高中生物選修1學(xué)案 4酶的研究與應(yīng)用

4酶的研究與應(yīng)用

第1節(jié)果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

簡述果膠酶的作用；檢測果膠酶的活性；探究溫度和pH對果膠酶活性的影響以及果膠酶

的最適用量；搜集有關(guān)果膠酶應(yīng).用的資料。

學(xué)習(xí)重點(diǎn)：

溫度和pH對果膠酶活性的影響。

學(xué)習(xí)難點(diǎn)：

果膠酶的最適用量。

學(xué)習(xí)過程

（一）.基礎(chǔ)知識

1.植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分有和。并且兩者不溶于水，

在果汁加工中，既影響出汁率，又使果汁渾濁。

2.果膠酶的作用是能夠?qū)⒎纸獬煽扇苄缘?瓦解植物的細(xì)胞壁

及胞間層，并且使果汁變得澄清。

3、果膠酶是一類酶總稱，包括等。

4.影響酶活性的因素包括：、和一.等。

（二）.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

（設(shè)計(jì)一）探究溫度對酶活性的影響

1.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前要解決的幾個問題：

①此實(shí)驗(yàn)的自變量是；根據(jù)單一變量原則，你應(yīng)確保各實(shí)驗(yàn)組相同的變量有

______________________________________________________________________________O

②你準(zhǔn)備如何測定果膠酶的活性，即你要觀測的因變量是。

③你如何控制實(shí)驗(yàn)要求的溫度梯度？

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)原理：。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：

①攪拌器攪拌制蘋果泥。

②O

③O

④,并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

⑤改變不同的溫度后重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)論：o

（設(shè)計(jì)二）探究PH對酶活性的影響,

1.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前要解決的幾個問題：

①你準(zhǔn)備如何設(shè)置pH梯度，又將如何控制實(shí)驗(yàn)要求的pH?

②此實(shí)驗(yàn)應(yīng)選一個適宜的進(jìn)行水浴加熱，并且要控制好其他的因素。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

可參考溫度對酶活性的影響實(shí)驗(yàn)，作相應(yīng)的變動。

〔設(shè)計(jì)三）探究果膠酶的用量

1.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前要解決的幾個問題：

①此探究實(shí)驗(yàn)是建立在_______和對果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時，研究

的變量是,其他因素保持不變。

②實(shí)驗(yàn)時可以配制——的果膠酶溶液，也可以只配制——的果膠酶溶液，

然后使用不同的體積即可,但必需保證反應(yīng)液的用量必須相同，否則影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

可參考前兩個探究實(shí)驗(yàn)，作相應(yīng)的變動。

三.結(jié)果分析與評價

1.繪制出溫度和pH對果膠酶活性的影響曲線圖。

溫度（°C）F

2.繪制不同果膠酶用量對出汁量影響的曲線圖（在濃度和體積相同的條件下）。

出計(jì)量

（inL）

果膠酶量（mL）

（二）、典例精析（10分鐘）

類型一酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)

【例1】將腸液和果膠酶混合一段時間后，向混合液中加入果汁，結(jié)果是果汁.

類型二酶特性的考查

【例2】在生物體內(nèi)，各種化學(xué)反應(yīng)之所以能有條不紊地進(jìn)行，是因?yàn)椋ǎ?/p>

A.酶的催化效率具有高效性

B.酶的種類具有多樣性

C.酶的催化作用具有專一性

D.酶的空間結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性

類型三酶活性影響因素的考查

［例3］下圖橫坐標(biāo)均表示酶的反應(yīng)條件，縱坐標(biāo)為酶的反應(yīng)速度，能正確反映溫度

和PH與酶反應(yīng)速度關(guān)系的是（）

A.甲和乙B.乙和丙

C.甲和丙D.丙和丙

（三）課堂小結(jié):

1、簡述果膠酶的作用：

2、果膠酶的最適溫度是

（四）當(dāng)堂檢測

選擇題

1.關(guān)于果膠酶的說法正確的是（）

A.果膠酶可以分解細(xì)胞壁的主要纖維素

B.果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物

C.果膠酶不特指某酶，而是分解果膠的一類酶的總稱

D.果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA

2.下列不是果膠酶成分的是（）

A.纖維素酶B.果膠分解酶C.多聚半乳糖醛酸酶D.果膠酯酶

3.下列關(guān)于果膠酶作用的敘述錯誤的是（）

A.果膠酶是催化劑可改變反應(yīng)速度

B.果膠酶能分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層

C.在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清

D.果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸

4.下列與酶的活性有關(guān)的說法不準(zhǔn)確的是（）

A.酶的活性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定的，.不受外界條件的影響

B.酶的活性是酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力

C.酶的活性常駐溫度PH等因素的影響

D.酶活性高低與反應(yīng)物濃度無關(guān)

