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1、加酶洗衣粉和固定化细胞(或酶)、【教学内容及课标考点要求】课标要求考点展示1、加酶洗衣粉去除衣服污渍的原理2、去除衣物上油渍、汗渍、血渍的方法和验证加酶洗衣 粉的洗涤效果3、探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果4、固定化酶、固定化细胞的应用、原理和意义5、制备固定化酶、固定化细胞的一般方法及固定化酵母 细胞的制备方法及应用1、加酶洗衣粉去除衣服污渍的原 理2、探究不冋温度条件下加酶洗衣 粉的洗涤效果3、固定化酵母细胞的制备方法和 过程4、固定化酵母细胞制备过程中的 注意事项5、固定化酶与固定化细胞区别二、重要的结论性语句1加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪
2、酶、淀粉 酶和纤维素酶，其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。2碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽， 使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素 水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。3固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括 包埋法、化学结合法和物理吸附法。4、一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定，而细胞多采用包埋法固定化。 原因：因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被吸附或结合，而个小的酶容易从包埋材 料中漏出。5、固定化酶优点：使酶
3、既能与反应物接触，又能与产物分离，还可以被反复利用。 固定化细胞优点：成本更低，操作更容易，可以催化一系列的化学反应。6、配制海藻酸钠溶液要注意：小火、间断加热；如果加热太快，海藻酸钠会发生焦糊。7、如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低，固定的酵母细胞数目较 少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败，需要再 作尝试。8、CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。三、重、难点知识归类、整理1常用酶制剂的种类及洗涤原理种类洗涤原理洗涤实例蛋白酶可将蛋白质水解为易溶解或分散于洗涤液中的小分子 肽或氨基酸血渍、奶渍及各种食品 类的蛋白
4、质污垢脂肪酶把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸油渍、人体皮脂、口红淀粉酶能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等来自面条、巧克力等的 污垢纤维素酶使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处的尘土 和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果2.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物上污渍的洗涤效果(1)实验过程取大烧杯两只，用量筒量取等量水放入其中。 将制好的污染布块和洗衣粉(一组为污染布块与普通洗衣粉，一组为污染布块与加酶洗衣粉) 分别放入两只烧杯中。 用玻璃棒同时充分搅拌。一段时间后再搅拌，可重复进行。 相同的时间后观测洗涤效果。(2) 结果分析与注意事项 加酶洗衣粉有很多种，注意实验
5、用的加酶洗衣粉的说明，是单一加酶洗衣粉，还是复合加 酶洗衣粉。 所滴加的污染物种类与实验结果有着密切的关系。 洗涤材料可选用纯棉制品。 3探究不同温度对加酶洗衣粉的洗涤效果 根据不同季节的温度设置水温确认适于不同季节使用的洗衣粉，应根据当地一年中的实 际气温变化来确定水温，通常情况下，冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5C、15C、25 C 和35 C的水温，因为这4个水温较符合实际情况，对现实也具指导意义。【特别提醒】 在探究温度或pH的影响时，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间构成了相互对照， 通过相互对照可确定酶的活性的温度或pH的最适值。 在混合反应物和酶之前，一定要让两者分别达到相
6、应的条件。这样可以避免底物和酶在混 合时条件变化而影响实验结果。4探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果(1) 实验原理：酶的催化作用具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，与单一加酶 洗衣粉相比，对各种污渍都有较好的洗涤效果。(2) 实验变量 自变量：加酶洗衣粉的种类。 无关变量：其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。(3) 实验步骤步骤烧杯编号III皿注入自来水500 mL500 mL500 mL加入物质(等量)奶渍布奶渍布奶渍布控制水温37 C37 C37 C加入洗衣粉蛋白酶复合酶脂肪酶(等量)洗衣粉洗衣粉洗衣粉用玻璃棒搅拌5 min5 min5 min观察实验现象5直接使用酶、固定化酶
7、、固定化细胞的比较直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种数一种或几种一种一系列酶常用载体高岭土、皂土、硅胶、 凝胶明胶、琼脂糖、海藻 酸钠、醋酸纤维素、 聚丙烯酰胺制作方法化学结合固定化、物 理吸附固定化包埋法固定化是否需要营养物质否否是催化反应单一或多种单一一系列反应底物各种物质(大分子、小 分子)各种物质(大分子、小 分子)小分子物质缺点对环境条件非常敏 感，易失活；难回 收，成本高，影响产 品质量不利于催化一系列的 酶促反应反应物不易与酶接 近，尤其是大分子物 质，反应效率下降优点催化效率高、耗能低、低污染 既能与反应物接 触，又能与产物分离； 可以反复利用成本低、操作容易6. 制备固定化酵
8、母细胞的实验注意事项(1) 酵母细胞的活化酵母细胞需要的活化时间较长，一般需要0.51 h,需要提前做好准备。此外，酵母细胞活 化时体积会变大，因此活化前应该选择体积足够大的容器，以避免酵母细胞的活化液溢出容 器外。(2) 海藻酸钠溶液的浓度 海藻酸钠溶液的配制是固定化酵母细胞的关键，因为如果海藻酸钠溶液浓度过高，将很难形 成凝胶珠；如果浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数量少，都会影响实验效果。(3) 海藻酸钠溶液配制注意事项 对海藻酸钠溶化时要小火或间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊； 将溶化后的海藻酸钠先冷却至室温，再与酵母细胞混合，避免高温杀死酵母细胞； 固定化酵母细胞时，应将海藻酸
