生物生物技術(shù)實(shí)踐 第3講 酶的研究與應(yīng)用 新人教版選修1

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1、選修一生物技術(shù)實(shí)踐選修一生物技術(shù)實(shí)踐選考內(nèi)容第三講酶的研究與應(yīng)用第三講酶的研究與應(yīng)用考綱要求考綱要求全國卷五年考題全國卷五年考題考點(diǎn)命題考點(diǎn)命題1.酶的存在與簡單制作方法酶的存在與簡單制作方法2酶活力測定的一般原理和方法酶活力測定的一般原理和方法3酶在食品制造和洗滌等方面的作酶在食品制造和洗滌等方面的作用用4制備和應(yīng)用固定化酶制備和應(yīng)用固定化酶2014卷卷T32主要考查果汁生產(chǎn)，加主要考查果汁生產(chǎn)，加酶洗衣粉等知識，常以酶洗衣粉等知識，常以生產(chǎn)生活實(shí)際為背景考生產(chǎn)生活實(shí)際為背景考查酶的特征和探究型實(shí)查酶的特征和探究型實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)1 1考點(diǎn)一考點(diǎn)一2 2考點(diǎn)二考點(diǎn)二3 3課 末 總

2、 結(jié)課 末 總 結(jié)1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用(1)果膠酶果膠酶組成：包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和組成：包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和_等，是分解果等，是分解果膠的膠的_的總稱。的總稱。作用作用a分解果膠為可溶性的分解果膠為可溶性的_，瓦解，瓦解_。考點(diǎn)一酶的果汁生產(chǎn)和洗滌方面的應(yīng)用考點(diǎn)一酶的果汁生產(chǎn)和洗滌方面的應(yīng)用果膠酯酶果膠酯酶 一類酶一類酶 半乳糖醛酸半乳糖醛酸 植物細(xì)胞壁和胞間層植物細(xì)胞壁和胞間層 b使渾濁的果汁變得使渾濁的果汁變得_，增加出汁量。，增加出汁量。(2)酶的活性與影響酶活性的因素酶的活性與影響酶活性的因素酶的活性：指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力

3、，可用酶的活性：指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力，可用_來表示。來表示。影響酶活性的因素：溫度、影響酶活性的因素：溫度、pH和和_等。等。(3)探究溫度和探究溫度和pH對酶活性的影響對酶活性的影響實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理a果膠酶活性受溫度和果膠酶活性受溫度和pH的影響，處于最適溫度和最適的影響，處于最適溫度和最適pH時(shí)，活性時(shí)，活性_。 b果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶活性大小呈果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶活性大小呈_。澄清澄清 反應(yīng)速度反應(yīng)速度 酶的抑制劑酶的抑制劑 最高最高 正相關(guān)正相關(guān) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：溫度和實(shí)驗(yàn)結(jié)果：溫度和pH在很大程度上對酶的在很大程度上對酶的_會產(chǎn)生影響，過高會產(chǎn)生影響，過高

4、或過低都會影響酶活性?；蜻^低都會影響酶活性。(4)探究果膠酶用量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究果膠酶用量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積_；當(dāng)酶的濃度達(dá)；當(dāng)酶的濃度達(dá)到一定值后，再增加酶的用量，果汁的體積到一定值后，再增加酶的用量，果汁的體積_，此值就是果膠酶的最適用，此值就是果膠酶的最適用量。量。空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu) 增加增加 不變不變 變量分析變量分析本實(shí)驗(yàn)的自變量是本實(shí)驗(yàn)的自變量是_，因變量可以用果肉的，因變量可以用果肉的_或是或是_體現(xiàn)。體現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果榨出的果汁量與果膠酶用量的關(guān)系榨出的果汁量與果膠酶用量的關(guān)系(或反

5、應(yīng)速率與酶用量的關(guān)系或反應(yīng)速率與酶用量的關(guān)系)如圖坐標(biāo)如圖坐標(biāo)曲線。曲線。酶的用量酶的用量 出汁率出汁率 果汁的澄清度果汁的澄清度 2酶在洗滌等方面的應(yīng)用酶在洗滌等方面的應(yīng)用(1)加酶洗衣粉加酶洗衣粉概念：指含有概念：指含有_的洗衣粉。的洗衣粉。影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素：溫度、酸堿度、影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素：溫度、酸堿度、_及水質(zhì)及水質(zhì)等。等。常用酶制劑的種類及洗滌原理和實(shí)例常用酶制劑的種類及洗滌原理和實(shí)例酶制劑酶制劑 表面活性劑表面活性劑 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 多肽多肽 甘油甘油脂肪酸脂肪酸淀粉淀粉 纖維纖維 (2)探究不同加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果探究不同加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效

