定化的绿球藻数量少，原因是海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)。(3)根据图1可知，浓度为2.0%的海藻酸钠制备的凝胶球最有利于绿球藻的繁殖。(4)空白凝胶球容易吸附Zn2＋，导致溶液中Zn2＋浓度下降；根据图1和图2分析，固定化藻的实验组24～48 h间绿球藻数量增加最快(处于“S”型曲线的K/2值处)，导致Zn2＋浓度下降速度较快，72～96 h间绿球藻数量基本不再增加。

答案 (1)包埋绿球藻(包埋剂) 与海藻酸钠反应形成形成凝胶球(凝固剂) (2)培养液(生理盐水) 海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大) (3)2.0% (4)凝胶球吸附Zn2＋ 绿球藻生长(增殖)速度快 绿球藻生长(增殖)速度减慢，溶液中Zn2＋浓度较低

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(1)直接使用酶的三大缺点

①对环境条件非常敏感，容易失活。

②溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本。 ③反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。 (2)固定化酶与固定化细胞的比较

固定酶的种类 适用方法 特点 缺点 应效率下降实例 优点 固定化酶 一种 化学结合法、物理吸附法 酶既可与反应物结合，又可与产物分离，固定在载体上的酶可反复利用 一种酶只能催化一种或一类化学反应 固定化葡萄糖异构酶 固定化细胞 一系列 包埋法 成本低，操作容易 可能导致反 固定化酵母细胞

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