高中生物 第3章 酶的制備及應(yīng)用 第4節(jié) 酶的固定化教案 中圖版選修1(2021年最新整理)

1、2016-2017學(xué)年高中生物 第3章 酶的制備及應(yīng)用 第4節(jié) 酶的固定化教案 中圖版選修12016-2017學(xué)年高中生物 第3章 酶的制備及應(yīng)用 第4節(jié) 酶的固定化教案 中圖版選修1 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（2016-2017學(xué)年高中生物 第3章 酶的制備及應(yīng)用 第4節(jié) 酶的固定化教案 中圖版選修1）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時(shí)也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺得對(duì)您有幫助請(qǐng)收

2、藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為2016-2017學(xué)年高中生物 第3章 酶的制備及應(yīng)用 第4節(jié) 酶的固定化教案 中圖版選修1的全部?jī)?nèi)容。12第四節(jié)酶的固定化一、固定化酶1含義通過物理或化學(xué)的方法,將水溶性的酶與不溶性的載體結(jié)合，使酶固定在載體上，并在一定的空間范圍內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)。2方法(1）共價(jià)鍵結(jié)合法：通過化學(xué)反應(yīng)將酶以共價(jià)鍵結(jié)合到尼龍等載體上。（2）包埋法：將酶包埋到多孔性凝膠中的固定化方法。（3)物理吸附法。3優(yōu)點(diǎn)(1)固定化酶的活性穩(wěn)定，可反復(fù)使用；（2)固定化酶能與反應(yīng)液分開,制品較易純化；(3）工業(yè)化生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)大批量、連續(xù)化、自動(dòng)化;（4）極大地降低了生產(chǎn)成本。4

3、缺點(diǎn)需要制備純凈的酶，稍有不慎，酶就會(huì)失活。二、固定化細(xì)胞1含義用適當(dāng)?shù)妮d體將合成酶的細(xì)胞固定起來。2優(yōu)點(diǎn)比固定化酶更簡(jiǎn)捷，使用壽命更長(zhǎng).三、木瓜蛋白酶的固定化操作技術(shù)取尼龍布浸入等體積的cacl2溶液和甲醇溶液中10 s左右鹽酸溶液中室溫下水解45 min蒸餾水沖洗至中性室溫下放入戊二醛溶液中浸泡20 min磷酸緩沖液(ph為7.8）反復(fù)洗滌木瓜蛋白酶溶液中固定3.5 h,溫度為4_用nacl溶液洗去多余的蛋白酶。預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你認(rèn)為難以解決的問題記錄在下面的表格中問題1問題2問題3問題4一、酶、固定化酶與固定化細(xì)胞的比較直接使用酶固定化酶固定化細(xì)胞缺點(diǎn)對(duì)環(huán)境條件非常敏感,易失活難回收，成

4、本高，影響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化一系列的酶促反應(yīng)反應(yīng)物不易與酶接近，尤其是大分子物質(zhì)，反應(yīng)效率下降優(yōu)點(diǎn)催化效率高、耗能低、污染低既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離可以反復(fù)利用成本低,操作容易、壽命長(zhǎng)固定化細(xì)胞使用的都是活細(xì)胞,因此應(yīng)提供一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。固定化細(xì)胞由于保證了細(xì)胞的完整性，因而酶的環(huán)境改變較小,酶活性受外界影響也較小。二、固定化酶的制備及利用1酶的固定化：（1)18。6%的cacl2溶液和甲醇溶液處理（10 s)，沖洗、吸干。（2）3。65 mol/l的鹽酸水解(45 min),蒸餾水沖洗至中性。(3）在5的戊二醛溶液中浸泡（20 min）.（4)0。1 mol/l的磷酸緩沖液洗滌，(多

5、次)吸干。(5)放1 mg/ml的木瓜蛋白酶溶液中（4 處理3。5 h）。 2檢驗(yàn)酶的活性：(1)用固定化酶在適宜溫度下分解蛋白質(zhì)（10 min)(2)用雙縮脲試劑檢驗(yàn)3酶的再利用：用取出的固定化酶再分解蛋白質(zhì)細(xì)胞的固定化技術(shù)請(qǐng)參照細(xì)胞固定化技術(shù)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，完成下列問題.(1）細(xì)胞固定化技術(shù)一般采用包埋法固定化，采用該方法的原因是_。（2）包埋法固定化是指_。(3)與固定化酶技術(shù)相比,固定化細(xì)胞技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是_。(4）制備固定化大腸桿菌的步驟為：_；_；_；_.【審題導(dǎo)析】【精講精析】(1）固定化細(xì)胞的方法有包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法,一般來說多采用包埋法固定化,因?yàn)閭€(gè)大的細(xì)胞難以被吸附