5.下列表示酶活性高低的是..........（）

A.單位時間單位體積內(nèi)反應(yīng)的總量

B.一段時間后.生成物的總量

C.一段時間后,一定體積中消耗的反應(yīng)物的量

D.單位時間單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量

6.下列各圖中，橫軸均表示酶的反應(yīng)條件，縱軸為酶促反應(yīng)速度。能分別正確反映溫度和

pH與酶促反應(yīng)速度關(guān)系的是（）。

7.多酶片中含有蛋白質(zhì)、淀粉酶和脂肪酶,具有輔助消化的作用。其片劑是糖衣片，這樣

制作的目的是,

A.補(bǔ)充體內(nèi)糖類物質(zhì)的供應(yīng)B.防止胃液的消化作用

c.經(jīng)唾液消化后即可迅速起作用D.使其中各種酶緩慢地釋放

8.能正確說明酶特性的是...........（.）

A.酶都是蛋白質(zhì)

B.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，只能在生物體內(nèi)發(fā)揮催化作用

C.酶的活性隨著溫度升高而不斷提高

D.每一種酶只能催化一種或一類物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)

9.在37℃,pH=6.8時，用過氧化氫酶催化過氧化氫分解，比用等量的FeCl。作催化劑所

釋放的量及說明的問題分別是……()

A.少酶具有專一性

B.多酶具有高效性

C.少酶具有高效性

D.多酶需要適宜的條件

10.圖4—4縱軸為酶促反應(yīng)速度，橫軸為底物濃度，其中能正確表示酶量增加1倍時，底

物濃度和反應(yīng)速度關(guān)系的是............()

ABCrD

非選擇題

1020304050溫度（°C）

圖4—5

⑴曲線中的AB段表示。

(2)曲線中的B點(diǎn)表示o

⑶曲線中的BC段表示=

12.果膠是由聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。在果膠酶的作用下，可以

被分解成,果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是一。

13.酶的活性受溫度、pH等的影響，其中使酶暫時失活的是,改變酶結(jié)構(gòu)使酶徹

底失活的是、、O

14.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明溫度會影響酶的催化活性。

材料用具：3支試管、淀粉、碘液、水浴鍋、冰箱。

(1)實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果：

步驟1：制備6mL淀粉溶液并在常溫下冷卻。

步驟2：取唾液若干。

步驟3：取3支試管各加入2mL可溶性淀粉。

步驟4：________________________________________________________

步驟5：________________________________________________________

步驟6：________________________________________________________

(2)步驟4與步驟5能否調(diào)換順序?請說明理由。

答案;

1.纖維素果膠2o半乳醛酸3果膠分解酶多聚半乳糖醛酸酶果膠酯酶

4溫度PH酶的抑制劑

設(shè)計(jì)一1①溫度PH底物濃度底物量實(shí)驗(yàn)器材酶的用量等等②出汁量

③各個燒杯內(nèi)加入不同溫度的水

2(1)在一恒定PH下，通過改變溫度來確定最適宜的溫度

(2)參考課本第43頁

設(shè)計(jì)二①56789選取不同的試管，調(diào)至所需PH②溫度

設(shè)計(jì)三溫度PH酶的用量

例一仍然渾濁例二C例三D

基礎(chǔ)自測

一、1.C2.A3.D4.A5.D6.B7.B.8.D9.B10.A

二、11.(1)在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度.升高，酶的催化效率提高(2)B點(diǎn)所對應(yīng)的溫度是

該酶的最適溫度，此溫度下酶的催化效率提高(3)超過一定的溫度范圍，隨溫度升高，酶

的催化效率降低

12.半乳糖醛酸半乳糖醛酸蛋白質(zhì)

