选修一：酶的研究与应用ppt课件

《选修一：酶的研究与应用ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《选修一：酶的研究与应用ppt课件（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、加酶洗衣粉加酶洗衣粉普通洗衣粉普通洗衣粉哪个洗涤效果好？为什么？哪个洗涤效果好？为什么？探究加酶洗衣粉的洗涤效果探究加酶洗衣粉的洗涤效果 【教材回扣教材回扣】在在课课前前时间时间通通过阅读过阅读教材、同学交流和教材、同学交流和讨讨论论，完成下列，完成下列问题问题，并初步巩固。，并初步巩固。一、基一、基础础知知识识【活活动动1 1】阅读阅读教材教材 “ “课题课题背景背景”及及“基基础础知知识识”，讨论讨论并回答并回答下列下列问题问题：1 1（识记识记）加）加酶酶洗衣粉是指含有洗衣粉是指含有 的洗衣粉，常用的的洗衣粉，常用的酶酶制制剂剂有四有四类类： 、 、 、 。其中。其中应应用用最广泛、效果

2、最明最广泛、效果最明显显的是的是 和和 。2 2（理解）碱性蛋白（理解）碱性蛋白酶酶为为什么具有很什么具有很强强的去的去污污能力？能力？3 3（识记识记）影响）影响酶酶活性的因素有活性的因素有 、 和和 。4（识记）酶能直接添加到洗衣粉中吗？为什么？科学家是如（识记）酶能直接添加到洗衣粉中吗？为什么？科学家是如何解决这一难题的？何解决这一难题的？【讨论讨论】（理解）为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？（理解）为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？蛋白酶蛋白酶脂肪酶脂肪酶淀粉酶淀粉酶纤维素酶纤维素酶酶制剂酶制剂碱性蛋白酶碱性蛋白酶碱性脂肪酶碱性脂肪酶酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍中大分子蛋白

3、质分解成可溶性小分子肽和氨基酸酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍中大分子蛋白质分解成可溶性小分子肽和氨基酸温度温度酸碱度酸碱度表面活性剂表面活性剂加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。磷、无磷的方向发展。不能，因为洗衣粉中的表面活性物质会影响酶的活性。将基因工程生产不能，因为洗衣粉中的表面活性物质会影响酶的活性。将基因工程生产出的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其它成分隔离开来。出的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其它成分隔离开来。注意：纤维素酶不能直接去除衣物上的污垢，注意：纤维素

4、酶不能直接去除衣物上的污垢，但能使纤维的结构变得但能使纤维的结构变得 ；去除表面的；去除表面的 。蓬松蓬松浮毛浮毛1 1 1 1、该洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，说明该洗衣粉中、该洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，说明该洗衣粉中、该洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，说明该洗衣粉中、该洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，说明该洗衣粉中加入的是什么酶？为什么？加入的是什么酶？为什么？加入的是什么酶？为什么？加入的是什么酶？为什么？蛋白酶，因为血渍和奶渍的主要成分是蛋白质，蛋白酶能分蛋白酶，因为血渍和奶渍的主要成分是蛋白质，蛋白酶能分蛋白酶，因为血渍和奶渍的主要成分是蛋白质，蛋白酶能分蛋白酶，因为血渍和奶

5、渍的主要成分是蛋白质，蛋白酶能分解血渍和奶渍中的蛋白质。解血渍和奶渍中的蛋白质。解血渍和奶渍中的蛋白质。解血渍和奶渍中的蛋白质。2 2 2 2、为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时？、为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时？、为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时？、为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时？如何缩短衣物的浸泡时间？如何缩短衣物的浸泡时间？如何缩短衣物的浸泡时间？如何缩短衣物的浸泡时间？使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白质污渍；用温使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白质污渍；用温使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白质

6、污渍；用温使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白质污渍；用温水浸泡衣物。水浸泡衣物。水浸泡衣物。水浸泡衣物。3 3 3 3、为什么不能在、为什么不能在、为什么不能在、为什么不能在60606060以上的水中使用此洗衣粉？以上的水中使用此洗衣粉？以上的水中使用此洗衣粉？以上的水中使用此洗衣粉？碱性蛋白酶在碱性蛋白酶在碱性蛋白酶在碱性蛋白酶在30 30 30 30 50 50 时活性最强，在时活性最强，在时活性最强，在时活性最强，在70 70 就会失效就会失效就会失效就会失效；4.4.4.4.为什么用后须彻底清洗双手？为什么用后须彻底清洗双手？为什么用后须彻底清洗双手？为什么用后须彻底清洗双手？人

7、体皮肤细胞有蛋白质，如不人体皮肤细胞有蛋白质，如不人体皮肤细胞有蛋白质，如不人体皮肤细胞有蛋白质，如不彻底清洗皮肤受到彻底清洗皮肤受到彻底清洗皮肤受到彻底清洗皮肤受到腐蚀，会患过敏性皮炎、湿疹等。腐蚀，会患过敏性皮炎、湿疹等。腐蚀，会患过敏性皮炎、湿疹等。腐蚀，会患过敏性皮炎、湿疹等。活动主题活动主题：加酶洗衣粉比普通洗衣粉对衣物加酶洗衣粉比普通洗衣粉对衣物污垢的洗涤效果好。污垢的洗涤效果好。1.1.原理原理: :生活中各种污垢主要是蛋白质、脂质、淀粉等多种生活中各种污垢主要是蛋白质、脂质、淀粉等多种不溶于水的有机物，这些有机物在相应的蛋白酶、不溶于水的有机物，这些有机物在相应的蛋白酶、脂肪酶

