2017高考生物一轮复习教案：专题27考点二 固定化酶和固定化细胞 含解析 精品

考点二固定化酶和固定化细胞

基础点

1固定化酶

(1)应用实例——果糖生产：葡萄糖异构酶将葡萄糖转化为果糖。

(2)固定化酶技术：将酶固定在颗粒状的载体上，再将酶颗粒装到反应柱内，反应柱底端的孔应满足酶颗粒无法通过而反应溶液可以自由通过。

2固定化细胞技术

(1)概念：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。

(2)方法：包埋法、化学结合法和物理吸附法。

(3)制备固定化酵母细胞的操作流程：酵母细胞的活化→配制0.05 mol/L CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞→冲洗→发酵。

重难点

1制备固定化酵母细胞及用固定化酵母细胞发酵

2直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较

易错警示(1)固定化技术对酶的影响：固定化酶改变了酶的存在状态，不改变酶的特性，因此利用固定化酶仍要严格控制温度、pH 等环境条件，以利于酶发挥作用。

(2)正确理解固定化酶的优点：固定化酶能够连续使用，但不是永久使用。酶是具有生物活性的大分子，因此随着使用次数的增多，酶活性也会降低，如果酶活性降低到一定程度，就会失去使用价值。

1．思维辨析

(1)反应产物对固定化酶的活性没有影响。( )

(2)固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应。( )

(3)从酶的固定方式看，物理吸附法比化学结合法对酶活性影响小。( )

(4)将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl 2和杂菌。( )

(5)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。( )

(6)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。( )

答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)×

2．酶在大规模产业化应用中的核心问题是固定化技术，而酶固定化所依据的基本原理在于酶具有( )

A ．热稳定性

B ．催化高效性

C ．催化特异性

D ．可反复使用性

答案 D

解析 固定化酶是利用物理或化学方法处理水溶性的酶使之变成不溶于水或固定于固相载体的但仍具有酶活性的酶衍生物。在催化反应中，它以固相状态作用于底物，反应完成后，容易与水溶性反应物分离，可反复使用。固定化酶不但仍具有酶的高度专一性和高催化效率的特点，且比水溶性酶稳定，可较长期使用，具有较高的经济效益。

3．下列关于酶和细胞的固定化的叙述不正确的是()

A．酶分子很小，易采用包埋法固定

B．酶分子很小，易采用化学结合法或物理吸附法固定

C．细胞个大，难被吸附或结合

D．细胞易采用包埋法固定

答案 A

解析酶分子很小，易采用化学结合法或物理吸附法固定，故A错误，B正确；细胞个大，难被吸附或结合，易采用包埋法固定，故C、D正确。

4．下列有关固定化酶技术和固定化细胞技术的叙述，不正确的是()

A．固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法

B．因为酶分子比较大，所以固定化酶技术更适合采用包埋法

C．与固定化酶技术相比，固定化细胞制备的成本低，操作更容易

D．反应物如果是大分子物质，应采用固定化酶技术

答案 B

解析固定化酶和固定化细胞的方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法；一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化，这是因为细胞体积大，而酶分子很小，体积大的难以被吸附或结合，而体积小的酶容易从包埋材料中漏出；固定化细胞的优点是成本低，操作更容易，能固定一系列的酶；大分子难以通过细胞膜，应采用固定化酶技术。

酶的固定化

(1)酶的固定化技术的优点：主要解决了酶的回收利用问题。

(2)常用的方法：物理吸附法、化学结合法和包埋法等。

[考法综述]本考点在高考中的考查较少。主要考查固定酶和固定化细胞的方法和比较，试题难度不大。

命题法固定化酶和固定化细胞的方法 1.下列关于固定化酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述中，错误的是()

A．从酶的固定方式看，吸附法比化学结合法对酶活性影响小

B．作为消化酶使用时，蛋白酶制剂以口服方式给药

C．尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶，可以反复使用

D．将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌

答案 C

解析化学结合法可能影响酶的活性部位而影响反应效果，而吸附法是物理方法，不影响酶的分子结构，A正确；消化酶在消化道内起作用，B正确；尿糖试纸由于使用后不能将反应物和酶分开，而不能再次使用，C错误；固定化酵母细胞在凝胶珠中，用无菌水冲洗可洗去CaCl2和表面的杂菌，D正确。

2．酶工程是现代生物工程的重要组成部分。下列有关酶的应用的叙述正确的是() A．酶可以用包埋法固定化，而细胞可用物理吸附法固定化

B．温度和pH对酶的活性影响很大，但因酶具有高效性，所以酶浓度对酶促反应影响不大

C．固定化酶可以被反复利用，但其外包裹物会影响酶与反应物的接触，从而降低反应效率

D．加酶洗衣粉中的酶多是氧化还原酶

答案 C

解析选项A，细胞个大，难以被吸附或结合，多采用包埋法。酶分子很小，容易从包埋材料中漏出，因而适合采用化学结合法和物理吸附法；选项B，在底物足量的条件下，酶的浓度也是影响酶促反应速率的因素；选项D，加酶洗衣粉中添加的酶主要是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。

【解题法】固定化酶和固定化细胞的常用方法

(1)化学结合法：将酶或细胞相互连接起来，或将其结合到载体上。

(2)物理吸附法：将酶或细胞吸附在载体的表面上。

(3)包埋法：将酶或细胞包埋在细微网格里。

上述几种方法也可以并用。一般来说，酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定化，而细胞多采用包埋法固定化。这是因为细胞体积大，而酶分子很小；体积大的细胞难以被吸附或结合，而体积小的酶容易从包埋材料中漏出。