9、钠酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl溶液中，而2 不是注射，以免影响凝胶珠的形成。CaCl2溶液的作用CaCl溶液的作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。2四、例题解析【例1】某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定a淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。 实验结果见下表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通a淀粉酶量相同)。实验表明1号 试管中淀粉未被水解，你认为最可能的原因是()。1号试管2号试管固定化淀粉酶V普通a淀粉酶V淀粉溶液VV60 C保温5分钟取出冷却至室温，滴加碘液现象变蓝不变蓝A. 实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性B. 淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触
10、C水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解D.实验程序出现错误，试管中应先加入碘液后保温 例 2】 下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是()。A. 固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B. 固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C. 利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件D. 利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物 例 3】 下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是( )。A. 酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶B. 透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离与纯化C. 棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤D多酶片中的胃蛋白酶位于片
11、剂的核心层【例4】固定化酶是从 20世纪 60年代迅速发展起来的一种技术。科研人员用海藻酸钠作为包 埋剂来固定小麦酯酶，以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。酶活力为固定化酶催化 化学反应的总效率，包括酶活性和酶的数量。图甲、乙、丙为部分研究结果。下列有关叙述中，错误的是（A. 由甲图可知，固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强B. 由乙图可知，浓度为3%的海藻酸钠包埋效果最好C. 由丙图可知，固定化酯酶一般可重复使用3次，之后若继续使用则酶活力明显下降D. 固定化酶的酶活力较高，主要原因是增加了酶与底物的接触面积【例 5】（多选题）加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮（橘络），会产生严重
12、污染。目前使 用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的 4 类微生物，可以大量产生所用酶的有（）。B.生长在酸奶中的乳酸菌D.生长在木屑上的木霉A. 生长在麦麸上的黑曲霉C. 生长在棉籽壳上的平菇例6】（多选题）图 1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图 2 是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述正确的是 （）。图2注射器 海藻酸钠与 酵母菌混合液79 二 U 二尸_zo 二-3 JOZ搅拌器 C3宅冏一固定化酵母一 一玖X溶液溶液图1A. 刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液B. 图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠C. 图2发酵过
13、程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触D. 图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中五、课后练习1、某学生进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的课题研究。他的实验设计如下： 设置2组实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉 2组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部设置相同 根据污渍去除程度得出结果 对这个实验的评价，正确的是()。A. 未设置对照实验B.无关变量设置太多C.没有自变量D.因变量不能描述2. 下列有关固定化酶和固定化细胞的说法正确的是()。A. 某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应B. 固定化
14、细胞技术一次只能固定一种酶C. 固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都可在细胞外起作用D. 固定化酶和固定化细胞都能反复使用，但酶的活性迅速下降3. 下列对“探究某种加酶洗衣粉使用的最适温度”的说法，最合理的是()。A. 加酶洗衣粉在30 C的水中洗涤效果不如45 C时好，说明45 C为最适温度B. 在不同温度的水中，加入相同的污物及不等量的洗衣粉，看哪种效果好C. 取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入等量相同的污物及等量相同的加酶洗衣 粉，看哪一个温度下洗衣粉的洗涤效果最好D. 将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37 C的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉 效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37 C4. 酶制剂、固定化酶、固定化细胞已经广泛应用于各个领域，下列叙述错误的是()A. 90C高温会使TiqDNA聚合酶失去催化活性B. 制备固定化酶的方法主要有包埋法、交联法和吸附法C. 固定化酶固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D. 固定化细胞可以催化一系列酶促反应5. 下列有关固定化酵母技术的叙述中正确的是 ()A. 实验中需要先利用蒸馏水消耗酵母细胞中的有机物B. 若制备的凝胶珠的颜色泛白，可能是由于海藻酸钠的浓度偏低C. 实验中使用CaCl2溶液处理的目的是使酵母细胞处于感受态，提高发酵效率D. 固定化酵
