9-2专题九_第二讲_酶的应用和生物技术在其他方面的应用
专题九第二讲酶的应用和生物技术在其他方面的应用
高频考点·命题示例
第2讲
(4)探究果胶酶的最适用量时，所测出的最适用量是指在本实验 的 温度 、 pH 等条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标 明 温度 和 pH 。
本
讲 (5)探讨加酶洗衣粉的最适温度要根据生活中的实际情况，合理
栏
目 设置 温度梯度 。
开
关 (6)在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果条件，还要 考虑到酶的 专一性 和 洗涤成本 的问题。
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第2讲
[关键处填充]
分解纤维素和果胶，易于榨取果汁
本
讲
温度、pH、酶的抑制剂等
栏
目 蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等 开
关 普通洗衣粉与加酶洗衣粉、加酶洗衣粉
不同温度控制、加酶洗衣粉的不同种类
一种酶，只催化一种或一类化学反应
一系列酶
专题九第二讲酶的应用和生物技术 在其他方面的应用
本 知，海藻酸钠浓度约为 3%时，酶活力最高；由图丙可知，固
讲 栏
定化小麦酯酶使用 3 次后，若继续使用则其酶活力明显下降；
目 一般来说，酶的固定适合采用化学结合法、物理吸附法，细胞
开Hale Waihona Puke 关 的固定适合采用包埋法。
答案 D
专题九第二讲酶的应用和生物技术 在其他方面的应用
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第2讲
3.1970 年，特明和巴尔的摩证实 RNA 病毒能以 RNA 为模板 合成 DNA，并发现了催化此过程的酶。下图为形成 cDNA 的过程和 PCR 扩增过程示意图。请据图回答下面的问题：
目
开 关
(2)探究不同温度(或 pH)对酶活性的影响时， 温度(或pH)
作为自变量，通常通过设置合理的梯度 来确定最适值。最适
第二讲酶的应用和生物技术在其他方面的应用
解析：溶化的海藻酸钠应冷却至室温后与活化的酵母菌混合，A项错误。
海藻酸钠与酵母菌混合液应滴入CaCl2溶液中，以制备凝胶珠；凝胶珠 用蒸馏水冲洗2～3次后，可转移到发酵装置中；搅拌可使酵母菌与培养
液充分接触，有利于发酵的顺利进行，故B、C、D三个选项正确。
答案：BCD
3．(2007· 山东理综，34)乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注。利
3．探究最适温度时，pH为无关变量，探究最适pH时，温度最好为最 适温度。 4．探究果胶酶的最适用量时，所测出的最适用量指在本实验的温度、 pH等条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标明温度和pH。 5．探讨加酶洗衣粉的最适温度要根据生活中的实际情况，合理设置温 度梯度。 6．在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果条件，还要考虑到酶 的专一性和洗涤成本的问题。
植物油
牛奶 浆糊
225
200 143
110
103 99
98
70 65
78
42 31
49
11 21
35
34 6
22
49 34
46
91 97
109
100 148
使用不同温度的水 。 由上表可知，在洗涤含不同污染物的衣物时要___________________ (2)从生物体中提取出的酶首先要检测___________ 酶的活性 ，以便更好地将酶应 用于实践。 (3)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快 溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用，请说明这是否运用了酶的固 定化技术及其理由。 未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能 ______________________________________________________________ 重复利用 。 __________
酶在生物技术领域的应用
利用酶的生物活性检测环境中的有害物质和污染物，为环保监测提 供科学依据。
04
酶在生物技术领域的前景 和挑战
酶在生物技术领域的发展前景
酶在生物燃料生产中的应用
通过酶促反应，将生物质转化为燃料， 如乙醇和生物柴油，具有高效、环保 的优点。
酶在制药工业中的应用
酶可用于合成复杂的药物分子，以及 加速药物的筛选和开发过程。
酶的量产问题
目前酶的生产成本较高，限制了其在某些领 域的应用。
酶的安全性问题
某些酶可能存在安全风险，如致敏性或毒性， 需要进一步研究和评估。