13.低溫高溫過酸過堿

14.(1)步驟4：將1號、2號、3號試管分別放入37℃溫水、沸水、冰塊環(huán)境中。步驟

5：向3支試管中加等量的稀釋的唾液，搖勻后放置5分鐘。步驟6：向3支試管中各滴加1

滴碘液，結(jié)果1號不變藍(lán)，2、3號均變藍(lán)。(2)不能。因?yàn)槿绻{(diào)換順序，在常溫下，2號

和3號試管內(nèi)的淀粉酶能將其中的淀粉分解一部分。

課題2探討加酶洗衣粉的洗滌效果

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

說出加酶洗衣粉的洗滌原理；

探討溫度對加酶洗衣粉洗滌的影響；

探討不同種類的加酶洗衣粉對同一污物和不同污物洗滌效果的區(qū)別。

學(xué)習(xí)重點(diǎn)：

區(qū)別不同種類的加酶洗衣粉對同一污物和不同污物的洗滌效果。

學(xué)習(xí)難點(diǎn)：

實(shí)驗(yàn)過程中各種變量的控制。

學(xué)習(xí)過程：

（一）、基礎(chǔ)知識（15分鐘）

1、酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)為—；酶具有生物作用；酶具有—性、

—性特點(diǎn)，但易受—、—、表面活性劑等因素的影響。

（1）,加酶洗衣粉是指含—的洗衣粉，目前常用的酶制劑有—、—、淀粉酶和

纖維素酶四類。

（2）.脂肪酶可以將脂肪分解成—和—，蛋白酶可以將蛋白質(zhì)分解成—，然后在

作用下分解成氨基酸。

（3）.應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是酶和酶。酶能將、

等含有大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的或，是

污跡容易從衣物上脫落。

2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循原則：

是、和，比如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污

漬的洗滌效果有何不同時，用控制洗衣粉為變量，其他條件完全一致；同時普通

洗衣粉處理污漬物與加酶洗衣粉處理污漬物形成實(shí)驗(yàn)。

3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的兩大基本原則（說明）

單一變量原則和對照原則是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的兩大基本原則。

例如想探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果是否一致,。若只拿加酶洗

衣粉去洗一塊污物，就不能說明加酶洗衣粉比普通洗衣粉效果好；若向兩塊一樣的污物加入

等量的兩種酶，但所處的溫度不同，最后加酶洗衣粉洗得干凈，我們也無法說明加酶洗衣粉

的效果好，因?yàn)橄吹酶蓛粢部赡苁菧囟冗m宜造成的。所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一定要遵循兩大基本原則。

（二）典例精析（8分鐘）

類型一加酶洗衣粉成分的考查

【例1】下列質(zhì)地的衣物不能用加酶洗衣粉洗滌的是（）

A.化纖類衣物B.棉麻類衣物

C.尼龍類.衣物D.毛類衣物

類型二實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本原則的考查

【例2】下面是有關(guān)普通洗衣粉和加酶洗衣粉對洗滌物效果是否相同的探究實(shí)驗(yàn)，請據(jù)

表回答：

臉盆編洗滌物洗滌洗衣粉水洗凈褪色

a（等量）溫度（等量）量所需時間

1油污布37℃加酶2L4min

2油污布37℃普通2L7min

3油污布5℃加酶2L9min

4油污布5℃普通.2L8min

該實(shí)驗(yàn)可證明：

（1）能說明加酶洗衣粉效果好的組合方式是

（2）能說明酶活性受溫度.影響的實(shí)驗(yàn)是

小結(jié)：

1、加酶洗衣粉的洗滌原理是什么

2、加酶洗衣粉的最適溫度是多少

當(dāng)堂檢測（20分鐘）

一、選擇題

1.加酶洗衣粉內(nèi)常用酶制劑不包括下列哪一種（）

A.蛋白酶B.果膠酶C.淀粉酶D.脂肪酶

2.脂肪酶的作用是（）

A.將甘油和脂肪酸合成脂肪B.將脂肪分解成CO。和水，同時放出能量

C.將脂肪從肝臟中運(yùn)出，避免得脂肪肝D.將脂肪分解成甘油和脂肪酸

3.人類吃食物時，淀粉要被吸收，需要什么酶的催化作用才行（）

A.淀粉酶B.淀粉酶和麥芽糖酶

C.麥芽糖酶D.纖維素酶

4.下列不是影響酶活性因素的是....（）

A.水的用量B,表面活性劑.C.酸堿度D.溫度

5.從環(huán)保上講，加酶洗衣粉比普通洗衣粉.好在哪種元素含量少甚至沒有（）

A.NB.PC.CaD.Mg

6.下列關(guān)于加酶洗衣粉說法不正確的是（）

A.加酶洗衣粉的效果總比普通洗衣粉的效果好

.B.加酶洗衣粉效果的好壞受很多因素影響

c.加酶洗衣粉中目前常用的酶制劑有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶

D.加酶洗衣粉相對普通洗衣粉講有利于環(huán)保

7.加酶洗衣粉不能用沸水溶解，這說明了酶的作用（）

A.適于低溫下催化B.具有高效性C.具有專一性D.需適宜的溫度

8.下列有關(guān)酶的敘述，不正確的是……（）

A.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的

B.酶主要是一類特殊的蛋白質(zhì)