6、果實(shí)驗(yàn)原理：酶的催化作用具有實(shí)驗(yàn)原理：酶的催化作用具有_，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑種類種類_，與單一加酶洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效果。，與單一加酶洗衣粉相比，對各種污漬都有較好的洗滌效果。實(shí)驗(yàn)變量實(shí)驗(yàn)變量a自變量：自變量：_種類。種類。b無關(guān)變量：其他條件相同且適宜無關(guān)變量：其他條件相同且適宜(如溫度、如溫度、pH等等)。專一性專一性 較多較多 加酶洗衣粉加酶洗衣粉 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：復(fù)合酶洗衣粉的洗滌效果比單一加酶洗衣粉洗滌效果好。復(fù)合酶洗衣粉的洗滌效果比單一加酶洗衣粉洗滌效果好。步驟步驟燒杯編號燒杯編號注入自來水注入自來水500 mL

7、500 mL500 mL加入物質(zhì)加入物質(zhì)(等量等量)_奶漬布奶漬布奶漬布奶漬布控制水溫控制水溫37 37_加入洗衣粉加入洗衣粉(等量等量)蛋白酶洗衣粉蛋白酶洗衣粉復(fù)合酶洗衣粉復(fù)合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒攪拌用玻璃棒攪拌5 min5 min5 min觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顏色淺顏色淺_顏色淺顏色淺奶漬布奶漬布 37 已消失已消失 判斷下列說法的正誤。判斷下列說法的正誤。(1)高溫易使酶失活，因此冷水洗滌去污效果應(yīng)該比溫水好。高溫易使酶失活，因此冷水洗滌去污效果應(yīng)該比溫水好。()(2)洗衣粉中表面活性劑對堿性蛋白酶活性有一定的促進(jìn)作用。洗衣粉中表面活性劑對堿性蛋白酶活性有一定的促

8、進(jìn)作用。()(3)在在pH低于低于7.0的自來水中，堿性蛋白酶依然能起作用。的自來水中，堿性蛋白酶依然能起作用。()(4)洗衣粉中酶主要是通過快速分解溶在水里的污漬發(fā)揮作用。洗衣粉中酶主要是通過快速分解溶在水里的污漬發(fā)揮作用。()(5)洗衣時(shí)，加少許白醋能增強(qiáng)加酶洗衣粉中酶的活性。洗衣時(shí)，加少許白醋能增強(qiáng)加酶洗衣粉中酶的活性。()(6)口服多酶片中的胰蛋白酶可在小腸中發(fā)揮作用?？诜嗝钙械囊鹊鞍酌缚稍谛∧c中發(fā)揮作用。()(7)用果膠酶澄清果汁時(shí)，溫度越低澄清速度越快。用果膠酶澄清果汁時(shí)，溫度越低澄清速度越快。()(8)用含蛋白酶的洗衣粉去除油漬，效果比其他類型的加酶洗衣粉好用含蛋白酶的洗衣粉

9、去除油漬，效果比其他類型的加酶洗衣粉好()1如何去掉植物細(xì)胞的細(xì)胞壁？如何去掉植物細(xì)胞的細(xì)胞壁？提示提示酶解法，用纖維素酶和果膠酶處理。酶解法，用纖維素酶和果膠酶處理。2為何不用加酶洗衣粉洗滌絲綢類衣物？為何不用加酶洗衣粉洗滌絲綢類衣物？提示提示洗衣粉中的堿性蛋白酶會水解蛋白質(zhì)類的絲綢。洗衣粉中的堿性蛋白酶會水解蛋白質(zhì)類的絲綢。1果膠酶與纖維素酶的比較果膠酶與纖維素酶的比較種類種類組成組成作用作用果膠酶果膠酶 多聚半乳糖醛酸酶、果多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶膠分解酶和果膠酯酶 分解果膠為可溶性的半乳糖醛酸分解果膠為可溶性的半乳糖醛酸2.探究影響果膠酶活性的因素探究影響果膠酶活性的因素

10、(1)實(shí)驗(yàn)原則：對照原則、單一變量原則，嚴(yán)格控制變量，盡量減少無關(guān)變實(shí)驗(yàn)原則：對照原則、單一變量原則，嚴(yán)格控制變量，盡量減少無關(guān)變量的影響。量的影響。(2)實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶活性受溫度、實(shí)驗(yàn)原理：果膠酶活性受溫度、pH和酶活性抑制劑的影響。在最適溫度和酶活性抑制劑的影響。在最適溫度和最適和最適pH時(shí)，酶的活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性時(shí)，酶的活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都與果膠酶的活性大小成正比。大小成正比。(3)實(shí)驗(yàn)流程實(shí)驗(yàn)流程制備果泥制備果泥設(shè)置一系列具有梯度的設(shè)置一系列具有梯度的pH或溫度或溫度加入果膠酶反應(yīng)一段時(shí)間加入果膠酶反應(yīng)一段時(shí)間過濾果汁過濾果汁(4)

