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问答题何谓固定化细胞？固定化细胞有何特点和应用？
题目
问答题
何谓固定化细胞？固定化细胞有何特点和应用？
参考答案和解析
正确答案：
固定在载体上并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞称为固定化细胞。通常只能用于胞外酶等胞外产物的生产。
（1）固定化微生物细胞：
特点：
1.保持了细胞的完整性和天然状态，可以进行正常的生长繁殖；
2.保持了细胞内原有的酶系、辅酶体系和代谢调控体系，可以按原来的代谢途径进行新陈代谢，并进行有效的代谢调节控制；
3.发酵稳定性好，可以反复或连续使用较长时间；
4.其密度的提高可以提高产率；
5.由于有载体的保护作用，可以提高基因工程菌的质粒稳定性。
应用：
1.利用固定化微生物生产各种产物：酒精酒类、氨基酸、有机酸、酶和辅酶、抗生素、甾体转化、废水处理、有机溶剂、维生素、化工产品生产；
2.固定化微生物细胞制造微生物传感器。
（2）固定化植物细胞：
特点：
1.由于有载体的保护，可减轻剪切力和其他外界因素对植物细胞的影响，提高植物细胞的存活率和稳定性；2.细胞经固定化之后，被束缚在一定的空间范围内进行生命活动，不容易聚集成团；
3.固定化植物细胞发酵可以在不同的培养阶段简便的更换不同的培养液，即首先生长培养基中增殖，在达到一定的细胞密度之后，改换成发酵培养基，以利于生产各种所需的次级代谢产物；
4.可反复或连续使用较长一段时间，大大缩短生产周期，提高产率；
5.易于与培养液分离，利于产品的分离纯化，提高产品质量。
应用：制造人工种子，生产各种色素、香精、药物、酶等次级代谢产物（胞外产物）。
（3）固定化动物细胞：
特点：
1.提高细胞存活率；
2.提高产率；可反复或连续使用；
3.易于与产物分开，利于产物分离纯化，提高产品质量。应用：主要用于生产各种疫苗、各种激素、酶类、多肽药物及各种组织器官。
（1）固定化微生物细胞：
特点：
1.保持了细胞的完整性和天然状态，可以进行正常的生长繁殖；
2.保持了细胞内原有的酶系、辅酶体系和代谢调控体系，可以按原来的代谢途径进行新陈代谢，并进行有效的代谢调节控制；
3.发酵稳定性好，可以反复或连续使用较长时间；
4.其密度的提高可以提高产率；
5.由于有载体的保护作用，可以提高基因工程菌的质粒稳定性。
应用：
1.利用固定化微生物生产各种产物：酒精酒类、氨基酸、有机酸、酶和辅酶、抗生素、甾体转化、废水处理、有机溶剂、维生素、化工产品生产；
2.固定化微生物细胞制造微生物传感器。
（2）固定化植物细胞：
特点：
1.由于有载体的保护，可减轻剪切力和其他外界因素对植物细胞的影响，提高植物细胞的存活率和稳定性；2.细胞经固定化之后，被束缚在一定的空间范围内进行生命活动，不容易聚集成团；
3.固定化植物细胞发酵可以在不同的培养阶段简便的更换不同的培养液，即首先生长培养基中增殖，在达到一定的细胞密度之后，改换成发酵培养基，以利于生产各种所需的次级代谢产物；
4.可反复或连续使用较长一段时间，大大缩短生产周期，提高产率；
5.易于与培养液分离，利于产品的分离纯化，提高产品质量。
应用：制造人工种子，生产各种色素、香精、药物、酶等次级代谢产物（胞外产物）。
（3）固定化动物细胞：
特点：
1.提高细胞存活率；
2.提高产率；可反复或连续使用；
3.易于与产物分开，利于产物分离纯化，提高产品质量。应用：主要用于生产各种疫苗、各种激素、酶类、多肽药物及各种组织器官。
解析：
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相似问题和答案
第1题：
固定化增殖细胞发酵有何优越性？
正确答案: 固定化增殖细胞发酵更具有显著优越性：
固定化细胞的密度大、可增殖，因而可获得高度密集而体积缩小的工程菌集合体，不需要微生物菌体的多次培养、扩大，从而缩短了发酵生产周期，可提高生产能力；
发酵稳定性好，可以较长时间反复使用或连续使用，有希望将发酵罐改变为反应柱进行连续生产；
发酵液中含菌体较少，有利于产品分离纯化，提高产品质量等。
第2题：
靠细胞自身的絮凝作用而实现细胞的固定化，这种固定化叫做（）。