C.酶只在細(xì)胞內(nèi)起作用

D.酶能使生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)在常溫、常壓條件下迅速而順利地進(jìn)行

9.下列驗(yàn)證某種加酶洗衣粉，需要的最適溫度實(shí)驗(yàn)正確的是…（）

A.取一系列不同溫度、其他條件相同的水。加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪

一個溫度中酶的效果最好

B.在不同溫度的水中，加入不等量洗衣粉?？茨姆N效果好

C.將加酶洗衣粉加入30℃水中發(fā)現(xiàn)不如加到45℃的水中洗滌效果好，說明45℃為最

適溫度

D.將加酶洗衣粉與普通洗衣.粉分別加入37℃的水中洗滌同樣的污物，發(fā)現(xiàn)加酶洗衣粉

.效果好，說明加酶洗衣粉的最適溫度為37℃

10.蛋白酶洗衣粉容易洗去奶漬、血漬，可是不易洗去汗?jié)n，這體現(xiàn)了酶的（）

A.高效性B.專一性C.需適宜的條件D.多樣性

二、非選擇題

11.普通洗衣粉中含的磷較多，排入水域后，會引起水體的現(xiàn)象，所以現(xiàn)在的洗滌劑

朝方向發(fā)展。

12.使用加酶洗衣粉時必須注意以下幾點(diǎn)：

①—能使蛋白酶水解，因此，蛋白質(zhì)類織物就不能用加酶洗衣粉洗滌；

②使用加酶洗衣粉時。必須注意洗滌用水的；

③加酶洗衣粉不宜長期存放，存放時間過長會導(dǎo)致?lián)p失；

④添加了—的洗衣粉可以分解人體皮膚表面蛋白質(zhì)。

13.圖4—6中A、B、c三圖依次表示酶濃度一定時，反應(yīng)速度和反應(yīng)物濃度、溫度、pH的

關(guān)系。請據(jù)圖回答下列問題：

A反應(yīng)物濃度B溫度

圖4—6

(1)圖A中，反應(yīng)物濃度達(dá)到一定時，反應(yīng)速度不再上升，其原因是o

(2)圖B中，a點(diǎn)所對應(yīng)的溫度為0

⑶圖B中，a點(diǎn)到b點(diǎn)的曲線急劇下降，其原因是0

(4)圖C表示了催化反應(yīng)的速度變化曲線。

A.唾液淀粉酶B.胃蛋白酶

C.胰蛋白酶D.植物淀粉酶

14.現(xiàn)有3%的過氧化氫溶液、pH緩沖液、研磨的新鮮肝臟、試管、滴管等藥品和實(shí)驗(yàn)器具,

請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究過氧化氫酶的最適pH。

15.酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)易發(fā)生改變，體現(xiàn)了蛋白質(zhì)的—特點(diǎn)，所以溫度、