6、或結(jié)合，且不易從包埋材料中漏出。（2)包埋法固定化即將微生物細(xì)胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中。(3)與固定化酶技術(shù)相比，固定化細(xì)胞技術(shù)的成本更低，操作更容易。（4）制備固定化大腸桿菌的程序?yàn)?培養(yǎng)大腸桿菌與生理鹽水和瓊脂混合瓊脂凝固后切塊用生理鹽水和蒸餾水洗凈?！敬鸢浮浚?)細(xì)胞個(gè)大,不易從包埋材料中漏出（2）將微生物細(xì)胞均勻地包埋在瓊脂糖凝膠等多孔性載體中(3）成本更低，操作更容易(4)用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌取1 ml菌液與8 ml生理鹽水和體積分?jǐn)?shù)為2的瓊脂16 ml攪拌均勻瓊脂凝固后切成小塊用生理鹽水和蒸餾水洗凈固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)（1）固定化細(xì)胞含有一系列的酶,可以催化一系列的反應(yīng)

7、.(2）反應(yīng)的條件較易控制.（3）使用時(shí)間更長(zhǎng)。1生產(chǎn)酒精時(shí),使用固定化細(xì)胞比固定化酶更好,原因不包括(）a固定化細(xì)胞中含有一系列酶（與生產(chǎn)酒精有關(guān))b固定化細(xì)胞比固定化酶更經(jīng)濟(jì)、成本更低c固定化細(xì)胞需要提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)d固定化細(xì)胞比固定化酶對(duì)環(huán)境條件要求低【解析】固定化細(xì)胞由于有活細(xì)胞存在，含有的酶是一系列的酶,對(duì)酒精生產(chǎn)更有利，固定化細(xì)胞對(duì)環(huán)境條件的要求更低，生產(chǎn)成本更低。但是需要一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)?！敬鸢浮縞固定化酶的應(yīng)用關(guān)于固定化酶中的酶的說法正確的是(）a酶的種類多樣，可催化一系列的酶促反應(yīng)b酶被固定在不溶于水的載體上，可反復(fù)利用c酶作為催化劑，反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)不改變，所以固定化酶可永遠(yuǎn)利用下去

8、d固定化酶由于被固定在載體上，所以喪失了酶的高效性和專一性特點(diǎn)【審題導(dǎo)析】【精講精析】酶是蛋白質(zhì)，會(huì)出現(xiàn)老化、變性失活現(xiàn)象；作為催化劑,反應(yīng)前后酶的結(jié)構(gòu)不變,具有專一性和高效性。酶被固定化后，仍然具有這些特性,并且由于固定在載體上,可以反復(fù)利用,但不能永遠(yuǎn)利用.【答案】b固定化酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用（1）固定化酶活性穩(wěn)定，可反復(fù)使用。(2)固定化酶可用于工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn).（3）用固定化酶生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)大批量、連續(xù)化、自動(dòng)化,極大地降低生產(chǎn)成本.2關(guān)于固定化酶和一般酶制劑應(yīng)用效果的說法中，錯(cuò)誤的是(）a固定化酶生物活性強(qiáng)，可長(zhǎng)久使用b一般酶制劑應(yīng)用后和產(chǎn)物混在一起，產(chǎn)物的純度不高c一般酶制劑參加反應(yīng)后

9、不能重復(fù)利用d固定化酶可以反復(fù)利用，降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)量和質(zhì)量【解析】固定化酶只是將酶固定在載體上，活性不變,仍具有蛋白質(zhì)的特性，可以發(fā)生老化、變性、失活等?！敬鸢浮縜1下圖中所示的酶固定化技術(shù)中屬于包埋法的一組是（） abc d【解析】為吸附法,為化學(xué)結(jié)合法，為包埋法，包埋于網(wǎng)格中,包埋于微膠囊中.【答案】d2下列不屬于固定化酶在利用時(shí)的特點(diǎn)的是（)a有利于酶與產(chǎn)物分離b可以被反復(fù)利用c能自由出入依附的載體d一種固定化酶一般情況下不能催化一系列酶促反應(yīng)【解析】固定化酶只是將酶固定在載體上，仍然具有酶的特點(diǎn)（如專一性)，此外固定化酶還具有易與產(chǎn)物分離、能反復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)?！敬鸢浮縞3（2016