8、和淀粉酶的作用下能水解成易溶于水的小分脂肪酶和淀粉酶的作用下能水解成易溶于水的小分子有机物。子有机物。2.2.实验组材料：实验组材料：加酶洗衣粉，同一品牌普通洗衣粉，加酶洗衣粉，同一品牌普通洗衣粉，大小相同大小相同的白纱布的白纱布2 2块（滴植物油），块（滴植物油），500mL500mL大烧杯大烧杯两个，玻璃棒两根，水浴锅一个等（温度恒定），两个，玻璃棒两根，水浴锅一个等（温度恒定），角匙两个，等等。角匙两个，等等。3.3.实验步骤实验步骤1 1）带有污染物的实验用布的制取：取）带有污染物的实验用布的制取：取同一质同一质地、大小相同地、大小相同的的白白纱布纱布2 2块，在上面分别滴加块，在上面

9、分别滴加4 4滴同种植物油滴同种植物油，放置至干燥（已准备好）。，放置至干燥（已准备好）。2)2)取取1000mL1000mL大烧杯大烧杯2 2只，只，编号甲、乙编号甲、乙，分别取，分别取500mL500mL水放入大烧杯中，水温调至水放入大烧杯中，水温调至4040。3 3）取）取等量等量的洗衣粉：分别用角匙取等量普通的洗衣粉：分别用角匙取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉，分别放入甲、乙两只洗衣粉和加酶洗衣粉，分别放入甲、乙两只烧杯中。烧杯中。4)4)向甲、乙两只烧杯分别放入制好的带有污向甲、乙两只烧杯分别放入制好的带有污染物的纱布，用染物的纱布，用玻璃棒边搅拌边观察玻璃棒边搅拌边观察。5) 5) 记

10、录记录洗涤效果洗涤效果。（1）在设计探究实验时应遵循什么原则？在设计探究实验时应遵循什么原则？遵循：遵循：对照对照原则，原则，单一单一变量原则变量原则控制其他变量：如水的用量、污染物控制其他变量：如水的用量、污染物的量，布的质地、大小、的量，布的质地、大小、洗衣粉洗衣粉的用的用量，搅拌及洗涤时间等。量，搅拌及洗涤时间等。（2）你认为应该控制的单一变量是：）你认为应该控制的单一变量是： 区别，其他条件区别，其他条件（如洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料（如洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料的大小和颜色、洗涤方式、洗涤时间等）完的大小和颜色、洗涤方式、洗涤时间等）完全相同。全相同。洗衣粉洗衣粉 的

11、种类的种类小组活动：小组活动：活动主题活动主题2：探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：水温的控制：通常情况下春、夏、秋、冬四季水温的控制：通常情况下春、夏、秋、冬四季可分别选取可分别选取 、 、 、 。15 35 25 5 其他条件如何控制？其他条件如何控制？洗涤方式洗涤方式,采用同一型号采用同一型号 洗衣机其洗衣机其机械搅拌作用好。机械搅拌作用好。相同相同 ；洗涤材料以（衣物、布料）作为实；洗涤材料以（衣物、布料）作为实验材料比较可行，做对照实验时可以控制验材料比较可行，做对照实验时可以控制布料的布料的 、 以及以及 （可（可用滴管控制）使其相同，同时也便于洗涤用

12、滴管控制）使其相同，同时也便于洗涤效果的比较；水量和洗衣粉用量与布料的效果的比较；水量和洗衣粉用量与布料的大小是成大小是成 正比正比 的。的。全自动全自动大小大小 颜色颜色 污物的量污物的量 二、二、实验设计实验设计【活活动动2 2】阅读阅读教材教材 “ “如何有效地控制如何有效地控制变变量量”，探究加，探究加酶酶洗衣粉洗衣粉的洗的洗涤涤效果：效果：1 1（分析）（分析）A A同学的同学的实验实验方案是否存在方案是否存在问题吗问题吗？请说请说明理由。明理由。2 2（分析）你是否同意（分析）你是否同意B B同学同学观观点？点？请说请说明理由。明理由。3 3（创创新）新）实验应控制的单一变量是实验

13、应控制的单一变量是普通洗衣粉和加酶洗衣粉普通洗衣粉和加酶洗衣粉的区别，的区别，其他条件如其他条件如洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料的大小洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料的大小和颜色、洗涤方式、洗涤时间和颜色、洗涤方式、洗涤时间等应相同且适宜等应相同且适宜 有问题。未说明控制相同的适宜温度；玻棒搅拌强度难于控制相同；有问题。未说明控制相同的适宜温度；玻棒搅拌强度难于控制相同；未确定布料颜色等未确定布料颜色等不同意。不同意。B B同学忽略了实验中变量的控制问题。同学忽略了实验中变量的控制问题。【活活动动3 3】阅读阅读教材教材 “ “考考虑实际虑实际生活中的具体情况生活中的具体情况”，探究温，

