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1、第4节固定化酶的制备和应用,学习导航 1.学会固定化酶的制备。 2检测牛奶中乳糖的分解。,一、固定化酶的制备 1固定化乳糖酶的制备 (1)实验原理 将酶与凝胶混合，酶即包埋在凝胶内部的 _中，这样酶分子被“网”在凝胶内部不易泄露，而_易通过凝胶孔与酶接触，从而达到将酶固定的目的。,微孔,底物和产物,(2)实验步骤,乳糖,磷酸,乳糖酶,缓冲液,载体,吸附,交联,包埋,(3)优点 固定化酶既能与反应物接触，又能对_耐受力增强，提高热稳定性，可以反复使用。,酸、碱,(1)固定化乳糖酶的制备所用方法是吸附法() (2)制备固定化乳糖酶用到缓冲溶液的目的是维持乳糖酶的活性() (3)乳糖酶的学名为D半乳
2、糖苷水解酶，其作用是将乳糖分解为葡萄糖(),判一判,二、固定化酶的应用 1检测牛奶中乳糖的分解 (1)实验原理 乳糖酶可以将乳糖分解为_，还原糖可和斐林试剂反应产生砖红色化合物，根据化合物颜色的深浅变化，可以了解乳糖酶的作用活性。,半乳糖和葡萄糖,(2)实验步骤,巴氏,固定化酶,灭过菌,滤液,斐,林试剂,双氧水,固定化酶回收时需用体积分数0.05%双氧水洗 涤，其目的是什么？ 【提示】以防止固定化酶被微生物污染。,想一想,2固定化乳糖酶的应用 (1)需考虑的问题： 固定化酶本身的特点。 乳糖酶的来源和性质。 (2)不同来源乳糖酶的特点及应用,酸性乳清,乳制品,1固定化技术的发展过程,2固定化方
3、法 (1)包埋法：是指将酶或细胞包裹在多孔的载体中，如将微生物细胞包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹在醋酸纤维素等半透性高分子膜中。(如图所示),(2)化学结合法：是指将酶分子相互结合，或将其结合到载体上的固定方式。其显著特点是工艺简便及条件温和，载体选择范围很大。化学结合法中常见的有交联法(如图所示)、共价结合法、离子结合法等。,(3)物理吸附法：是指将酶吸附到固体吸附剂表面的方法。固体吸附剂多为活性炭、多孔玻璃等，如图所示。,3.固定化酶的反应柱及工作原理(以高果糖浆的生产为例),使用固定化酶技术，将生产高果糖浆需要的葡萄糖异构酶固定在一种颗粒状的载体上，再将这些酶颗粒装到一个反应
4、柱内，如图。柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应 柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果 糖，从反应柱的下端流出。,(2012北京人大附中高二检测)下图为固定化酶的反应柱示意图，请据图完成下列问题：,(1)请在横线上填出各标号名称： _； _； _。 (2)与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是_。 (3)的作用是_。,(4)据图说出反应柱的作用原理：_。 【思路点拨】从固定化酶的反应柱的组成、作用原理、固定化酶的优点、制作固定化酶的方式等方面分析。 【解析】与一般的酶制剂相比，
5、固定化酶不仅能与反应物充分接触，还能与产物分离，并且可以反复利用。,使用固定化酶技术往往利用一个反应柱，下端有一个分布着小孔的筛板，酶颗粒无法通过筛板，而反应液却可以自由出入。反应过程中，反应液从反应柱上端流入，流过反应柱，与固定化酶接触，产物从反应柱下端流出。,【答案】(1)反应柱固定化酶分布着小孔的筛板 (2)既能与反应物接触，又能与反应物分离 (3)酶颗粒无法通过筛板上的小孔，反应溶液可自由出入 (4)反应物溶液从反应柱上端注入，使反应物溶液流过反应柱，与固定化酶接触，得到产 物，从反应柱下端流出,关于固定化酶技术说法正确的是() A固定化酶技术就是固定反应物，将酶依附于载体，围绕反应物
6、旋转的技术 B固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应 C固定化酶中的酶无法重复利用 D固定化酶是将酶固定在一定空间的技术,变式训练,解析：选D。固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，其优点是酶被固定在一定装置内可重复利用，不足是无法同时解决一系列酶促反应。在固定过程中，固定的是酶而不是反应物，因此A、B、C均错误。,1性质 游离酶在水溶液中，酶分子与底物同处于液相中，几乎是十分邻近，酶固定化后，酶分子牢固地附着在载体上，处于与游离酶不同的微环境中，因此，固定化的结果往往引起酶性质的改变。,主要原因是：一方面是酶本身的变化，主要由于活性中心的氨基酸残基、空间结构和电荷状态发生
7、了改变；另一方面是载体的理化性质的影响。常常会引起底物特异性的改变、最适pH的改变、最适温度的改变等等。,2特点 固定化酶具体来说，是指经物理或化学方法处理，使酶变成不易随水流失即运动受到限 制，而又能发挥催化作用的酶制剂，不会比一般酶制剂的生物活力更强。,下列有关固定化酶应用的相关说法不正确的是() A比较乳糖酶的作用活力大小时，可以用斐林试剂检测还原性糖的方法来实现 B检测乳糖酶对乳糖的分解实验需设对照组 C实验用完的固定化酶可直接用作其他的实验，无需处理 D固定化酶的应用除了考虑固定化酶本身的特点以外，更要考虑酶的来源和性质,【解析】为了防止固定化酶被微生物污染，所以用完后的酶要进行消毒
8、处理。 【答案】C,(2012陕西交大附中高二检测)下列关于“检测牛奶中乳糖的分解”实验的叙述，错误的是() A实验所用的鲜牛奶要用巴氏灭菌法进行灭菌 B本实验遵循了对照原则 C半乳糖和葡萄糖均可与斐林试剂反应产生砖红色化合物 D砖红色越深，说明乳糖酶的作用活性越弱,变式训练,解析：选D。砖红色越深，说明还原糖(半乳糖和葡萄糖)含量越多，即乳糖酶的作用活性越强。,对直接使用酶和固定化酶的特点辨析不清 下列关于固定化酶的说法正确的是 () A酶被固定在不溶于水的载体上，可反复利用 B酶作为催化剂，反应前后结构不改变，所以固定化酶可永远利用下去,C酶由于被固定在载体上，所以丧失了高效性和专一性 D被固定化的酶其活性部位完整，所以不受高温、强碱、强酸等条件影响 【解析】固定化酶可以被反复利用，但并非能永远利用下去，故B项错误；固定化酶是将酶分子结合在特定支持物上且不影响酶的功能，不会使酶丧失高效性和专一性，故C项错误；固定化酶的活力仍受温度、pH等环境条件的影响，故D项错误。,【答案】A 【纠错总结】,