11、分析：該實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度或分析：該實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度或pH，因變量是酶的活性，檢測因變量是，因變量是酶的活性，檢測因變量是通過測定果汁的體積或比較澄清度來實(shí)現(xiàn)的。通過測定果汁的體積或比較澄清度來實(shí)現(xiàn)的。(5)無關(guān)變量無關(guān)變量探究最適溫度時(shí)，探究最適溫度時(shí)，pH為無關(guān)變量，最好是最適為無關(guān)變量，最好是最適pH；探究最適；探究最適pH時(shí)，溫時(shí)，溫度為無關(guān)變量，最好是最適溫度。度為無關(guān)變量，最好是最適溫度。探究果膠酶的最適用量時(shí)，最適用量是在溫度、探究果膠酶的最適用量時(shí)，最適用量是在溫度、pH等適宜條件下測出來等適宜條件下測出來的，如果無關(guān)變量改變，最適用量也會發(fā)生變化。的，如果無關(guān)變量改變，最適

12、用量也會發(fā)生變化。3探究果膠酶的用量探究果膠酶的用量(1)本實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格控制溫度、本實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格控制溫度、pH、反應(yīng)時(shí)間和底物用量等無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)時(shí)間和底物用量等無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)的影響。的影響。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：探究果膠酶的最適用量時(shí)，最適用量是在溫度、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：探究果膠酶的最適用量時(shí)，最適用量是在溫度、pH等最適宜等最適宜條件下測出來的。條件下測出來的。(3)實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)分析如果隨著酶濃度的增加，過濾得到的果汁體積也增加，說明酶量不足。如果隨著酶濃度的增加，過濾得到的果汁體積也增加，說明酶量不足。當(dāng)酶濃度增加到某個(gè)值后，再增加酶的用量，過濾得到的果汁體積不再當(dāng)酶濃度增加到某個(gè)值后，再增加酶

13、的用量，過濾得到的果汁體積不再改變，說明酶的用量已經(jīng)足夠，這個(gè)值即為酶的最適用量。改變，說明酶的用量已經(jīng)足夠，這個(gè)值即為酶的最適用量。B 有關(guān)加酶洗衣粉的三點(diǎn)提醒有關(guān)加酶洗衣粉的三點(diǎn)提醒(1)比較普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)變量為洗滌比較普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)變量為洗滌劑，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循單一變量原則、對照性原則，有效地控制其他變量，如水的劑，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循單一變量原則、對照性原則，有效地控制其他變量，如水的用量、污物的量、實(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地大小、兩種洗衣粉的用量、攪拌及洗滌時(shí)間用量、污物的量、實(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地大小、兩種洗衣粉的用量、攪拌及洗滌時(shí)間等。等。技巧點(diǎn)撥

14、技巧點(diǎn)撥 ABCD解析解析依據(jù)加酶洗衣粉特點(diǎn)分析回答。依據(jù)加酶洗衣粉特點(diǎn)分析回答。(2)探究加酶洗衣粉最適溫度的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)際生活中的情況，溫度梯度探究加酶洗衣粉最適溫度的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)際生活中的情況，溫度梯度可進(jìn)一步設(shè)置為可進(jìn)一步設(shè)置為20、25、30、35、40、45、50、55，若測出，若測出40時(shí)洗滌效果較好，應(yīng)設(shè)置更細(xì)的實(shí)驗(yàn)組，如時(shí)洗滌效果較好，應(yīng)設(shè)置更細(xì)的實(shí)驗(yàn)組，如35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45，直至測出具體的最適溫度。，直至測出具體的最適溫度。(3)在使用加酶洗衣粉時(shí)不但要考慮最佳洗滌效果的條件，如最適溫度、在使用加酶洗衣粉時(shí)不但要考慮最佳洗滌

15、效果的條件，如最適溫度、pH，還要考慮衣物的承受能力，如蛋白酶洗衣粉不能洗滌絲綢類衣物；也要考，還要考慮衣物的承受能力，如蛋白酶洗衣粉不能洗滌絲綢類衣物；也要考慮洗滌成本問題；因?yàn)槲蹪n的成分比較復(fù)雜，慮洗滌成本問題；因?yàn)槲蹪n的成分比較復(fù)雜， 一般選擇復(fù)合加酶洗衣粉，以減一般選擇復(fù)合加酶洗衣粉，以減少用量。少用量。1(2017北京海濱期中北京海濱期中)用果膠酶處理蘋果泥時(shí)，為了提高出汁率，可采用果膠酶處理蘋果泥時(shí)，為了提高出汁率，可采取的措施是取的措施是()A加大蘋果泥用量加大蘋果泥用量B大幅度提高反應(yīng)溫度大幅度提高反應(yīng)溫度C換成大型號容器換成大型號容器D用玻璃棒進(jìn)行攪拌用玻璃棒進(jìn)行攪拌解析解析