14、探究温度度对对加加酶酶洗衣粉效果的影响：洗衣粉效果的影响：1 1（设计设计）自）自变变量的量的设设置与控制：置与控制： 。2 2（设计设计）无关）无关变变量量设设置与控制：洗置与控制：洗涤涤方式采用方式采用 （半自（半自动动、全自、全自动动）比）比较较好，并且使用的洗衣机和洗好，并且使用的洗衣机和洗涤涤模模式式应应 ；实验实验材料以材料以 （衣物、布料）比（衣物、布料）比较较可行，做可行，做对对照照实验时实验时可以控制布料的可以控制布料的 、 以及以及 （可用滴（可用滴管控制）等使其相同，以便于比管控制）等使其相同，以便于比对对。3 3（记忆记忆）你）你认为认为一个完整的一个完整的实验实验方案

15、方案应应包括哪些基本内包括哪些基本内容？容？55、1515、2525、3535、4545、5555。全自动全自动布料布料大小大小颜色颜色污物量污物量课题名称、实验目的、实验原理、实验材料、实验步骤、实验结果、实验结论等。课题名称、实验目的、实验原理、实验材料、实验步骤、实验结果、实验结论等。相同相同活动活动4】探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的比较果的比较1（记忆）在探究不同种类的加酶洗衣粉实验中，（记忆）在探究不同种类的加酶洗衣粉实验中， 是自是自变量，而其他因素在实验中应保持变量，而其他因素在实验中应保持 ；（记忆）在探

16、究温度对加酶洗衣粉洗涤效果影响的实验中，（记忆）在探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果影响的实验中， 是自变量，而其他因素在实验中应保持不变。是自变量，而其他因素在实验中应保持不变。（分析）在该实验中，（分析）在该实验中，酶的种类和污渍种类酶的种类和污渍种类是自变量，而其他因是自变量，而其他因素在实验中应保持不变。素在实验中应保持不变。2（分析）有位同学打算用丝绸做实验材料，探讨加酶洗衣粉的（分析）有位同学打算用丝绸做实验材料，探讨加酶洗衣粉的洗涤效果，你认为他这样做合适吗？为什么？洗涤效果，你认为他这样做合适吗？为什么？酶的种类酶的种类温度温度不适合。因为丝绸面料属于蛋白质成分，加酶洗衣粉会分不适合

17、。因为丝绸面料属于蛋白质成分，加酶洗衣粉会分解破坏丝绸。解破坏丝绸。相同且适宜相同且适宜【题组训练题组训练】某同学某同学进进行温度行温度对对酶酶活性影响的研究，活性影响的研究，设计设计了如下了如下实验实验： 实验实验步步骤骤： 取三支取三支试试管，分管，分别别加入加入质质量分数量分数为为3的可溶性淀粉溶液。的可溶性淀粉溶液。 将将试试管分管分别别放在放在25、60的水中和冰的水中和冰块块中，在三支中，在三支试试管中管中分分别别加入加入质质量分数量分数为为2的淀粉的淀粉酶酶溶液，两支溶液，两支试试管中的管中的pH=68，第，第三支三支试试管中的管中的pH=4，摇摇均后均后维维持各自温度持各自温度

18、5min。 在三支在三支试试管中各滴管中各滴1滴碘液，并滴碘液，并摇摇均。均。 观观察并察并记录记录：(略略) 结论结论：温度：温度过过高或高或过过低都影响低都影响酶酶的活性。的活性。 请请回答：回答： (1)该实验该实验能否得出上述能否得出上述结论结论? 。 (2)指出步指出步骤骤中不正确之中不正确之处处并在此基并在此基础础上加以上加以纠纠正或正或补补充相充相应应的内的内容。容。 。试试管上没管上没贴标签贴标签，应贴标签应贴标签1，2 , 3； 步步骤骤中加入中加入试试管中的两种溶液管中的两种溶液应应有量的的描述有量的的描述“适宜等量适宜等量” 实验组实验组与与对对照照组组末遵循末遵循单单一

19、一变变量原量原则则，pH应应都都为为68。不能不能 【变变式式训练训练】下表是某同学探究温度对果胶酶活性的实验结果。该结果不能说明()A.温度影响果胶酶的活性B40与60时酶的活性相等C50是该酶的最适温度D若温度从10升高到40，酶的活性将逐渐增强C【变变式式训练训练】下面3图是研究人员对黑曲霉A，果胶酶性质的研究结果，据图分析温度、pH和Ca2+浓度等与酶活力的关系。(1)从图上可以看出，对酶活力影响最小的是。(2)这三个图的共同点说明。(3)若探究温度对黑曲霉A：果胶酶活力的影响，则在该实验中，实验组和对照组的：pH及Ca2+浓度是否进行调节?。若需用调节，则pH及Ca2+浓度分别调节到