- A、生长细胞的固定化
- B、无载体固定化
- C、有载体固定化
- D、交联固定化
正确答案:B
第3题：
简述酶和细胞的固定化方法有哪些？各有哪些特点？
正确答案:（1）载体结合法：是将酶结合于不溶性载体上的一种固定化方法。可分为物理吸附法，离子结合法，共价结合法。
物理吸附法：优点在于操作简单，可选用不同的吸附剂，酶失活后载体仍可再生。缺点在于最适吸附酶量无规律可循，酶与载体之间的吸附剂不强，酶易于脱落。
离子结合法：操作简单，处理条件温和，酶的活性中心不易被破坏。但是酶和载体的结合力比较弱，会发生酶脱落的现象。
共价结合法：酶和载体的结合力牢固，不会发生酶脱落。但反应条件苛刻，操作复杂，酶的活性中心会遭到部分破坏。
（2）交联法：优点是交联后的酶活性较高，缺点是反应条件剧烈，酶的回收率低。
（3）包埋法：不需要改变酶的高级结构，酶的回收率较高。但包埋酶会导致酶的失活，包埋法只适合作用于小分子底物和产物的酶，对于那些作用于大分子底物和产物的酶是不合适的。
第4题：
何为固定化细胞？固定化细胞有何特点及应用？
正确答案:固定在载体上并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞称为固定化细胞。
固定化细胞能进行正常的生长、繁殖和新陈代谢，所以又称为固定化细胞或固定化增殖细胞。
微生物细胞、植物细胞和动物细胞都可以制成固定化细胞。
（1）固定化微生物细胞具有下列显著特点：
①固定化微生物细胞保持了细胞的完整结构和天然状态，稳定性好。
②固定化微生物细胞保持了细胞内原有的酶系、辅酶系和代谢调控体系，可以按照原来的代谢途径进行新陈代谢，并进行有效的代谢调节控制。
③发酵稳定性好，可以反复使用或者连续是使用较长的一段时间。例如，用海藻酸钙凝胶包埋法制备的黑曲霉细胞，用于生产糖化酶可以连续使用一个月。
④固定化微生物细胞密度提高，可以提高产率。如海藻酸钙凝胶固定化黑曲霉细胞生产糖化酶，产率提高30%以上。用中空纤维固定化大肠杆菌生产β-酰胺酶。，产率提高20倍。⑤提高工程菌的质粒稳定性。
（2）、固定化微生物细胞主要用于发酵生产各种胞外产物和制造微生物电极，现简介如下：
①利用固定化微生物生产各种产物：固定化微生物细胞能进行正常的生长、繁殖和新陈代谢，所以利用固定化细胞可以如同游离细胞那样发酵生产酒精酒类、氨基酸、有机酸、酶、辅酶、有机酸和抗生素各种代谢物。
②利用固定化微生物细胞制造为生物传感器：微生物传感器是由固定化微生物细胞与各种能量转换器密切结合而成的传感装置。
微生物传感器已成功地用于测定可发酵性糖、葡萄糖、甲酸、乙酸、头孢霉素、谷氨酸、氨、硝酸盐、生化需氧量（BOD.、细胞数量等。
第5题：
何谓固定化细胞？固定化细胞有何特点和应用？
正确答案:固定在载体上并在一定的空间范围内进行生命活动的细胞称为固定化细胞。通常只能用于胞外酶等胞外产物的生产。
（1）固定化微生物细胞：
特点：
1.保持了细胞的完整性和天然状态，可以进行正常的生长繁殖；
2.保持了细胞内原有的酶系、辅酶体系和代谢调控体系，可以按原来的代谢途径进行新陈代谢，并进行有效的代谢调节控制；
3.发酵稳定性好，可以反复或连续使用较长时间；
4.其密度的提高可以提高产率；
5.由于有载体的保护作用，可以提高基因工程菌的质粒稳定性。
应用：
1.利用固定化微生物生产各种产物：酒精酒类、氨基酸、有机酸、酶和辅酶、抗生素、甾体转化、废水处理、有机溶剂、维生素、化工产品生产；
2.固定化微生物细胞制造微生物传感器。
（2）固定化植物细胞：
特点：
1.由于有载体的保护，可减轻剪切力和其他外界因素对植物细胞的影响，提高植物细胞的存活率和稳定性；2.细胞经固定化之后，被束缚在一定的空间范围内进行生命活动，不容易聚集成团；
3.固定化植物细胞发酵可以在不同的培养阶段简便的更换不同的培养液，即首先生长培养基中增殖，在达到一定的细胞密度之后，改换成发酵培养基，以利于生产各种所需的次级代谢产物；
4.可反复或连续使用较长一段时间，大大缩短生产周期，提高产率；
5.易于与培养液分离，利于产品的分离纯化，提高产品质量。
应用：制造人工种子，生产各种色素、香精、药物、酶等次级代谢产物（胞外产物）。
（3）固定化动物细胞：
特点：
1.提高细胞存活率；