16、果膠酶能分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，使榨取果汁更果膠酶能分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，使榨取果汁更容易。用玻璃棒攪拌，可以使酶和底物之間接觸得更加充分，細(xì)胞壁被分解的容易。用玻璃棒攪拌，可以使酶和底物之間接觸得更加充分，細(xì)胞壁被分解的速度更快，提高出汁率。故選速度更快，提高出汁率。故選D。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練 D1固定化酶固定化酶(1)應(yīng)用原理：將酶固定在顆粒狀的應(yīng)用原理：將酶固定在顆粒狀的_上，使酶既易催化，又易于上，使酶既易催化，又易于_，可以重復(fù)使用。，可以重復(fù)使用。(2)應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例固定化酶反應(yīng)柱：將酶固定在一種顆粒狀載體上，再將這些固定化酶反應(yīng)柱：將酶固定在一種顆粒狀載

17、體上，再將這些_裝到反應(yīng)柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板，裝到反應(yīng)柱內(nèi)，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板，_無法通過小無法通過小孔，而孔，而_卻能自由出入。卻能自由出入?？键c(diǎn)二固定化酶與固定化細(xì)胞技術(shù)考點(diǎn)二固定化酶與固定化細(xì)胞技術(shù)載體載體 回收回收果糖果糖 酶顆粒酶顆粒 酶顆粒酶顆粒 反應(yīng)溶液反應(yīng)溶液 2固定化細(xì)胞技術(shù)固定化細(xì)胞技術(shù)(1)概念：是利用概念：是利用_或或_的方法將酶或細(xì)胞固定在一定空的方法將酶或細(xì)胞固定在一定空間內(nèi)的技術(shù)。間內(nèi)的技術(shù)。(2)常用方法常用方法(連線連線)物理物理 化學(xué)化學(xué) (3)制備固定化酵母細(xì)胞過程及酒精發(fā)酵制備固定化酵母細(xì)胞過程及酒精發(fā)酵酵母細(xì)胞的活化：向

18、干酵母中加酵母細(xì)胞的活化：向干酵母中加_，使其，使其_。配制配制CaCl2溶液：無水溶液：無水CaCl2加定量蒸餾水。加定量蒸餾水。配制海藻酸鈉溶液：在加熱時(shí)不斷攪拌，小火或間斷加熱。配制海藻酸鈉溶液：在加熱時(shí)不斷攪拌，小火或間斷加熱。海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合：海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合：_至室溫后，再加入已活化的至室溫后，再加入已活化的酵母細(xì)胞，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆?，然后轉(zhuǎn)移至注射器中。酵母細(xì)胞，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆?，然后轉(zhuǎn)移至注射器中。蒸餾水蒸餾水 活化活化 冷卻冷卻 固定化酵母細(xì)胞：以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配制好固定化酵母細(xì)胞：以恒定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配

19、制好的的_中，形成凝膠珠，使其在中，形成凝膠珠，使其在CaCl2溶液中浸泡溶液中浸泡_左右。左右。沖洗：凝膠珠用蒸餾水沖洗沖洗：凝膠珠用蒸餾水沖洗23次，除去表面的次，除去表面的_。發(fā)酵：將發(fā)酵：將150 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_溶液轉(zhuǎn)移至溶液轉(zhuǎn)移至200 mL的錐形的錐形瓶中，加入固定好的酵母細(xì)胞，瓶中，加入固定好的酵母細(xì)胞，25下發(fā)酵下發(fā)酵24 h，發(fā)現(xiàn)有，發(fā)現(xiàn)有_產(chǎn)生，有產(chǎn)生，有_味散出。味散出。CaCl2溶液溶液 30 min CaCl2溶液溶液 10%的葡萄糖的葡萄糖 氣泡氣泡 酒酒判斷下列說法的正誤。判斷下列說法的正誤。(1)固定化酶的主要目的是實(shí)現(xiàn)酶的重復(fù)利用固定化酶的主要目的

20、是實(shí)現(xiàn)酶的重復(fù)利用 。()(2)溶解氧交換受阻是固定化酶應(yīng)用的重要限制因素。溶解氧交換受阻是固定化酶應(yīng)用的重要限制因素。()(3)固定化細(xì)胞用于生產(chǎn)能分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物。固定化細(xì)胞用于生產(chǎn)能分泌到細(xì)胞外的產(chǎn)物。()(4)凝膠與被包埋細(xì)胞之間不是通過共價(jià)鍵結(jié)合。凝膠與被包埋細(xì)胞之間不是通過共價(jià)鍵結(jié)合。()(5)可用包埋法制備固定化酵母細(xì)胞?？捎冒穹ㄖ苽涔潭ɑ湍讣?xì)胞。()(6)反應(yīng)產(chǎn)物對固定化酶的活性沒有影響。反應(yīng)產(chǎn)物對固定化酶的活性沒有影響。()(7)固定化細(xì)胞可以催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng)。固定化細(xì)胞可以催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng)。()(8)固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢明顯