10、江蘇高考）為了探索海藻酸鈉固定化對(duì)綠球藻生長(zhǎng)的影響，以及固定化藻對(duì)含zn2污水的凈化作用，科研人員用篩選到的一株綠球藻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，流程及結(jié)果如下。請(qǐng)回答下列問題:圖1圖2（1）實(shí)驗(yàn)中的海藻酸鈉作用是_，cacl2的作用是_。(2)為洗去凝膠球上殘余的cacl2和其他污染物，并保持綠球藻活性,宜采用_洗滌。圖1中1。0海藻酸鈉組培養(yǎng)24 h后，移動(dòng)凝膠球，溶液呈綠色,原因是_。（3)為探索固定化藻對(duì)含zn2污水的凈化作用，應(yīng)選用濃度為_海藻酸鈉制備凝膠球。（4)圖2中空白凝膠球組zn2濃度下降的原因是_。結(jié)合圖1和圖2分析,固定化藻的實(shí)驗(yàn)組2448 h間zn2濃度下降速度較快的主要原因是_；729

11、6 h間zn2濃度下降速度較慢的原因有_.【解析】（1）綠球藻為單細(xì)胞生物,可用包埋法固定化，實(shí)驗(yàn)中海藻酸鈉的作用是包埋綠球藻。配制好的海藻酸鈉溶液需要滴入cacl2溶液中，與cacl2反應(yīng)形成凝膠球，剛形成的凝膠球應(yīng)在cacl2溶液中浸泡一段時(shí)間，有利于形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。（2)將固定好的凝膠球用綠球藻的培養(yǎng)液（生理鹽水）清洗23次，能夠洗去凝膠球上殘余的cacl2和其他污染物，并保持綠球藻的活性。如果包埋綠球藻用的海藻酸鈉濃度過低,或形成的凝膠球孔徑過大，在培養(yǎng)過程中會(huì)有綠球藻從包埋材料中漏出來，使溶液呈綠色。(3)分析圖綠球藻數(shù)量變化曲線可知,濃度為2。0%的海藻酸鈉對(duì)綠球藻的包埋效果最好，

12、凝膠球中包埋的綠球藻數(shù)量最多,故應(yīng)選用該濃度的海藻酸鈉制備凝膠球。（4)由zn2濃度變化曲線可知,空白凝膠球組zn2濃度下降的原因是凝膠對(duì)zn2有一定的吸附作用.培養(yǎng)初期，綠球藻生長(zhǎng)(增殖）速度較快，導(dǎo)致zn2濃度下降速度較快；培養(yǎng)后期,由于綠球藻生長(zhǎng)(增殖)速度減慢、溶液中zn2濃度較低等，zn2濃度下降速度較慢。【答案】(1)包埋綠球藻(包埋劑）與海藻酸鈉反應(yīng)形成凝膠球（凝固劑）(2）培養(yǎng)液（生理鹽水）海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大）（3）2。0%（4)凝膠吸附zn2綠球藻生長(zhǎng)（增殖)速度快綠球藻生長(zhǎng)（增殖)速度減慢，溶液中zn2濃度較低學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)（九）一、選擇題1酶在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

13、中的核心問題是固定化技術(shù),而酶固定化所依據(jù)的基本原理在于酶具有（)a熱穩(wěn)定性b催化高效性c催化特異性 d可反復(fù)使用性【解析】固定化酶指通過物理或化學(xué)的方法，將水溶性酶與非水溶性載體結(jié)合，既能與反應(yīng)物接觸又能與產(chǎn)物分離,與直接使用酶相比，除催化效率高、特異性強(qiáng)外,還可反復(fù)使用；酶的熱穩(wěn)定性一般都不強(qiáng).故d正確?！敬鸢浮縟2用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵葡萄糖溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)無酒精產(chǎn)生，原因不可能是（）a實(shí)驗(yàn)瓶蓋了塞子b瓶?jī)?nèi)氧氣充足，進(jìn)行了有氧呼吸c(diǎn)固定化酵母細(xì)胞內(nèi)可能沒有酵母細(xì)胞d所謂的葡萄糖液可能是其他物質(zhì)【解析】利用酵母菌進(jìn)行發(fā)酵無酒精產(chǎn)生，因此，可以認(rèn)為是酵母菌沒有進(jìn)行無氧呼吸，既可能是氧氣充足，也可能是

14、缺少原料，但不可能是瓶口被密封了，如果密封，酵母菌會(huì)利用葡萄糖生成酒精。【答案】a3下列關(guān)于木瓜蛋白酶的固定實(shí)驗(yàn)，說法錯(cuò)誤的是（）a把尼龍布放入木瓜蛋白酶溶液前要把尼龍布上的戊二醛吸干b尼龍布首先要用18。6%的cacl2溶液和甲醇溶液處理至發(fā)黏c從木瓜酶液中取出尼龍布即得到尼龍固定酶d檢驗(yàn)酶活性前需把固定化酶取出【解析】尼龍布取出后應(yīng)先用物質(zhì)的量濃度為0。5 mol/l的nacl溶液沖洗多余的蛋白酶。【答案】c4固定化細(xì)胞常用包埋法固定化，原因是()a包埋法固定化操作最簡(jiǎn)便b包埋法對(duì)酶活性的影響最小c包埋法固定化具有普遍性d細(xì)胞體積大，難以被吸附或結(jié)合【解析】因?yàn)榧?xì)胞個(gè)大，而酶分子很小,個(gè)大