pH都易引起酶活性的改變。

參考答案：

一、RNA催化高效、專一溫度、pH

1.酶制劑蛋白酶脂肪酶

2.甘油脂肪酸多肽肽酶

3.堿性蛋白.堿性脂肪堿性蛋白血漬奶漬

氨基酸小分子的肽

二、單一變量原則對照原則等量原則使用不同種類對照

(二)典例精析

1.解析：因?yàn)榧用赶匆路壑泻牡鞍酌篙^多，蛋白酶可將蛋白質(zhì)分解，所以蛋白質(zhì)類纖維

織物不能用加酶洗衣粉洗滌。

答案：D

2.解析：（1）只有通過比較，才能說明活性高低，所以需有加酶洗衣粉與普通洗衣粉之間

的對照，同時油污褪色時間不能由其他變量干擾，這樣的組合只能為1與2或3與4,結(jié)合

題干是加酶洗衣粉效果好，所以只能為1與2的組合。（2）由題意知變量為溫度不同對酶的

影響，所以應(yīng)為1與3的組合。

答案：⑴1與2（2）1與3

基礎(chǔ)自測

一、1.B2.D3.B4.A5.B6.A7.D8.C9.A10.B

二、11.富營養(yǎng)化低磷、無磷

12.堿性蛋白酶溫度酶活性堿性蛋白酶

13.（1）受反應(yīng)液中酶濃度的限制（2）酶反應(yīng)的最適溫度（3）溫度升高使酶活性下降

（4）C

14.（1.）將5支（或更多）試管編號，分別注入10mL3%的過氧化氫溶液。（2）向各試管

中加入相應(yīng)的pH緩沖液，使各試管中的反應(yīng)液的pH按梯度變化依次穩(wěn)定在5.0,6.5,7.0,

7.5,8.0（或按試管數(shù)設(shè)置相應(yīng)的pH梯度變化溶液）。⑶分別向各.試管中加入等量的薪鮮

肝臟研磨液。（4）記.錄單位時間內(nèi)各試管中氣泡生成景，或用排氣法收集單位時間內(nèi)產(chǎn)生的

氧氣。（5）通過分析各試管中氧氣的生成量，說明過氯化氫酶的最適pH。

15.變性

課題3酵母細(xì)胞的固定化

學(xué)習(xí).目標(biāo)

1.說出固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理。

2.嘗試制備固定化酵母細(xì)胞，并利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。

學(xué)習(xí)重點(diǎn)：制備固定化酵母細(xì)胞。

學(xué)習(xí)難點(diǎn)：制備固定化酵母細(xì)胞。

學(xué)習(xí)過程

（一）課題背景

酶：優(yōu)點(diǎn)：催化效率高，低耗能、低污染，大規(guī)模地應(yīng)用于食品、化工等各個領(lǐng)域。

實(shí)際問題：對環(huán)境條件敏感，易失活；溶液中的酶很難回收，不能再次利用，提高了生

產(chǎn)成本；反應(yīng)后的酶會混合在產(chǎn)物中，如不除去，會影響產(chǎn)品質(zhì)量。

］設(shè)想：_________________________________________

固定化酶：優(yōu)點(diǎn)

實(shí)際問題：一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物的形成都

是通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的

]設(shè)想：:

固定化細(xì)胞：優(yōu)點(diǎn)_____________________________

（二）、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例

高果糖漿是指____________________________________

能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖的酶是O使用固定化酶技術(shù)，將

這種酶固定在一種上，再將這些酶顆粒裝到一個反應(yīng)柱內(nèi),柱

子底端裝上分布著許多小孔的—。酶顆粒無法通過篩板的小孔,而反應(yīng)

溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，

使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱,與接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反

應(yīng)柱的下端流出。反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了

果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。

（三）、固定化細(xì)胞技術(shù)

固定化酶和固定化細(xì)胞是利用或方法將酶或細(xì)胞固定

在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括、和法。一般

來說，酶更適合采用和法固定，而細(xì)胞多采用

法固定化。這是因?yàn)榧?xì)胞個大，而酶分子很小；個大的難以被

或,而個小的酶容易從中漏出。

包埋法法固定化細(xì)胞即將微生物細(xì)胞包埋在不溶于水的

中。常用的載體有、、、和

等。

工思考對固定酶的作用影響較小的固定方法是什么？

K思考23將谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)固定

（）；若將蛋白質(zhì)變成氨基酸，應(yīng)當(dāng)固定（—）?

（四）、實(shí)驗(yàn)操作

（1）制備固定化酵母細(xì)胞

制備固定化酵母細(xì)胞需要的材料是、和

1.酵母菌的活化

活化就是處于一狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。

2.配制物質(zhì)的量嘗試為0.05mol/L的Cacb溶液

3.配制海藻酸鈉溶液

加熱溶化海藻酸鈉時要注意：____________________________________________________

4.海藻酸鈉溶液與酵母菌細(xì)胞混合

5.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的

溶液中，并浸泡（時間）。

（2）用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵

1.將固定好的酵母細(xì)胞用沖洗2-3次。

2.發(fā)酵時的溫度就為,時間。

工思考43加熱溶化海藻酸鈉時微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？

（思考53為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞？

K思考62發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封？

工思考7X錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？

K思考8』在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，需要無菌操作碼？

（五）、結(jié)果分析與評價

（一）觀察凝膠珠的顏色和形狀

如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低,固定的酵母細(xì)胞數(shù)

目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗,需

要再作嘗試。

（二）觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液

利用固定的酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多,同時會聞

到o

反饋練習(xí)