20、和。其原因是。Ca2+浓浓度度 在最适条件下，酶活力最高在最适条件下，酶活力最高需要需要4， 1遵循单一变量原则，无关变量相同且适宜遵循单一变量原则，无关变量相同且适宜 例例实验实验探究探究pH对对酶酶活性的影响：准活性的影响：准备备5支含有等量支含有等量酶酶溶液但溶液但pH各各不相同的不相同的试试管，每支管，每支试试管加管加1块块1 cm3的正方体凝固蛋白的正方体凝固蛋白质质，试试管均置管均置于于25室温条件下，将各室温条件下，将各试试管蛋白管蛋白质质消失的消失的时间记录时间记录于下表：于下表：(1)酶酶活性最活性最强强时时的的pH是是(2)蛋白蛋白质块质块消失的消失的时间时间与与酶酶活性活

21、性强强弱的关系是弱的关系是 (3)请请用用2种方法改种方法改进实验进实验使使实验实验在更短的在更短的时间时间内完成内完成；(4)在人体消化道中，能分泌本在人体消化道中，能分泌本实验实验中中酶酶的部位是的部位是_。胃胃 2酶活性越强，蛋白质块消失的时间越短酶活性越强，蛋白质块消失的时间越短增加酶的量增加酶的量将凝固蛋白质块切碎将凝固蛋白质块切碎 例例题题1 下列下列验证验证某种加某种加酶酶洗衣粉，需要的最适温度洗衣粉，需要的最适温度实验实验，正确的，正确的是是 ( )。 A. 取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入相同的取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入相同的污污物及等物及等量加量加酶酶

22、洗衣粉，看哪一个温度中洗衣粉，看哪一个温度中酶酶的效果最好的效果最好 B在不同温度的水中，加入相同的在不同温度的水中，加入相同的污污物及不等量洗衣粉，看哪物及不等量洗衣粉，看哪种效果好种效果好 C将加将加酶酶洗衣粉加入洗衣粉加入30水中的洗水中的洗涤涤效果没有效果没有45水中的好，水中的好，说说明明45为为最适温度最适温度 D将加将加酶酶洗衣粉与普通洗衣粉分洗衣粉与普通洗衣粉分别别加入加入37的水中洗的水中洗涤涤同同样样的的污污物，物，发现发现加加酶酶洗衣粉效果好，洗衣粉效果好，说说明加明加酶酶洗衣粉的最适温度洗衣粉的最适温度为为37A 变变式式训练训练. 生物生物兴兴趣小趣小组进组进行了行了

23、“加加酶酶洗衣粉最适温度的洗衣粉最适温度的测测定定”实实验验。下表是他。下表是他们记录们记录的不同温度除去的不同温度除去污渍污渍所需所需时间对时间对照表，照表，请请依据依据表中数据作答：表中数据作答：(1)要达到最佳洗要达到最佳洗涤涤效果，使用加效果，使用加酶酶洗衣粉的最适宜温度洗衣粉的最适宜温度范范围围是是 。(2)在适宜温度范在适宜温度范围围内，加内，加酶酶洗衣粉洗衣粉对对衣物上的衣物上的 洗洗涤涤效果最效果最佳，佳，对对 的洗的洗涤涤效果最差，其原因是效果最差，其原因是 。(3)羊毛、蚕羊毛、蚕丝丝等等织织物物 (填填“能能”或或“不能不能”)用加用加酶酶洗衣粉洗衣粉洗洗涤涤，因，因为为

24、 。(4)加加酶酶洗衣粉与普通洗衣粉相比，其洗衣粉与普通洗衣粉相比，其优优点是点是( )。去去污污能力能力强强 能能长长期存放期存放 不受不受环环境因素的影响境因素的影响 不不污污染染环环境境A B C D5060奶渍奶渍蓝墨水蓝墨水奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪，加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶，只能将蛋白质和奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪，加酶洗衣粉主要含有蛋白酶和脂肪酶，只能将蛋白质和脂肪等有机物水解，而难使蓝墨水水解脂肪等有机物水解，而难使蓝墨水水解不能不能因为羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使因为羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白质

25、水解，使织物受到破坏蛋白质水解，使织物受到破坏C1. 下面是探索影响下面是探索影响酶酶活性的条件的两个活性的条件的两个实验实验。在研究温度在研究温度对对凝乳凝乳酶酶催化乳汁凝固的影响催化乳汁凝固的影响实验实验中，某同学中，某同学进进行了如下操作：行了如下操作：取取6支支洁净洁净的的试试管，管，编编上号，并且分上号，并且分别别注入注入2mL新新鲜鲜乳汁。乳汁。 将将6支支试试管中分管中分别别放入不同水浴温度下，放入不同水浴温度下，维维持各自的温度持各自的温度5min。 在在6支支试试管中各注入管中各注入1mL新新鲜鲜凝乳凝乳酶酶溶液，溶液，摇摇匀后，在各自的水浴温度下保温。匀后，在各自的水浴温度