THANKS
感谢观看
生物合成
酶能够催化生物大分子的合成，如蛋 白质、核酸和多糖等，为生物制品的 生产提供有效手段。
酶在生物技术领域的应用领域
食品工业
酶在食品加工过程中用于水解 、糖化、发酵等环节，提高食
品质量和口感。
制药工业
酶在药物生产过程中用于蛋白质的 分离纯化、药物的合成与修饰等环 节，提高药物疗效和安全性。
环保领域
酶与底物结合的特异性决定了 其催化的专一性，这也是酶在 生物技术领域应用的重要基础 。
02
酶在生物技术领域的应用 概述
酶在生物技术领域的重要性
生物催化
生物转化
酶是生物体内天然存在的催化剂，具有高 效、专一和可调控的特性，能够加速生物 体内的化学反应，提高物质转化效率。
酶能够催化有机物质之间的相互转化， 实现废物资源化利用，降低环境污染。
酶能够催化有机废物的分解和 转化，降低环境污染，促进生 态平衡。
农业领域
酶在农业领域用于植物生长调 节、农药降解等方面，提高农
作物产量和品质。
高考生物二轮、三轮复习课件 专题九第二讲
二、植物的组织培养技术
重温高考经典
2.下列有关植物的组织培养技术的叙述，正确的是 ①外植体可以来自于植物的任何细胞 ②愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞 (2011· 江苏， 16A) ③ 二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株 (2011· 江苏， 16B) ④以花粉作为外植体可得到单倍体植株 (2011· 上海，22C) ( ) (2011· 上海卷 22A)
解析 (1)探究温度对酶活性的影响时，自变量应为温度。由
表格可知，清除不同污染物时所需的最适温度不同，因此洗 涤含不同污染物的衣物时应选用不同温度的水。 (2)只有酶 具有活性才能将酶应用于实践。 (3)固定化酶需要把酶固定 在一定载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离， 可以反复利用，本题中未运用固定化酶技术。
A．①，②⑧⑥⑦③⑨，④ B．①，②⑧⑥⑦③⑨，⑤ C．①，⑥②⑨⑧③⑦，⑤ D．①，②⑨⑧⑥⑦③，④
解析
植物组织培养依据的原理是细胞的全能性。培养过程
是：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织， 然后再分化成根、芽，最终形成植物体。影响植物细胞脱分 化产生愈伤组织的一个重要因素是植物激素，当细胞分裂素 与生长素比例适中时，能强烈地刺激愈伤组织的形成。
答案
①⑤⑧
回归命题本源 1． 酶对强酸、 强碱、 高温和有机溶剂等条件反应敏感， 容易 失活 。 2．蛋白酶催化水解 蛋白质 ，而油渍属于 脂质 ，用含该蛋白酶 的洗衣粉无法去除油渍。 3． 固定化酶和固定化细胞技术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 吸附法。 4．采用固定化酶(固定化细胞)技术可使酶能够被 反复利用 、 和物理
温馨提示 ①植物组织培养常用 MS 培养基。 ②植物激素(生长素、细胞分裂素)对培养有较大影响。
酶在生物医学中的应用
酶在生物医学中的应用酶是一种能够催化化学反应，加速生物体代谢的生物催化剂，它在生物医学领域中具有重要的应用价值。
本文将探讨酶在生物医学中的应用，包括其在医疗、生命科学和环境保护领域的应用。
一、酶在医疗领域的应用酶在医疗领域中的应用非常广泛。
在临床检测中，酶可以用于检测各种疾病的标志物，例如血糖酸激酶可以用于检测糖尿病，肝脏酶可以用于检测肝脏疾病。
此外，酶还可以用于制药工艺中的药物合成和纯化。
例如，青霉素合成的过程中需要用到酶催化反应，酶稳定性和高催化效率使得它在药物合成中得到广泛应用。
二、酶在生命科学领域的应用在生命科学领域中，酶的应用主要体现在分子生物学、基因工程和蛋白质工程等方面。
在分子生物学中，酶可以用于DNA重组和测序等技术中。
例如，限制性内切酶可以用于切割DNA分子，DNA聚合酶可以用于扩增DNA分子，并且聚合酶链反应（PCR）还可以用于DNA的快速扩增。
在基因工程领域中，酶可以用于构建基因表达系统以及基因克隆。
例如，质粒DNA构建中常用的限制性内切酶可以用于切割DNA分子，以便于进行基因表达和转染，通过酶切解决DNA片段的缺口或者黏合，最终实现基因水平的操作。
在蛋白质工程领域中，酶可以被用来改变蛋白质的结构和功能。
例如，蛋白质合成的过程中，特定的酶可以被用来抽取蛋白质的特定区域或是降解特定部分，从而得到定制化的蛋白质。
三、酶在环境保护领域的应用在环境保护领域中，酶的应用主要是利用酶的稳定性和催化效率，将废水处理成为可回收利用的水资源。
酶可以被使用在制浆造纸、纺织、印染、食品加工和医药制品等行业的废水处理中。
酶对环境的破坏性比化学物质要少，同时处理效率高、成本低，因此它是一种比较理想的环保技术手段。