1.使用固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是（.）

A.能催化大分子物質(zhì)的水解B.可催化一系列化學(xué)反應(yīng)

C.與反應(yīng)物易接近.D.有利于酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用

2.酶的固定方法不包括（）

A.將酶.吸附在固體表面上

B.將酶相互連接起來

C.將酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里

D.將酶制成固體酶制劑，如加酶洗衣粉中的酶

3.下列關(guān)于酶制劑的敘述錯誤的是（）。

A.酶制劑是包含酶的制品B.包內(nèi)酶和包外酶均可用于制成酶制品

C.酶制品的生產(chǎn)包括酶的生產(chǎn)、提取、分離純化和固定化等

D.固定化細(xì)胞不屬于酶制劑

4.如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采用那種方法催化受限制（）。

A.直接使用酶B.使用化學(xué)方法結(jié)合的酶

C.使用固定化細(xì)胞D.使用物理吸附法固定的酶

5.下列關(guān)于酶和細(xì)胞的固定敘述不正確的是（）。

A.酶分子很小，易采用包埋法

B.酶分子很小，易采用化學(xué)結(jié)合或物理吸附法固定的酶

C.細(xì)胞個大，難被吸附或結(jié)合D.細(xì)胞易采用包埋法固定

6.關(guān)于固定化酶的敘述不正確的是（）。

A.既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物分離

B.固定在載體上的酶可被反復(fù)利用

C.可催化一系列反應(yīng)D.酶的活性和穩(wěn)定性受到限制

7.固定化細(xì)胞對酶的活性影響最小，根本原因是（）。

A.避免了細(xì)胞破碎、酶的提取純化過程

B.固定化細(xì)胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)發(fā)揮作用

C.促化反應(yīng).結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用

D.細(xì)胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中有效的發(fā)揮作用

8.關(guān)于酵母細(xì)胞活化的說法，不正確的是()。

A.酵母細(xì)胞活化就是由無氧呼吸變成有氧呼吸

B.活化就是讓處于休眠狀態(tài)的細(xì)胞恢復(fù)生活狀態(tài)

C.酵母細(xì)胞活化所需要的時間較短D.酵母細(xì)胞活化后體積增大

9.下列關(guān)于酶的敘述中正確的是()。

A.酶都提取于動植物細(xì)胞

B.酶制劑能夠重復(fù)利用

C.果酒和果汁能夠用酶制劑澄清

D.酶固定后稱為酶制劑

10.對配制海藻酸鈉溶液的敘述不準(zhǔn)確的是()o

A.加熱使海藻酸鈉溶化是操作中最重要的一環(huán)

B.海藻酸鈉的濃度涉及固定化細(xì)胞的質(zhì)量

C.海藻酸鈉的濃度過高，易形成凝膠珠

D.海藻酸鈉的濃度過低，形成凝膠珠內(nèi)包埋細(xì).胞過少

11.目前，日用化工廠大量生產(chǎn)的酶制劑，其中的酶大都來自()

A.化學(xué)合成B動物體內(nèi)

C植物體內(nèi)D微生物.體內(nèi)

12.下圖為固定化酶的反應(yīng)柱示意圖，請據(jù)圖回答：

(1)請請?jiān)跈M線上填出各標(biāo)號名稱.①

②____________

(2)與一般酶制劑相比，固定化酶的突出優(yōu)點(diǎn)

是和,

固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是O

(3)③的作用是o

(4)制作固定葡萄糖異構(gòu)酶所用的方式有

或O

(5)據(jù)圖說出反應(yīng)柱的作用原理_____________________________________

13.下圖是制備固定化酵母細(xì)胞實(shí)驗(yàn)步驟圖解，請據(jù)圖回答：

酵母細(xì)胞活化一配制CaCk溶液一配置海藻酸鈉溶液一海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合一固定

化酵母細(xì)胞

(1)在_______________狀態(tài)下，微生物處于休眠狀態(tài)?；罨褪亲屘幱谛?/p>

眠狀態(tài)的微生物恢復(fù)狀態(tài)?；罨皯?yīng)選擇足夠大的容器，因?yàn)榻?/p>

母細(xì)胞活化時..o(2)影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵步驟是。

(3)如果海藻酸鈉濃度過低，形成凝膠珠包埋酵母細(xì)胞數(shù)目。

(4)觀察形成凝膠珠的顏色和形狀，如果顏色過淺，說明

如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，說明。

(5)制備固定化酶不宜用包埋法，為什么？

參考答案

（一）能否有一種方法使酶發(fā)揮它的優(yōu)點(diǎn)，而沒有這些缺點(diǎn)？酶既能與反應(yīng)物接觸，又

能與產(chǎn)物分離，同時，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用。.細(xì)胞中有多種酶，能否