26、下保温。观观察察记录记录凝乳所需凝乳所需时间时间。结结果如下表所示。果如下表所示。请回答：(1)将装有凝乳酶和新鲜乳汁的A、F两支试管在各自的水浴温度下保温20分钟后，同时转入40的水浴温度下保温，两支试管内的反应为：A。F。(2)根据以上所有实验结果的分析，可以得出哪些实验结论?。乳汁凝固速度加快乳汁凝固速度加快乳汁不凝固乳汁不凝固受上述实验的启发，某同学设计了一个在室温20条件下，证明影响加酶洗衣粉洗涤效果的实验方案。实验材料和用具：(略)实验方法和步骤：取3个洁净的500mL的烧杯，编号为A、B、C。向3个烧杯中加入等量的加酶洗衣粉和等量的清水。各加一小块质地相同，污渍程度相同的白布。向

27、3个烧杯分别加入适量的、等量的蒸馏水、质量分数为5的盐酸、质量分数为5的氢氧化钠溶液。用玻璃棒均匀搅拌5分钟后观察洗涤效果。该实验步骤最佳的实验步骤应该是：。该实验方法最应该注意的是：。使酶在催化时即已经处于预设的温度下使酶在催化时即已经处于预设的温度下【教材回扣教材回扣】在课前时间通过阅读教材、同学交流和讨论，在课前时间通过阅读教材、同学交流和讨论，完成下列问题，并初步巩固。完成下列问题，并初步巩固。一、课题背景一、课题背景【活动活动1】阅读教材阅读教材 “课题背景课题背景”，讨论并回答下列问题：，讨论并回答下列问题：1（记忆）在应用酶的生产中，人们遇到的实际问题有：酶受环（记忆）在应用酶的

28、生产中，人们遇到的实际问题有：酶受环境条件影响而境条件影响而 ；酶分子很难回收利用而；酶分子很难回收利用而 ；酶；酶分子混合在产物中而分子混合在产物中而 。2（记忆）固定化酶（细胞）的原理：将酶（细胞）固定在（记忆）固定化酶（细胞）的原理：将酶（细胞）固定在 。使酶（细胞）既能。使酶（细胞）既能 ，又能，又能 ，还可以还可以 利用。利用。【开拓视野】固定化酶和固定化细胞的技术发展发展阶段发展阶段优点优点问题问题酶酶催化效率高，低能耗低污染，催化效率高，低能耗低污染，应用广泛应用广泛对环境敏感易失活，很难回收，对环境敏感易失活，很难回收，影响质量。影响质量。固定化酶固定化酶既能与底物反应，又能分

29、离回既能与底物反应，又能分离回收利用收利用很多产物是由多种酶催化形成的，很多产物是由多种酶催化形成的，应用受限应用受限固定化细固定化细胞胞成本低，操作更容易成本低，操作更容易细胞具有一定寿命，形成其他产细胞具有一定寿命，形成其他产物物容易失活容易失活提高生产成本提高生产成本影响产品质量影响产品质量不溶于水的载体上不溶于水的载体上与反应物接触与反应物接触与产物分离与产物分离被反复被反复 二、知识理解识记二、知识理解识记【活动活动2】阅读教材阅读教材 “固定化酶的应用实例固定化酶的应用实例”，讨论并回答，讨论并回答下列问题：下列问题：1 1（记忆）高果糖浆的生产原理是：（记忆）高果糖浆的生产原理是

30、：2（理解）在生产高果糖浆过程中，将（理解）在生产高果糖浆过程中，将 固定在固定在 状状载体上，并装入到反应柱中。从反应柱上端注入载体上，并装入到反应柱中。从反应柱上端注入 溶液，从溶液，从下端流出果糖溶液。下端流出果糖溶液。包埋法包埋法化学结合法化学结合法吸附法吸附法葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶颗粒颗粒葡萄糖葡萄糖例题右例题右图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答： （1 1）请请在横线上填出各标号名称）请请在横线上填出各标号名称。_；_； _。（2 2）与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是）与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点是_和和_。（3 3）的作

31、用是的作用是_（4 4）制作固定葡萄糖异构酶所用的方式有）制作固定葡萄糖异构酶所用的方式有_或或_ _。 （5 5）据图据图说出说出反应柱反应柱的作用原理的作用原理 。葡萄糖葡萄糖果糖果糖反应柱反应柱固定化酶固定化酶分布着小孔的筛板分布着小孔的筛板既能与反应物接触，又能与反应物分离既能与反应物接触，又能与反应物分离能被反复能被反复利用利用酶颗粒无法通过筛板上的小孔，反应溶液可自酶颗粒无法通过筛板上的小孔，反应溶液可自由出入由出入物理吸附物理吸附包埋包埋反反应应物物溶溶液液从从反反应应柱柱上上端端注注入入，使使反反应应物物溶溶液液流流过过反反应应柱柱，与与固固定定化化酶酶接接触触，得得到到产产物

32、物，从从反应柱下端流出。反应柱下端流出。（一） 吸附法 离子键作用将酶固定在载体上。离子键作用将酶固定在载体上。载体：载体： 纤维素、多孔玻璃纤维素、多孔玻璃优点：优点：操作简单，条件温和操作简单，条件温和缺点缺点：易脱落，污染产物。易脱落，污染产物。 （二）化学结合法（交联法）（二）化学结合法（交联法）戊二醛将戊二醛将酶和载体之间以共价键交联酶和载体之间以共价键交联优点优点：牢固：牢固缺点缺点：戊二醛可能影响酶活性：戊二醛可能影响酶活性（三）（三）包埋法包埋法将酶包将酶包埋埋于多于多孔载孔载体中体中载载体体：海藻酸钠海藻酸钠、硝酸纤维素。、硝酸纤维素。类类型型：网格包网格包埋、埋、微胶囊包埋