但是，由于酶在生态系统中的作用机制还存在待扩充和深入研究，因此需要在应用中谨慎考虑。
综上所述，酶在生物医学领域中的应用可谓丰富多样，从医疗、生命科学到环保技术，都能够看到它的身影。
然而，酶应用的研究和实践仍然需要在科技创新和加强交流等方面取得更多的突破和进步，以满足人们对医疗、生命科学和环保技术的不断需求。
生物高考二轮复习专题九 第2讲 酶的应用和生物技术在其他方面的应用(人教版)
第2讲酶的应用和生物技术在其他方面的应用[考纲要求] 1.酶活力测定的一般原理和方法。
2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。
3.植物的组织培养。
4.蛋白质的提取和分离。
5.PCR技术的基本操作和应用。
6.DNA的粗提取与鉴定。
[构建网络]考点一酶的应用1组成本质作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶蛋白质催化果胶分解成为可溶性半乳糖醛酸纤维素酶C1酶、C X酶、葡萄糖苷酶蛋白质2.种类洗涤原理洗涤实例蛋白酶可将蛋白质分解为易溶解或分散于洗涤液中的小分子的肽或氨基酸血渍、奶渍及各种食品中的蛋白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食品的油渍、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[错混诊断]1．相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉( ·江苏，16C)( ×)2．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( ·江苏，3D)( ×) 3．多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层( ·江苏，15D)( ×)4．嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂。
就酶的作用特点而言，室温下先与肉片混匀放置一段时间再炒熟的使用方法最佳( ·广东文基，72D改编)( √)5．用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型的加酶洗衣粉好( ·江苏，3D)( ×) 6．棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤( ·江苏，15C)( ×)题组一探究酶活性的因素1．某同学用实验来探究pH对果胶酶活性的影响。
他准备了5份含有等量果胶酶溶液的试管，用0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液调节至不同的pH，每支试管加五块0.1 cm3的正方体苹果块，试管均置于25 ℃室温条件下。
生物酶的研究和应用
生物酶的研究和应用在生物技术领域中，酶的研究和应用已经成为最热门的领域之一。
酶是生命体系中不可或缺的一部分，它们能够加速化学反应和微调代谢，从而使得机体可以更好的适应环境。
因此，酶在医学、工业、环境保护、生物工程等诸多领域中发挥着重要的作用。
一、酶的分类与特点酶是一种特殊的生物催化剂，它可以加速生物化学反应的速度。
酶据其作用方式不同，可以分为水解酶、氧化酶、还原酶、异构酶等数百种。
酶分子的结构特异性很强，具有高效、高选择性的催化能力。
此外，酶分子本身具有良好的可再利用性，可重复使用。
二、酶在医学中的应用酶在医学领域中有着广泛的应用，比如常见的抗凝药——肝素就是一种酶。
除外，体外的诊断试剂箱、蛋白赖氨酸酶和脱氨酶等酶活性也可以用来确定血清、血浆和尿液中蛋白质的浓度。
此外，肝素类产品可以用于防治血栓形成等疾病，多酶联检测试剂箱用于早期癌症筛查，玄武花糖酶用于糖尿病、及一些特定人群的筛查等。
三、酶在工业中的应用酶作为一种巨大的催化剂，因其具有高效、高选择性和低成本等特点，被广泛用于工业化生产中。
比如乳化酶有提高低脂肪奶生产能力的作用；酪氨酸酶则可用来改善奶源性蛋白质在工业化生产过程中的易分性，使之更容易分离和提取。
此外，显影酶也是生产中必不可少的一种酶，它可以为影像资料提高清晰度。
四、酶在环境保护中的应用随着现代工业快速发展，污染已成为一大问题。
酶因其环境友好、高效性和选择性，被广泛用于环境治理中。
比如，酶在废水处理中可以加速化学反应，降低有毒有害物质的浓度；污水化为蒸馏水后，杀菌酶也可以用于水源处理和循环的保护作用。
此外，酶还可以用于食品加工等领域，调整食品营养口感，增加其食用价值。
五、酶在生物工程中的应用在生物工程领域中，酶被广泛应用于药物开发、新能源研发、精细化工，食品加工等等众多领域。
比如，现代制药技术中就需要大量应用酶，如制取维生素、激素、氨肽、卵清素等；在新能源的研究中，木质素降解酶可以被用来分解生物物质中的木质素，使生物产氢更为高效；在精细化学中，酶可以用于分子加工、催化分解、合成等方面。