用固定化酶類似的技術(shù)來處理細(xì)胞？成本低，操作更容易

（二）果糖含量為42%的糖漿葡萄糖異構(gòu)酶顆粒狀的載體上篩板葡萄糖異構(gòu)酶

（三）物理化學(xué)包埋化學(xué)結(jié)合法物理吸附法化學(xué)結(jié)合法、物理吸附法包

埋法難以化學(xué)結(jié)合吸附包埋料中均勻多孔性載體明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、

醋酸纖維素和聚丙烯酰胺等

（四）干酵母CaCh海藻酸鈉溶液休眠微火加熱并不斷攪拌，防止海藻酸南焦糊

CaCl230分鐘25℃24h。

思考1吸附法思考2細(xì)胞酶思考4防止海藻酸南焦糊思考5防止高溫殺

死酵母細(xì)胞思考六酵母菌的酒精發(fā)酵需要缺氧條件

思考7酵母菌進(jìn)行.無氧呼吸產(chǎn)生的。思考8需要。

BDDCACDACCD

12、答案：（1）反應(yīng)柱；固定化酶；分布著小孔的篩板（2）既能與反應(yīng)物接觸，又

能與反應(yīng)物分離；能被反復(fù)利用，成本更低，操作更容易（3）酶顆粒無法通過篩板上的

小孔，反應(yīng)溶液可自由出入。（4）將.酶相互連接起來；將酶吸附在載體表面上（5）反應(yīng)

物溶液從反應(yīng)柱上端注入，使反應(yīng)物溶液流過反應(yīng)柱，與固定.化酶接觸，得到產(chǎn)物，從反

應(yīng)柱下端流出。

13.、答案：（1）缺水；正常生活狀態(tài)；體積增大（2）配制海藻酸鈉溶液；（3）少

（4）固定化酵母細(xì)胞數(shù)目較少；海藻酸鈉濃度偏高，制作失敗

（5）因?yàn)槊阜肿雍苄?，容易從包埋材料中露?/p>

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.說出固定化酶和固定化細(xì)胞的作用和原理。

2.嘗試制備固定化酵母細(xì)胞，并利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行酒精發(fā)酵。

學(xué)習(xí)重點(diǎn)：制備固定化酵母細(xì)胞。

學(xué)習(xí)難點(diǎn)：制備固定化酵母細(xì)胞。

學(xué)習(xí)過程

（一）課題背景

酶：優(yōu)點(diǎn)：催化效率高，低耗能、低污染，大規(guī)模地應(yīng)用于食品、化工等各個領(lǐng)域。

實(shí)際問題：對環(huán)境條件敏感，易失活；溶液中的酶很難回收，不能再次利用，提高了生

產(chǎn)成本；反應(yīng)后的酶會,混合在產(chǎn)物中，如不除去，會影響產(chǎn)品質(zhì)量。

V

設(shè)想：_________________________________________

固定化酶：優(yōu)點(diǎn)________________________________________________________________

實(shí)際問題：一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)，而在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多產(chǎn)物的形成都

是通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的

V

設(shè)想：_____________________________________________________________

固定化細(xì)胞：優(yōu)點(diǎn)_____________________________

（二）、固定化酶的應(yīng)用實(shí)例

高果糖漿是指____________________________________

能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖的酶是o使用固定化酶技術(shù)，將

這種酶固定在一種___________上，再將這些酶顆粒裝到一個反應(yīng)柱內(nèi),柱

子底端裝上分布著許多小孔的—?酶顆粒無法通過篩板的小孔,而反應(yīng)

溶液卻可以自由出入。生產(chǎn)過程中，將葡萄糖溶液從反應(yīng)柱的上端注入，

使葡萄糖溶液流過反應(yīng)柱，與接觸，轉(zhuǎn)化成果糖，從反

應(yīng)柱的下端流出。反應(yīng)柱能連續(xù)使用半年，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了

果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。

（三）、固定化細(xì)胞技術(shù)

,固定化酶和固定化細(xì)胞是利用或方法將酶或細(xì)胞固定

在一定空間內(nèi)的技術(shù)，包括、和法。一般

來說，酶更適合采用和法固定，而細(xì)胞多采用

法固定化。這是因?yàn)榧?xì)胞個大，而酶分子很?。粋€大的難以被

或,而個小的酶容易從中漏出。

包埋法法固定化細(xì)胞即將微生物細(xì)胞包埋在不溶于水的

中。常用的載體有、、、和

等。

K思考對固定酶的作用影響較小的固定方法是什么？

K思考23將谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的發(fā)酵過程變?yōu)檫B續(xù)的酶反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)固定（）；

若將蛋白質(zhì)變成氨基酸，應(yīng)當(dāng)固定（—）?