33、。微胶囊包埋。优点：优点：温温和、很少改变酶和、很少改变酶结构结构缺点：缺点：只适合小分子底只适合小分子底物和物和产物；酶可能漏出产物；酶可能漏出【 “生物技术实践生物技术实践”模块模块】（10分）分）固定化酶是从固定化酶是从20世纪世纪60年代迅速发展起来的一种技年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，术。东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂即采用戊二醛作交联剂（使酶相互连接），（使酶相互连接），海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行

34、了探究。下图显示的是部分研究结果（注：酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率，包括探究。下图显示的是部分研究结果（注：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），分析并酶活性和酶的数量），分析并 （1）固定化酶技术是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使）固定化酶技术是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使酶能与酶能与 接触，又能与接触，又能与 分离，固定在介质上的酶还能分离，固定在介质上的酶还能 。常。常见的酶固定化的方法有多种：如对本题的小麦酯酶使用了见的酶固定化的方法有多种：如对本题的小麦酯酶使用了 和和 ，在，在“淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检

35、测淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”这一实验中，这一实验中，淀粉酶固定在淀粉酶固定在石英砂上，使用了右图中石英砂上，使用了右图中 （2）从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结）从对温度变化适应性和应用范围的角度分析，甲图所示结果可以得出的结论是论是 。（3）乙图曲线表明浓度为）乙图曲线表明浓度为 的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度的海藻酸钠包埋效果最好，当海藻酸钠浓度较低时，酶活力较低原因是较低时，酶活力较低原因是 。（4）固定化酶的活力随使用次数的增多而下降固定化酶的活力随使用次数的增多而下降，由丙图可知，由丙图可知，固定化酯酶一般固定化酯酶一般可重复使用可重

36、复使用 次，酶活力明显下降。次，酶活力明显下降。浓度较低时包埋不紧密，酶易漏出，数量不足浓度较低时包埋不紧密，酶易漏出，数量不足反应物反应物产物产物反复利用反复利用交联法交联法包埋法包埋法固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强，故应用范围较广固定化酯酶比游离酯酶对温度变化适应性更强，故应用范围较广3%3%3 3【活动活动3】阅读教材阅读教材P50“固定化技术的方法固定化技术的方法”，讨论并回答下列问，讨论并回答下列问题：题：1（记忆）将酶和细胞固定化方法（记忆）将酶和细胞固定化方法 、 法和法和 法。法。2（理解）酶和细胞的固定方法和特点比较（理解）酶和细胞的固定方法和特点比较固定对象固定对

37、象酶酶细胞细胞适宜方法适宜方法特点特点 3（理解）对固定酶的作用影响较小的固定方法是（理解）对固定酶的作用影响较小的固定方法是 法。法。【思考思考1】若将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的若将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定酶反应，应当固定 ；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定 （酶、细胞）。（酶、细胞）。4（记忆）固定细胞时应当选用不溶于水的（记忆）固定细胞时应当选用不溶于水的 载体材料，如载体材料，如 、 、 、 和聚丙烯酰胺等。和聚丙烯酰胺等。化学结合法、物理吸附法化学结合法、物理吸附法包埋法包埋法体积小，固定一种酶。体积

38、小，固定一种酶。包埋法容易丢失包埋法容易丢失体积大，固定一系列酶。难以体积大，固定一系列酶。难以化学结合和吸附化学结合和吸附包埋法包埋法 化学结合化学结合物理吸附物理吸附物理吸附物理吸附细胞细胞多孔性多孔性明胶、明胶、琼脂糖琼脂糖海藻酸钠海藻酸钠醋酸纤维素醋酸纤维素三、实验操作三、实验操作【活动活动4】阅读教材阅读教材“制备固定化酵母细胞制备固定化酵母细胞”，讨论并回答下列问，讨论并回答下列问题：题：1（记忆）活化酵母细胞：（记忆）活化酵母细胞：1g干酵母干酵母10mL蒸馏水蒸馏水50mL烧杯烧杯搅拌均匀搅拌均匀放置放置1h使之使之活活化化（即：（即：将处于将处于休眠休眠状态的微生物重新恢复状

39、态的微生物重新恢复正常生活正常生活状态的过程）状态的过程）2（记忆）配制（记忆）配制CaCl2溶液：溶液：0.83gCaCl2150mL 200mL烧杯烧杯溶解备用。溶解备用。3（记忆）配制海藻酸钠溶液：（记忆）配制海藻酸钠溶液：0.7g海藻酸纳海藻酸纳10mL水水50mL烧杯烧杯酒精灯酒精灯 火（或间断）加火（或间断）加热，并不断搅拌使之溶化热，并不断搅拌使之溶化 定容到定容到10mL。4（记忆）海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将海藻酸钠溶液冷（记忆）海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合：将海藻酸钠溶液冷却至却至 ，加入活化酵母细胞液，搅拌后吸入到，加入活化酵母细胞液，搅拌后吸入到 中。中。5（记忆）