考点20 酶的应用和生物技术在其他方面的应用
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考点20 酶的应用和生物技术在其他方面的应用一、选择题1.(2012·江苏高考·T16)下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述,合理的是( )A.先用热水溶解洗衣粉,再将水温调节到最适温度B.实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度C.相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉D.衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果【解题指南】解答本题的关键是明确:(1)温度和pH影响酶的活性。
(2)加酶洗衣粉的作用。
【精讲精析】选B。
具体分析如下:2.(2012·江苏高考·T17)下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述,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【解题指南】解答本题的关键是明确:(1)固定化酶和固定化细胞的常用方法。
(2)固定化酶的应用。
【精讲精析】选C。
吸附法是利用离子键作用、物理吸附等方法,将酶固定在载体上,而化学结合法是利用多功能试剂进行酶与载体之间的交联,从而得到三维的交联网架结构,后者有可能影响酶活性部位,所以A正确。
消化酶是在消化道中起作用的,因此蛋白酶制剂以口服方式给药,故B正确。
尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶、过氧化氢酶和无色的化合物,主要是利用原子氧将某种无色化合物氧化成有色化合物,所以不可以反复使用,因此C错误。
将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗,目的是洗去CaCl2和杂菌,防止CaCl2导致凝胶珠硬度变大,所以D正确。
二、非选择题3. (2012·山东高考·T34)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。
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高频考点·命题示例
第2讲
(4)探究果胶酶的最适用量时， 所测出的最适用量是指在本实验 的 温度 、 pH 等条件下测出的，因而果胶酶的最适用量应标
本 讲 栏 目 开 关
明 温度 和 pH 。 (5)探讨加酶洗衣粉的最适温度要根据生活中的实际情况， 合理 设置 温度梯度 。 (6)在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果条件，还要 考虑到酶的 专一性 和 洗涤成本 的问题。
第2讲
[关键处填充]
分解纤维素和果胶，易于榨取果汁 细胞的全能性
本 讲 栏 目 开 关
温度、pH、酶的抑制剂等
脱分化和再分化
材料、营养、激素、 pH、温度、光照等
蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等 普通洗衣粉与加酶洗衣粉、加酶洗衣粉 不同温度控制、加酶洗衣粉的不同种类 一种酶，只催化一种或一类化学反应
答案 D
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第2讲
3.1970 年，特明和巴尔的摩证实 RNA 病毒能以 RNA 为模板 合成 DNA，并发现了催化此过程的酶。下图为形成 cDNA 的过程和 PCR 扩增过程示意图。请据图回答下面的问题：
本 讲 栏 目 开 关
(1)催化①过程的酶是__________。 (2)③过程也称为 DNA 的变性， 此过程在温度高达 90～95 ℃ 时才能完成，说明 DNA 分子具有________性。 (3)由图中信息分析可知，催化②⑤过程的酶都是________， 两者在作用特性上的区别是__________________。
3.凝胶色谱法的原理是什么？ 提示 根据相对分子质量的大小分离蛋白质。
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[自我诊断]
第2讲
1.某同学进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较” 课题研究。下列叙述错误的是
本 讲 栏 目 开 关
( A )
A.设计对照实验，分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉 B.洗衣粉用量、污渍种类和洗涤温度等无关变量全部相同且 适宜 C.根据相同时间内污渍去除程度的差异得出实验结论 D.根据污渍完全洗净所需时间的差异得出实验结论