15、的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，而個(gè)小的酶容易被從包埋材料中漏出?！敬鸢浮縟5（2016江蘇高考改編)為了使牛仔褲呈現(xiàn)“穿舊效果，在工業(yè)洗衣機(jī)中用酶洗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的浮石擦洗，是目前重要的生產(chǎn)手段（工藝流程見下圖)。下列敘述中錯(cuò)誤的是(）a纖維素酶在仿舊中的作用機(jī)理與其在洗衣粉中去污的機(jī)理相似b在上述工藝中，為重復(fù)使用纖維素酶，可選用適當(dāng)?shù)陌駝┕潭ɑ竎在上述工藝中，通過調(diào)節(jié)溫度、酸堿度、處理時(shí)間可控制仿舊顏色的深淺d纖維素酶能催化水解分解纖維素【解析】纖維素酶在仿舊中的作用機(jī)理是適當(dāng)分解布料中的纖維素成分，洗衣粉中添加纖維素酶的作用機(jī)理是適當(dāng)分解布料中的纖維素成分使織物膨松，有利于去污，兩者作用機(jī)理相似

16、，a選項(xiàng)正確;酶分子較小，容易從包埋材料中漏出，一般采用化學(xué)結(jié)合法或物理吸附法固定化酶，b選項(xiàng)錯(cuò)誤；調(diào)節(jié)溫度、酸堿度可控制纖維素酶的活性，控制處理時(shí)間可影響水解程度,進(jìn)而控制仿舊顏色的深淺，c選項(xiàng)正確；纖維素酶能催化水解分解纖維素，d選項(xiàng)正確?！敬鸢浮縝6研究認(rèn)為,用固定化酶技術(shù)處理污染物是很有前途的,如將從大腸桿菌中得到的三磷酸酯酶固定到尼龍膜上制成制劑，可用于降解殘留在土壤中的有機(jī)磷農(nóng)藥,與微生物降解相比,其作用不需要適宜的(）a溫度 b酸堿度c水分 d營(yíng)養(yǎng)【解析】固定化酶不是微生物，不需要新陳代謝，因此不需要適宜的營(yíng)養(yǎng)?！敬鸢浮縟7下列有關(guān)固定化酶和固定化細(xì)胞的敘述，正確的是（）a可用包

17、埋法制備固定化酵母細(xì)胞b反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)固定化酶的活性沒有影響c葡萄糖異構(gòu)酶固定前后專一性不同d固定化細(xì)胞可以催化各種反應(yīng)底物的一系列反應(yīng)【解析】解答本題時(shí)要注意區(qū)分固定化酶與固定化細(xì)胞在固定的方法、催化的反應(yīng)等方面的不同。體積大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合，固定化細(xì)胞多采用包埋法,a項(xiàng)正確；反應(yīng)產(chǎn)物積累會(huì)影響酶的活性,b項(xiàng)錯(cuò)誤；葡萄糖異構(gòu)酶在固定前后都是催化葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖，故專一性相同，c項(xiàng)錯(cuò)誤；固定化細(xì)胞固定的是一系列的酶，可以催化一系列的反應(yīng),但不是催化各種反應(yīng)底物的反應(yīng)，d項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】a8用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵葡萄糖溶液時(shí)，為了能產(chǎn)生酒精，下列措施錯(cuò)誤的是()a向瓶?jī)?nèi)泵入氧氣b應(yīng)將裝置放于適宜的條件下進(jìn)行c瓶?jī)?nèi)應(yīng)富含葡萄糖等底物d將瓶口密封,效果更好【解析】酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精，應(yīng)在無氧條件下,因此向瓶?jī)?nèi)泵入氧氣是錯(cuò)誤的?！敬鸢浮縜二、非選擇題9某大學(xué)科研人員利用雙重固定法，即采用戊二醛作為交聯(lián)劑（使酶相互連接）、海藻酸鈉作為包埋劑來固定小麥酯酶，研究固定化酶的性質(zhì),并對(duì)其最佳固定條件進(jìn)行了探究。下圖顯示的是部分研究結(jié)果(注：酶活力為固定化酶催化化學(xué)反應(yīng)的總效率,包括酶活性和酶的數(shù)量），分析