40、固定酵母细胞：将注射器中的混合液（记忆）固定酵母细胞：将注射器中的混合液缓慢缓慢滴加滴加到到 溶液中，形成溶液中，形成 状颗粒，并且状颗粒，并且浸泡浸泡一段时间，一段时间，目的：以便目的：以便形成稳定的机构形成稳定的机构。蒸馏水蒸馏水小小蒸馏水蒸馏水室温室温注射器注射器CaClCaCl2 2凝胶珠凝胶珠小组讨论小组讨论1 1什么叫活化？如何实现酵母细胞的什么叫活化？如何实现酵母细胞的 活化活化? ?小组讨论小组讨论2 2配制海藻酸钠溶液应该注意的是什么？配制海藻酸钠溶液应该注意的是什么？小组讨论小组讨论3 3为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞

41、？防止高温杀死酵母细胞。防止高温杀死酵母细胞。加入蒸馏水让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程。加入蒸馏水让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程。微火加热并不断搅拌防止海藻酸钠焦糊。微火加热并不断搅拌防止海藻酸钠焦糊。小组讨论小组讨论4 4如何通过凝胶珠的特点来判断细胞固定化是否成功？如何通过凝胶珠的特点来判断细胞固定化是否成功？小组讨论小组讨论5 5如何检测凝胶珠质量是否合格？如何检测凝胶珠质量是否合格？【活动活动5】阅读教材阅读教材P50“固定化酵母细胞的发酵固定化酵母细胞的发酵”，讨论并回，讨论并回答下列问题：答下列问题：1（记忆）将固定的酵母细胞凝胶珠用（记忆）将固

42、定的酵母细胞凝胶珠用 冲洗冲洗23次。次。2（记忆）（记忆）150mL10葡萄糖固定化酵母细胞葡萄糖固定化酵母细胞200mL锥锥形瓶形瓶 25发酵发酵24h。【思考思考2】发酵过程中锥形瓶为什么要密封？发酵过程中锥形瓶为什么要密封？ 【思考思考3】在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作码？中，需要无菌操作码？ 3根据以上设计，绘出酵母细胞的固定化及其酒精发酵的流根据以上设计，绘出酵母细胞的固定化及其酒精发酵的流程图：程图：蒸馏水蒸馏水酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件需要，反复使用时要避免微生物污染需要，反复使用时

43、要避免微生物污染密封密封目的：除去凝胶珠上附着的电解质。目的：除去凝胶珠上附着的电解质。思考思考4锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？思考思考5在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作吗？需要无菌操作吗？酵母菌进行无氧呼吸产生的。酵母菌进行无氧呼吸产生的。需要需要( )1( )1高果糖高果糖浆浆生生产产需要的需要的酶酶是是 A A葡萄糖异构葡萄糖异构酶酶 B B蔗糖蔗糖酶酶 C C麦芽糖麦芽糖酶酶 D D果糖果糖酶酶( )2( )2下列关于固定化下列关于固定化酶酶中用到的反中用到的反应应柱的理解中。正确

44、的是柱的理解中。正确的是 A A反反应应物和物和酶酶均可自由通均可自由通过过反反应应柱柱 B B反反应应物和物和酶酶均不能通均不能通过过反反应应柱柱C C反反应应物能通物能通过过，酶酶不能通不能通过过 D D反反应应物不能通物不能通过过，酶酶能能够够通通过过 ( )3.( )3.如果反如果反应应物是大分子物物是大分子物质质，采用那种方法催化受限制，采用那种方法催化受限制A A直接使用直接使用酶酶 B B使用化学方法使用化学方法结结合的合的酶酶C C使用固定化使用固定化细细胞胞 D D使用物理吸附法固定的使用物理吸附法固定的酶酶( )4( )4固定化固定化细细胞常用包埋法固定，原因是胞常用包埋法

45、固定，原因是A A包埋法固定操作最包埋法固定操作最简简便便 B B包埋法包埋法对对酶酶活性的影响最小活性的影响最小C C包埋法固定具有普遍性包埋法固定具有普遍性 D D细细胞体胞体积积大，大，难难以被吸附或以被吸附或结结合合( )5( )5下列不属于固定化下列不属于固定化酶酶在利用在利用时时的特点的是的特点的是 A A一种固定化一种固定化酶酶一般不能催化一系列一般不能催化一系列酶酶促反促反应应 B B有利于有利于酶酶与与产产物分离，提高物分离，提高产产物品物品质质C C能自由出入依附的能自由出入依附的载载体体 D D酶酶是催化是催化剂剂，但固定化，但固定化酶酶也不可永也不可永远远利用利用( )

46、6( )6、下列关于固定化、下列关于固定化酶酶技技术说术说法中，正确的是法中，正确的是A A固定化固定化酶酶技技术术就是固定反就是固定反应应物，物，让让酶酶围绕围绕反反应应物旋物旋转转的技的技术术B B固定化固定化酶酶的的优势优势在于能催化一系列的在于能催化一系列的酶酶促反促反应应 C C固定化固定化酶酶中的中的酶酶无法重复利用无法重复利用 D D固定化固定化酶酶是将是将酶酶固定在一定空固定在一定空间间的技的技术术( )7( )7、目前，、目前，酶酶应应用中所面用中所面临临的的实际问题实际问题的是的是 A A酶酶通常通常对对强强酸、酸、强强碱、高温非常敏感，但碱、高温非常敏感，但对对有机溶有机