（四）、實(shí)驗(yàn)操作

（D制備固定化酵母細(xì)胞

制備固定化酵母細(xì)胞需要的材料是、和

1.酵母菌的活化

活化就是處于狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。

2.配制物質(zhì)的量嘗試為0.05mol/L的CacL溶液

3.配制海藻酸鈉溶液

加熱溶化海藻酸鈉時要注意:____________________________________________________

4.海藻酸鈉溶.液與酵母菌細(xì)胞混合

5.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的

溶液中，并浸泡（時間）。

（2）用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵

1.將固定好的酵母細(xì)胞用沖洗2-3次

2.發(fā)酵時的溫度就為,時間o

（思考43加熱溶化海藻酸鈉時微火加熱并不斷攪拌的目的是什么？

（思考53為什么要海藻酸鈉溶液冷卻后才能加入酵母細(xì)胞？

工思考6H發(fā)酵過程中錐形瓶為什么要密封？

II思考7》錐形瓶中的氣泡和酒精是怎樣形成的？

K思考81在利用固定化酶或固定化細(xì)胞進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，需要無菌操作碼？

（五）、結(jié)果分析與評價

（一）觀察凝膠珠的顏色和形狀

如果制作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度偏低,固定的酵母細(xì)胞數(shù)

目較少；如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明海藻酸鈉的濃度偏高，制作失敗,需

要再作嘗試。

（二）觀察發(fā)酵的葡萄糖溶液

利用固定的酵母細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)生酒精，可以看到產(chǎn)生了很多,同時會聞

到o

反饋練習(xí)

1.使用固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是（）

A.能催化大分子物質(zhì)的水解B.可催化一系列化學(xué)反應(yīng)

C.與反應(yīng)物易接近D.有利于酶在細(xì)胞外發(fā)揮作用

2.酶的固定方法不包括（）

A.將酶吸附在固體表面上

B.將酶相互連接起來

C.將酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里

D.將酶制成固體酶制劑，如加酶洗衣粉中的酶

3.下冽關(guān)于酶制劑的敘述錯誤的是（）。

A.酶制劑是包含酶的制品

B.包內(nèi)酶和包外酶均可用于制成酶制品

C.酶制品的生產(chǎn)包括酶的生產(chǎn)、提取、分離純化和固定化等

D.固定化細(xì)胞不屬于酶制劑

4.如果反應(yīng)物是大分子物質(zhì)，采用那種方法催化受限制（）。

A.直接使用酶B.使用化學(xué)方法結(jié)合的酶

C.使用固定化細(xì)胞D.使用物理吸附法固定的酶

5.下列關(guān)于酶和細(xì)胞的固定敘述不正確的是（）。

A.酶分子很小，易采用包埋法

B.酶分子很小，易采用化學(xué)結(jié)合或物理吸附法固定的酶

C.細(xì)胞個大，難被吸附或結(jié).合

D.細(xì)胞易采用包埋法固定

6.關(guān)于固定化酶的敘述不正確的是（）。

A.既能與反應(yīng)物接觸，又能與反應(yīng)物分離

B.固定在載體上的酶可被反復(fù)利用

C.可催化一系列反應(yīng)

D.酶的活性和穩(wěn)定性受到限制

7.固定化細(xì).胞對酶的活性影響最小，根本原因是（）。

A.避免了細(xì)胞破碎、酶的提取純化過程

B.固定化細(xì)胞在多種酶促反應(yīng)中連續(xù)發(fā)揮作用

C.促化反應(yīng)結(jié)束后，能被吸收和重復(fù)利用

D.細(xì)胞結(jié)構(gòu)保證了各種酶在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)中有效的發(fā)揮作用

8.關(guān)于酵母細(xì)胞活化的說法，不正確的是()o

A.酵母細(xì)胞活化就是由無氧呼吸變成有氧呼吸

B.