第2讲
第 2 讲 酶的应用和生物技术在其他方面的应用
本 讲 栏 目 开 关
[明确考纲要求] 1.酶的应用：(1)酶在食品制造和洗涤等方面 的应用。(2)制备和应用固定化酶。2.生物技术的应用：(1)植 物的组织培养。(2)蛋白质的提取和分离。(3)PCR 技术的基本 操作和应用。
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第2讲
必考点 1
本 讲 栏 目 开 关
酶的应用
1.探寻在酶的实验探究中应注意的问题 (1)实验设计时要遵循 单一变量 和 对照 两大原则， 严格控制
无关变量 。
(2)探究不同温度(或 pH)对酶活性的影响时， 温度(或pH) 作为自变量，通常通过设置合理的梯度 来确定最适值。最适 值是通过比较相同时间内获得的 产量或效果 来确定的。 (3)探究最适温度时，pH 为无关变量；探究最适 pH 时，温 度最好为 最适温度 。
目 开 关
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第2讲
本 讲 栏 目 开 关
A.由图甲可知， 固定化小麦酯酶比游离小麦酯酶对温度变化 的适应性强 B.由图乙可知，用浓度约为 3%的海藻酸钠作为包埋剂效果 最好 C.由图丙可知，固定化小麦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.固定小麦酯酶应直接采用海藻酸钠包埋法
高频考点·命题示例
第2讲
2.比较下表中直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的差异 直接使用酶 酶的
本 讲 栏 目 开 关
固定化酶
固定化细胞
种类 常用 载体 常用 方法
一种或几种
一种
一系列酶
氧化铝、高岭土、 明胶、 琼脂糖、 海 硅胶、二氧化钛、 藻酸钠、 醋酸纤维 硅藻土等 素、 聚丙烯酰胺等
包埋法、化学结合 法、物理吸附法 包埋法
解析 比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果， 设计对照 实验时，应该用蛋白酶洗衣粉和普通洗衣粉进行对照酶是从 20 世纪 60 年代迅速发展起来的一种技术。科 研人员用双重固定法，即采用戊二醛作为交联剂(使酶相互 连接)、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。下图甲、乙、丙 本 讲 为部分研究结果。下列有关叙述，错误的是 ( ) 栏
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解析
第2讲
由图甲可知，在一定范围内，随着温度的升高，固定化
小麦酯酶的酶活力始终比游离小麦酯酶的酶活力高， 故固定化 小麦酯酶比游离小麦酯酶对温度变化的适应性强；由图乙可
本 讲 栏 目 开 关
知，海藻酸钠浓度约为 3%时，酶活力最高；由图丙可知，固 定化小麦酯酶使用 3 次后，若继续使用则其酶活力明显下降； 一般来说，酶的固定适合采用化学结合法、物理吸附法，细胞 的固定适合采用包埋法。
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第2讲
(4)江苏有一道凉菜——白斩鸡，鸡肉嫩而不韧、味美鲜香。在 其加工过程中添加了从木瓜中提取的酶制成的“嫩肉粉”。 下 列关于“嫩肉粉”的叙述中，正确的是
本 讲 栏 目 开 关
(
)
A.“嫩肉粉”可能是通过催化细胞间的纤维素水解而实现 “嫩肉”的 B.与高温蒸煮相比，“嫩肉粉”是通过降低反应的活化能而实 现“嫩肉”的 C.“嫩肉粉”应在蒸煮鸡肉时加入，才能实现“嫩肉” D.“嫩肉粉”是一种化工产品， 不利于人体健康， 实际应用中 能少则少，能无则无
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第2讲
解析
由题图可知，RNA→DNA 为逆转录过程，需要逆转录
酶。②⑤都是 DNA 复制过程，需要 DNA 聚合酶。PCR 扩增
本 讲 栏 目 开 关
使用的某些酶具有耐高温的特性。
答案 (1)逆转录酶
催化⑤过程的酶耐高温
(2)稳定
(3)DNA 聚合酶 (4)B
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蛋白质的各种特性
凝胶色谱法和电泳法 DNA热变性 一系列酶 变性 复性 延伸
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第2讲
[连接处思考] 1.固定化细胞在使用上有什么要求？
提示 因为固定化细胞使用的是活细胞， 因而要定期提供全面
本 的营养物质，供细胞生长、繁殖。 讲 栏 2.影响酶活性的因素有哪些？ 目 开 提示 pH、温度、抑制剂、激活剂等。 关