47、溶剂剂不敏感不敏感B B酶酶的的结结构比构比较稳较稳定，所以催化功能很高定，所以催化功能很高C C酶酶用于生用于生产时产时可能会混在可能会混在产产物中，影响物中，影响产产品品质质量量 D D直接用于生直接用于生产产中的中的酶酶可以多次利用可以多次利用( )8.( )8.固定化固定化细细胞胞对对酶酶的活性影响最小，根本原因是的活性影响最小，根本原因是A A避免了避免了细细胞破碎、胞破碎、酶酶的提取的提取纯纯化化过过程程 B B固定化固定化细细胞在多种胞在多种酶酶促反促反应应中中连续发挥连续发挥作用作用C C促化反促化反应结应结束后，能被吸收和重复利用束后，能被吸收和重复利用D D细细胞胞结结构保

48、构保证证了各种了各种酶酶在在细细胞内化学反胞内化学反应应中有效的中有效的发挥发挥作用作用( )9( )9、 使用固定化使用固定化酶酶的的优优点是点是 A A有利于增加有利于增加酶酶的活性的活性 B B有利于有利于产产物的物的纯纯化化 C C有利于提高反有利于提高反应应速度速度 D D有利于有利于酶酶发挥发挥作用作用( )10.( )10.酶酶的固定方式不包括的固定方式不包括A.A.将将酶酶吸附在吸附在载载体表面上体表面上 B B将将酶酶相互相互连连接起来接起来 C C将将酶酶包埋在包埋在细细微网格里微网格里 D D将将酶酶加工成固体加工成固体( )11.( )11.使用固定化使用固定化细细胞的

49、胞的优优点是点是A.A.能催化大分子物能催化大分子物质质的水解的水解 B B可催化一系列化学反可催化一系列化学反应应 C C与反与反应应物易接近物易接近 D D有利于有利于酶酶在在细细胞外胞外发挥发挥作用作用( )13( )13研究研究认为认为，用固定化，用固定化酶酶技技术处术处理理污污染物是很有前途的，如将大染物是很有前途的，如将大肠肠杆菌得到的三杆菌得到的三酯酯磷酸磷酸酶酶固定到尼固定到尼龙龙膜上制成制膜上制成制剂剂，可用于降解残留在，可用于降解残留在土壤中的有机磷土壤中的有机磷农药农药，与微生物降，与微生物降 解相比，其作用不需要适宜的解相比，其作用不需要适宜的 A A温度温度 B B酸

50、碱度酸碱度 C C水分水分 D D营营养养某同学，欲制备固定化酵母细胞（某同学，欲制备固定化酵母细胞（包埋法包埋法）进行葡萄糖溶液发酵）进行葡萄糖溶液发酵(1)(1)该实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程为：该实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程为： 使干酵母与蒸馏水混合并搅拌，使酵母菌活化；使干酵母与蒸馏水混合并搅拌，使酵母菌活化； 将无水将无水CaCl2CaCl2，溶解在蒸馏水中，配成，溶解在蒸馏水中，配成CaCl2CaCl2溶液；溶液； 用酒精用酒精灯大火连续加热配制海藻酸钠溶液；灯大火连续加热配制海藻酸钠溶液； 向刚溶化好的海藻酸钠溶液向刚溶化好的海藻酸钠溶液中加入已活化的酵母细胞

51、，充分中加入已活化的酵母细胞，充分 搅拌并混合均匀；搅拌并混合均匀； 将与酵母混匀的海藻酸钠液滴加到将与酵母混匀的海藻酸钠液滴加到CaCl2CaCl2溶液中，观察凝胶溶液中，观察凝胶 珠珠形成。请你改正其中错误的操作：形成。请你改正其中错误的操作： 。(2)(2)该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵 图中图中a a为为 b b是反应柱。是反应柱。 从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是 。 为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复运用，实验 过

52、过程一定要在程一定要在 条件下进行。条件下进行。 加入反应液后的操作是加入反应液后的操作是关闭关闭活塞活塞l l和活塞和活塞2 2。 装置的长导管起到什么作用装置的长导管起到什么作用? ? 。葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡无菌无菌释放释放CO2CO2；防止空气中的杂菌进入反应柱；防止空气中的杂菌进入反应柱配制氯化钙溶液时用蒸馏水配制氯化钙溶液时用蒸馏水配制海藻酸钠溶液用小火或间断加热配制海藻酸钠溶液用小火或间断加热待海待海藻酸钠溶液冷却至常温再加入已活化的酵母细胞藻酸钠溶液冷却至常温再加入已活化的酵母细胞将与酵母细胞混匀的海藻酸钠将与酵母细胞混匀的海藻酸钠溶液用注射器滴加到配制好的溶液用注射器滴加到配制好的CaCl2CaCl2溶液中溶液中 固定化酵母细胞固定化酵母细胞