21、固定化細(xì)胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面優(yōu)勢明顯()(9)CaCl2溶液的作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠溶液的作用是使海藻酸鈉形成凝膠珠()某一實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，通過制備固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖溶液發(fā)酵實(shí)某一實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，通過制備固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行葡萄糖溶液發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如右圖，請分析：驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如右圖，請分析：(1)圖中圖中a、b、c分別是什么？分別是什么？(2)從上端漏斗中加入反應(yīng)液的濃度不能過高的原因是什么？從上端漏斗中加入反應(yīng)液的濃度不能過高的原因是什么？(3)要想得到較多的酒精，加入反應(yīng)液后應(yīng)要想得到較多的酒精，加入反應(yīng)液后應(yīng)_活塞活塞1和活塞和活塞2。(4)圖中的長導(dǎo)管有什么用途？圖

22、中的長導(dǎo)管有什么用途？提示提示(1)a是固定化酵母細(xì)胞，是固定化酵母細(xì)胞，b是反應(yīng)柱，是反應(yīng)柱，c是篩板。是篩板。(2)葡萄糖溶液的濃度過高會使酵母細(xì)胞失水過多而死亡。葡萄糖溶液的濃度過高會使酵母細(xì)胞失水過多而死亡。(4)釋放釋放CO2，防止空氣中的雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱。，防止空氣中的雜菌進(jìn)入反應(yīng)柱。關(guān)閉關(guān)閉 1固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)(1)將酶或細(xì)胞固定化的方法將酶或細(xì)胞固定化的方法包埋法：將酶或細(xì)胞包埋在不溶于水的多孔性載體中。包埋法：將酶或細(xì)胞包埋在不溶于水的多孔性載體中?；瘜W(xué)結(jié)合法：化學(xué)結(jié)合法：將酶分子或細(xì)胞相互結(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到載體上。將酶分子或細(xì)胞相互結(jié)合，或?qū)⑵?/p>

23、結(jié)合到載體上。物理吸附法：將酶分子吸附在載體的表面上。物理吸附法：將酶分子吸附在載體的表面上。一般來說，酶更適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定化，而細(xì)胞多采用包一般來說，酶更適合采用化學(xué)結(jié)合和物理吸附法固定化，而細(xì)胞多采用包埋法固定化，這是因?yàn)閭€(gè)大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)小的酶容易從包埋埋法固定化，這是因?yàn)閭€(gè)大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)小的酶容易從包埋材料中漏出。材料中漏出。(2)固定化細(xì)胞常用的載體材料固定化細(xì)胞常用的載體材料常用的載體有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。常用的載體有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等。2直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞的比較

24、直接使用酶、固定化酶、固定化細(xì)胞的比較直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶固定化細(xì)胞固定化細(xì)胞缺點(diǎn)缺點(diǎn)對環(huán)境條件非常敏對環(huán)境條件非常敏感，易失活感，易失活難回收，成本高，難回收，成本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量影響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化一系列的不利于催化一系列的酶促反應(yīng)酶促反應(yīng)反應(yīng)物不易與酶接反應(yīng)物不易與酶接觸，尤其是大分子物觸，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降質(zhì)，反應(yīng)效率下降優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)催化效率高、耗能催化效率高、耗能低、低污染低、低污染 既 能 與 反 應(yīng) 物 接既 能 與 反 應(yīng) 物 接觸，又能與產(chǎn)物分離觸，又能與產(chǎn)物分離可以反復(fù)利用可以反復(fù)利用成本低、操作容易成本低、操作容易實(shí)例實(shí)例果膠酶果膠酶固定化葡萄糖

25、異構(gòu)酶固定化葡萄糖異構(gòu)酶固定化酵母細(xì)胞固定化酵母細(xì)胞高考警示高考警示固定化實(shí)驗(yàn)中的易錯(cuò)點(diǎn)總結(jié)固定化實(shí)驗(yàn)中的易錯(cuò)點(diǎn)總結(jié)(1)海藻酸鈉溶液的濃度對包埋酵母細(xì)胞數(shù)量的影響海藻酸鈉溶液的濃度對包埋酵母細(xì)胞數(shù)量的影響海藻酸鈉溶液濃度過高，將很難形成凝膠珠。海藻酸鈉溶液濃度過高，將很難形成凝膠珠。濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)量少。濃度過低，形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)量少。(2)海藻酸鈉溶液配制注意事項(xiàng)海藻酸鈉溶液配制注意事項(xiàng)海藻酸鈉溶化時(shí)要用小火或間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊。海藻酸鈉溶化時(shí)要用小火或間斷加熱，避免海藻酸鈉發(fā)生焦糊。將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫，再與酵母細(xì)胞混合，避