2.提高产率；可反复或连续使用；
3.易于与产物分开，利于产物分离纯化，提高产品质量。应用：主要用于生产各种疫苗、各种激素、酶类、多肽药物及各种组织器官。
第6题：
固定化酶和固定化细胞的特点和优点各是什么？
正确答案:固定化酶的特点：具有生物催化剂的功能，又有固相催化剂的功能。
主要优点如下：
①可多次使用；
②反应后，酶底物产物易分开，产物中无残留酶，易纯化，产品质量高；
③反应条件易控制；
④酶的利用效率高；
⑤比水溶性酶更适合于多酶反应。
第7题：
何谓固定化原生质体？固定化原生质体有何特点？
正确答案:将微生物细胞和植物细胞去细胞壁后，可得原生质体，将此原生质体用多孔凝胶包埋，即为固定化原生质体。
特点：（1）促进胞内物质分泌到胞外。（2）有利于氧的传递，营养物质的吸收。
第8题：
简述固定化酶、固定化细胞制备方法及特点。
正确答案: 固定化酶与固定化细胞都是以酶的应用为目的，所以两者的制备法基本相同，均包括下面的四种方法：
包埋法、吸附法、共价偶联、非共价结合法
一、
包埋法的优点：反应条件温和，很少改变酶结构但是又较牢固的固定化方法。
包埋法的缺点：只有小分子底物和产物可以通过高聚物网架扩散，对那些底物和产物是大分子的酶并不适合。
二、
吸附法的优点：操作简单，可供选择的载体类型多，吸附过程可同时达到纯化和固化的目的，固定化酶使用失活后可以重新活化和再生。
吸附法的缺点：酶和载体的结合力不强，易脱落， 会导致催化活力的丧失和沾污反应产物。
三、
共价偶联法的优点：得到的固定化酶结合牢固，稳定性好，利于连续使用。
共价偶联法的缺点：载体活化的操作复杂，反应条件激烈，同时共价结合会影响到酶的空间构象，从而对酶的催化活性产生影响。
四、
非共价结合法的优点：载体是酶蛋白本身，结合力强，能提高非常高的酶浓度
非共价结合法的优点：难制备，不能再生，固定化费用高。
第9题：
固定化酶和固定化细胞在实际应用中的显著特点是什么？
正确答案:（1）容易实现连续反应。
（2）获得的产物纯度高。
（3）酶或细胞可重复使用，减少了浪费。
第10题：
固定化细胞发酵产酶有哪些特点？
正确答案:固定化细胞发酵产酶与游离细胞发酵产酶相比，具有下列显著特点：
（1）提高酶产率：细胞经过固定化后，在一定的空间范围内生长繁殖，细胞密度增大，因而使细胞反应加速，从而提高酶产率。例如，固定化枯草杆菌生产淀粉酶，在分批发酵时，其体积产酶率达到游离细胞的122%，在连续发酵时，产酶率更高。再如，转基因大肠杆菌细胞生产酰胺酶，经过固定化后的细胞比没有选择压力时游离细胞的产酶率提高10~20倍。
（2）可以反复使用或连续使用较长时间：固定化细胞固定在载体上，不容易脱落流失，所以固定化细胞可以进行半连续发酵，反复使用多次；也可以在高稀释的条件下连续发酵较长时间。例如，固定化细胞进行酒精、乳酸等厌氧发酵，可以连续使用半年或者更长的时间；固定化细胞发酵产生淀粉酶等，也可以连续地使用30d以上。
（3）基因工程菌的质粒稳定，不易丢失：基因工程菌经过固定化后，由于有载体的保护作用，质粒的结构稳定性和分裂稳定性都显著提高。
（4）发酵稳定性好：细胞经过固定化后，由于受到载体的保护作用，使细胞对温度、PH的适应范围增宽；对蛋白酶和酶抑制剂等的耐受能力增强，所以能够比较稳定地进行发酵生产。这一特点使固定化细胞发酵的操作控制变得相对容易，并有利于发酵生产的自动化。
（5）缩短发酵周期，提高设备利用率：固定化细胞，如果经过预培养，转入发酵培养基以后，很快就可以发酵产酶，而且能够较长时间维持产酶特性，所以可以缩短发酵周期，提高设备利用率。若不经预培养，第一批发酵时，周期与游离细胞基本相同，但是第二批以后，其发酵周期将明显缩短。例如，固定化黑曲霉细胞半连续发酵生产糖化酶，第一批发酵时，周期为120h，与游离细胞发酵周期相同，但是从第二批发酵开始，发酵周期缩短至60h。若采用连续发酵，则可以在高稀释的条件下连续稳定地产酶，这就更加提高设备利用率。
（6）产品容易分离纯化：固定化细胞不溶于水，发酵完成后，容易与发酵液分离，而且发酵液中所含的游离细胞很少，这就有利于产品的分离纯化，从而提高产品的纯度和质量。
（7）适用于胞外酶等胞外产物的生产：由于固定化细胞与载体结合在一起，所以固定化细胞一般只是用于胞外酶等胞外产物的生产。