26、免高溫殺死將溶化后的海藻酸鈉先冷卻至室溫，再與酵母細(xì)胞混合，避免高溫殺死酵母細(xì)胞。酵母細(xì)胞。固定化酵母細(xì)胞時(shí)，應(yīng)將海藻酸鈉酵母細(xì)胞的混合液用注射器緩慢滴加固定化酵母細(xì)胞時(shí)，應(yīng)將海藻酸鈉酵母細(xì)胞的混合液用注射器緩慢滴加到到CaCl2溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠的形成。溶液中，而不是注射，以免影響凝膠珠的形成。A 解析解析酶解法可利用酶的專一性去除微生物的細(xì)胞壁，再通過吸水漲破酶解法可利用酶的專一性去除微生物的細(xì)胞壁，再通過吸水漲破法使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)釋放出來，然后提取其中的胞內(nèi)酶，法使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)釋放出來，然后提取其中的胞內(nèi)酶，A項(xiàng)正確；透析和電泳項(xiàng)正確；透析和電泳可用于酶的分離和純化，但酸解

27、會導(dǎo)致酶結(jié)構(gòu)的破壞，可用于酶的分離和純化，但酸解會導(dǎo)致酶結(jié)構(gòu)的破壞，B項(xiàng)錯(cuò)誤；棉織物的主要項(xiàng)錯(cuò)誤；棉織物的主要成分是纖維素，用添加了纖維素酶的洗衣粉進(jìn)行洗滌會使棉織物蓬松，有利于成分是纖維素，用添加了纖維素酶的洗衣粉進(jìn)行洗滌會使棉織物蓬松，有利于污物的洗滌，纖維素酶還能除掉棉織物表面的浮毛，平整棉織物表面，使洗滌污物的洗滌，纖維素酶還能除掉棉織物表面的浮毛，平整棉織物表面，使洗滌后的棉織物柔軟、蓬松，花紋清晰，色澤更加鮮艷，穿著更加舒適，后的棉織物柔軟、蓬松，花紋清晰，色澤更加鮮艷，穿著更加舒適，C項(xiàng)錯(cuò)項(xiàng)錯(cuò)誤；多酶片中的胃蛋白酶應(yīng)位于片劑的外層，而片劑的核心層是在小腸中發(fā)揮誤；多酶片中的胃蛋白

28、酶應(yīng)位于片劑的外層，而片劑的核心層是在小腸中發(fā)揮作用的胰蛋白酶等消化酶，作用的胰蛋白酶等消化酶，D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。(1)在實(shí)際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是在實(shí)際生產(chǎn)中，固定化酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是_ _。與固定化酶技術(shù)相比，固定化。與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞固定的是細(xì)胞固定的是_。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練 酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易酶既能與反應(yīng)物接觸，又容易 與產(chǎn)物分離，固定在載體上的酶能反復(fù)利用與產(chǎn)物分離，固定在載體上的酶能反復(fù)利用 多酶系統(tǒng)多酶系統(tǒng)(或一系列酶、多種酶或一系列酶、多種酶) (2)制備固定化酵母細(xì)胞，常用的包埋材料是制備固定化酵母細(xì)胞，常用的包埋材料是_，使用了下圖中方，使用了下圖中方法

29、法_(填出號碼與名稱填出號碼與名稱)。(3)制作固定化酵母細(xì)胞時(shí)，充分混合均勻的酵母細(xì)胞溶液可在飽和制作固定化酵母細(xì)胞時(shí)，充分混合均勻的酵母細(xì)胞溶液可在飽和_溶液中形成凝膠珠。部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)制得的凝膠珠不是圓形或橢圓形，其主要原溶液中形成凝膠珠。部分同學(xué)實(shí)驗(yàn)制得的凝膠珠不是圓形或橢圓形，其主要原因是因是_。海藻酸鈉海藻酸鈉 包埋法包埋法 CaCl2 海藻酸鈉溶液濃度過高海藻酸鈉溶液濃度過高(或針筒口離液面過近，高度不夠或針筒口離液面過近，高度不夠) 解析解析將酶固定化后，可使酶在催化反應(yīng)之后不隨產(chǎn)物流走，可以反復(fù)將酶固定化后，可使酶在催化反應(yīng)之后不隨產(chǎn)物流走，可以反復(fù)利用；將細(xì)胞固定化后，可以將

30、一種細(xì)胞內(nèi)的多種酶同時(shí)進(jìn)行固定。海藻酸鈉利用；將細(xì)胞固定化后，可以將一種細(xì)胞內(nèi)的多種酶同時(shí)進(jìn)行固定。海藻酸鈉一般不能參與化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)，在高溫下容易溶化，溫度降低時(shí)又形成多孔性一般不能參與化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)，在高溫下容易溶化，溫度降低時(shí)又形成多孔性固體顆粒，是包埋酵母菌的好材料。圖固體顆粒，是包埋酵母菌的好材料。圖為化學(xué)結(jié)合法，圖為化學(xué)結(jié)合法，圖為吸附法，圖為吸附法，圖為包埋法。凝膠珠是高溫下溶化的海藻酸鈉與酵母菌混合后在為包埋法。凝膠珠是高溫下溶化的海藻酸鈉與酵母菌混合后在CaCl2溶液中形成溶液中形成的，若海藻酸鈉濃度過高或制凝膠珠時(shí)離液面太近，可能形成片狀或長條形，的，若海藻酸鈉濃度過高或制

31、凝膠珠時(shí)離液面太近，可能形成片狀或長條形，而不是圓形的凝膠珠。而不是圓形的凝膠珠。課末總結(jié)課末總結(jié) C 解析解析單寧酶和雜蛋白都是大分子，不能用透析法進(jìn)行分離，可用凝膠單寧酶和雜蛋白都是大分子，不能用透析法進(jìn)行分離，可用凝膠色譜法進(jìn)行分離，色譜法進(jìn)行分離，A項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)結(jié)合法可能影響酶的活性部位進(jìn)而影響反應(yīng)項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)結(jié)合法可能影響酶的活性部位進(jìn)而影響反應(yīng)效果，而吸附法不影響酶的分子結(jié)構(gòu)，效果，而吸附法不影響酶的分子結(jié)構(gòu)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；影響酶活性的因素有溫度、項(xiàng)錯(cuò)誤；影響酶活性的因素有溫度、pH和重金屬離子等，和重金屬離子等，C項(xiàng)正確；固定化單寧酶不會降解茶飲料中的有益成分取項(xiàng)正確；固定化單寧酶不

32、會降解茶飲料中的有益成分取決于酶的專一性，決于酶的專一性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。A 解析解析將適量干酵母與蒸餾水混合并攪拌成糊狀，可以活化酵母，將適量干酵母與蒸餾水混合并攪拌成糊狀，可以活化酵母，A項(xiàng)正項(xiàng)正確；配制海藻酸鈉溶液時(shí)需用小火間斷加熱，配制確；配制海藻酸鈉溶液時(shí)需用小火間斷加熱，配制CaCl2溶液時(shí)不需加熱，溶液時(shí)不需加熱，B項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)誤；凝膠珠成形后應(yīng)在錯(cuò)誤；凝膠珠成形后應(yīng)在CaCl2溶液中浸泡溶液中浸泡30分鐘左右，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，分鐘左右，以便形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；海藻酸鈉溶液濃度過低時(shí)固定的酵母細(xì)胞數(shù)目少，凝膠珠呈白色，項(xiàng)錯(cuò)誤；海藻酸鈉溶液濃度過低時(shí)固定的酵母細(xì)胞數(shù)目少，凝膠

33、珠呈白色，過高時(shí)凝膠珠易呈蝌蚪狀，過高時(shí)凝膠珠易呈蝌蚪狀，D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。( 1 ) 實(shí) 驗(yàn) 中 的 海 藻 酸 鈉 作 用 是實(shí) 驗(yàn) 中 的 海 藻 酸 鈉 作 用 是_，CaCl2的作用是的作用是_。(2)為洗去凝膠球上殘余的為洗去凝膠球上殘余的CaCl2和其和其他污染物，并保持綠球藻活性，宜采用他污染物，并保持綠球藻活性，宜采用_洗滌。圖洗滌。圖1中中1.0%海藻海藻酸鈉組培養(yǎng)酸鈉組培養(yǎng)24h后，移去凝膠球，溶液呈綠后，移去凝膠球，溶液呈綠色，原因是色，原因是_ _。包埋綠球藻包埋綠球藻(包埋劑包埋劑) 與海藻酸鈉反應(yīng)形成凝膠球與海藻酸鈉反應(yīng)形成凝膠球(凝固劑凝固劑) 培養(yǎng)液培養(yǎng)液(生

34、理鹽水生理鹽水) 海藻酸鈉濃度過低海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔凝膠球孔 徑過大徑過大) (3)為探索固定化藻對含為探索固定化藻對含Zn2污水的凈化作用，應(yīng)選用濃度為污水的凈化作用，應(yīng)選用濃度為_海藻海藻酸鈉制備凝膠球。酸鈉制備凝膠球。(4)圖圖2中空白凝膠球組中空白凝膠球組Zn2濃度下降的原因是濃度下降的原因是_。結(jié)合圖。結(jié)合圖1和圖和圖2分析，固定化藻的實(shí)驗(yàn)組分析，固定化藻的實(shí)驗(yàn)組2448h間間Zn2濃度下降速度較快的主要原因是濃度下降速度較快的主要原因是_；7296h間間Zn2濃度下降速度較慢的原因有濃度下降速度較慢的原因有_。2.0% 凝膠吸附凝膠吸附Zn2 綠球藻生長綠球藻生長(增殖增殖

35、)速度快速度快 綠球藻生長綠球藻生長(增殖增殖)速度減慢，溶液中速度減慢，溶液中Zn2濃度較低濃度較低 圖圖1中中1.0%海藻酸鈉組培養(yǎng)海藻酸鈉組培養(yǎng)24h后，移去凝膠球，溶液呈綠色的原因是海藻酸鈉后，移去凝膠球，溶液呈綠色的原因是海藻酸鈉濃度過低。濃度過低。(3)從圖從圖1看：當(dāng)海藻酸鈉濃度為看：當(dāng)海藻酸鈉濃度為2.0%時(shí)，綠球藻數(shù)量比其他濃度時(shí)時(shí)，綠球藻數(shù)量比其他濃度時(shí)多，所以要探索固定化藻對含多，所以要探索固定化藻對含Zn2污水的凈化作用，宜選用濃度為污水的凈化作用，宜選用濃度為2.0%的海藻的海藻酸鈉制備凝膠球。酸鈉制備凝膠球。(4)從圖從圖2中看，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長，空白凝膠球組的中

36、看，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長，空白凝膠球組的Zn2濃度也下降，原因是凝膠可以吸附濃度也下降，原因是凝膠可以吸附Zn2；從圖；從圖1可以看出，可以看出，2448 h間綠球藻增間綠球藻增殖速度快，從而使得固定化藻實(shí)驗(yàn)組在殖速度快，從而使得固定化藻實(shí)驗(yàn)組在2448h間間Zn2濃度下降速度較快；濃度下降速度較快；7296h間綠球藻增殖速度減慢，再加上培養(yǎng)液中間綠球藻增殖速度減慢，再加上培養(yǎng)液中Zn2濃度較低，故濃度較低，故7296h間間Zn2濃度下降速度較慢。濃度下降速度較慢。乳糖乳糖 凝固劑凝固劑 選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基(2)培養(yǎng)微生物培養(yǎng)微生物L(fēng)前，宜采用前，宜采用_方法對接種環(huán)進(jìn)行滅菌。方法對接種環(huán)進(jìn)行

37、滅菌。(3)純化后的乳糖酶可用電泳法檢測其分子量大小。在相同條件下，帶電荷純化后的乳糖酶可用電泳法檢測其分子量大小。在相同條件下，帶電荷相同的蛋白質(zhì)電泳速度越快，說明其分子量越相同的蛋白質(zhì)電泳速度越快，說明其分子量越_。(4)乳糖酶宜采用化學(xué)結(jié)合法乳糖酶宜采用化學(xué)結(jié)合法(共價(jià)鍵結(jié)合法共價(jià)鍵結(jié)合法)進(jìn)行固定化，可通過檢測固定進(jìn)行固定化，可通過檢測固定化乳糖酶的化乳糖酶的_確定其應(yīng)用價(jià)值。除化學(xué)結(jié)合法外，酶的確定其應(yīng)用價(jià)值。除化學(xué)結(jié)合法外，酶的固定化方法還包括固定化方法還包括_、_、離子吸附、離子吸附法及交聯(lián)法等。法及交聯(lián)法等。灼燒灼燒 小小(酶酶)活性活性或或(酶酶)活力活力 包埋法包埋法 物理

38、吸附法物理吸附法(注：兩空可顛倒注：兩空可顛倒) 解析解析(1)已知乳糖酶能夠催化乳糖水解為葡萄糖和半乳糖，篩選產(chǎn)乳糖已知乳糖酶能夠催化乳糖水解為葡萄糖和半乳糖，篩選產(chǎn)乳糖酶的微生物酶的微生物L(fēng)時(shí)，宜用乳糖作為培養(yǎng)基中的唯一碳源，培養(yǎng)基中瓊脂的作用是凝時(shí)，宜用乳糖作為培養(yǎng)基中的唯一碳源，培養(yǎng)基中瓊脂的作用是凝固劑，從功能上講，這種培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。固劑，從功能上講，這種培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。(2)為了避免雜菌污染，在培為了避免雜菌污染，在培養(yǎng)微生物前，對接種環(huán)等接種工具應(yīng)采用灼燒滅菌。養(yǎng)微生物前，對接種環(huán)等接種工具應(yīng)采用灼燒滅菌。(3)用電泳法純化乳糖酶用電泳法純化乳糖酶時(shí)，若在相同條件下分離帶電荷相同的蛋白質(zhì)，則其分子量越小，電泳速度越時(shí)，若在相同條件下分離帶電荷相同的蛋白質(zhì)，則其分子量越小，電泳速度越快。快。(4)固定化酶的應(yīng)用價(jià)值與酶的活性固定化酶的應(yīng)用價(jià)值與酶的活性(或活力或活力)有關(guān)，因此用化學(xué)結(jié)合法固定有關(guān)，因此用化學(xué)結(jié)合法固定化乳糖酶時(shí)，可通過檢測固定化乳糖酶的活性化乳糖酶時(shí)，可通過檢測固定化乳糖酶的活性(或活力或活力)來確定其應(yīng)用價(jià)值。酶的來確定其應(yīng)用價(jià)值。酶的固定化方法包括化學(xué)結(jié)合法、包埋法、物理吸附法、離子吸附法及交聯(lián)法等。固定化方法包括化學(xué)結(jié)合法、包埋法、物理吸附法、離子吸附法及交聯(lián)法等。